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Bases biológicas de la radioprotección
Lic Diana Dubner
Autoridad Regulatoria Nuclear
Sociedad Argentina de Radioprotección
Hospital Posadas, 15 de abril 2013
SISTEMA de
RADIOPROTECCION
Conocimiento
científico de diferentes
disciplinas
Un conjunto de valores
con raíces en la ética, la
moral y el comportamiento
social
Experiencia acumulada en la
práctica diaria por profesionales
de la radioprotección
Bo Lindell
1956-1990 Comité de las Naciones
Unidas para el Estudio de los
Efectos de las Radiaciones Atómicas
(UNSCEAR)
1957-1985 Comisión Internacional
de Protección Radiológica (ICRP)
1964-1983 Organismo Internacional
de Energía Atómica (OIEA)
1948-2004 Director general del
Instituto Sueco de Protección
Radiológica (SSI)
Fundador de la Academia Sueca
sobre Riesgo.
Ejerció profunda influencia en la
protección contra las radiaciones,
y de hecho en la protección del
medio ambiente y en la
investigación del riesgo en
general.
Wilhelm Roentgen
Descubrimiento de
los Rayos X-1895
H Beckerel.
Descubrimiento de la
radioactividad-1896
Pierre y Marie Curie
Descubrimiento del
Ra-1896
La caída del pelo, la depilación era utilizado como indicador de que la exposición
comenzaba a ser alta….
Tras la acción de los rayos la piel se ha enrojecido sobre una superficie de 6cm
cuadrados, la apariencia es de una quemadura pero la piel apenas se hace dolorosa…..
El primer punto de referencia de la “dosis de radiación” era 1 HED, la dosis de eritema
cutáneo.. Probaban métodos de tratamiento irradiando su propia piel hasta que ésta
enrojecía para luego poder calcular cuánto tiempo necesitaban irradiar a un paciente al
querer eliminar un tumor
15| Las lesiones por radiación y los rayos mortales
El descubrimiento de Hermann Muller en 1927 según el
cual la radiación X podía generar mutaciones, es decir,
cambios cromosómicos , señalaban un mecanismo lesivo
que no exigía una cierta cantidad de células afectadas, y
por eso no se podía suponer la existencia de ningún
umbral…
Después comenzarían las especulaciones acerca de si el
cáncer también podría tener su origen en lesiones en las
células somáticas. Si así fuera, el cáncer, al igual que las
lesiones hereditarias causadas por la radiación, no sería
una consecuencia de una irradiación inevitable,
determinista sino que también dependería del azar
Hermann J. Muller
15| Las lesiones por radiación y los rayos mortales
1911 94 casos de tumores reportados en Alemania
(50 correspondeían a radiologistas)
El 4 abril de 1936 se colocó una lápida en homenaje a los “mártires de la radiología”
en el jardín del Hospital Saint Georg en Hamburgo. La lápida mostraba los nombres
de 169 personas que durante el trabajo con la radiación X o el radio habían sufrido
lesiones tan severas que les ocasionaron la muerte.
15| Las lesiones por radiación y los rayos mortales
La existencia de un umbral de dosis absorbida era decisiva
para la elección de la estrategia de radioprotección
¿Pero qué se podía hacer desde el punto de vista de la
radioprotección con las lesiones que no tenían ningún umbral
para la dosis absorbida?
En el congreso de radiología que se realizó en
Estocolmo en 1928 se aprueba la creacion del
International X-Ray and Radio Protection Committee, la
organizacion que luego se llamaria ICRP
Radioprotección
Radiobiología Clásica
La hipótesis original sobre la cual la comprensión de
los efectos de las radiaciones se ha desarrollado…
Asume que son el resultado de daño al DNA
Teoría del BlancoTeoría del Blanco FUNCION VITAL de la moléculaFUNCION VITAL de la molécula
NUMERO de eventosNUMERO de eventos
Principales formas de daño al DNA
Sitio abasico
Ruptura simple
cadena
Ruptura doble
cadena
Lesión compleja
SSB: 500-1000/ Gy.
DSB: 50 – 100 Gy.
