Este documento resume los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes. Explica que la radiobiología estudia las lesiones que se producen en los tejidos vivos tras absorber radiación y los mecanismos de reparación. A nivel celular, la radiación puede causar daños directos al DNA o indirectos a través de radicales libres. Los efectos pueden ser deterministas, presentándose de forma segura sobre un umbral de dosis, o estocásticos, donde la probabilidad pero no la gravedad depende de la dosis. Los te

1. Tema 8
EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS
RADIACIONES IONIZANTES
8.1 Interacción de las radiaciones ionizantes con la materia
La Radiobiología estudia los fenómenos que suceden una vez que un tejido
vivo ha absorbido la energía depositada por las radiaciones ionizantes (lesiones que se
producen y mecanismos que tiene el organismo para quot;repararquot; esas lesiones). Como la
interacción de la radiación con un átomo es probabilística, la posible lesión que produzca
tendrá también carácter probabilístico y aunque el depósito de energía es un proceso
físico que ocurre en un tiempo muy corto, del orden de 10-17s , el posible efecto biológico
puede aparecer después de un período de latencia que puede ser de varios años.
Debido al carácter probabilístico de la interacción, ésta no se realiza de forma
selectiva sobre ninguna zona concreta de la célula.
Las lesiones que producen las radiaciones ionizantes no son específicas de las
mismas, e idénticas lesiones se pueden producir por otras causas; de ahí la dificultad de
discernir los efectos causados por las radiaciones ionizantes frente a otras etiologías.
La acción de las radiaciones ionizantes sobre la célula siempre es de tipo
lesivo (o sea siempre se produce un quot;dañoquot; a la célula). No obstante en ocasiones se busca
precisamente dañar cierto tipo de células como es el caso de la radioterapia antitumoral
que persigue la destrucción de las células de los tumores malignos (quot;neoplasias
malignasquot;). No se puede afirmar sin embargo que las radiaciones ionizantes se utilicen
siempre en radioterapia buscando su efecto quot;antineoplásico” ya que en algunas discutidas
ocasiones se podrían utilizar con otros fines (acción antiinflamatoria por ejemplo).
8.2 Mecanismos de acción: Teorías

2. Las células constituidas por distintos tipos de componentes orgánicos
(proteínas, carbohidratos, ácidos nucléicos y lípidos) que forman el núcleo y el
citoplasma, que a su vez contienen varios orgánulos celulares entre los que hay que
destacar los cromosomas (situados en el interior del núcleo) por su específica función de
control de las actividades celulares. Los cromosomas son portadores de genes, unidades
de material genético responsable de transmitir la información hereditaria que contiene la
célula. Los genes están formados pro una macromolécula llamada ácido
desoxirribonucleido (DNA), que es una estructura de doble cadena con una configuración
en hélice. Las subunidades del DNA son bases nitrogenadas (purinas y pirimidinas:
adenina, guanina, timina y citosina); un azúcar con 5 carbonos y ácido fosfórico. Todo
ello se denomina nucleótido, y es de gran importancia, ya que la secuencia de las bases
nitrogenadas es lo que constituye la información genética de la célula.
Las células se clasifican en germinales y somáticas en función de que puedan dar lugar a
otro ser (germinales) o que no tengan esta capacidad. El número de cromosomas de las
células somáticas es quot;diploidequot; (se puede expresar como 2n, donde n es un número
entero) e igual a 46 en todas las células somáticas de los seres humanos, y quot;haploidequot;
(igual a n) en las células germinales.
La división o multiplicación celular se hace a través de un proceso que se
llama mitosis para las células somáticas y meiosis para las germinales.
La división o multiplicación celular se hace a través de un proceso que se
llama mitosis para las células somáticas y meiosis para las germinales.
La acción de la radiación sobre un material biológico se dice que puede ser
directa (si provoca la rotura de un enlace en una molécula quot;clavequot; como puede ser el
DNA) o indirecta (si afecta al quot;medioquot; en el que se desarrollan las funciones celulares
provocando iones y radicales libres que afectan lógicamente la quot;químicaquot; de los procesos
celulares). El ejemplo más importante de acción indirecta es el de la hidrólisis del agua
(formación de HOH positivo y HOH negativo).
La quot;teoría del impactoquot; explica de forma bastante intuitiva la acción directa
de las radiaciones ionizantes a nivel microscópico y macroscópico. Se supone que en la
célula existen moléculas que se pueden sustituir y moléculas quot;clavequot; que son únicas e
insustituibles; estas son los quot;blancosquot; y sobre ellos se producen los quot;impactosquot;. Un blanco
típico sería el DNA y los cambios en éste suponen cambios en la información genética (a
los que se llama mutaciones). Las mutaciones podrán suponer una alteración de las
funciones celulares (ya que son los cromosomas los que las rigen), desde un mínimo,
como fallos en las mitosis, hasta un máximo, que provoque la muerte celular, o una
alteración en la información de transmita una célula germinal.
Se sabe que la relación respuesta biológica-dosis de radiación, es de tipo
quot;sigmoidequot; (curva en forma de S), cuando nos referimos a una respuesta de tipo aleatorio
o estocástico, es decir al incremento de probabilidad de que aparezca el efecto; pues bien,
la forma de la curva es interpretable haciendo la consideración de que inicialmente la
pendiente es suave porque a bajas dosis, cada estructura celular recibe pocos quot;impactosquot; y
el efecto de la radiación apenas se nota. Después de esa primera etapa, al haber ya muchas
estructuras quot;tocadasquot;, basta otro impacto para que el efecto se manifieste y por eso se

