Trabajo de documentación científica - Reacción celular ante la radiación

Síntesis del proceso de búsqueda

Este artículo se ha encontrado gracias al buscador de Google, Google Académico. En un principio, se buscaron términos generales como "radiación", "radiación biomedicina", "radiación ingeniería". Al final, viendo diferentes artículos sobre la reacción de las células ante la radiación, se hizo una búsqueda usando las palabras radiación-radiobiología. Después de leer varios artículos, se decidió que el segundo artículo aparecido en la búsqueda era el deseado.

Título del documento

Reacción celular ante la radiación - Nieves Alegre Bayo, Facultativo Especialista de Área de Radiodiagnóstico. Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Clínico Virgen de la Victoria. Málaga (España).

Referencia completa

A través del buscador Google Académico, usando la palabra radiobiología, aparece en segunda posición.

Con el número ISSN 1579-3087 que determina la Revista Electrónica Radiobiología editada por el Grupo de Investigación de Radiobiología. Dpto. Radiología y Medicina Física. Universidad de Málaga (España).

Desde el siguiente enlace: link.

Esquema general del documento

• Resumen
• Introducción
• Efectos de la radiación
• Radiosensibilidad
• Reacción celular
• Efectos de la radiación sobre los cromosomas
• Mutaciones
• Irradiación corporal total
• Referencias

Idea general

Este artículo intenta darnos a entender lo importante que son las radiaciones ionizantes que absorbemos y que causan estragos en nuestras células. Estos efectos, dependen de la cantidad de radiación absorbida, del tiempo que estamos expuestos a esa radiación o el tipo de células a las que afecta directamente.

Resumen

Las radiaciones ionizantes producen efectos negativos en nuestro cuerpo. Estas fuentes proceden de los rayos X usados en radiodiagnóstico y otros procesos. Los efectos negativos pueden ser, desde lesiones en tejidos o formando radicales libres. Estos efectos tienen carácter probabilistico y existe un periodo de letanía entre la irradiación y la aparición de lesiones. Son estocásticos (no precisan alcanzar un umbral y la probabilidad de que aparezcan aumenta con la dosis como el cáncer radioinducido) o deterministas (cuando la dosis alcanza un umbral determinado y su aparición es inmediata como en la radiodermitis). 

Los efectos también dependen del área corporal expuesta y la distribución de la dosis en el organismo. Es por esto necesario conocer el termino de radiosensibilidad que se rige por las leyes de Begornie y Tribondeau. Estas leyes indican que una célula es mas radiosensible cuanto mayor sea su actividad reproductiva, cuantas mas divisiones deba realizar para adoptar una forma definitiva o cuanto menos diferenciadas estén sus funciones.

La acción de la radiación en la célula se puede clasificar en directa o indirecta. La acción directa actúa por cesión de energía a una macromolécula biológica como DNA, RNA o proteínas, etc., resultando en una alteración de las moléculas por rotura de enlaces. La acción indirecta implica la absorción de energía por la molécula de agua provocando su disociación y resultando en la liberación de iones H+ y radicales libres H* y OH*.

Los cromosomas sufren importantes cambios estructurales por la acción de la radiación. Estos pueden llegar a romperse en dos o más fragmentos que pueden volver a unirse o unirse con otros fragmentos originando nuevos cromosomas.

Las alteraciones que se producen en el DNA pueden dar lugar a mutaciones puntuales (que afectan a un gen o un grupo de genes y no hay alteración apreciable del cromosoma) o cromosómicas (que producen graves alteraciones en la estructura del cromosoma).

Otros efectos de la radiación pueden ser la producción de tumores, envejecimiento prematuro, anormalidades en el desarrollo del feto, esterilidad, supresión a la respuesta inmune o sindrome de radiación por irradiación corporal total.

T7.- Entrada en el blog sobre la problemática de la dosis en TC (estrategias de medición, calibración, minimización, documentación, ...)

Los equipos de TC emiten rayos X, que es radiación electromagnética de alta energía, cuya interacción con los organismos vivos puede dar lugar a efectos biológicos potencialmente dañinos.

