Presentado en la 5ta JORNADA SOBRE PROTECCION RADIOLOGICA DEL PACIENTE. Lambayeque, Peru, 28 de junio de 2014

1. EFECTOS BIOLOGICOS DE LAS
RADIACIONES IONIZANTES
Lic.: Juan Antonio COLCHADO AGUILAR
AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y PROTECCION RADIOLOGICA
HOSPITAL BASE ALMANZOR AGUINAGA ASENJO
RED ASISTENCIAL LAMBAYEQUE
ESSALUD

2. DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACION IONIZANTE
Domenico Pacini 1907-19111895: Röentgen

3. APLICACIONES DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

5. Singlet oxygen-mediated damage to cellular DNA determined by the comet assay associated with DNA repair enzymes. J. L. Ravanat et al. en
Biological Chemistry, vol. 385, págs. 17-20, 2004.
Mykyta Sokolov, Ronald Neumann. Lessons Learned about Human Stem Cell Responses to Ionizing Radiation Exposures: A Long Road Still Ahead
of Us. Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 15695-15723.

6. Estamos interesados en la cantidad
de energía absorbida
MICROSCOPICAMENTE, en los
volúmenes correspondientes a las
células individuales o partes de la
célula.
¿cómo se deposita la energía de las
partícula de alta velocidad (electrones,
protones, partículas , neutrones, etc.)
al pasar a través de las células?
especies químicas muy reactivas, en el agua en la célula
Dañan el ADN, y dan lugar a la muerte celular
5 Gy
Efectosletales
agudosdela
radiación

7. 30 A
Representación esquemática de ADN y huella de un electrón a través de él.
Johns HF, Cunningham JR. The Physics of Radiology. Third Edition. Charles C Thomas Publisher. Springfield, Illinois, U.S.A. 1971
El electrón rápido se representa como depósito de energía en 0,25 keV /u (0.025 eV / A)

8. Distribución en el espacio de la energía liberada
Pista de partícula incidente
racimo
IONIZACION
EXCITACION
Rayos - 

9. Naturaleza aproximado de energía liberada por un electrón
Medio (Sobre 1 MeV) en agua
Excitaciones
Grupo de iones
1 ion por grupo (racimo)
2 iones por grupo
3 iones por grupo
4 iones por grupo
Rayos - 
El promedio de pérdida de energía por par de iones (W ) = 33.7 eV
El promedio de pérdida de energía por racimo (Wo) = 110 eV
10%
10%
10%
10%
40%
Porcentaje de pérdida
de energía en cada tipo
de energía liberada
Tipo de energía liberada
20%
Fano, U.: Principles of radiological physics. In Hollaender, A. (Ed.): Radiation Biology. New York, McGraw-Hill, 1954, Vol 1, pt 1, p.1
Lea, DE,: Actions of Radiations on Living Cell, 2nd ed. New York, Cambridge, U.P., 1955
Pollard, EC: Primary ionization as a test of molecular organization. Advances Biol Med Phys, 3: 153, 1953

10. La Transferencia Lineal de Energía (LET o TLE) es una medida de la velocidad
a la que se transfiere la energía desde la radiación ionizante al tejido blando
𝑇𝐿𝐸 = keV/ m
Tipo de radiación TLE (keV/)
Rayos X de 25 MeV 0.2
Rayos gamma de Co - 60 0.25
Electrones de 1 MeV 0.3
Rayos X de Diagnóstico 3
Protones de 10 MeV 4
Neutrones rápidos 50
Partículas alfa de 5 MeV 95
Núcleos Pesados 1000

11. Partícula Carga Energía (MeV) LET (keV/)
Electrón -1 0.001 12.3
0.01 2.3
0.1 0.42
200 kVp (rayos X) 0.4 - 36
Cobalto 60 (Rayos gamma) 0.2 - 2
Protón 1 Pequeña 92
2 16
5 8
10 4
Alfa 2 Pequeña 260
5 95
Neutron 0 2.5 15 - 80 (pico a 20)
14.1 3 - 30 (pico a 7)
Partículas Ionizantes de Interés Radiobiológico
CORMACK, DV. And JOHNS, HE: Electron energies and ion densities in water irradiated with 200 – keV, 1 – MeV and 25 – MeV radiations. Brit J. Radiol,
25:369. 1952.
LAWSON, RC, and WATT, DE: The LET distribution of the recoil proton dose from DD and DT neutrons. Phys Med Biol, 12; 217, 1967.
ROSSI, HH: Distribution of radiation energy in the cell. Radiology, 78: 530, 1962

12. RUTA INDIRECTA (RADIOLISIS DEL AGUA)
+
-
-
Molécula de agua
H
O
Electrón
H2O Radical Libre
H*
Ion OHIon H
OH*
Radical Libre
Agua oxigenada H2O2
+

13. DAÑOS PRODUCIDOS POR LAS
RADIACIONES IONIZANTES
SOMATICOS: Si afectan al individuo
GENETICOS: Si afectan a los descendientes
DAÑOS AGUDOS INMEDIATOS: Quemaduras de piel,
hemorragias, diarreas, infecciones.
EFECTOS TARDIOS: Cáncer, efectos hereditarios
EFECTOS ESTOCASTICOS (probabilísticos) No dosis
umbral. Gravedad  f(Dosis)
EFECTOS DETERMINISTICOS (TISULARES) Dosis
umbral. Gravedad = f(dosis)