3. llega a la zona con mucha pendiente (pequeños incrementos de dosis suponen grandes
incrementos de probabilidad de ocurrencia del efecto). La última zona de pendiente suave
se puede interpretar como la llegada a la saturación; ya están prácticamente inutilizadas
todas las estructuras celulares y grandes incrementos de dosis suponen pequeñas
variaciones en la probabilidad del efecto observado.
De acuerdo con todo lo anterior, es fácil interpretar la afirmación de que la
severidad (o gravedad) de un efecto estocástico es independiente de la dosis; un
incremento de dosis supone un incremento de probabilidad de ocurrencia pero no un
incremento de la gravedad del daño en sí. Una mutación que suponga una malformación
en un descendiente se puede producir con un único fotón si se rompe un enlace quot;clave2 en
una molécula de DNA. Si inciden varios millones de fotones lo que aumentará será la
probabilidad de que se produzca la mutación pero no aumenta la gravedad de la mutación
propiamente dicha.
Sin embargo, un incremento en la dosis significará lógicamente un
incremento proporcional de rupturas simples en los cromosomas, número que no se verá
afectado, en principio, por la tasa de dosis. La tasa de dosis afectará sobre todo a las
llamadas aberraciones complejas en los cromosomas (rupturas múltiples). Para una
aberración múltiple no se precisa sólo que ocurran dos o más rupturas en un mismo
cromosoma sino que se produzcan con escaso intervalo de tiempo con objeto de que no
puedan actuar los mecanismo de quot;reparaciónquot; (los extremos rotos de un cromosoma
permanecen abiertos de 30 a 60 minutos).
Con relación a la transferencia lineal de energía (LET) también se puede
afirmar que las aberraciones complejas no se suelen dar con radiaciones de baja LET (es
poco probable que se deposite energía para dos rupturas en un mismo cromosoma) sino
preferentemente con las de alta LET.
En resumen, se puede afirmar que la gravedad o severidad de un efecto
concreto (una mutación específica) no depende ni de la dosis ni de la tasa de dosis. Lo
que depende es la probabilidad de que aparezca tal mutación. Sí dependen de la dosis, de
la tasa de dosis y de la LET, el tipo y número total de mutaciones que se producen.
8.3 Efectos deterministas y efectos estocásticos

4. Cuando se estudia la acción macroscópica de las radiaciones ionizantes (RI),
se habla de efectos deterministas cuando la interacción de las RI provoca un efecto seguro
a partir de un umbral de dosis. En este caso, la gravedad de la lesión depende de la dosis
(opacidades en cristalino y lesiones en piel, por ejemplo). Los efectos estocásticos son
aquellos que no se producen con seguridad sino que aumenta su probabilidad de aparición
en función de la dosis de radiación que se absorbe. La ICRP admite que para este tipo de
efectos no existe umbral de dosis y que la gravedad es independiente de la dosis. Lo que
varía con la dosis es el incremento de probabilidad de un determinado efecto (típicamente
cánceres y malformaciones en los descendientes de las personas irradiadas).
8.4 Radiosensibilidad
La radiosensibilidad se define como la mayor o menor afectación celular de
los diferentes tejidos orgánicos por las radiaciones ionizantes. Desde 1906 se aceptan las
leyes descritas por Bergonié y Tribondeau que afirman que la radiación ionizante es más
eficaz sobre las células que son activamente mitóticas (o sea que se dividen mucho), que
no están diferenciadas (o sea que no han alcanzado un elevado grado de especialización
en su forma y funciones) y que tienen por delante un largo futuro de divisiones.
Así, por ejemplo, en el testículo, el espermatozoide es la célula madura y
las espermatogonías son las células madre o indiferenciadas, y son por tanto más
radiosensibles. En el sistema hematopoyético (responsable de la formación de sangre
circulante, es la célula sanguíneas), el hematíe o eritrocito que existe en la sangre
circulante, es la célula madura diferenciada, y el eritroblasto, localizado en la médula
ósea, es la célula madre no diferenciada y más radiosensible.
Existen excepciones como la del linfocito (un tipo de glóbulo blanco,
formado a expensas de la célula madre: el linfoblasto) que aunque muy diferenciado, es
muy radiosensible.
A nivel de tejidos y órganos, su radiosensibilidad dependerá del tipo de
células que los constituyan. Los tejidos y órganos están formados por el parénquima (que
contiene las células características del tejido u órgano) y el estroma (tejido conjuntivo y
vascular que actúa como estructura de soporto) y generalmente se daña primero el
parénquima.
La respuesta celular a la radiación se puede modificar por factores externos a
la propia célula como serían algunos productos químicos (que alterarán el efecto de los
radicales libres producidos) o la propia LET y tasa de dosis como ya se ha indicado.
8.5 Respuesta celular a la radiación
La respuesta celular a la radiación se suele estudiar con la curvas de
supervivencia celular (número de células supervivientes en función de la dosis) que
presentan casi siempre forma exponencial más o menos complicada en función de que se
suponga la célula muerta con un solo impacto, como podría ser el caso de los virus, o con
varios impactos, como sería el caso de las bacterias.

