Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes

La propiedad de las radiaciones que han hecho posible su uso con fines diagnósticos y terapéuticos ha sido su capacidad de penetrar el tejido y de matar o transformar las células del mismo. Esta misma propiedad que se hizo palpable desde el descubrimiento de los Rayos X, puso de manifiesto la acción dañina que podía provocar en los seres humanos la incidencia de las radiaciones ionizantes a partir de la aparición de determinados efectos no deseados en las personas que trabajaban con este tipo de sustancias, como por ejemplo:

• 1896: primeros casos de quemaduras de piel reportados.
• 1902: primer reporte de cáncer inducido por Rayos-X.
• 1911: primer reporte de leucemia en humanos y de cáncer de pulmón por exposición ocupacional.
• 1911: 94 casos de tumor reportados en Alemania de los cuales 50 eran radiólogos.

Las radiaciones ionizantes (rayos X; radiación gamma, alfa, beta, neutrones) son un tipo de radiación con energía suficiente capaz de arrancar electrones de los átomos quedando como resultado un electrón (carga negativa) y un ion cargado positivamente (ionización). Este proceso de ionización puede ser de forma directa (el producido por partículas cargadas: alfa y beta) y su blanco principal lo constituye el núcleo de la célula y específicamente, el ADN; o indirecta (el producido por partículas sin carga: neutrones y por radiación electromagnética: Rayos X y fotones) y su efecto nocivo parte de la absorción de energía por el medio en que se encuentran las moléculas, provocando la ionización del agua la cual da lugar a la aparición de radicales libres y otros agentes altamente oxidantes que atacan al ADN provocando cambios químicos en las moléculas^(2,3). De ahí que el efecto biológico de las radiaciones ionizantes son la consecuencia de la ionización de los átomos que conforman las biomoléculas, produciendo cambios químicos que alteran o erradican las funciones que ellas desempeñan⁽⁴⁾.

Es importante destacar que los daños al ADN de la célula o a otra molécula blanco pueden ser irreversibles o reversibles. Si el daño es irreversible, la célula muere; pero si es reversible, pueden ocurrir dos cosas: una, que los mecanismos de reparación biológica logren que la célula sea viable y continúe ejerciendo su función; y dos, que la célula no se repare correctamente y ocurran cambios bioquímicos que provoquen la mutación de la célula generando desórdenes hereditarios o la aparición de un cáncer. Los daños biológicos se agrupan en dos categorías generales: estocásticos o probabilísticos y no estocásticos o deterministas⁽⁵⁾.

Efectos estocásticos

Su probabilidad de aparición es proporcional a la dosis, y ejemplo de ellos es la aparición de un cáncer o de efectos hereditarios. Se caracterizan por:

• No existir dosis umbral para su aparición.
• La posibilidad de su surgimiento aumenta con la dosis.
• Su severidad no varía con el aumento de la dosis.
• Ocurren en un plazo relativamente largo después de ocurrida la exposición.

Efectos deterministas

Ocurren tras altas dosis, suficiente para producir muerte celular en gran cantidad de células, por ejemplo las quemaduras severas en la piel, cataratas, muerte. Se caracterizan por:

• Tener una dosis umbral.
• La severidad y la frecuencia aumenta con la dosis y la tasa de dosis.
• El número de células afectadas influye proporcionalmente en la severidad del efecto.

Veamos en el siguiente esquema (fig. 1) cómo se manifiestan los daños en el ser humano:

Un sistema de protección radiológica tiene como principal objetivo establecer estándares apropiados que garanticen la protección al hombre evitando los efectos deterministas de la radiación ionizante y minimizando los efectos estocásticos⁽⁶⁾.