RADIOBIOLOGIA• 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. Es decir es el estudio de la acción biológica de las radiaciones sobre la materia lo que impulsa el conocimiento y el desarrollo de una disciplina importante como es la Radiología.

• Las dos grandes razones que han impulsado la investigación de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son:

• Protección Radiológica: Poder utilizar esas radiaciones de forma segura en todas las aplicaciones médicas o industriales que las requieran.

• Radioterapia: Utilización de las radiaciones ionizantes principalmente en neoplasias, preservando al máximo los órganos críticos (tejido humano sano).

• El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de la energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.

Características de los efectos biológicos de las radiaciones ionizables

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 a 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 bío molécula, es decir, la interacción no es selectiva.

Inespecificidad lesiva: Las lesiones de las radiaciones ionizantes es siempre inespecífica o lo que es lo mismo esa lesión puede ser

producida por otras causas físicas.Latencia: Las alteraciones biológicas en una célula que resultan por 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 o muchos años, dependiendo de la dosis y tiempo de exposición

Efectos de la Radiación de los Tejidos Vivos

• D e entre los muchos efectos, los más importantes son los causados por las radiación ionizantes, son los que se refieren a la leucemia infantil, cáncer de mama, tumores cerebrales,(en el caso de los celulares).

• Efectos en el Organismo.• A las pocas horas de ocurridas una exposición a la

radiación, el individuo afectado puede presentar dolor de cabeza, nauseas, falta de apetito, vomito, diarrea pereza, disminución de la cuenta sanguínea, y mala coagulación,y posteriormente perdida del pelo. Estas alteraciones son reversibles si la dosis es menor de 100 rads. Si la dosis es mayor, la severidad de estas alteraciones aumenta y la recuperación del individuo se dificulta.

•

TIPOS DE EFECTOS DE LA RADIACION SOBRE LOS SERES VIVOS

• Los efectos de la radiación IONIZANTES sobre los seres vivos se pueden clasificar desde el punto de vista :

• *Según el tiempo de aparición. *Precoces .Tardíos.

* Desde el punto de vista biológicos *Efectos somáticos.Efectos hereditarios.

* Según la dependencia de la dosis.Efectos estocásticos.Efectos no estocásticas

Tipos de efectos de la radiación sobre los seres vivos

• 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, por ejemplo eritema cutáneo, náuseas.• Tardíos: Aparecen meses u años después de la exposición, por

ejemplo cáncer radio inducido, radio dermitis crónica, mutaciones genéticas.

* Desde el punto de vista biológico *• Efectos somáticos: Sólo se manifiestan en el individuo que ha

sido sometido a la exposición de radiaciones ionizantes por ejemplo el eritema.

• Efecto hereditario: No se manifiestan en el individuo que ha sido expuesto a la radiación, sino en su descendencia, ya que lesionan las células germinales del individuo expuesto, por ejemplo las mutaciones genéticas.

TIPOS DE EFECTOS DE LA RADIACION DE LOS SERES VIVOS

• Según la dependencia de la dosis• Efecto estocástico: Son efectos absolutamente

aleatorios, probabilísticos; pudiendo aparecer tras la exposición a pequeñas dosis de radiación ionizante. No necesitan una dosis umbral determinada para producirse; si bien al aumentar la dosis aumenta la probabilidad de aparición de estos efectos, que suelen ser de tipo tardío. Se cree que el único efecto estocástico es el cáncer radio inducido y las mutaciones genéticas.

• Efecto no estocásticas: 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, por ejemplo el eritema cutáneo.

continuación ETAPAS de la acción biológicas de la radiación

• Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia viva son el resultado final de las interacciones físicas (ionización) y (excitación) de los fotones o partículas con los átomos que la componen.

• Los efectos de la radiación sobre los seres vivos pasan por sucesivas etapas que se ordenan aquí según su escala de tiempo, de menor a mayor.

• -* Etapa Física *• Es una respuesta inmediata que ocurre entre billonésimas y millonésimas

de segundo. En esta etapa se produce la interacción de los electrones corticales con los fotones o partículas que constituyen el haz de radiación. Los electrones secundarios originados en la interacción, excitan e ionizan a otros átomos provocando una cascada de ionizaciones. Se estima que un Gray de dosis absorbida produce 100000 ionizaciones en un volumen de 10 micras cúbicas.

