TIPOS DE RADIACION IONIZANTE,tti

Como se originan los daos

La radiacion transfiere energia a las moleculas de las celulas de los tejidos biologicos. Como resultado de esta interaccion las funciones de las celulas pueden deteriorarse de forma temporal y permanente y ocasionar incluso la muerte de las mismas.

EFECTOS BIOLGICOSDELASRADIACIONESEl ncleo es la estructura celular ms sensible a lasradiaciones. En l se almacena la informacingentica dentro de la molcula de ADN.Sin embargo,fuera del ncleo, tambin hay estructuras celularessensibles a los efectos radioinducidos. Tal es el casode las organelas vinculadas con el metabolismoaerobio, as como el sistema de endomembranas y lamembrana celular.Modelo de ADN

Cuando un sistema biolgico es irradiado, Lamodificacin de ese sistema se produce a travs de un efectodirecto(radiacin de alta LET, causandoionizacin y excitacin molecular) y de un efectosindirectos (radiacin de baja LET, produciendo laradiolisis del agua y dando lugar a iones y radicales libresque interactan posteriormente con las molculas blancopor ejem: perxido de hidrgeno)

U na irradiacin puede producir distintos tipos de lesionesen la molcula de AD N: Rupturas de cadenas (simples o dobles). Alteracin de las bases nitrogenadas. Oxidacin de azcares. Formacin de dmeros entre dos bases. Formacin de puentes entre las dos cadenas del AD N(cross links). El tipo y la magnitud del dao dependen del tipo deradiacin, de su energa, dela dosis absorbida (energadepositada), de la zonaafectada y del tiempo deexposicin

Cuando se produce una irradiacin, el tiempo entre doseventos ionizantes es importante porque es elintervalo enel cual la clula puede poner en marcha mecanismos dereparacin o de adaptacin a la injuria. Esto es, a mayortiempoentredoseventossubletalesmayoreslaprobabilidadde recuperacin del dao.En un sistema biolgico, la proporcin de clulassobrevivientes disminuye cuando la dosis aumenta. Latasa de supervivencia depender de la dosis, delsistema celular estudiado y de las condiciones deestudio. Existen varios factores que pueden modificar larespuesta biolgica, entre los cuales puedenmencionarse: Concentracin de oxgeno (El tejido biolgico es mssensible a la radiacin cuando se irradia en estado deaerobiosis u oxigenacin Esta caracterstica del tejidobiolgico se conoce como efecto del oxgeno (oxygenenhancement ratio u OER): Tasa dedosis (alta o baja dosis) Fraccionamiento de la dosis (protraccin ofraccionamiento) Calidad de la radiacin (de alta LET o de baja LET)CLASIFICACIN DE LOS EFECTOS BIOLGICOSEFECTOS ESTOCSTICOSLos efectos estocsticos son aquellos en los cuales laprobabilidad de que se produzca el efecto es funcinde la dosis, mientras que la severidad del mismo esindependiente de la dosis, y no tienen umbral. Losefectos estocsticos se producen como consecuenciadel dao sobre una clula o un pequeo nmero declulas.Ejemplosdeefectosestocsticossonlosefectos carcinognicos y los efectos hereditarios delas radiaciones ionizantesConclusionesLaradiobioloGia:Es Esencial prrafo ConSiderar los Efectos de los distintosTipos de radiaciones ionizantes Sobre los Diversos Tiposcelulares.Ha Mejorado los Resultados de la irradiacin clnica delcncer.Dosis porcin Fraccin y El Tiempo de irradiacin hijoImportantes Lista de parmetros de especial importancia en RT.El Establecimiento de Relaciones Cuantitativas Entre dosisdeRadiacinyefectobiolgicoconstituyeUnadelasclaves delDesarrollode laRT

Proteccionradiologica's BlogJust another WordPress.com weblogMagnitudesradiolgicasDosis mxima permitida DMPRadiobiologia.La radiobiologa es la ciencia que estudia los efectos de la radiacin ionizante sobre el tejido biolgico, su objetivo es la descripcin exacta de los efectos de la radiacin en los seres humanos, para que as pueda utilizarse con ms seguridad en el diagnostico y ms efectiva en el tratamiento.Fenmenos radiobiolgicos y sus etapasLos fenmenos que se producen en el organismo tras la absorcin de la energa de las radiaciones ionizantes son tanto las lesiones producidas como los mecanismos de reparacin de las lesiones de las lesiones.La accin de las radiaciones ionizantes sobre el organismo est marcada por una serie de principios generales: La accin es al azar (probabilstica) La accin no es selectiva La lesin es inespecficaLa lesin aparece tras un periodo de latencia que es muy variable.Los fenmenos radiobiolgicos parten de una ley fundamental > Solo la energa absorbida acta biolgicamente. Interaccin Fotoelctrica > absorcin total > dao biolgico.

