seguridad radiologica clase 3

TCNICO SUPERIOR EN ANESTESIOLOGAEQUIPAMIENTO Y SUMINISTROS

SEGURIDAD RADIOLGICA

EFECTOS BIOLOGICOS DE LA RADIACION

EFECTOS BIOLOGICOS

Son los cambios que se producen en los seres vivos como consecuencia de la absorcin de energa al interactuar con algn tipo de radiacin ionizante

Caractersticas de los efectos biolgicos

Aleatoriedad: La interaccin de la radiacin con las clulas es una funcin de probabilidad y tiene lugar al azar. Un fotn o partcula puede alcanzar a una clula o a otra, daarla o no daarla y si la daa puede ser en el ncleo o en el citoplasma.

Rpido depsito de energa: El depsito de energa a la clula ocurre en un tiempo muy corto, en fracciones de millonsimas de segundo.

No selectividad: La radiacin no muestra predileccin por ninguna parte o biomolecula, es decir, la interaccin no es selectiva.

Inespecificidad lesiva: La lesin de las radiaciones ionizantes es siempre inespecfica o lo que es lo mismo esa lesin puede ser producida por otras causas fsicas.

Latencia: Las alteraciones biolgicas en una clula que resultan por la radiacin no son inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a esto se le llama "tiempo de latencia" y puede ser desde unos pocos minutos o muchos aos, dependiendo de la dosis y tiempo de exposicin.

EFECTOS BIOLOGICOS

1. Las radiaciones pueden interacturar en

cualquier parte de la clula.

2. Los efectos producidos por las radiaciones

no se distinguen de otros producidos por

otros agentes externos ( qumicos etc).

3. Los efectos no se manifiestan imediatamente

pueden pasar dias, meses o aos.

4. Existe una relacin directa del efecto

biolgico con respecto a las dosis recibidas.

Los efectos de la radiacin sobre los seres vivos pasan por sucesivas etapas que se ordenan aqu segn su escala de tiempo, de menor a mayor.

Etapa Fsica Etapa Qumica Etapa Biolgica

Etapas de los efectos biologicos

Es una respuesta inmediata que ocurre entre billonsimas ymillonsimas de segundo. Se produce la interaccin de los electronescorticales con los fotones o partculas que constituyen el haz deradiacin. Los electrones secundarios originados en la interaccin,excitan e ionizan a otros tomos provocando una cascada deionizaciones.

La accin directa de la radiacin es consecuencia de ionizacionesque se producen en los tomos que forman la molcula del ADN,fenmeno dominante en radiaciones con alta transferencia lineal deenerga (LET) como las partculas alfa, beta y protones, que incidendirectamente sobre los tomos de las molculas.

La accin indirecta de la radiacin es la interaccin del haz deradiacin con otros tomos y molculas de la clula como el agua,producindose radicales libres que daan la funcionalidad general dela clula de manera indirecta.

Etapa Fsica

Esta etapa esta en el orden de millonsima de segundo y un segundo.Esta etapa es proceso de la interaccin de los radicales libresresultantes de la radiolisis del agua, que originan una serie dereacciones qumicas con molculas de solutos presentes en el medioirradiado y que producirn la induccin de un cierto grado de lesinbiolgica.Radilisis del agua

Reacciones neutralizadas

Etapa Qumica

Efecto oxgenoEl oxgeno es un potente radiosensibilizante, es decir, aumenta elefecto de la irradiacin. El oxgeno, al combinarse con los radicaleslibres, produce un aumento de la vida media de stos y la fijacin deldao radio inducido.

Molculas donadores de HLas molculas donadores de H, como las que contienen gruposulfhidrilo (-SH), pueden neutralizar los radicales libres, teniendo unpapel protector, ya que se ha demostrado que el aumento odisminucin en los niveles intracelulares de grupos -SH, originacambios paralelos en la supervivencia celular.

Etapa Qumica

Etapa quimica de la fijacion

del dao

Estos cambios alteran la funcin celular y afectan la sobrevida

La alta energa de la radiacin rompe uniones qumicas

Se generan radicales libres* que producen alteraciones en

la qumica del organismo.

+

-

*radicales libres son atomos o molculas electricamente neutro con un electrn no apareado en su orbital externo. Esto los hace muy reactivos. Muchos tienen una vida media corta microsegundos.

