Cuales son los Efectos de la radiación ionizante

Introducción

Los Rayos-X, al igual que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma, son radiaciones de naturaleza electromagnética. En dependencia del efecto que provocan sobre las moléculas se clasifican como radiaciones ionizantes, debido a que al interactuar con la materia producen la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga con una alta reactividad. 

El nombre de rayos-X designa una radiación que no es visible; sin embargo, puede  atravesar cuerpos opacos e imprimir las películas fotográficas. Dichas ondas tienen una longitud de onda entre 0,1-10 nanómetros (nm), correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3 000 pico Hertz (de 50 a 5 000 veces la frecuencia de la luz visible). 

El presente y futuro exige la necesidad de una conciencia y cultura del efecto de las radiaciones a tal punto que en reuniones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) se ha planteado: "La radiología diagnóstica es la causa más importante de exposición humana a fuentes artificiales, también sabemos que el grado de seguridad alcanzado hasta hoy es muy elevado minimizando el riesgo  inevitable  del  paciente y compensándolo con los beneficios de los mismos".(«OMS | Radiaciones ionizantes», s. f.)

Los efectos biológicos de los Rayos X, según la agencia internacional de energía atómica  (IAEA) se clasifican en:

Efectos deterministas

Un efecto determinista es aquél cuya gravedad depende de la dosis de radiación, como por ejemplo “quemaduras” en la piel. La expresión “determinista” se debe a que ocurre con certeza (“determinado”) una vez que se traspasa un umbral de dosis.

Efectos estocásticos

Un efecto estocástico es aquel cuya probabilidad de que aparezca aumenta con la dosis de la radiación pero la gravedad es la misma (no depende de la dosis), por ejemplo el desarrollo de un cáncer. No hay umbral para los efectos estocásticos. La palabra estocástico significa algo que ocurre al azar y es de naturaleza aleatoria.

Los efectos nocivos de los rayos-X son válidos para toda radiación ionizante y se pueden estudiar en fases como las que se presentan a continuación, sin que ello no implique efectos simultáneos.

 Fase de reacción físico-química

Esta fase se puede resumir en una serie de sucesos especialmente referidos a la interacción con el agua, molécula más frecuente en los tejidos. Tales efectos se pueden secuenciar como: 

-Excitación de la molécula que absorbe la energía de la radiación X, seguida de ionización. Ej: radiolisis del agua.

-Generación de productos de ionización con alto contenido en energía, tales como los radicales libres que son muy reactivos. Ej: iones del agua y radicales libres del agua.

-Recombinación y reacciones químicas de radicales libres. Ej: reacción de formación  de dioxígeno (O2), de peróxido de hidrógeno (H2O2).

b)  Fase de reacción bioquímica

 En esta fase, los rayos-X pueden interactuar con cualquier molécula biológica, sobre la cual pueden generarse cambios transitorios o permanentes, tales como: 

• Efectos sobre los enlaces formados por puentes de hidrógeno y disulfuro entre cadenas peptídicas, entre aminoácidos y la estructura cuaternaria de las proteínas. La ruptura de estos puentes genera cambios conformacionales a las proteínas lo cual puede significar una alteración en sus funciones, como es el caso de las enzimas, anticuerpos, receptores, entre otras.
• Efectos sobre los enlaces de los ácidos nucleicos y sobre nucleótidos, de consecuencias variables, lo que puede llegar hasta la mutación genética.
• Efectos sobre las moléculas de lípidos.

c) Fase de efecto biológico

A nivel de estructuras celulares, subcelulares, tejidos y órganos: Se pueden hacer las apreciaciones siguientes: 

• El efecto es variable, dependiendo de la sensibilidad de las células irradiadas (tipo, morfología, estado evolutivo).
• En general, el efecto es más intenso en sistemas de mayor actividad reproductiva, mayor potencia cariocinética y menor diferenciación morfológica y funcional.
• El efecto sobre los órganos puede afectar su funcionalidad, desde las fases metabólicas hasta sus funciones específicas.

(Fuentes Puebla, Felipe Torres, & Valencia Fernández, 2015)

La acción de estas sobre los átomos y moléculas provoca su división en y al volverse a unir lo hacen bajo nuevas formas químicas,  o sea, según estas aseveraciones pueden aparecer nuevas variantes de las moléculas originales que al entrar en procesos celulares vitales desencadenan transformaciones que en la mayoría de los casos son irreversibles, como es el caso de la muerte celular por procesos de necrosis. 