Altera BN: 800 -1000/Gy
Vías de Señalización
DDR: se inicia con la detección del daño, por sensores
específicos que activan vías de protección del genoma
ATM Ataxia Ataxia TelangiectasiaTelangiectasia MutadoMutado
Nature Reviews Cancer. August 2009. Vol. 9Nature Reviews Cancer. August 2009. Vol. 9
130 Genes
Señalización y regulación
Daño DNA
Error reparación
Mutación
Efectos
Estocásticos
Reparación correcta
Sobrevida celular
No reparación
Muerte celular
Reacciones
Tisulares (Efec.
Deterministicos)
Transformación
Efecto “bystander”: Inducción de efectos en células no irradiadas a partir
de células irradiadas
(contacto, transmisión) 1.2mGy - 4Gy
Inestabilidad genómica : Una tasa incrementada de adquisición de
cambios genéticos. Puede verse en la progenie de células irradiadas
Aberraciones cromosómicas
Mutaciones génicas
Muerte celular
Respuesta adaptativa
El efecto de una dosis de radiación decrece si esa dosis es precedida por
una exposición a una dosis pequeña
Frecuencia de mutaciones Proliferacion celular
Daños cromosómicos Diferenciacion
Apoptosis Inducción de proteínas de stress
CAMBIO DE PARADIGMA: Efectos no centrados
Inducción de Radicales
ROS/RNS
Activación de factores
de transcripción
Cadenas de señalización Incluyendo citokinas,
factores de crecimiento y
otros
Células parenquimales
Endotelio vascular
Fibroblastos
Activación de macrófagos
Proliferación
Diferenciación
Apoptosis
........................
Cambios parenquimales
Cambios vasculares
Fibrosis
Daño en Células y tejidos
Kim and McBride, 2010
Posibles mecanismos de MODS en Radiación
Dañ
o d
e m
últ
iple
s ó
rga
no
s
Daño del tejido Fallo/insuficie
ncia de la médula ósea
Daño de células
endoteliales
Parenchymal Cell Damage
Sangrado
Infección
Perturbación en
la microcirulación
Sep
sis
Alta dósis de radiación
( Pérdida de electrolitos)
(Excesiva) Síndrome de respuesta inflamatoria
sistémica (SIRS)
Inflamación sistémica
Parálisis de respuestas inmunes
mediadas por células
From Dr Makoto Akashi
Radiación
ROS
Daño al tejido
Edema
Isquemia
Fibrosis
Activación de
macrófagos
Citoquinas
ROS
Fibrosis
HIPOXIA
Muerte de células
endoteliales
Activación
Daño crónico por radiación
TGFβ VEGF
Radiología Intervencionista
Tres TIPS en una semana ( Tiempo total 13-16 hs )
4 meses
7 meses
22 meses Prof. E Vano, Complutense University of Madrid, Spain.
LIFE SPAN STUDY
Hiroshima y Nagasaki
86611 individuos (próxima y distalmente
expuestos)
-Ambos sexos, todas las edades
-Amplio rango de dosis (4Sv - 0.1Sv).