5. Una posible respuesta a la radiación es la muerta celular antes de que la célula
entre la mistosis (muerte en interfase). Los linfocitos, por ejemplo, la presentan a dosis
menores de 0,5 Gy (caso especial, ya que la dosis es muy baja). Se supone que este efecto
es consecuencia de cambios bioquímicos.
Otro posible efecto es el retraso mitótico que como su nombre indica, es un
retraso de la evolución normal hacia la mitosis y que suele dar lugar a una sobrecarga
mitótica en el período postirradición ya que llegarán a la mitosis las células que les
corresponde en evolución normal más aquellas que se habían retrasado. Normalmente se
define el índice mitótico como el cociente entre el número de células que están en mitosis
en cada instante y el número total de células.
El tercer tipo de efecto que se observa es el llamado fallo reproductivo que
consiste en la incapacidad de las células para experimentar divisiones repetidas después
de la irradiación(sólo se pueden dividir una o dos veces pero no más, por tener parte de su
estructura dañada).
La respuesta celular a la radiación se suele estudiar con las curvas de
supervivencia celular (número de células supervivientes en función de la dosis).
Las curvas de respuesta resultan ser exponenciales debido al carácter
probabilístico de la interacción de la irradiación con la materia. Así, si se irradia una
población celular de n blancos, (siendo n>1 con una dosis dada, algunas células de la
población sufrirán impactos en solo algunos blancos (lesión subletal) y otras no sufrirán
ningún impacto. A medida que aumenta la dosis, hay mayor probabilidad de que se
produzca la ionización en zonas previamente quot;impactadasquot;, resultando la dosis altas, más
eficaces para producir la muerte celular.
La curva de supervivencia celular (figura 3.3) se define mediante tres
parámetros:
N = número de extrapolación
D0 =Dosis D37 = 1/ pendiente; dosis que inactiva a toda la población menos al 37% (1/e);
representa la radiosensibilidad de una población concreta.
Dq = Dosis cuasi-umbral, que es la dosis en la cual la curva de supervivencia se hace
exponencial. Ello se debe a las lesiones subletales a bajas dosis.
Un ejemplo de muerte de una célula con un solo impacto podrá ser el caso de un virus.
Las bacterias serían un buen ejemplo de muerte con varios impactos.

6. 8.6 Factores que influyen la respuesta (físicos, químicos y biológicos)
Como ya se ha indicado con anterioridad, existen distintos tipos de factores
que son capaces de afectar la respuesta celular a la radiación.
Los factores físicos más importantes son la LET (transferencia lineal de
energía) y la tasa de dosis. Las radiaciones con mayor transferencia lineal de energía
provocan mayor efecto biológico y las tasas de dosis altas, provocan también mayor
efecto biológico que las hojas. La ICRP (comisión Internacional de Protección
Radiológica) considera aceptable utilizar un factor 2 para comparar la respuesta a bajas
tasas de dosis frente a las altas tasas de dosis.
Algunos agentes químicos pueden actuar como radiosensibilizantes (como el
oxígeno, que aumenta la eficacia de la radiación debido a que potencia la formación de
radicales libres y hace irreversibles muchos de los daños causados por la radiación) o
radioprotectores (deben estar presentes en el momento de la irradiación) que suelen ser
compuestos químicos que contiene el grupo sulfhidrilo (SH) como la cisteina y la
cisteamina. Se supone que los radioprotectores actúan reduciendo el número de radicales
libres generados en la acción indirecta de las radiaciones.

7. El efecto del oxígeno como radiosensibilizante es tan importante que se ha
definido una quot;relación de potenciación del oxígenoquot; (OER = oxigen enhacement ratio)
como el cociente entre la dosis de radicación que produce un determinado efecto
biológico en ausencia de oxígeno (células hipóxicas) y la dosis de radiación que produce
la misma respuesta biológica en presencia de oxígeno. Para las células de los mamíferos,
la OER es del orden de 2,5 si se irradia con baja LET y disminuye mucho si se irradia con
alta LET.
Finalmente, los factores biológicos que afectan la respuesta celular a la
radiación son: a) el momento del ciclo celular cuando se produce la irradiación (las
células son más radiosensibles justo antes de loa mitosis y durante la mitosis que después
de la misma o durante la síntesis del DNA), y b) capacidad de la células para reparar las
radiolesiones. La forma curvada inicial de las curvas de supervivencia celular indican que
las lesiones se pueden distribuir en varios blancos antes de que sean las segundas o
terceras lesiones las que empiecen a ocasionar muertes celulares. Si los impactos se
producen con un cierto intervalo de tiempo, pueden actuar los mecanismos de reparación.
La falta de oxígeno entorpece la capacidad de reparación.
Si se irradia la dosis D1 sin fraccionamiento, una población celular habría una
fracción de supervivencia inferior a 0,01; si se fracciona una vez, la supervivencia sería
mayor y si se fracciona dos o más veces todavía mayor (del orden de 0.,5).

8. 8.7 Respuesta sistémica a la radiación
Al hablar de respuesta sistémica a la radiación nos referimos a la respuesta de
un sistema que dependerá de los órganos que lo constituyan y la de éstos, de sus tejidos
(tanto el parénquima como el estroma) y de las poblaciones celulares de estos tejidos.
La referencia a dosis bajas, moderadas o altas se hace con órdenes de
magnitud inferiores a 1 Gy, entre 1 y 10 Gy y superiores a 10 Gy, respectivamente, y
suponiendo que se reciben de una sola vez y en un solo órgano.
La respuesta a la radiación de un sistema u órgano se define como el conjunto
de cambios morfológicos y/o funcionales detectables, producidos por una dosis en un
cierto tiempo y será función de la dosis y del tiempo postirradiación que transcurre hasta
la valoración del efecto. Evidentemente los cambios que se observan no son
característicos de la radiaciones ionizantes y pueden ser producidos por otros agentes.
La respuesta morfológica se produce en dos fases: a)cambios iniciales
(durante los primeros seis meses) que pueden ser reversibles o irreversibles y b)cambios
tardíos son permanentes, irreversibles y progresivos.
La curación de los efectos de las radiaciones ionizantes sobre un órgano o
más sistemas se puede dividir en: a) regeneración, cuando la sustitución de las células
dañadas se hace por el mismo tipo de células que ya existían antes de la irradiación;
supone una restitución total de la función; b)reparación, cuando la sustitución de las
células que se limitan a quot;tapar el huecoquot; (por ejemplo, una cicatrización por tejido
conjuntivo).
Son alteraciones iniciales típicas (debidas sobre todo a modificaciones en la
permeabilidad celular) las inflamaciones, edemas (acumulaciones anómalas de líquido
orgánico intra o extracelular) y hemorragias. Las alteraciones tardías más típicas son:
fibrosis (acumulación inferior a lo normal o función disminuida), ulceraciones, necrosis,
etc.
Se podría hacer una breve descripción de los efectos y radiosensibilidad de
los órganos y tejidos más importantes del cuerpo humano concretándolos en los
siguientes términos:
Sistema hematopoyético; formado por médula ósea /muy radiosensible),
sangre circulante (radiorresistente excepto los linfocitos), ganglios linfáticos, bazo y timo
(muy radiosensibles). El efecto primario de la radiación sobre la médula es disminuir el
número de células madre (célula STEM) y por tanto la posterior disminución del número
de células circulantes. Recuérdese que las células circulantes en sangre son los hematíes o
eritrocitos (también llamados glóbulos rojos), los granulocitos o leucocitos, también
llamados glóbulos blancos (neutrófilos, eosinófilos y basófilos) y las plaquetas o
megacariocitos formadas a partir de las células madre eritroblastos, mieloblastos y
megacarioblastos, respectivamente situados fundamentalmente en la médula ósea. Los
linfocitos y los monocitos formados a partir del linfoblasto y monoblasto que se sitúan
fundamentalmente en glanglios linfáticos, timo y bazo.
Piel , en la epidermis, las células más radiosensibles son las de la capa basal,
indiferenciadas y en continua división para producir células que reemplazan a las que se