Por lo que se refiere a los efectos biológicos sobre la materia viva, atendiendo a la naturaleza del daño que producen, se clasifican en deterministas y probabilísticos. Los efectos deterministas sólo aparecen a partir de una dosis umbral. Por encima de este valor un número muy importante de células muere o deja de dividirse, lo que provoca una lesión morfológica y funcional del órgano o tejido. Dado que las dosis umbrales son muy elevadas (1-2 Gy), no los tendremos en consideración en las exploraciones con TC.

Por lo que se refiere a los efectos probabilísticos, carecen de un umbral de dosis y son fruto de las transformaciones de células no reparadas. La probabilidad de que se produzcan es proporcional a la dosis efectiva recibida y, por tanto, la manera de minimizar su aparición en las técnicas radiográficas consistirá en disminuir la dosis que se imparte al paciente.

Las dosis recibidas por el paciente durante una exploración de TC se encuentran entre las más elevadas de todas las técnicas de radiodiagnóstico. Si a ello sumamos el incremento continuo en la frecuencia y complejidad de estas pruebas en los últimos años, tenemos un aumento de las dosis administradas a la población y un mayor riesgo de sufrir efectos biológicos probabilísticos.

Se ha constatado en varios estudios que las dosis asociadas a los equipos TC multicorte (TCMC), tomógrafos con más de una corona de detectores, son mayores que las de los TC (monocorte). Esto es debido, entre otros factores, al traslado directo de los protocolos de los equipos TC, sin la debida optimización, a la facilidad de hacer exploraciones de mayor longitud en menos tiempo que en ocasiones invita a aumentar innecesariamente el campo radiado, al aumento de fases de las exploraciones con contraste, etc…

El objetivo es evitar todas las exposiciones a la radiación que sean innecesarias y optimizar esas exposiciones.

La solicitud de una exploración debe obtener un resultado que contribuya a modificar la conducta diagnóstico-terapéutica del médico o a confirmar el diagnóstico. Hay que evitar las siguientes causas de excesiva exposición al paciente: repetición de pruebas efectuadas con anterioridad, solicitud de excesivas pruebas complementarias, falta de toda la información clínica necesaria para analizar en profundidad qué se necesita buscar con las pruebas de diagnóstico, prescripción de exploraciones con una frecuencia mayor a la de la evolución de la enfermedad y petición de pruebas inadecuadas por desconocimiento de las diferentes técnicas diagnósticas que pueden aplicarse.

T6.- Pregunta tipo test del tema de RX

- En un tubo de Rayos X, ¿qué funciones cumple el ánodo?

a) Conductor eléctrico.
b) Soporte mecánico.
c) Conductor térmico.
d) Todas las anteriores.

La respuesta correcta es d: todas las anteriores.

T5.- El espectro de RX jugando con el simulador

Para hacer pruebas con el simulador elegimos dos tipos de usos para los Rayos X: mamografía y dentales intraorales. En mamografía vimos el Método de Montecarlo en el cual existe un filtro de Berilio de 0.5mm. Más información.

Para los RX usados en las radiografías dentales intraorales, tomamos como ejemplo el modelo RiX-70 Intraoral X-Ray el cual tiene un filtro de aluminio de 2.1mm. El resultado es el siguiente. Más información.

¿Se puede conseguir un haz estrecho en energías (bastante monocromático)? Podemos ver que si, usando un filtro de 1mm de molibdeno.

T4.- ¿Cuántos fotones visibles se pueden generar en condiciones ideales a partir de un fotón de RX?

Para calcular la cantidad de fotones visibles que se pueden generar a partir de un fotón de RX, debemos calcular cual es la energía de un fotón visible y cual es la energía de los RX.

Sabemos que la frecuencia de la luz visible está entre 4,54x10^14 y 7,32x10^14. Con la fórmula de la energía (E=h*f) y conociendo la constante de Plank podemos calcular la energía que desprende la luz visible.

Emin = 4,13566733x10^-15 * 4,54x10^14 = 1,8775929678 eV
Emax = 4,13566733x10^-15 * 7,32x10^14 = 3,0273084856 eV

Hacemos los mismos cálculos para la frecuencia de un RX.

Emin = 4,13566733x10^-15 * 3x10^16 = 124,0700199 eV
Emax = 4,13566733x10^-15 * 3x10^19 = 134070,0199 eV

Podemos ver como aproximadamente los RX son de la orden de 10^2 - 10^5 veces la energía de un fotón.