La etapa biolgica se inicia con la activacin de reacciones enzimticas para reparar el dao producido por las radiaciones. Algunas de estas lesiones sern reparadas y no influyen en la viabilidad celular y otras no sern reparadas con lo que se producir la muerte celular en interfase, mitosis o incluso despus de varias divisiones celulares tras la exposicin a la radiacin.

Las consecuencias biolgicas de la irradiacin celular se manifiestan mucho tiempo despus como:

Los efectos secundarios agudos y tardos asociados a la radioterapia. Desarrollo de neoplasias radio inducidas a largo plazo por mutaciones en clulas somticas. Desarrollo de malformaciones genticas en la descendencia por mutaciones en clulas germinales.

Etapa biolgica

EFECTOS BIOLOGICOS

ACCION PRINCIPAL

Dao sobre el ncleo celular, cromosomas,

ADN

ACCION SECUNDARIA

La radiacin rompe moleculas de agua y

grasa en la clula. Actua sobre la membrana plasmatica

Efectos Biolgicos Principal

e-

p+

e-

p+

HO H2O

EFECTO INDIRECTO

EFECTO DIRECTO

FOTO

N

FOTO

N

1 nm

2 nm

A nivel celular, las clulas pueden expresar:

Inhibicin de la reproduccin celular Reparacin acertada o fallida de la lesin. Muerte celular

Dao en las hlices del ADN

Efectos Biolgicos Secundario

H2O OH+OH = Perxido de Hidrgeno (txico)

Radicales libres H, OH, e-

70% de agua

Sensibilidad y Resistencia a RI

La clula ms radioresistente es laque se reproduce menos.

La clula ms radiosensible es la quese reproduce ms.

orden decreciente de radiosensibildad

El tejido linftico, muy sensible, particularmente los linfocitos Clulas rojas jvenes, halladas en la mdula sea Las clulas que revisten el canal gastrointestinal Clulas de las gnadas; los testculos son ms sensibles que los ovarios Piel, particularmente la porcin que rodea el folculo capilar Clulas endoteliales vasos sanguneos y peritoneo Epitelio del hgado y adrenales Otros tejidos, incluidos el hueso, msculo y nervio, en ese orden.

Ionizacin

Alteraciones moleculares

Inmediatas Tardas

Citolgicos Dao gentico

Tisulares Mutacin

Muerte celular Recuperacin

Neoplasia

RADIACIN IONIZANTE

Nivel de Organizacin BiolgicaEfectos Importantes de la Radiacin

Molecular Dao a enzimas, ADN etc. E interferencia a vas biolgicas

Sub celular Dao a membrana celular, ncleo, cromosomas, etc.

CelularInhibicin de la divisin celular, muerte celular, transformacin hacia un

estado maligno

Tejido, rganoPerturbacin al sistema nervioso central, medula sea, tracto intestinal.

Induccin de cncer.

Hombre Muerta; 'acortamiento de la vida por radiacin'

Poblaciones Cambios en las caractersticas genticas de miembros individuales

EFECTOS BIOLGICOS

EFECTOS BIOLGICOS

Efectos de la exposicin prenatal

y efecto tardo

La importancia de Informar y Prevenir durante la utilizacin de R.I. en casos de embarazos o sospechas

de los mismos.


Pueden inducirse efectos letales con dosis relativamente bajas

(tales como 0,1 Gy) antes o inmediatamente despus de la

implantacin del embrin en la pared uterina. Tambin podran

inducirse tras dosis ms altas durante todas las etapas del

desarrollo intrauterino.

Tiempo

%

Pre-implantacin Organognesis Feto

Leta

lid

ad

0.1 Gy


A medida que aumenta el tiempo pos-concepcin RS decrece

No es fcil establecer una relacin causa-efecto porque hay muchos agentes teratognicos, los efectos son inespecficos y

no nicos de la radiacin.

Hay 3 tipos de efectos: letalidad, anomalas congnitas y efectos muy tardos (cncer y efectos hereditarios).

Tiempo

%

Pre-implantacin Organognesis Feto

Leta

lid

ad

Anomalas congnitas


Retraso mental

La CIPR establece que el retraso mental puede inducirse por la radiacin (Cociente de inteligencia < 100).

Aparece durante el periodo ms RS: 8-25 semanas de embarazo.

Los riesgos de la exposicin prenatal relacionados con el retraso mental son:

Semanas 8-15 Semanas 15-25

Retraso mental grave

con un factor de riesgo

de 0.4/Sv

Retraso mental grave

con un factor de riesgo

de 0.1/Sv

Efectos en la Gestacin

Como clasificar los efectos de las RI ?

tiempo de aparicin

Precoces: Aparecen en minutos u horas despus de haberse expuesto a la radiacin, por ejemplo eritema cutneo, nauseas.