La cesin inicial de energa ocurre en un tiempo intensamente corto, aunque sea contacto mnimo los Rx interaccionan.Los fenmenos radiobiolgicos transcurren en etapas concatenadas y sucesivas, a partir de la absorcin de la energa. Etapa fsica: ionizacin. Etapa fsico-qumica: afectacin de molculas simples (H20) Etapa bioqumica: afectacin de molculas complejas (ADN) Etapa biolgica: lesiones de clulas, tejidos y rganos.Composicin molecular del organismo humano.80% agua El agua es la molcula ms abundante en el cuerpo y tambin la ms simple, sin embargo, desempea un papel particularmente importante en el suministro de energa a la molcula blanco, contribuyendo as los efectos de la radiacin.15% protenas En la produccin de protenas o sntesis proteicas se usan 22 aminocidos Las protenas estn constituidas por CHON2% lpidos Se componen, por lo general, de dos clases de molculas menores, glicerol y acido graso. Los lpidos son macromolculas orgnicas compuestas por CHO1% carbohidratos Se componen nicamente por CHO1% cidos nuclecos Son macromolculas muy grandes y extremadamente complejas Existen dos cidos nuclecos importantes: ADN y el ARN

El ADN contiene toda la informacin hereditaria presente en la clula y, como es natural, si se trata de una clula germinal, toda la informacin hereditaria de un individuo. Se encuentra en el interior del ncleo. El ARN est localizado principalmente en el citoplasma, encontrndose tambin en el ncleo.1% otras Elementos vestigiales y sales inorgnicas son especiales para un metabolismo adecuado.Estructura del ADNEl ADN consiste en una columna vertebral compuesta de segmentos alternantes de desoxirribosa (un azcar) y un fosfato.Conectada a cada molcula de desoxirribosa existe una de cuatro bases orgnicas nitrogenadas diferentes PURNICAS: adenina y guanina PIRIMIDNICAS: timina o citosinaLa combinacin base azcar fosfato se denomina nucletido.El conjunto de 3 pares de bases nitrogenadas se denomina codn.En el ADN humano existen dos cadenas largas unidas a modo de escalera pos travesaos constituidos por la unin de las bases mediante enlaces de hidrogeno: adenina y timina o citosina y guanina.EL ADN esta retorcido sobre un eje imaginario, Configuracin de doble hlice.

Estructura del ARNRecuerda a la del ADNEl componente azcar es ribosa en vez de desoxirribosa y el uracilo sustituye a la timina como componente base.El ARN forma una sola espira.La clula humana

Los dos constituyentes principales son el ncleo y el citoplasma.NCLEOEl principal componente molecular del ncleo es el ADN o material gentico de la clula. El material gentico cuya misin es dirigir las actividades de la clula es transmitir, a las clulas hijas, la informacin gentica constituye los genes que estn en los cromosomas.

