Efectos biologicos de las radiaciones ionizantes

ACTIVIDAD 6.

EFECTOS BIOLOGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES.

Fernando Povoeda.

John Gonzalez.

1. RADIÓLISIS DEL AGUA

Los efectos biológicos se deben en gran parte a la acción de las radiaciones sobre el agua, esto se debe por un lado a la elevada presencia de las moléculas de agua en los seres vivos y por otro al hecho de que ejerce como disolvente de otras moléculas y en el quetienen lugar importantes reacciones químicas. Aunque la acción de las radiaciones sobre el agua o radiolisis del agua es una suma de procesos complejos, puede simplificarse resumiéndose en dos casos: La descomposición molecular del agua y la formación de radicales libres.
En primer lugar la radiación incidente sobre las moléculas de agua puede ionizarlas de tal manera que deja un ion H2O+ y unelectrón libres. A este electrón se le llama electrón acuoso pues es muy lento ya que casi toda la energía se ha invertido en arrancarlo de la molécula. El ion H2O+ es muy inestable y rápidamente se descompone en un H+ y en un radical OH·. El electrón acuoso, puede reaccionar con otras moléculas orgánicas o con una segunda molécula de agua produciendo radicales H· e iones hidroxilo OH-. Losradicales H· y OH· son moléculas neutras con gran reactividad química pues tienen un electrón desparejado que con muy poco esfuerzo tenderá a crear enlaces y robar así átomos a otras moléculas que en el peor de los casos podrían ser biomoléculas funcionales tales como proteínas o nucleótidos.

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Los iones hidroxilo y los protones libres al ser partículas con cargas opuestas no sonpeligrosos pues tenderán a atraerse neutralizándose y formando de nuevo agua. Pero las moléculas radicales neutras sí son peligrosas pues quedaran a la deriva por la célula hasta afectar alguna molécula de importancia biológica.
Existe también la posibilidad más directa de formar los radicales libres con la sola excitación inducida a partir de la radiación de una molécula de agua. Los fenómenosque se producen al excitarse la molécula de agua, no son bien conocidos, pero teóricamente es posible la disociación de esta en radicales H· y OH·. De una manera u otra se forman radicales que no poseen electrones apareados, lo que los hace altamente reactivos, bien como agentes oxidantes o reductores.

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Los radicales se distribuyen de forma heterogénea a lo largo de la trayectoria deradiación, dependiendo de la transferencia lineal de energía de radiación. Una buena parte de ellos se pierden en reacciones neutralizadoras combinándose de la siguiente forma.

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Pero otros se propagan pudiendo llegar en última instancia a atacar las cadenas de ADN si estos han sido generados en el núcleo celular.

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2.5Rs DE LA RADIOBIOLOGIA.

Losprincipales mecanismos radiobiológicos de respuesta de los tumores a la irradiación se describen habitualmente como las 5 R de la Radioterapia que son:

• RADIOSENSIBILIDAD INTRÍNSECA: Es la sensibilidad innata o propia de las células a la irradiación. La utilización terapéutica de las radiaciones en el cáncer se basa en utilizar la acción diferencial de la misma sobre el tejido sano y el tumoral.Esta acción diferencial se basa en la diferente respuesta de unos tejidos y otros a la administración fraccionada de la irradiación.

• REOXIGENACIÓN: Tras cada sesión de radiación existen células hipóxicas que al final del tratamiento estarán oxigenadas y serán radiosensibles. Al destruirse las células más cercanas a un capilar nutricio, es decir células bien oxigenadas, se produce unareoxigenación de las células hipóxicas que se encontraban lejos del capilar, lo que aumenta su radiosensibilidad, ante la siguiente fracción de irradiación. Esto no sucede en el tejido normal, bien oxigenado, y en ello se basa el fraccionamiento en radioterapia.

• REDISTRIBUCIÓN: Tras una fracción de radiación, se sitúan más células en fase G2 y M del ciclo celular, siendo más radiosensibles...