Tardos: Aparecen meses u aos despus de la exposicin, por ejemplo cncer radioinducido, radiodermitis crnica, mutaciones genticas.

Efecto biolgico

Efectos somticos: Slo se manifiestan en el individuo que ha sido sometido a la exposicin de radiaciones ionizantes por ejemplo el eritema.

Efecto hereditario: No se manifiestan en el individuo que ha sido expuesto a la radiacin, sino en su descendencia, ya que lesionan las clulas germinales del individuo expuesto, por ejemplo las mutaciones que afectan a clulas germinales (espermatozoides y vulos).

la dependencia de la dosis

Efecto estocstico: Son efectos absolutamente aleatorios, probabilsticos; pudiendo aparecer tras la exposicin a pequeas dosis de radiacin ionizante. 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.

Efecto determinsticos: Se necesita una dosis umbral para producirlos, por debajo de la cual, la probabilidad de aparicin de los mismos es muy baja. Suelen ser efectos precoces, por ejemplo el eritema cutneo.


RELACIN DOSIS-EFECTO. a) Efectos somticos.

Efectos determinsticos.(tempranos y tardos).

Efectos no determinsticos o estocsticos.

b) Efectos genticos. De naturaleza probabilistica


Ejemplos de efectos producidos por R.I.

Como reconocerlos ?

Efecto estocstico, deterministico, probabilstico o gentico ?

Piel -- efectos precoces: dermitis y la alopecia y efectos tardos: distrofia, atrofia y ulceracin.

SOMATICO, DETERMINISTICO, TEMPRANOS Y TARDIOS

Efecto estocstico, deterministico o no estocastico ?

Cataratas efectos que ocurren luego de un ao.

SOMATICO, DETERMINISTICO, TARDIOS

sndrome de irradiacin aguda, Iroshima, Japon

Efecto estocstico, deterministico o probabilstico ?

Cada del cabello efectos que ocurren dentro del primer ao de la exposicin.

SOMATICO, DETERMINISTICO, TEMPRANOS

Efecto estocstico, deterministico o probabilstico ?

(a) 6-8 semanas tras la angiografa coronaria mltiple y procedimientos de angioplastia.

(b) 16-21 semanas

(c) 18-21 meses tras los procedimientos mostrando la necrosis tisular.

(d) Fotografa prxima de la lesin mostrada en (c).

(e) Fotografa tras el injerto de piel.(Fotografas cortesa de T. Shope & ICRP).

Efectos que ocurren antes (eritema) y despus (necrosis tisular) del ao de

irradiacin

SOMATICO, DETERMINISTICO,

TEMPRANO Y TARDIO

Efecto estocstico, deterministico o probabilstico, gentico ?

Deformacin gentica a causa de radiaciones nucleares, Chernobil, Ucrania.

GENETICO, PROBABILISTICO, TARDIO

Efecto estocstico, deterministico o no estocstico ?

Eritema y necrosis celular Dao por radiacin de una fuente industrial

SOMATICO, DETERMINISTICO, TEMPRANO Y TARDIO


Radiodermitis- Efectos que ocurren antes del ao de irradiacin

SOMATICO, DETERMINISTICO, TEMPRANO


Cncer de piel- Efectos que ocurren despus del ao de

SOMATICO, NO DETERMINISTICO, TARDIO

ACCIDENTES RADIOLOGICOS

YANANGO, Per20/Febrero/1999

Experiencia de la compaa: 19 aos (gammagrafa)

1882: un caso de robo de una fuente de gammagrafa

Fuente radiactiva involucrada: entr al pas sin previa notificacin a la Autoridad reguladora

Antecedentes

Donde ocurri? Emplazamiento en construccin de una central

hidroelctrica en Yanango

Distancia de Lima: 300 km., al este

Distrito: San Roman, Dpto de Junn

Qu sucedi? Una persona no autorizada afloja los tornillos del cierre de

seguridad para liberar la fuente radiactiva (2-3 minutosdemora esta operacin)

No se requiere de la llave para liberar la fuente, solo conun destornillador

Sntesis del accidente

Caractersticas del equipo

Marca: SPEC T-2

Actividad. Mx.: 3.7 TBq becquerelios,

Radionclido: Ir192

Actividad.:1.37 TBq (en la fecha del accidente)

Cierre de

seguridad

de la fuente

Liberacin de los tornillos del cierre de seguridad

La fuente puede quedar libre


4:00 pm: Un trabajador (soldador) en el emplazamiento, por desconocimiento, recoge una fuente de gammagrafa 192Irabandonada dentro de una tubera

La guarda en el bolsillo trasero de su pantaln


Viaja en Omnibus a su casa

Durante el viaje (30 minutos) estuvo acompaadopor 15 personas (a una distancia entre 0.5 - 2 m).