9. pierden en la superficie de la piel (capa córnea). Se observan efectos iniciales que de
menor a mayor gravedad serán el eritema, depilación y pigmentación y los diferentes
tipos de radiodermitis (seca o descamativa, húmeda o ampollosa y necrotizante o
radionecrosis), con irradiaciones agudas en el orden de los 10 a 20 Gy.
Sistema digestivo, formado por cavidad bucal, esófago, estomago, intestino
delgado, intestino grueso, recto, glándulas salivares, hígado y páncreas. La parte más
radiosensible es el intestino delgado debido al gran número de formaciones linfáticas que
contiene.
Sistema reproductor, en el aparato genital masculino, el órgano más
radiosensible es el testículo que como se sabe está constituido por un primer tipo de
células (espermatogonias y espermatozoides) con misión reproductora, y un segundo tipo
de células cuya misión es la producción de hormonas masculinas; siendo este segundo
tipo muy resistentes a la radiación es por lo que se explica que en la castración del varón
se suprima la actividad reproductora sin afectación de sus caracteres sexuales masculinos.
Se produce esterilidad temporal con 2,5 Gy y permanente con 5 Gy.
Con respecto al aparato genital femenino, el ovario es el órgano más
radiosensible y de forma distinta que en el varón, al producir la destrucción de las células
ovulares, se va a originar no solamente una castración o esterilidad sino también una
pérdida de los caracteres sexuales femeninos secundarios, ya que la producción de las
hormonas femeninas se debe a las células de la teca y de la granulosa que rodean al óvulo
dentro del folículo y que también se afectan a esa dosis.
En la mujer, el número de óvulos es fijo en el momento del nacimiento
(alrededor de 500.000 en cada ovario) y llegada la pubertad y hasta la menopausia se
produce la maduración de uno de estos óvulos en cada ciclo (por lo general). De esta
forma, la dosis necesaria para producir una castración permanente en una mujer joven
será mayor en una premenopáusica al tener esta menor número de óvulos (de 3 a 5 Gy).
De los tres posibles efectos a considerar en gónadas: introducción de tumores
malignos, esterilidad y efectos hereditarios para los descendientes, son estos últimos los
más importantes.
Ojo, el cristalino tiene células que se dividen, activamente y no existe
mecanismo para sustituir las células dañadas. Se forman cataratas (opacidad del
cristalino) por coagulación de proteínas a partir de los 2 Gy.
La ICRP diferencia entre opacidades detectables y cataratas. Se consideran
diferentes umbrales en función de que se trate de una exposición única, o de exposiciones
muy fraccionadas en un cierto momento de la vida o de exposiciones muy fraccionadas
recibidas durante muchos años.
El desarrollo de cataratas depende de la dosis, de la edad del individuo, y si se
irradia todo el cristalino o tan sólo una parte del mismo.
Los umbrales citados por la ICRP son los
siguientes
Opacidad 0,5-2,0 Sv (en exposición única)