• *La acción directa de la radiación es consecuencia de ionizaciones que se producen en los átomos que forman la molécula del ADN, fenómeno dominante en radiaciones con alta transferencia lineal de energía (LET) como las partículas alfa, beta y protones, que inciden directamente sobre los átomos de las moléculas.

• *La acción indirecta de la radiación es la interacción del haz de radiación con otros átomos y moléculas de la célula como el agua, produciéndose radicales libres que al difundir hasta la molécula de ADN, la dañan de manera indirecta.

•

CONTINUACION DE ETAPAS DE ACCION BIOLOGICAS DE LA

RADIACCION• Etapa Química• Esta etapa es de un orden ligeramente mayor estando en

una escala de entre una millonésima de segundo y un segundo. Es el proceso de la interacción de los radicales libres resultantes de la radiolísis del agua, que originan una serie de reacciones químicas con moléculas de solutos presentes en el medio irradiado y que producirán la inducción de un cierto grado de lesión biológica. Cuando las radiaciones interaccionan con la materia viva se producen fenómenos fisicoquímicos, pues la ionización y excitación suponen un incremento de energía para las moléculas, lo que compromete su estabilidad; dependiendo de la importancia de la molécula afectada, la lesión biológica será más o menos importante.

Contin. De etapas de acción biológicas de la radiación

• Radiolísis del agua .-Los efectos biológicos se deben en gran parte• a la acción de las radiaciones sobre el agua, esto se debe por un lado a la

elevadaLos efectos biológicos se deben en gran parte presencia de las moléculas de agua en los seres vivos y por otro al hecho de que ejerce como disolvente de otras moléculas y en el que tienen lugar importantes reacciones químicas. Aunque la acción de las radiaciones sobre el agua o radiolísis del agua es una suma de procesos complejos, puede simplificarse resumiéndose en dos casos:

• La descomposición molecular del agua y la formación de radicales libres.• En primer lugar la radiación incidente sobre las moléculas de agua puede

ionizarlas de tal manera que deja un ion H2O+ y un electrón libres. A este electrón se le llama electrón acuoso pues es muy lento ya que casi toda la energía se ha invertido en arrancarlo de la molécula. El ion H2O+ es muy inestable y rápidamente se descompone en un H+ y en un radical OH·. El electrón acuoso, puede reaccionar con otras moléculas orgánicas o con una segunda molécula de agua produciendo radicales H· e iones hidroxilo OH-. Los radicales H· y OH· son moléculas neutras con gran reactividad química pues tienen un electrón desparejado que con muy poco esfuerzo tenderá a crear enlaces y robar así átomos a otras moléculas que en el peor de los casos podrían ser biomolecular funcionales tales como proteínas o nucleótidos.

ETAPA BIOLOGICA

• La etapa biológica se inicia con la activación de reacciones enzimáticas para reparar el daño producido por las radiaciones. Algunas de estas lesiones serán reparadas y no influyen en la viabilidad celular y otras no serán reparadas con lo que se producirá la muerte celular en inter fase, mitosis o incluso después de varias divisiones celulares tras la exposición a la radiación. Las consecuencias biológicas de la irradiación celular se manifiestan mucho tiempo después como:

• La respuesta de los tumores a la radioterapia.• Los efectos secundarios agudos y tardíos asociados a la

radioterapia.• Desarrollo de neoplasias radio inducidas a largo plazo por

mutaciones en células somáticas.• Desarrollo de malformaciones genéticas en la descendencia por

mutaciones en células germinales

RADIACTIVIDAD• La radiactividad o radioactividad[] es un fenómeno físico por el cual

algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables.

• La radiactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción lo constituye el neutrón, que no posee carga, pero ioniza la materia en forma indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones

Continuación Radiactividad

• La radiactividad se aprovecha para la obtención de energía nuclear, se usa en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades, entre otras).

• La radiactividad puede ser:

• Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.

• Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.

Clases de Radiación• Se comprobó que la radiación puede ser de tres clases

diferentes, conocidas como partículas, desintegraciones y radiación:

• Partícula alfa: Son flujos de partículas cargadas positivamente compuestas por dos neutrones y dos protones (núcleos de helio). Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes, aunque muy ionizantes. .