El enrojecimiento de la piel lo asocia a una picada deinsecto

Se aplica compresas calientes

La esposa estuvo sentada sobre el pantaln con lafuente (5 - 10 minutos) mientras lactaba a su beb(18 meses de edad)


Sobre irradiacin: 1 persona

Exposicin: 18 personas

Lesin 16 das despus del accidente (8/marzo/99)

Efectos en la pierna

(70 das despus del accidente; 3/mayo/99) Efectos en la pierna

(13:00 h, 21/02/99)

Consecuencias

Amputacin de la pierna (18/octubre/99)

Infeccin severa (14/diciembre/99 )

Consecuencias

Efectos de daos celulares

Dao en linfocitos y

Cromosomas

El cancer radioinducido como

efecto estocastico

Linfocito

humano

normal:

cromosomas

uniformemente

distribuidos

Clula

apoptsica: los

cromosomas y

el ncleo estn

fragmentados

y colapsados

en cuerpos

apoptsicos

Lesiones cromosmicas

Centrmero

Traza de

radiacin

ionizante

Fragmento

acntrico

Traslocaciones cromosmicas

Traza de

radiacin

ionizante

TEJIDO NORMAL

Capa de clulas diferenciadas

Clula en (proceso

de) divisin en capa

basal

Lmina

basal

Capilar

INICIACIN CELULAR

Un suceso en inicio crea

una mutacin en una de

las clulas basales

DISPLASIA

Sucedieron ms

mutaciones.

La clula inicial ha

logrado ventajas

proliferativas.

Clulas en rpida divisin

comienzan a acumularse

dentro del epitelio.

TUMOR BENIGNO

Ms cambios dentro

de la lnea de clulas

prolficas llevan al completo

desarrollo del tumor.

TUMOR MALIGNO

El tumor atraviesa la lmina

basal.

Las clulas poseen formas

irregulares y la lnea celular es

inmortal. Poseen una movilidad

acrecentada y capacidad

invasiva.

METASTASIS

Las clulas cancerosas atraviesan

la pared de un vaso linftico o de

un capilar sanguneo. Ahora

pueden migrar a travs del cuerpo

y sembrar potencialmente nuevos

tumores.

Esquema generalizado simple de la

oncognesis multietapaDao al ADN cromosmico

de una clula blanco normal

Fallo a la correcta

reparacin del ADN

Progresin maligna y

difusin del tumor

Aparicin de una mutacin

especfica de inicio de neoplasia

Crecimiento promocional

de pre-neoplasma

Conversin a fenotipo

declaradamente maligno

10-6

10-12

10-9

10-15

10-3

1 segundo

1 hora

1 da

1 ao

100 aos

1 ms

100

109

106

103

Depsito de energa

Excitacin/ionizacin

Trazas iniciales de partculas

Formacin de radicales

INTERACCIONES FSICAS

INTERACCIONES QUMICAS

RESPUESTA BIOLGICA

EFECTOS MDICOS

Difusin, reacciones qumicas

Dao inicial del ADN

Roturas en ADN / dao base

Procesos de reparacin

Fijacin del dao

Asesinato de clulas

Promocin/complecin

Teratognesis

Cncer

Defectos hereditarios

Proliferacin de clulas daadas

Mutaciones/transformaciones/aberraciones

TIE

MP

O(s

eg)

Cronograma

de

eventos

que

conducen

a los

efectos

de las

radiaciones

Efectos biolgicos de la radiacin ionizante

Factores que afectan a la radiosensibilidad

Radiosensibilidad

RS = Probabilidad de una clula, tejido u rgano de sufrir

un efecto por unidad de dosis.

Bergonie y Tribondeau (1906): Leyes de la RS: RS ser mayor si la clula:

Es altamente mittica. Mayor actividad reproductiva Es indiferenciada. Menos diferenciada estan sus funciones Posee un alto porvenir de divisin, es decir, cuantas ms

divisiones deba cumplir en el futuro.