En toda clula somtica hay dos genes de cada tipo localizados en dos cromosomas distintos. Estos dos cromosomas (en pareja) son iguales en cuanto al tipo y secuencia de genes que portan.El nmero de cromosomas en clulas somticas es caracterstico de cada especie, en la humana, hay 46 cromosomas en 23 parejas. Los miembros de cara pareja son iguales, pero las parejas son distintas unas de otras.Los cromosomas en clulas germinales no se hallan agrupados por parejas. Esta es la razn por la que el nmero de cromosomas (y de genes) que hay en las clulas germinales es la mitad que en las somticas. En la especie humana las clulas germinales contienen 23 cromosomas.Todo cromosoma est compuesto por dos estructuras lineales denominados brazos, formados por una sucesin de genes en un orden determinado, unidos por un estrechamiento llamado centromero.Cada gen es una secuencia de ADN encargada de la fabricacin de una determinada protena.Lamembrana nucleares una estructura de doble pared que en algunos puntos est conectada al retculo endoplasmatico. La naturaleza de esa conexin controla el paso de molculas, sobre todo el ARN, desde el ncleo hasta el citoplasma.CITOPLASMAEl citoplasma constituye la mayor parte de la clula y contiene todos los componentes moleculares de gran cantidad excepto el ADN.En el citoplasma se encuentran diferentes estructuras intracelulares.Elretculo endoplsmicoes un canal o una serie de canales que permiten la comunicacin entre el ncleo y el citoplasma.Grandes estructuras:Mitocondrias.Su funcin es producir energa destinada a la clula.Pequeas estructuras:Ribosomas.Es el lugar donde se produce la sntesis proteica.Pequeos sacos:Lisosomas.Contienen enzimas capaces de digerir fragmentos celulares.Sculos con disposicin caracterstica:Aparato de Golgi, cuya funcin es almacenar diferentes sustancias.Todas estas estructuras incluyendo la clula misma estn rodeadas de membranas.La radiosensibilidad es la forma en la que se manifiesta la accin biolgica producida por la radiacin sobre una determinada poblacin celular o tejido: Est determinada en cierto grado por su estado de madurez y su papel funcional. Datos experimentales demuestran que:1. El dao inicial sobre una clula por unidad de dosis es variable y dependiente intrnsecamente de dicha clula.2. Clulas de distintos tipos muestran diferente capacidad y eficacia en el proceso de reparacin de las lesiones radioinducidas.3. Distintas clulas pueden tolerar distintos niveles desiguales de dao residual.Las clulas constituyentes de los diferentes rganos / sistemas se caracterizan por su tasa de proliferacin y su estado de desarrollo. Distinguindose en dos tipos: indiferenciadas (tronco o precursoras) y maduras.Escala de radiosensibilidadLas clulas presentan diferente grado de sensibilidad a la radiacin, segn la estirpe o lnea celular. Tomando como punto de referencia la muerte celular, pueden clasificarse en cinco grupos de mayor a menos sensibilidad.1. Muy radiosensibles: leucocitos, eritroblastos, espermatogonias.2. Relativamente radiosensibles: Epidermis.3. Sensibilidad intermedia: clulas endoteliales.4. Relativamente radiosensibles: osteocitos, espermatozoides.5. Muy radiosensibles: fibrocitos, clulas musculares y nerviosas.Ley de Bergonie y TribondeauUna clula es tanto ms radiosensible: Cuanto mayor sea su actividad reproductiva. Cuanto ms largo sea su futuro de divisiones, cuantas ms divisiones deba realizar para alcanzar su forma y funciones definitivas. Cuanto menos definidas diferenciadas sean su forma y funcin.Las consecuencias de la radiacin sobre las clulas pueden ser: Muerte en interfase: La clula muere antes de entrar en mitosis. Muerte mittica: La clula mantiene su forma y sus funciones vitales salvo su capacidad de divisin. Retraso mittico: La clula que iba a entrar en mitosis la retrasa y, posteriormente, se recupera e inicia la mitosis.La respuesta tisular a la radiacin depende de: La radiosensibilidad de las clulas que lo constituyen La dinmica de la poblacin celular en cuanto a su produccin, diferenciacin, envejecimiento y muerte natural. Este factor es de gran importancia.MitosisEs la divisin de clulas somticas, existe la duplicacin de ADN y el resultado es la obtencin de dos clulas hijas idnticas a la clula madre.La podemos clasificar en cuatro fases1. Profase: Duplicacin del ADN (La cromatina se hincha)2. Metafase: Formacin de cromosomas (integrado pos 2 cromatides idnticas unidas por el centromero). Mapa cromosmico.Mayor radiosensibilidad.3. Anafase: Disposicin de los cromosomas en el ecuador de la clula. Separacin de las 2 cromatides que integran cada cromosoma y emigran a uno de los polos celulares.4. Telofase: Los cromosomas se desintegran, se vuelve a formar la cromatina. Al final se separan las dos clulas hijas.