14. ETAPAS DE LOS EFECTOS DE UNA IRRADIACION GLOBAL AGUDA
FASE PRODROMICA (FP)
D > 1 Gy. Los primeros
signos y síntomas a
primeras horas post
irradiación: Nauseas,
vómitos, diarreas,
cefaleas, vértigo,
taquicardia, alteraciones
de los órganos de los
sentidos.
FASE DE LATENCIA (FL)
Ausencia de síntomas y
varia desde minuto hasta
semanas
ENFERMEDAD MANIFIESTA
(EM) Aparecen los síntomas
concretos de los órganos y
tejidos afectados por la
radiación.

15. IRRADIACION CORPORAL TOTAL
1. SINDROME DE MEDULA OSEA
2. SINDROME GASTROINTESTINAL
3. SINDROME DE SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

16. SINDROME DE MEDULA OSEA
3 Gy Dosis < 5 Gy
Fase prodrómica:
Aparece a pocas horas: Vómitos, nauseas y diarreas.
Fase de Latencia:
Unos días y tres semanas.
Enfermedad manifiesta:
En la tercera semana: Inmunidad deprimida, Infecciones
graves.
Dosis mas altas provocan la muerte entre 30 y 60 días.

17. SINDROME GASTROINTESTINAL
5 Gy Dosis  15 Gy
Fase prodrómica:
Aparece a pocas horas: Vómitos, nauseas y diarreas MUY intensas
Fase de Latencia:
Del segundo al quinto día post irradiación.
Enfermedad manifiesta:
Lesión en el tracto gastro intestinal. Lesión de medula ósea.
Infección generalizada. Muerte en 10 – 20 días.

18. SINDROME DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
Dosis > 15 Gy
Fase prodrómica:
Rápida (minutos) Vómitos, nauseas y síntomas psíquicos y neurológicos
Fase de Latencia:
Pocas horas.
Enfermedad manifiesta:
4 a 6 horas de irradiación.
Síntomas neurológicos, Convulsiones, Ataxia, grados progresivos de cama.
Muerte: 1 – 5 días después de la irradiación.

19. DIFERENTES EFECTOS TISULARES EN
FUNCION DEL TEJIDO.

20. Eritema en la piel (enrojecimiento de la piel).
1 a 24 horas después de la irradiación de aproximadamente 3 – 5 Gy.
Depilación: Con 5 Gy es reversible, con 20 Gy es irreversible.
Opacidad detectable en el ojo: Opacidad, es el nombre que recibe la
característica de opaco, puede afectar a todo o parte de la córnea y lleva a
grados diferentes de pérdida de la visión.
0.5 – 2 Gy.
Cataratas: se llama catarata a la opacificación total o parcial del cristalino.
5 Gy.

21. EFECTOS ESTOCASTICOS (PROBABILISTICOS)
No existe dosis umbral.
No se puede descartar que incluso a dosis
muy bajas de radiación exista una
probabilidad, aunque sea muy pequeña, de
que la célula sea modificada.
EFECTOS ESTOCASTICOS:
Efectos Hereditarios: Cambio genético que se transmite de
generación en generación por alguno de estos dos factores:
1.Modificación del ADN propio de la célula. 2.Replicación de un daño
previamente establecido.
Efectos Somáticos (Cáncer): Sólo se manifiestan en el individuo que
ha sido sometido a la exposición de radiaciones ionizantes

22. En protección radiológica:
DOSIS BAJAS: < 200 mGy Tasas de dosis: < 0.1 mGy / min
Con estas dosis y tasas de dosis, resulta improbable que ocurra mas
de un evento de absorción de energía dela radiación en las partes
criticas de una célula, antes de que puedan actuar en ella los
mecanismos de reparación.
1 Golpe, 𝑃1 =
(𝑉𝐷)1
1!
𝑒−𝑉𝐷

23. MODELO DE PREDICCION DEL CANCER: MODELO MULTICAPA
Iniciación – Conversión – Promoción - Progresión

24. EFECTOS EN EMBRIONES O FETOS
1. Muerte del organismo en desarrollo.
2. Anomalías congénitas que se manifiestan en el nacimiento y que son producidas
por efecto de la exposición a radiación en útero.
3. Anomalías congénitas que no se manifiestan en el momento del nacimiento sino a
edades mas avanzadas.

25. DESARROLLO DE UN SISTEMA DE PROTECCION RADIOLOGICA
Requiere de un conocimiento
cuantitativo de como la probabilidad de
los efectos estocásticos y la gravedad de
los efectos deterministas varían con la
dosis.
INFORMACION ADECUADA
Estudios epidemiológicos sobre los
efectos de la radiación en el ser
humano.

26. El riesgo absoluto mide la incidencia del daño en la población total, dicho de otra manera,
el riesgo absoluto es la probabilidad que tiene un sujeto de sufrir un evento a lo largo de
cierto tiempo.