10. detectable: 5 Sv (en exposición fraccionada)
>0,1 Sv/año (tasa anual continuada)
Sistema cardiovascular, formado por los vasos sanguíneos y el corazón. Las
lesiones de los vasos pueden significar la oclusión de los mismos. El corazón se creía que
era radiorresistente aunque hoy se duda de su radiorresistencia.
Huesos y cartílagos, radiorresistentes excepto si están en crecimiento.
Sistema respiratorio, formado por laringe, tráquea y pulmón. Los pulmones
presentan respuesta observable para dosis del orden de 10 Gy. Se produce una
inflamación denominada quot;neumonitis por radiaciónquot;
Sistema urinario, formado por riñones, uréteres, vejiga y uretra. Los riñones
tienen sensibilidad análoga a la del pulmón. Las lesiones (nefritis por radiación), son
consecuencia de lesiones vasculares.
Sistema nervioso central (SNC), formado por cerebro y médula espinal; es
muy radiorresistente (está formado por células bien diferenciadas que no se dividen –
neuronas-). El nivel umbral de las lesiones en SNC se suele situar entre 20 y 40 Gy.
Por alteración vascular, se produce edema cerebral con hipertensión
intracraneal y muerte. Si la dosis no es tan alta, se produce una meningoencefalitis o una
mielitis (afectación en médula).
8.8 Respuesta orgánica total a la radiación (adultos, embrión y feto)
La respuesta orgánica total viene determinada por la respuesta combinada de
todos los sistemas orgánicos a la irradiación. La respuesta de un organismo adulto a una
exposición aguda (en un tiempo muy corto del orden de minutos o inferior) de todo el
organismo produce signos, síntomas y un cuadro clínico variable que se conoce con el
nombre de síndrome agudo de irradiación (SDI).
Generalmente, la exposición que da lugar al llamado SDI ocurre en forma
aguda, irradiándose el cuerpo humano desde el exterior y casi todo el organismo.
Con objeto de poder comparar los efectos letales de distintos niveles de dosis,
se suele utilizar el concepto de dosis letal porcentual en función del tiempo, con una
notación de la forma DL 50/30 que significa la dosis letal necesaria para matar al 50% de
la población expuesta al cabo de 30 días. La DL 50/30 está en el orden de los 2,5ª-3,0 Gy
para el hombre (irradiación a cuerpo entero).
Si representáramos el tiempo de supervivencia del ser humano en función de
la dosis recibida se llegaría a una curva como la de la figura (los valores deben entenderse
como órdenes de magnitud). La zona 1 corresponderá al llamado quot;síndrome de médula
óseaquot; (destrucción de la médula ósea), la zona 2 será la del quot;síndrome gasto-intestinalquot; (se
lesiona especialmente el intestino delgado) y la 3 corresponderá al quot;síndrome del sistema
nervioso centralquot;.
La respuesta de un animal a una irradiación total aguda se suele poder
diferenciar en tres etapas:

11. Etapa quot;prodrómicaquot;, que se caracteriza por náuseas, vómitos y diarreas,
cefaleas, vértigo, alteraciones de los órganos de los sentidos, taquicardia, irritabilidad,
insomnio, etc., y pueden durar desde algunos minutos hasta varios días.
Etapa latente, que se caracteriza por la ausencia de síntomas y puede durar
desde algunas horas hasta varias semanas.
Etapa de quot;enfermedad manifiestaquot;, donde se presentan los síntomas concretos
de los sistemas lesionados.
Síndrome de la médula ósea: Se produce con dosis de 1-10 Gy; la fase
prodrómica aparece a las pocas horas y consiste en vómitos, náuseas y diarreas. La fase
latente puede durar entre algunos días y tres semanas, según la dosis. En la tercera semana
se inicia la enfermedad hematopoyética, con leucopenia y plaquetopenia muy marcadas.
La inmunidad está deprimida, por lo que aparecen infecciones graves. Habrá hemorragias,
por trastornos en la coagulación, que acentuarán más la anemia debida a la lesión
medular. n A partir de la quinta semana se inicia la recuperación si las dosis han sido
inferiores a 3 Gy; dosis más altas pueden provocar la muerte en 2 a 6 semanas.
Síndrome gastrointestinal: Se presenta en dosis por encima de 5 Gy. la DL
del 100% para el hombre está situada entre los 6 y 10 Gy.
La etapa prodrómica se produce a las pocas horas de exposición y se
caracteriza por náuseas, vómitos y diarreas muy intensas. La fase latente dura desde el
segundo al quinto día post-irradiación. En la enfermedad manifiesta vuelven a aparecer
las náuseas, vómitos y diarreas con fiebre. Entre el tercero y el decimocuarto días se
puede producir la muerte. La sintomatología se debe a la lesión del tramo gastrointestinal,
y en parte a la médula ósea.
El intestino delgado pierde su mucosa; existe un cuadro de mala absorción,
con pérdida de líquidos, proteínas y electrolitos por vía digestiva, pareciendo
deshidratación y hemorragias intestinales. Se favorece la infección generalizada
producida pro los gérmenes habituales del intestino, sobre todo si existe leucopenia por
afectación de la médula ósea y depresión inmunitaria.

12. Síndrome del sistema nervioso central: se produce a dosis mayores de 50 Gy,
aunque este sistema se afecta con dosis de 20 Gy. la fase prodrómica aparece rápidamente
y su duración es a veces de minutos. Hay náuseas, vómitos y síntomas psíquicos
(confusión, irritabilidad, etc.) y neurológicos (disminución de conciencia, quemazón en la
piel, etc.). La fase latente dura escasas horas. A las 4 a 6 horas de la irradiación, aparece
la fase final con sintomatología neurológica, convulsiones, ataxia, grados progresivos de
coma, etc., para sobrevivir la muerte, a los 2 a 3 días post-irradiación. La causa de ésta es
un cuadro de hipertensión endocraneal muy fuerte, con edema cerebral, hemorragias y
meningitis aséptica por afectación vascular sobre todo.
Una segunda variedad de respuesta a la irradiación consiste en el síndrome de
irradiación crónica también denominado quot;pequeño mal de rayosquot; o radiotoxemia que se
puede observar durante el tratamiento radioterápico de los enfermos tumorales, al aplicar
pequeñas dosis fraccionadas en áreas reducidas a lo largo del tratamiento. No tiene gran
importancia clínica y su sintomatología recuerda al mareo producido en algunos medios
de transporte (barco, avión, etc.) y consiste en náuseas, vómitos, tendencia a la diarrea,
cefaleas, ligera elevación de la temperatura, pérdida de apetito, insomnio, mareos, etc.
8.9 Efectos sobre el embrión y feto
El caso del ser humano en desarrollo debe ser tratado aparte del adulto por sus
peculiaridades frente a las radiaciones ionizantes. Nos referimos a efectos sobre el
embrión o el feto (al final de la sexta semana después de la concepción, el embrión se
denomina feto).
Los efectos de las radiaciones ionizantes en embriones y/o fetos pueden ser
los siguientes:
Letalidad (muerte del ser en desarrollo).
Anomalías congénitas (producidas por efecto de la irradiación en útero y no
heredadas) que se manifiestan al momento de nacer.
Anomalías congénitas que no se manifiestan en el momento del nacimiento
sino más tarde.
Habría que tener en cuenta que estos efectos también podrían ser causados
pro una mutación en los óvulos o espermatozoides que generan el nuevo ser. Mutación
que se habría producido en los padres (o abuelos) y quot;transmitidoquot; al nuevo ser engendrado
(efecto genético).
Los efectos en embrión y/o feto, serán críticamente dependientes del tiempo
de gestación ya que a medida que transcurre este tiempo, se van desarrollando las
distintas estructuras del nuevo ser.
En la etapa de pre-implantación, dosis del orden de 1 Gy a embriones antes de
la segunda-tercera semanas de gestación, suponen un gran número de muertes prenatales
pero pocas anomalías graves en los niños que llegan a nacer.

