EFECTOS DE LA RADIACION

CAPÍTULO I

Efectos de las radiaciones ionizantes sobre sistemas biológicos

1.- Efectos a escala molecular
1.1 .- Formación de radicales libres
1.2 .- Efectos sobre ADN, mecanismos de reparación y mutagénesis
1.3 .- Aberraciones cromosómicas
1.4 .- Interacción con otros componentes celulares

2 .- Efectos a escala celular
2.1 .- Respuestas generales
2.2 .- Apoptosis/necrosis
2.3 .-Curvas de supervivencia
2.4 .- Influencia del tipo de radiación y de la tasa de dosis

3.- Efectos de bajas dosis
3.1.- Efectos a escala celular
3.2.- Efectos a escala orgánica. Epidemiología

Efectos de las radiaciones ionizantes sobre sistemas biológicos

1.- Efectos a escala molecular

La radiobiología estudia los fenómenos que se producen en un ser vivo como
consecuencia de laabsorción de la energía procedente de las radiaciones ionizantes. Al
interaccionar con la materia, este tipo de radiaciones pierde su energía ionizando,
excitando y disociando las moléculas que componen el material atravesado. A escala
atómica y molecular estos son los fenómenos que ocurren independientemente de que la
materia que sufre la acción de las radiaciones sea inerte o viva. Pero en esteúltimo caso,
las modificaciones sufridas por los átomos y moléculas que componen la célula viva
tienen importantes consecuencias a nivel biológico. Las alteraciones en macromoléculas
fundamentales como el ADN y otras proteínas celulares, inducen cambios en la
estructura y funcionalidad de todo el sistema.

Al interaccionar la radiación ionizante con una célula se producen ionizaciones yexcitaciones en estas grandes moléculas como son el ADN, ARN, enzimas, proteínas,
etc… ó con el medio en el que están en suspensión las estructuras celulares
(mayoritariamente agua). Por esta razón suele dividirse la acción de la radiación en
directa (sobre las macromoléculas) e indirecta (sobre el medio). Esta distinción tiene
una finalidad principalmente clasificadora que surge de laexistencia, dentro de la
célula, de estructuras vitales consideradas como blancos fundamentales de la radiación
(Fig. 1.1)

ADN

Fig. 1.1: Teoría de acción directa/indirecta de la radiación sobre la molécula de ADN.

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1.1 Formación de radicales libres

El principal componente del medio que compone el citoplasma, en el que seencuentran suspendidas las estructuras celulares, es el agua. A consecuencia de la
acción de las partículas ionizantes sobre este componente se producen derivados
radicales del oxígeno o radicales libres. En general, se entiende por radical libre
cualquier especie química capaz de existir independientemente de que contenga uno o
más electrones desapareados [HAL94]. Ejemplos de radicaleslibres son el átomo de
hidrógeno, el triclorometil (CCl3), anión superóxido (O2-), grupo hidroxilo (OH), óxido
de nitrógeno (NO, NO2), etc…
En la célula no irradiada, la producción de radicales procedentes del oxígeno se
debe mayoritariamente al proceso de respiración llevado a cabo en las mitocondrias.
Como producto de deshecho de esta respiración celular se producen aniones superóxido
que sepueden combinar con dos iones hidrógeno (H+) para dar peróxido de hidrógeno
(H2O2), altamente oxidante. De los radicales derivados del oxígeno, el más reactivo es el
grupo hidroxilo, siendo el principal agente atacante del ADN [DUB97].

El mecanismo de generación de radicales libres en medio acuoso por la
radiación es el siguiente. La absorción por parte del agua de la energía procedente de laradiación provoca la salida de un electrón y la formación de un ión positivo, como
indica la reacción:
HOH ⇔ HOH+ + e-

Este electrón es capturado por otra molécula de agua, con lo que se forma otro
ión, que en este caso será negativo:
HOH + e- ⇔ HOH-

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Los iones HOH- y HOH+ son muy inestables y se descomponen con...