Radiosensibilidad

RS alta RS media RS baja

Mdula sea

Bazo

Timo

Ndulos

linfticos

Gnadas

Cristalino

Linfocitos(excepcin a las leyes RS)

Piel

rganos

mesodrmicos

(hgado, corazn,

pulmones)

Msculo

Huesos

Sistema nervioso

Factores que afectan a la

radiosensibilidad

Fsicos LET (transferencia lineal de energa): RS Tasa de dosis: RS

Qumicos Aumentan la RS: OXGENO( efecto

radicales libres), oxidantes.

Disminuyen la RS: Sulfhidrilo (SH), cistaminaprotectores de radicales libres

Biolgicos Fase del ciclo:

RS: G2, M Mitosis

RS: S Sintesis

Reparacin del dao (el dao subletal podra ser reparado, p. ej., dosis fraccionada)

Tratamientos de radioterapia

LETLET

% s

urv

ivo

r c

ells

G1G2

M

G0

MM

Efectos sistmicos

Los efectos podran ser morfolgicos y/o funcionales Factores:

Qu rgano Cunta dosis

Efectos Tempranos (usualmente reversibles): < 6 meses o 1ao ej.:

inflamacin, hemorragia.

Tardos (usualmente irreversibles): > 6 meses o 1 ao ej.: atrofia, esclerosis, fibrosis.

Categorizacin de las dosis < 1 Gy: BAJA DOSIS 1-10 Gy: DOSIS MODERADAS > 10 Gy: DOSIS ALTAS

Regeneracin significa sustitucin del tejido original, mientras que Reparacin significa sustitucin por tejido conectivo.

Efectos en la piel

De acuerdo con las leyes de la RS (Bergonie and Tribondeau), las clulas ms RS son aquellas del estrato basal de la epidermis.

Los efectos son: Eritema: 1 a 24 horas tras una irradiacin de

alrededor de 3-5 Gy

Alopecia (*): con 5 Gy es reversible; con 20 Gy es irreversible.

Pigmentacin: Reversible, aparece 8 das despus de la irradiacin.

Descamacin seca o hmeda: traduce Hipoplasia epidrmica (dosis 20 Gy).

Efectos tardos: telangiectasia (**), fibrosis.

(*): alopecia: prdida o ausencia de cabello

(**): dilataciones de capilares pequeos y de los vasos superficiales

Clulas del estrato basal,

altamente mitticas, algunas

de ellas con melanina,

responsable de la

pigmentacin.

De Atlas de Histologia.... J. Boya

Vista histolgica de la piel

Reacciones de la piel

Dao en la piel por exposicin fluoroscpica prolongada

DaoDosis umbral

en piel (Sv)

Semanas

aparicin

Eritema transitorio temprano 2 52

Descamacin hmeda 15 4

Eritema tardo 15 6-10

Necrosis drmica 18 >10

Ulceracin secundaria 20 >6

Efectos en el ojo

De Atlas de Histologia.... J. Boya

Vista histolgica del ojo

El cristalino es altamente RS,

adems, est rodeado de

clulas cuboides altamente RS.

El cristalino es altamente RS.

La coagulacin de las proteinas aparece para dosis mayores de

2Gy.

Hay 2 efectos bsicos

Efecto

Sv para

exposicin

nica corta

Sv/ao para

exposicin

tiempo largo

Opacidades

detectables0.5-2.0 > 0.1

Dao visual

(catarata)5.0 > 0.15

Respuesta orgnica total: adulto sndrome

de irradiacin aguda

Sndrome de

irradiacin aguda:

actividad humana

Dosis

Fases:

1. Prodrmica, aparecen sintomas

complejos

2. Latencia,aparente curacin

3. Fase Aguda, mortal, abanico de

sintomasMDULA

SEAGASTRO

INTESTINAL

SNC

(sistema nervioso

central)

1-10 Gy

10 - 50 Gy

> 50 Gy

Clnica en todo el cuerpo de una

irradiacin corporal

parcial

Mecanismo: Desorden neurovegetativo

Similar a la sensacin de enfermedad

Bastante frecuente en radioterapia

fraccionada

Sndrome de

irradiacin crnica:

Dosis letal 50 / 30

Dosis que causara la muerte al 50% de la

poblacin en 30 das.

Su valor es alrededor de 2-3 Gy para

humanos en

irradiacin de cuerpo

entero.

seguridad radiologica clase 3

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