13. En la etapa de organogénesis, la irradiación de fetos entre 4 y 11 semanas de
gestación puede producir anomalías graves en muchos órganos, especialmente en el SNC
y esqueleto.
La irradiación del feto entre las semanas 11 y 16, puede producir retraso
mental y microcefalia; y a partir de la semana 20, pueden producirse defectos funcionales.
La tabla adjunta presenta un resumen de los riesgos (y sus correspondientes factores de
probabilidad) a lo largo del embarazo.
Si la irradiación se produce entre las semanas 8 y 15, se observan retrasos
mentales graves con un factor de riesgo (aumento de probabilidad pro unidad de dosis) de
0,4 Sv-1y con un factor de 0,1 Sv-1 para la semana 15 a la 25.
Los datos experimentales se ajustan a una función que podría tener un umbral
cuyo valor no está bien determinado, pero que se estigma entre 0,12 y 0,2 Gy.
En las últimas recomendaciones de la ICRP publicadas en 1991, se recoge el
efecto de la irradiación del feto en términos de aumento de probabilidad de disminución
del coeficiente de inteligencia. Si se considera el coeficiente de inteligencia 100 como
normal, se observa una disminución de 30 puntos en el valor de dicho coeficiente de
inteligencia, por cada Sv durante la semana 8 a la 15 del embarazo.
Con respecto a la inducción de cánceres incluyendo leucemia, los factores a
considerar para la exposición prenatal durante todo el embarazo serían incrementados del
2,85 por parte de algunos autores hasta un 13% por Sievert, según otros autores. En este
segundo caso estos autores diferencian el riesgo según el momento de la gestación,
indicando que es mucho mayor en el primer trimestre y más pequeño en el tercero.
Téngase en cuenta que para miembros del público ya adultos, el aumento de
probabilidad de cáncer fatal es de un 5% por Sievert.
Estos estudios según la ICRP, están pendientes de completar; entre otros
aspectos, no ha pasado el suficiente tiempo para contabilizar todos los cánceres tardíos de
los irradiados en útero en Japón.
El problema que se plantea es si las bajas dosis a los pacientes que se
imparten habitualmente en Radiodiagnóstico y Medicina Nuclear, pueden afectar a un
embrión humano en sus primeras semanas de gestación. Es difícil establecer la relación
causa-efecto ya que la incidencia de defectos congénitos en la población es bastante
elevada (6 a 8%, si se engloban los espontáneos y los inducidos por cualquier agente
teratogénico). Además, no puede precisarse su etiología ya que prácticamente ningún
defecto es específico del agente que lo puede provocar.

14. Las únicas aproximaciones que pueden ser útiles son las estimaciones de los
incrementos de probabilidad de efectos concretos en función de la etapa de la gestación, si
se conocen las dosis recibidas por el embrión.
8.10 Efectos tardíos de la radiación: somáticos y genéticos
Aparte de las distintas etapas de afectación de los diferentes órganos (fibrosis,
ulceraciones, etc.)que se pueden presentar tardíamente pero que son efectos típicamente
no estocásticos, los efectos tardíos de la radiación son los probabilísticos o estocásticos,
los efectos tardíos de la radiación son los probabilísticos o estocásticos. Para ellos no cabe
hablar de existencia de un umbral, basta una única interacción (simbólicamente hablando)
para que se produzcan, y lo que aumenta con la dosis es la probabilidad de que aparezcan.
Estos efectos se clasifican en:
Somáticos: que afectan a la salud del individuo que ha recibido la dosis. Son
fundamentalmente todos los tipos de cánceres (leucemia, carcinoma de piel,
osteosarcoma, carcinoma de tiroides, etc.). Algunos autores consideran el quot;acortamiento
no específico de la vidaquot; (una especie de aceleración del envejecimiento) como un efecto
tardío somático de la radiación.
Genéticos: que afectan a la salud de los descendientes de la persona irradiada.
Son las mutaciones que suponen malformaciones de cualquier tipo (por ejemplo el
mongolismo). La radiación incrementa el número de mutaciones que se sabe se producen
de forma espontánea con cierta probabilidad. La radiación no produce mutaciones nuevas
o típicas ya que efecto de la radiación ionizante es inespecífico.
8.11 Factores de riesgo
Como ya se indicó con anterioridad, para los efectos estocásticos, la relación
respuesta-dosis es de tipo sigmoide (curva en forma de quot;Squot;) pero a bajas dosis, se puede
aproximar con una relación lineal.