Según lo mencionado en las fases de reacciones bioquímicas y efectos biológicos, y entendiendo la importancia en el ciclo celular de muchos de los componentes que pueden ser afectados por la radiación resalta que hay momentos del ciclo celular en que las células son mas sensibles a la radiación.

Generalmente se acepta que las fases más sensibles a la radiación son las fases G2 y M, que G1 es una fase de radiorresistencia incrementada que disminuye hacia el inicio de la fase S y, que a lo largo de esta última, la radiorresistencia se incrementa con un máximo hacia el final de la misma. Hoy en día estas afirmaciones pueden mantenerse, aunque la fase G2 se considera una fase inicialmente radiorresistente que gradualmente se hace radiosensible, hasta la entrada celular en el check-point.

G2/M. Parece evidente que los periodos de radiosensibilidad (en mitosis y final de fase G1 y principios de fase S) corresponden con check-points en los que se produce un importante arresto de la progresión celular. Sin embargo, no parece que se pueda establecer una correlación directa entre ambos, ya que los mecanismos de reparación utilizados en las dsb (Homologous Rejoining, HR y Non-Homologous End Joining, NHEJ) tienen cinéticas diferentes en las distintas fases celulares. De hecho, este último predomina en G1 y principio de la fase S, mientras que HR predomina en la fase S y G2, donde es posible que las cromátidas hermanas actúen como “plantilla de copia”, asegurando la exactitud del trabajo reparador (Rothkamm K et al., 2003). Además, los defectos en las rutas de reparación van más allá de defectos en los check-points, por lo que parece deducirse de todo lo expuesto hasta ahora que estos hechos son más bien coincidentes con la amplia y diversa participación de ciertos genes, en diversos aspectos de la respuesta global al daño en el ADN inducida por radiación, permitiendo la reparación de daños en células clave.(«4.4 Ciclo celular y radiosensibilidad», s. f.)

En base a lo dicho anteriormente podemos plantear diversos factores de riesgo ante la exposición a los Rayos X:

1. Cantidad de tejido irradiado: La irradiación de cuerpo completo produce más efectos adversos generales que cuando solo se exponen áreas corporales pequeñas y localizadas.
2. Edad del individuo: La edad es otro factor determinante de lesiones por radiaciones, pues los niños son más susceptibles al daño que los adultos.
3. Sensibilidad celular: Las células más activas y que crecen con mayor rapidez, tienden a ser las más radiosensibles en un tejido cualquiera. En general, el núcleo de una célula es más radiosensible que el citoplasma; de aquí que una célula con bastante citoplasma no sea tan afectada como aquella que contiene más material en el núcleo.

Puede aceptarse la siguiente lista de células comunes y/o tejidos, agrupados de acuerdo con un orden decreciente de radiosensibilidad:

1. El tejido linfático, muy sensible, particularmente los linfocitos. 
   2. Células rojas jóvenes, halladas en la médula ósea. 
   3. Las células que revisten el canal gastrointestinal. 
   4. Células de las gónadas; los testículos son más sensibles que los ovarios. 
   5. Piel, particularmente la porción que rodea el folículo capilar. 
   6. Células endoteliales vasos sanguíneos y peritoneo. 
   7. Epitelio del hígado y adrenales. 
   8. Otros tejidos, incluidos el óseo, músculo y nervioso, en ese orden.

(«Celeste Vargas 2010», s. f.)

1. Dosis de radiación: La dosis de radiación es una medida de la energía depositada por ésta en un blanco tal como el tejido. Esto es importante puesto que la absorción de energía es lo que ocasiona el efecto de la radiación en el tejido y el riesgo asociado de desarrollar cáncer por exposición a la radiación. Dado que los exámenes de rayos X llegan a un cierto número de tejidos, se utiliza la dosis efectiva para expresar la cantidad total de dosis de radiación. Se calcula a partir de la dosis a diferentes tejidos expuestos y toma en cuenta la radiosensibilidad de los tejidos involucrados que reciben dosis. La unidad de dosis efectiva es el milisievert (mSv).(«Expresiones utilizadas comúnmente», s. f.)

  Las maquinas de rayos x son calibradas para suministrar la cantidad de radiación según el área del cuerpo a estudiar. Diariamente recibimos redición proveniente de nuestro ambiente, que en comparación con la cantidad recibida después de un estudio es mucho mayor.

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