MeiosisEs la divisin de las clulas germinales (ovogonias y espermatogonias) para dar origen a vulos y espermatozoides.Consta de una duplicacin de ADN en una primera fase y una segunda fase de divisin celular sin duplicacin del ADN, el resultado son cuatro hijas con la mitad del material gentico de la clula madre (vulos y espermatozoides)Se puede dividir en dos fases: Meiosis I: Es como la mitosis, hay duplicacin de ADN. La nica diferencia es que un cromosoma con sus dos cromtides va hacia un polo celular y el duplicado hacia el otro. Meiosis II: Es como una mitosis, pero no hay duplicacin del ADN. En esta fase las cromtides de los cromosomas se separan y cada una de ellas va hacia un polo celular.Mecanismos de la accin biolgica de las radiaciones ionizantes.Accin directa o teora del impacto al blanco.La accin directa de la radiacin es consecuencia de las ionizaciones que se producen en los tomos que forman la molcula del ADN, fenmeno dominante en radiaciones con alta transferencia lineal LET como partculas alba, beta y neutrones.Explica la respuesta y en el momento y en el lugar del impacto.Las consecuencias biolgicamente dependern de: La importancia del blanco alcanzado El numero de blancos impactados

Accin indirecta o teora de los radicales libres.La redicin indirecta de la radiacin es la interaccin del haz de radiacin con otros tomos y molculas de la clula como el agua, producindose radicales libres que al difundir hasta la molcula de ADN, la daan de manera indirecta.El agua intracelular absorbe la energa del impacto, y se descompone, radiolisis del agua:H2O (HOH) + fotn de rayos X = HOH++ electrnHOH+ electrn = HOH-A partir de los iones OH-y H-que no tienen carga y que son altamente reactivos:HOH+= H++ OH-HOH-= OH-+ H-Explica la respuesta fuera del lugar del impacto y posteriores al impacto. Tambin explica la apoptosis celular (muerte celular)Los radicales libres pueden recombinarse formando agua, pero si se recombinan anormalmente forman perxidos de hidrogeno (H2O2) con accin toxica.

Relacin dosis de radiacin / respuesta

1 Relacin dosis repuesta lineales.La relacin dosis repuesta lineal se llama as porque la respuesta es directamente proporcional a la dosis.

Cuando la dosis de radiacin aumenta el doble, tambin se dobla la respuesta a la misma.a- Las relaciones dosis repuesta 1 y 2 cortan el eje de dosis en el punto cero o por debajo de cero. Esas relaciones son, por tanto, del tipolineal sin umbral. En una relacin dosis-respuesta sin umbral, cualquier dosis, con independencia de su cuanta, produce una respuesta. En la dosis cero, la relacin 1 muestra una respuesta medible RA.. El nivel RAse denomina nivel de respuesta ambiental o natural, e indica que la respuesta se produce incluso sin exposicin a la radiacin. Producen efectos tardos > efectos generales.Acortamiento de la esperanza de vida: 10 das por cada 0,01 GyNeoplasias: Leucemia, cncer de tiroides, mama, pulmn, hgado hueso y piel. Difcil establecer la relacin directa entre radiacin y cncer. Producen efectos tardos -> Efectos locales.Piel: callosidad y descamacin (Radiodermitis)Alteraciones cromosmicasCatarata: En radiodiagnstico sin proteccin o hay riesgo, sin embargo en radioterapia s que existe el riesgo, depende de la edad, tienen ms riesgo las personas mayores. Efectos en el feto durante el embarazob- Las relaciones dosis-respuesta 3 y 4 se identifican comolineales con umbral,debido a que cortan el eje de dosis en algn valor mayor que cero. Las dosis umbral para 3 y 4 Dcy Ddrespectivamente. A niveles de dosificacin por debajo de esos valores NO se produce ninguna respuesta. La relacin 4 tiene una pendiente ms pronunciada que la 3; as pues, por encima de la dosis umbral, cualquier amento de la dosis producir una respuesta mayor si sigue la relacin 4 que sigue la relacin 3. Producen efectos precoces > efectos generales Sndrome por radiacin aguda: Sndrome menngeoNauseas y vmitos graves Hemorragias, infecciones, anemia y diarrea.Dosis letal 50/60: Radiacin total corporal que causa la muerte al 50% de los sujetos irradiados en un plazo de 60 das.Una dosis mayor a los 10 Gy la muerte es irremediable y menos a 1 Gy no hay muerte Producen efectos precoces> Efectos locales. Piel: eritema y descamacin (radiodermitis)Medula sea: eritropenia, plaquetopenia y linfopenia. Gonadas: Esterilidad y/o castracin en el hombre y esterilidad y castracin en la mujer. Efectos criognicos: Alteraciones cromosmicas en clulas madre. Se producen inmediatamente yse manifiestan tarde.