15. El incremento de probabilidad de que se produzca un efecto determinado (un
tipo de cáncer o una mutación concreta) se podrá evaluar como:
Aumento de probabilidad = m (dosis)
La pendiente m (que depende evidentemente de la zona de la curva sigmoide
en que nos situemos), se llama factor de riesgo y se mide en Sv-1.
Por ejemplo, el factor de riesgo medio para leucemia al irradiar médula a
bajas dosis, es de 2 . 10-3 Sv-1 (0,002 por Sievert) y ello significa que el incremento de la
probabilidad de que aparezca leucemia se puede calcular multiplicando 0,002 por la dosis
equivalente (en Sv) recibida en médula.
Se llama dosis de duplicación a la dosis que duplica la probabilidad de que
aparezca un efecto.
Según las recomendaciones de la Comisión Internacional de Protección
Radiológica de 1977, los factores de riesgo medios para los distintos órganos y tejidos son
los siguientes:
Gónadas: El factor de riesgo medio para efectos hereditarios en las dos
primeras generaciones se toma como 0,0004 por Sievert.
Hueso: El factor de riesgo para cáncer de hueso se toma como 0,0005 por Sv.
Médula: El factor de riesgo para leucemia se toma como 0,002 por Sv.
Pulmón: El factor de riesgo para cáncer de tiroides se toma como 0,002 por
Sv.
Tiroides: El factor de riesgo para cáncer de tiroides se toma como 0,005 por
Sv.
Otros tejidos: El factor de riesgo para cáncer en el resto de tejidos u órganos
no citados, se toma como 0,005 por Sv (estómago, intestino, glándulas salivares, hígado,
etc.) y cada órgano aislado, no es responsable de más de 1/5 de este factor.
Si sumamos todos los factores obtenemos un total de 0,0165 por Sievert lo
que significa que si la dosis equivalente efectiva Hwb la definimos como:

16. H WB = ∑ Wque representan la proporción de riesgo
Con Wt = factores de ponderación, T xH T
(estocástico) que resulta del tejido T al riesgo total cuando se irradia todo el cuerpo
uniformemente y HT = dosis equivalente en el tejido T, y si a 0,0165 por Sv corresponde
un factor de ponderación 1, a 0,004 por Sv (gónadas), le corresponderá un W de gónadas
de 0,25.
Órganos Factores de ponderación
Gónadas 0,25
Hueso 0,03
Médula 0,12
Pulmón 0,12
Tiroides 0,03
Mama 0,15
Otros tejidos 0,30
8.12 Estimaciones de riesgos en las recomendaciones de 1990 de la ICRP (ICRP
Publicación 60)
En las nuevas recomendaciones de la ICRP, las estimaciones de riesgos
incluyen cánceres fatales, pérdida de tiempo de vida(que tiene en cuenta el período de
latencia), cánceres no fatales y riesgos genéticos en todas las generaciones. En 1977 se
consideraban únicamente los cánceres fatales y el riesgo genético se tomaba únicamente
para dos generaciones. En 1977 no se diferenciaban los años de irradiación de los
miembros del público y trabajadores mientras que ahora se tiene en cuenta que los
miembros del público se irradian durante toda la vida (75 años de promedio) mientras que
los trabajadores lo hacen durante 47 años (desde los 18 a los 65 años, de promedio).
La correcta expresión del riesgo debe incluir no sólo la probabilidad
atribuible de muerte a lo largo de toda la vida, sino también la distribución de riesgo en
función de la edad, después de cada exposición.
El riesgo se entiende convencionalmente como la probabilidad de un efecto
nocivo. En Protección Radiológica, el riesgo debe incluir tanto la probabilidad de un
efecto indeseado, como su carácter o gravedad.
Imponer límites de dosis sería relativamente sencillo si únicamente hubiera
efectos deterministas; al existir también efectos estocásticos el problema no es
únicamente científico de estimar el riesgo sino también social, de conocer la aceptabilidad
de un determinado nivel de riesgo.
Según la Real Sociedad Británica, un riesgo ocupacional anual continuado de
muerte de 0,01 (1%) es inaceptable mientras que un riesgo de 0,001 (1 por mil) se podría
aceptar si se hiciera todo lo posible para reducir los riesgos y existiera un claro beneficio
a cambio.
En Estados Unidos, los productos químicos considerados cancerígenos que
provocan una probabilidad de muerte a lo largo de toda la vida de 0,004 (4‰) deben ser
regulados aunque el coste sea importante. Para probabilidades individuales de muerte
inferiores, existirá regulación si el control supone costes iguales o inferiores a 2 millones

17. de dólares por vida salvada. Este valor de 0,004 equivaldría a 1 mSv según las actuales
estimaciones de riesgos de la ICRP.
En ICRP-26 (1977), un riesgo ocupacional fatal anual de 1 por mil para los
individuos más expuestos era casi inaceptable (justo el límite). Para el público, con 1 mSv
al año, la probabilidad falta estimada era de 1 en 1000.000 al año, comparable a los
riesgos derivados del uso habitual de los transportes públicos.
ICRP-26 (1977) decía que en gónadas el riesgo de mortalidad por cáncer se
tomaba como, 0,01 Sv-1 . Cuando se promediaba por edades y sexo, se adoptaba un valor
de 0,004 Sv-1. Para el resto de generaciones posteriores, se tomaba otra vez este valor.
En ICRP-26 (1997) el factor de riesgo de mortalidad pro cáncer se tomaba
como 0,01 Sv-1 o sea 1 en 100.000 por mSv, promediando por edad y sexo.
Los factores de riesgo particularizados por órganos, eran:
0,0020 Sv-1
Médula
Hueso 0,0005
Pulmón 0,0020
Tiroides 0,0005
Mama 0,0025
Resto 0,0050
(5 órganos)
0,0125 Sv-1
Total
Con las nuevas estimaciones de riesgo adoptadas en 1990, con 20 mSv
(recibiendo esta dosis anualmente), no se excedería el riesgo de muerte del 1‰ antes de
los 65 años /y no antes de los 75 años para 10 mSv anuales). Para 50 mSv al año, este
nivel de riesgo de excedería a los 55 años.
Una pérdida de esperanza de vida de 0,50 años correspondería a 1 mSv
recibido durante toda la vida; 0, 27 años corresponderían a 5 mSv recibidos durante toda
la vida.
0,46 años corresponderían a 20 mSv recibidos entre los 18 y los 65 años
anualmente; 1,12 años corresponderían a 50 mSv recibidos anualmente entre 18 y 65
años(intervalo laboral habitual en la vida humana).
Actualmente la ICRP diferencia entre cánceres mortales, cánceres curables
(que se ponderan) y efectos hereditarios que también se ponderan.
Anteriormente, en las recomendaciones de 1977 no se consideraban los
cánceres curables.
Si consideramos a los miembros del público expuestos durante toda la vida
recibiendo 1 mSv anualmente tendrían las siguientes probabilidades:
0,004 para cánceres fatales.
0,0008 para cánceres curables ponderados.
0,0011 para efectos hereditarios ponderados.
Total 0,0059 (0,59%).