Estimación razonablemente precisa de D
individuales
- Completa comprobación de mortalidad y
causa de muerte a través del sistema de
registro de familia
-Largo período de observación
-1950-2003: 58% han muerto
RADIATION RESEARCH 177, 229–243 (2012)
Studies of the Mortality of Atomic Bomb Survivors, Report
14, 1950–2003:
An Overview of Cancer and Noncancer Diseases Kotaro Ozasa, Yukiko Shimizu, Akihiko Suyama, Fumiyoshi Kasagi, Midori Soda, Eric J. Grant,
Ritsu Sakata, Hiromi Sugiyamaa and Kazunori Kodamac
Este es el último reporte de una serie de reportes periódicos sobre
mortalidad en la cohorte del LSS (Life Span Study), realizado por RERF
(Radiation Effects Research Foundation) para investigar los efectos
tardíos de la radiación de las bombas atómicas
El riesgo aditivo por radiación (exceso de casos de cáncer/10000 personas-
año /Gy continua incrementandose a lo largo de toda la vida con una
relación D/respuesta lineal
Tumores sólidos:
Exceso de Riesgo Relativo (ERR = RR-1) = 0.47/Gy (95%IC: 0.38-0.56)
ERR significativo en orden decreciente: pelvis renal y ureter, mama,, vejiga,
ovario, pulmón, colon, esófago vesícula, hígado, estómago
No hay ERR significativo: recto, pancreas, útero, próstata , parénquima renal
ERR/Gy mas alto en mujeres
Mayor RR cuando menor fue la edad de la exposición
Exceso de Riesgo Relativo (ERR = RR-1) = 0.42 promediado sobre ambos
sexos a la edad de 70 años con exposición a los 30 años. Este riesgo se
incrementa un 29% por década de decrecimiento en la edad de la exposición
El rango de D mas bajo con ERR significativo: 0 - 0.2Gy sin
indicación de umbral
LSS 1950-2003
Leucemia ERR: 3.1 ( 95%IC: 1.8-4.3 ) 1Gy
0.15 ( 95%IC: -0.01-0.3 ) 0.1Gy
No se observa diferencia por sexos
ERR no significativo para linfoma maligno y mieloma múltiple
Enfermedades no-cáncer Sangre: ERR /Gy = 1.7 (95%IC: 0.96-2.7)
Sistema circulatorio: ERR/Gy = 0.11 (95%IC: 0.05-0.17)
Sistema respiratorio : ERR/Gy = 0.21 (95%IC: 0.10-0.33)
Sistema digestivo: ERR/Gy = 0.20 (95%IC: 0.05-0.38)
Enfermedades infecciosas : ERR no significativo
El LSS continuará proveyendo información y mayor precisión en la
estimación de los riesgos por radiación, dado que el 80% de los
sobrevivientes en 2003 son aquellos menores de 20 años al momento de la
exposición.
LSS 1950-2003
Chernobyl
Chernobyl, 25 años después…
Cáncer de tiroides
Sorprendente incremento en cáncer papilar de tiroides, particularmente en
aquellos expuestos entre 0-4 años. No se observó aumento en adultos expuestos
Respuesta lineal con la dosis. ERR 1.91 (IC 95%: 0.43 - 6.34)
Es posible prever muchos mas de los 6000 casos diagnosticados hasta el
presente en las regiones mas contaminadas, si los modelos de proyección de
riesgo son correctos.
Leucemia
No hay asociación significativa entre riesgo de leucemia infantil y dosis de
radiación , pero los resultados son difíciles de interpretar por la estimación de
dosis y selección de controles
.
Evidencia de exceso de riesgo de leucemia en el grupo de liquidadores;400000
(1986-1987)
Otros tipos de cáncer
Hasta el momento no se observa relacion de causalidad entre exposición y otros
tipos de tumores. Todavía es temprano para evaluar su impacto dado el período
de latencia de mucho de los tumores
Asociación positiva entre D recibida de scans de TC y
ERR para leucemia y tumores cerebrales
74 de 178604 pacientes…….. Leucemia
135 de 176587 pacientes … Tumores cerebrales
RR comparado con pacientes que recibieron D < 5mGy
Leucemia
D acumulada : 51 mGy RR= 3.18 (95%IC 1.46-6.94)
Tumores cerebrales
D acumulada 50-74mGy RR= 2.82 (95%IC 1.33-6.03)
Dosis acumuladas de scans de TC de alrededor
de 50 mGy podrían triplicar el riesgo de leucemia
y dosis de alrededor de 60mGy podrían triplicar
el riesgo de tumores cerebrales
Radiation exposure from CT scans in childhood and Subsequent risk
of leukaemia and brain tumours: a retrospective cohort study Mark S Pearce, Jane A Salotti, Mark P Little, Kieran McHugh, Choonsik Lee, Kwang Pyo Kim, Nicola L Howe, Cecile M
Ronckers, Preetha Rajaraman,
Sir Alan W Craft, Louise Parker, Amy Berrington de González
Efectos de basjas dosis
……..Si puedo ver mas cosas a
una mayor distancia no es por
virtud de agudeza visual de mi
parte, sino porque me he subido
en los hombros de gigantes…..
Bernard de Chartres
(Filósofo neoplatónico. Siglo XII)
D. Brenner. Rad Res 178, 7–16 (2012) Like a dwarf on the shoulders of giants’’.
German manuscript illustration, circa 1410
