Interacción de las radiaciones ionizantes con el medio biológico
,1. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 2
1.1 Acción directa e indirecta 2
2. Interacción de la radiación a nivel molecular y celular 4
2.1 Afectación a nivel bioquímico o molecular: ADN 4
2.1.1 Las proteínas 5
2.1.2 La molécula de agua 5
2.2 A nivel celular 5
2.2.1 Etapas del ciclo celular 5
3. Lesión a nivel tisular y orgánico 6
3.1 Radiosensibilidad. Factores físicos, químicos y biológicos que influyen en la respuesta celular a
la radiación. 6
3.1.1 ¿Qué factores intervienen en la radiosensibilidad? 6
4. Efectos biológicos radioinducidos 7
4.1 Muerte celular y curvas de supervivencia 8
4.1.1 Curvas de supervivencia 8
4.1.2 Eficacia biológica relativa (EBR) 8
4.2 Efectos deterministas y estocásticos 9
4.2.1 Efectos deterministas 9
4.2.2 Efectos estocásticos 10
5. Respuesta celular, sistemática y orgánica 11
5.1 Efectos deterministas sobre órganos y tejidos 11
5.1.1 Efectos a nivel tisular 11
5.1.2 Efectos sobre órganos y aparatos o sistemas 11
5.1.3 Efectos sistémicos o respuesta orgánica total a las radiaciones ionizantes 14
5.2 Síndrome de irradiación aguda 14
5.2.1 Síndrome hematopoyético (3 a 5 Gy) 15
5.2.2 Síndrome gastrointestinal (5 a 15 Gy) 15
5.2.3 Síndrome neurológico (más de 15 Gy) 15
6. Efectos tardíos 15
6.1 Carcinogénesis 15
6.2 Acortamiento de la vida media 16
7. Ejercicios 16
1
, Interacción de las radiaciones ionizantes con
el medio biológico
El potencial carcinógeno de la radiación ionizante fue conocido poco tiempo después de que Roentgen
descubriera los rayos X en 1895. En 1902 se describió el primer cáncer inducido por radiación, el cual
se caracterizó por un área ulcerada en la piel. Hoy se sabe que el efecto estocástico somático de
mayor relevancia tras exposición a dosis bajas de radiación es el desarrollo de cáncer.
Por todo esto, es imprescindible el conocimiento de cómo actúa la radiación ionizante sobre el
individuo, desde su nivel molecular y celular al de organismo completo. Los técnicos de imagen para el
diagnóstico y radioterapia son profesionales que trabajan de forma continua con la radiación
ionizante; por tanto, es importante que la conozcan y se protejan contra ella.
1. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes
La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen tras la absorción de energía
procedente de las radiaciones ionizantes en los seres vivos, de sus esfuerzos por compensar sus
efectos y de las consecuencias o secuelas de dicho proceso.
La radiogenética es la parte de la radiobiología que estudia los fenómenos originados por las
radiaciones ionizantes sobre los órganos genitales primarios (gónadas) y sus consecuencias, así como
los efectos sobre el embrión-feto y la descendencia.
1.1 Acción directa e indirecta
Ya hemos visto en la unidad anterior cómo la radiación ionizante interacciona con la materia,
provocando su excitación o ionización si tiene energía suficiente. Si esa materia se trata de moléculas
críticas de las que dependen las características de un individuo, como puede ser el ADN, las
consecuencias pueden ser graves.
Si esta radiación ionizante tiene energía suficiente, la estructura biológica puede modificarse por
acción directa de esa energía (efecto directo). Pero hay que considerar que los sistemas biológicos son
sistemas esencialmente acuosos, de modo que la energía absorbida en ese volumen de agua generará
moléculas intermediarias con gran reactividad química (radicales libres: R), dando lugar a los
mecanismos secundarios de daño (efectos indirectos), predominantes en las exposiciones a radiación
de baja transferencia lineal de energía (bajo LET). En el caso de radiación de alto LET, predominan los
mecanismos directos.
