01 Radiaciones

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS
RADIACIONES IONIZANTES
Por: César F. Arias

De la interacción de los diversos tipos de radiación ionizante con material biológico pueden resultar distintos efectos. Es posible efectuar el análisis a nivel microscópico (célula) o a nivel macroscópico (organismo).
Los efectos biológicos son consecuencia de la energía que la radiación imparte a las células, provocandoexcitaciones e ionizaciones en átomos de sus moléculas.
Las células poseen estructuras sensibles a la acción física de las radiaciones que reciben el nombre de blancos. De especial importancia son las moléculas de ADN; deben también considerarse otras estructuras celulares tales como mitocondrias y membranas.
La energía depositada en dichos blancos da lugar a modificaciones morfológicas ofuncionales en la célula, ya sea por incidencia directa sobre moléculas sensibles (acción directa) o porque se alteran otras moléculas (agua por ejemplo) que, por acción química, pueden a su vez afectar moléculas críticas (acción indirecta).
Como consecuencia de estos procesos la célula puede resultar alterada en la integridad de su información genética, su organización, su capacidad para almacenar laenergía del medio y su capacidad de reproducción.
La materia biológica tiene un carácter discreto, es decir, los blancos, tales como las moléculas de ADN, se encuentran distantes entre sí en escala microscópica. Asimismo, las trazas de partículas ionizantes, que entregan energía al medio, también constituyen una estructura discreta. Por lo expresado, la interacción entre alguna de tales trazas y unblanco sensible constituye un fenómeno aleatorio, particularmente en el rango de bajas dosis. Por ejemplo, con dosis de 1 mGy de radiación gamma de 1 Mev se tienen solamente entre 1 y 2 trazas de partículas ionizantes por cada 100 núcleos de células.
Los daños que pueden producirse en una molécula de ADN son: ruptura simple o doble (ruptura en una o las dos cadenas de la molécula), recombinacionesdiversas; enlaces cruzados; deleciones.
Estos cambios significan alteraciones morfológicas de la estructura de la molécula y se denominan aberraciones cromosómicas. También pueden producirse cambios más sutiles que no son apreciables morfológicamente, pues se trata de alteraciones o sustituciones de bases nitrogenadas, denominadas mutaciones.
Tanto las aberraciones cromosómicas como lasmutaciones implican pérdida de información genética o su modificación, lo cual se traduce en cambios fisiológicos en la célula, principalmente la síntesis proteica.
Estos efectos pueden producirse también en forma espontánea o como resultado de la acción de otras noxas. La célula cuenta con mecanismos de reparación que son particularmente eficaces cuando sólo se han producido daños en una de las cadenasde la molécula de ADN, dado que la otra actúa de molde para reconstruir la información. El tiempo de reparación es de 1 a 2 horas.

Efectos Determinísticos y Estocásticos
La energía depositada en las moléculas de ADN puede provocar la muerte celular (generalmente se trata de la muerte reproductiva de la célula), Si este fenómeno ocurre en unas pocas células las consecuencias no sonsignificativas. Pero si la cantidad de células afectadas es grande, el tejido o el órgano al cual pertenecen puede verse dañado. Este tipo de efectos presenta una correlación con las dosis de tipo sigmoideo y se manifiesta sólo por arriba de ciertos umbrales de dosis, reciben el nombre de efectos determinísticos.
Puede ocurrir también que la energía depositada en la célula provoque modificaciones que setransmiten durante las sucesivas reproducciones celulares y se formen colonias de células modificadas. Este proceso puede derivar en fenómenos neoplásicos que se manifiestan como efectos cancerígenos tras un período de latencia. Si las modificaciones se producen en las células germinales pueden transmitiese a la descendencia dando lugar a efectos hereditarios. Estos efectos tienen características...