18. Con los factores de riesgo utilizados en las recomendaciones de la ICRP de
1977, para 1 mSv la probabilidad de cáncer fatal era de 0,001 a lo largo de toda la vida.
Estas probabilidades se refieren a probabilidad de muerte durante toda la vida
irradiándose durante 75 años los miembros del público y durante 47 años los trabajadores.
Si se reciben 20 mSv anuales durante toda la vida laboral, las probabilidades
totales serían las siguientes:
0,036 para cánceres fatales.
0,0072 para cánceres curables ponderados.
0,0072 para efectos hereditarios ponderados.
Riesgo total 0,050 (es decir un 5%).
Si se reciben 50 mSv durante toda la vida las probabilidades totales serían las
siguientes:
Cánceres fatales 0,086
Cánceres curables ponderados 0,0172.
Efectos hereditarios ponderados 0,0172.
Riesgo total 0,120 (es decir un 12%).
Según las recomendaciones anteriores de 1977, la probabilidad total de cáncer
fatal era de 0,029 (un 2,95).
8.13 Nuevos factores de ponderación para órganos (ICRP 1990)
Las nuevas recomendaciones presentan nuevos factores de ponderación para
los órganos y tejidos y nuevas estimaciones de riesgos.
En las recomendaciones de 1990, el resto incluye cápsulas suprarrenales,
cerebro, intestino grueso superior, superior, intestino delgado, riñón, músculo, páncreas,
bazo, timo y útero (10 órganos).
Si alguno de estos órganos se irradiara más que cualquiera otro de los 12 a los
que se asigna factor de ponderación específico, se aplicará un factor del 2,5%. El otro,
2,5% se aplicará a la dosis promedio en los otros órganos del quot;restoquot;.
El quot;restoquot; se consideraba formado en 1977 por los cinco órganos más
irradiados que no tuvieran un factor de ponderación especificado, aplicándose un factor
de ponderación especificado, aplicándose un factor de ponderación de 0,06 a cada uno de
ellos y despreciando la posible irradiación de otros tejidos.
Los nuevos factores y la consideración actual del quot;restoquot; pueden suponer
variaciones significativas en las estimaciones de dosis efectiva. En exploraciones
radiológicas abdominales los valores de dosis efectiva que se obtienen ahora pueden ser
superiores o inferiores a los calculados con los coeficientes de 1977, con variaciones de
hasta un 30%, dependiendo de la zona irradiada y del tipo de exploración radiológica. En
estudios torácicos y de cabeza, las dosis efectivas actuales serían, en general, menores que
las de 1977, hasta en algo más del 50% para estudios de cráneo.

19. En el cuadro 3.2. se comparan los coeficientes de probabilidad utilizados en
1977 y en 1990. Los valores de la tabla deben considerarse como una simplificación para
hacer estimaciones de tipo global, ya que no tienen en cuenta la edad ni el sexo y se
supone una población típica de miembros del público, con igual número de hombres que
de mujeres. En 1977 no se diferenciaba entre miembros del público y trabajadores, y
únicamente se tuvieron en cuenta los cánceres fatales y no los curables, que ahora se
ponderan.
En la figura se puede ver el efecto sobre los distintos grupos de edad en una
irradiación aguda de 0,1 Sv.
Nótese que, de la irradiación de órganos abdominales, al emplear los valores
globales anteriores, se deduce un riesgo somático del orden de 5 veces mayor por unidad
de dosis que el supuesto en 1977, y del orden de 3 veces más para el genético.
La pérdida de tiempo de vida esperado por cáncer fatal, y las fracciones de
letalidad (que varían entre 0 y 1 están definidas como cánceres fatales/cánceres totales)
resultan ser los siguientes (se citan algunos valores a título de ejemplo):

20. Médula 30,9 años fracción de letalidad 0,99
Mama 18,2 años fracción de letalidad 0,50
Estómago 12,4 años fracción de letalidad 0,90
Un niño tiene 2 veces más riesgo en exploraciones pediátricas que un adulto
de 45 años y una niña 3 veces más que la adulta de 45 años.
8.14 Modelos de estimación de riesgos
El modelo multiplicativo (multiplicative risk projection mode) supone que la
probabilidad de cáncer después de un período de latencia sigue el mismo modelo que la
mortalidad natural de este tipo de cáncer. El modelo aditivo (additive risk projection
mode) postula que el exceso de mortalidad es independiente de la mortalidad natural,
después del tiempo de latencia.
La probabilidad de muerte por cáncer permanece constante o incluso baja, como en el
caso de la leucemia o el cáncer de hueso. Este modelo predice tasas de muerte que son la
mitad de las del modelo multiplicativo y mayor tiempo de vida perdida (20 años en
promedio) que el modelo multiplicativo (13-15 años) por cada cáncer. El modelo aditivo
no es consistente con la mayoría de datos epidemiológicos. La comisión ha elegido el
modelo multiplicativo.