2 Relaciones dosis repuestas no linealesa- Todas las dems relaciones dosis-respuesta se definen como no lineales. Las curvas 1 y 2 sonno lineales sin umbral: En la relacin 1 se obtendr una gran respuesta con muy poca dosis de radiacin. 1 niveles de dosificacin elevados, la radiacin no es tan eficaz, ya que un incremento produce menos dao relativo que el mismo incremento a niveles de dosificacin bajos. En la relacin 2 sucede exactamente lo contrario. El aumento de dosis es el rango de dosificacin baja origina muy poco cambio en la respuesta. Sinn embargo, con alta dosis, el mismo aumento producir una respuesta mucho mayor.b- La curva 3 corresponde a una relacinno lineal con umbral:A dosis por debajo de Dcno se producir respuesta mensurable. Conforme aumenta la dosis por encima de Dcse hace cada vez ms efectiva, hasta alcanzar el valor correspondiente al punto de inflexin de la curva. Por encima de ese nivel, el aumento de la dosis resulta menos eficaz. La relacin 3 se llama a veces relacin dosis-respuesta de tipo S o tipo sigmoide.

a- Todas las dems relaciones dosis-respuesta se definen como no lineales. Las curvas 1 y 2 sonno lineales sin umbral: En la relacin 1 se obtendr una gran respuesta con muy poca dosis de radiacin. 1 niveles de dosificacin elevados, la radiacin no es tan eficaz, ya que un incremento produce menos dao relativo que el mismo incremento a niveles de dosificacin bajos. En la relacin 2 sucede exactamente lo contrario. El aumento de dosis es el rango de dosificacin baja origina muy poco cambio en la respuesta. Sinn embargo, con alta dosis, el mismo aumento producir una respuesta mucho mayor.b- La curva 3 corresponde a una relacinno lineal con umbral:A dosis por debajo de Dcno se producir respuesta mensurable. Conforme aumenta la dosis por encima de Dcse hace cada vez ms efectiva, hasta alcanzar el valor correspondiente al punto de inflexin de la curva. Por encima de ese nivel, el aumento de la dosis resulta menos eficaz. La relacin 3 se llama a veces relacin dosis-respuesta de tipo S o tipo sigmoide.

Tipos de efectos de la radiacin sobre los seres vivos.Segn el tiempo de aparicin Efectos precoces:Aparecen en minutos u horas despus de haberse expuesto a la radiacin, por ejemplo eritema cutneo o nauseas. Reciben mayor dosis en menos tiempo, aparecen en das o semanas, se pueden dar en accidentes nucleares o tratamientos de radioterapia. Dosis con umbral > Deterministas. Cuanta mayor sea la dosis mayor es la gravedad. Efectos tardos:Aparecen meses u aos despus de la exposicin, por ejemplo cncer radioinducido, radiodermitis crnica o mutaciones genticas. Reciben menos dosis en mayor tiempo, aparecen en aos y se pueden dar enradiodiagnsticoy en tratamiento de radioterapia y medicina nuclear. Dosis sin umbral > Estocsticos. Hay mayor probabilidad de aparicin cuanto mayor sea la dosis, los efectos siempre son graves.Desde el punto de vista biolgico Efectos somticos:solo se manifiestan en el individuo que ha sido sometido a la exposicin de radiaciones ionizantes por ejemplo el eritema. Efectos hereditarios:No se manifiestan en el individuo que ha sido expuesto a la radiacin, sino en su descendencia, ya que lesiona las clulas germinales del individuo expuesto, por ejemplo mutaciones genticas.Segn la dependencia de la dosis: Efecto estocstico, probabilstica, no determinista:Son efectos absolutamente aleatorios, probabilsticas. No necesitan una dosis umbral determinada para producirse; si bien al aumentar la dosis aumenta la probabilidad de aparicin de estos efectos, que suelen ser de tipo tardo y graves. La relacin dosis-respuesta es lineal sin umbral. Son efectos estocsticos el cncer radioinducido y las mutaciones genticas. Efecto determinista, no estocsticas, no probabilstico:Se necesita una dosis umbral para producirlos, por debajo de la cual, la probabilidad de aparicin de los mismos es muy baja, la gravedad de los mismos aumenta con la dosis. La relacin dosis-respuesta es lineal con umbral. Suelen ser efectos precoces, por ejemplo eritema cutneo.