Radiobiología

La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen en los seres vivos, tras la absorción de energía procedente de las radiaciones ionizantes.

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre los seres vivos se pueden clasificar desde distintos puntos de vista:

Según el tiempo de aparición

  • Precoces: aparecen en minutos u horas después de haberse expuesto a la radiación (p.e. eritema cutáneo, náuseas).
  • Tardíos: aparecen meses o años después de la exposición (p.e. cáncer radioinducido, mutaciones genéticas, radiodermitis crónica).

Desde el punto de vista de la herencia biológica

  • Efectos somáticos: sólo se manifiestan en el individuo que ha sido sometido a la exposición de radiaciones ionizantes (p. e. eritema).
  • Efectos hereditarios:  no se manifiestan en el individuo que ha sido expuesto a la radiación, sino en su descendencia, ya que se lesionan las células germinales del individuo expuesto (p.e. mutaciones genéticas).

Según la dependencia de la dosis

  • Efectos estocásticos: son efectos absolutamente aleatorios, probabilísticos, pudiendo aparecer tras la exposición a pequeñas dosis de radiación ionizante. No necesitan una dosis umbral determinada para producirse. Al aumentar la dosis aumenta la probabilidad de aparición de estos efectos, que suelen ser de tipo tardío (p.e. cáncer radioinducido, mutaciones genéticas).
  • Efectos no estocásticos: se necesita una dosis umbral para producirlos, por debajo de la cual, la probabilidad de aparición de los mismos es muy baja. Suelen ser efectos precoces (p.e. eritema cutáneo).

CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

  • Aleatoriedad:la interacción de la radiación con las células es una función de probabilidad y tiene lugar al azar. Un fotón o partícula puede alcanzar a una célula o a otra, dañarla o no dañarla y si la daña puede ser en el núcleo o en el citoplasma.
  • Rápido depósito de energía:el depósito de energía en la célula ocurre en un tiempo muy corto, en fracciones de millonésimas de segundo.
  • No selectividad:la radiación no muestra predilección por ninguna parte o molécula, es decir, la interacción no es selectiva.
  • Inespecificidad lesiva:las lesiones de las radiaciones ionizantes son siempre inespecíficas, o lo que es lo mismo, esas lesiones pueden ser producidas por otras causas.
  • Latencia:las alteraciones biológicas en una célula que resultan de la radiación no son inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles. A esto se le llama “tiempo de latencia” y puede ser desde unos pocos minutos a muchos años, dependiendo de la dosis y tiempo de exposición.

LESIONES RADIOINDUCIDAS

Las interacciones de las radiaciones ionizantes con los átomos de la materia orgánica afectan tanto al citoplasma como al núcleo celular. Donde más estudios se han realizado es en las acciones de la radiación sobre el ADN, ya que el daño producido en él es crítico para la muerte celular radioinducida. La dosis de radiación requerida para producir muerte celular es mucho mayor para el citoplasma que para el núcleo. Prueba de ello es que el I125 incorporado al ADN produce muerte celular, que las aberraciones cromosómicas radioinducidas son letales para las células, que las bases nitrogenadas alteradas producen radiosensibilización, como el 5-fluoracilo, y que las células con más cromosomas, como las tumorales, son más radioresistentes.

  • Lesión letal: es irreversible e irreparable, y conduce necesariamente a la muerte de la célula.
  • Lesión subletal: daño que puede ser reparado en las horas siguientes a la irradiación, salvo que la inducción de nuevas lesiones subletales por sucesivas fracciones de la dosis determine la letalidad.
  • Lesión potencialmente letal: es una lesión particular que está influida por las condiciones del tejido irradiado durante y después de la irradiación.

El número de lesiones inducidas por radiación es mucho mayor que el que ocasionalmente provoca la muerte de las células. La dosis letal media (D0) es la dosis de radiación que origina aproximadamente una lesión letal por célula y que destruirá al 63% de éstas, siendo aún viables el 37% restante. El valor de dosis letal media en células epiteliales humanas bien oxigenadas es de aproximadamente 3 Gy.

RADIOSENSIBILIDAD

La radiosensibilidad es la magnitud de respuesta de las estructuras biológicas, provocada por las radiaciones ionizantes. Un elemento biológico es más sensible cuanto mayor es su respuesta a una dosis determinada de radiación. El elemento biológico es más radiosensible cuando necesita menos dosis de radiación para alcanzar un efecto determinado. El concepto opuesto a radiosensibilidad, es radioresistencia. No existe célula ni tejido normal o patológico radioresistente de forma absoluta; pues si se aumenta ilimitadamente la dosis, siempre se puede alcanzar su destrucción. Administrando dosis mínimas en órganos o tejidos, se observarán diferentes grados de alteraciones morfológicas y/o funcionales, según las líneas celulares de que se trate.

Escala de radiosensibilidad

Las células presentan diferente grado de sensibilidad a la radiación, según la estirpe o línea celular. Tomando como punto de referencia la muerte celular, pueden clasificarse en cinco grupos de mayor a menor sensibilidad:

  • Muy radiosensibles: leucocitos, eritroblastos, espermatogonias.
  • Relativamente radiosensibles: mielocitos, células de las criptas intestinales, células basales de la epidermis.
  • Sensibilidad intermedia: células endoteliales, células de las glándulas gástricas, osteoblastos, condroblastos, espermatocitos.
  • Relativamente radioresistentes: granulocitos, osteocitos, espermatozoides, eritrocitos.
  • Muy radioresistentes: fibrocitos, condrocitos, células musculares y nerviosas.