2
,1. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 2
1.1 Acción directa e indirecta 2
2. Interacción de la radiación a nivel molecular y celular 4
2.1 Afectación a nivel bioquímico o molecular: ADN 4
2.1.1 Las proteínas 5
2.1.2 La molécula de agua 5
2.2 A nivel celular 5
2.2.1 Etapas del ciclo celular 5
3. Lesión a nivel tisular y orgánico 6
3.1 Radiosensibilidad. Factores físicos, químicos y biológicos que influyen en la respuesta celular a
la radiación. 6
3.1.1 ¿Qué factores intervienen en la radiosensibilidad? 6
4. Efectos biológicos radioinducidos 7
4.1 Muerte celular y curvas de supervivencia 8
4.1.1 Curvas de supervivencia 8
4.1.2 Eficacia biológica relativa (EBR) 8
4.2 Efectos deterministas y estocásticos 9
4.2.1 Efectos deterministas 9
4.2.2 Efectos estocásticos 10
5. Respuesta celular, sistemática y orgánica 11
5.1 Efectos deterministas sobre órganos y tejidos 11
5.1.1 Efectos a nivel tisular 11
5.1.2 Efectos sobre órganos y aparatos o sistemas 11
5.1.3 Efectos sistémicos o respuesta orgánica total a las radiaciones ionizantes 14
5.2 Síndrome de irradiación aguda 14
5.2.1 Síndrome hematopoyético (3 a 5 Gy) 15
5.2.2 Síndrome gastrointestinal (5 a 15 Gy) 15
5.2.3 Síndrome neurológico (más de 15 Gy) 15
6. Efectos tardíos 15
6.1 Carcinogénesis 15
6.2 Acortamiento de la vida media 16
7. Ejercicios 16
1
, Interacción de las radiaciones ionizantes con
el medio biológico
El potencial carcinógeno de la radiación ionizante fue conocido poco tiempo después de que Roentgen
descubriera los rayos X en 1895. En 1902 se describió el primer cáncer inducido por radiación, el cual
se caracterizó por un área ulcerada en la piel. Hoy se sabe que el efecto estocástico somático de
mayor relevancia tras exposición a dosis bajas de radiación es el desarrollo de cáncer.
Por todo esto, es imprescindible el conocimiento de cómo actúa la radiación ionizante sobre el
individuo, desde su nivel molecular y celular al de organismo completo. Los técnicos de imagen para el
diagnóstico y radioterapia son profesionales que trabajan de forma continua con la radiación
ionizante; por tanto, es importante que la conozcan y se protejan contra ella.
1. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes
La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen tras la absorción de energía
procedente de las radiaciones ionizantes en los seres vivos, de sus esfuerzos por compensar sus
efectos y de las consecuencias o secuelas de dicho proceso.
La radiogenética es la parte de la radiobiología que estudia los fenómenos originados por las
radiaciones ionizantes sobre los órganos genitales primarios (gónadas) y sus consecuencias, así como
los efectos sobre el embrión-feto y la descendencia.
1.1 Acción directa e indirecta
Ya hemos visto en la unidad anterior cómo la radiación ionizante interacciona con la materia,
provocando su excitación o ionización si tiene energía suficiente. Si esa materia se trata de moléculas
críticas de las que dependen las características de un individuo, como puede ser el ADN, las
consecuencias pueden ser graves.
Si esta radiación ionizante tiene energía suficiente, la estructura biológica puede modificarse por
acción directa de esa energía (efecto directo). Pero hay que considerar que los sistemas biológicos son
sistemas esencialmente acuosos, de modo que la energía absorbida en ese volumen de agua generará
moléculas intermediarias con gran reactividad química (radicales libres: R), dando lugar a los
mecanismos secundarios de daño (efectos indirectos), predominantes en las exposiciones a radiación
de baja transferencia lineal de energía (bajo LET). En el caso de radiación de alto LET, predominan los
mecanismos directos.
2