• Desintegración beta: Son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) resultantes de la desintegración de los neutrones o protones del núcleo cuando éste se encuentra en un estado excitado. Es desviada por campos magnéticos. Es más penetrante, aunque su poder de ionización no es tan elevado como el de las partículas alfa.

• Radiación gamma: Se trata de ondas electromagnéticas. Es el tipo más penetrante de radiación. Al ser ondas electromagnéticas de longitud de onda corta, tienen mayor penetración y se necesitan capas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlas.

Efectos de la Radiación de los Tejidos Vivos

• LA PIEL fue el primer tejido que se estudio por presentar alteraciones a dosis cercanas a los 100 rads producen eritema transitoria, (enrojecimiento en la piel),que desaparecen al cabo de una semana, y que puede dejar pigmentación transitoria en la zona irradiada.

• MEDULA OSEA es un tejido que esta ubicado en el interior de los huesos y se encarga de producir las células sanguíneas. Estos los glóbulos rojos, glóbulos blancos , y en la sangre también existe corpúsculos llamados plaquetas de gran importancia en los procesos de coagulación sanguínea.

• Cuando se observa el daño agudo causado por la radiación en sangre periférica, manifestado por alteraciones en la cuenta sanguínea se debe aislar al a persona irradiada para evitar infecciones en caso necesario transfundir plaquetas, y para casos severos el único tratamiento posible será el trasplante de médula ósea.

Conti de Efectos de Radiación de los Tejidos Vivos

• EL PULMON Es el órgano más sensible a la radiación. Después de una radiación del pulmón con dosis cercanas a 2000 rads, se produce el adelgazamiento o perdida de permeabilidad de la pared alveolar debido ala muerte de las células alveolares y aparece una secreción que favorece al desarrollo de infecciones pulmonares. El tratamiento consiste

• en ayudar a desalojar las secreciones y evitar el desarrollo de infecciones y propiciar la recuperación de los tejidos dañados.

MEDULA ESPINAL

• LA MEDULA ESPINAL Es el conjunto de nervios ubicado en el interior de la columna vertebral que conecta al cerebro y al resto del cuerpo.

• El tejido nervioso de la medula espinal consta de células nerviosas y células de sostén. Un primer efecto de la radiación de la médula con dosis mayores de 500 rads es la perdida de la mielina que cubre las prolongaciones de las células nerviosas, lo que causa a pocas semanas perdidas de la insensibilidad y adormecimiento de las extremidades. Si la médula recibe dosis cercanas a 2000 rads se produce la parálisis un daño irreversibles.

• Las interacciones de las radiaciones ionizantes pueden traducirse en alteraciones en la bioquímica celular, cadenas de hidratos de carbono, cambios estructurales en las proteínas, modificaciones en la actividad enzimática, que a su vez repercuten en alteraciones de la membrana celular, las mitocondrias y los demás orgánulos de la célula. Pero en donde más estudios se han realizado, es en las acciones de la radiación sobre los elementos del núcleo celular, sobre el ADN.

Lesiones radio inducidas y radio sensibilidad

TIPOS DE LESIONES RADIOINDUCIDAS

• Lesión letal: Es irreversible e irreparable, que conduce necesariamente a la muerte de la célula.

• Lesión sub letal: En circunstancias normales puede ser reparada en las horas siguientes a la irradiación, salvo que la inducción de nuevas lesiones sub letales por sucesivas fracciones de la dosis determine letalidad.

• Lesión potencialmente letal: Es una lesión particular que está influida por las condiciones ambientales 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. El número de lesiones que se detectan en el ADN inmediatamente después de irradiar a una dosis "D0" ha sido estimado en:

• Daño de bases: > 1000.• Roturas simples de cadena: Alrededor de 1000.• Roturas dobles de cadena: Alrededor de 40.

Lesiones radio inducidas en la molécula ADN

• El daño producido en el ADN por las radiaciones ionizantes es crítico para la muerte celular radio inducida. Existen múltiples pruebas que demuestran esta hipótesis como son:

• La dosis requerida para producir muerte celular es mucho mayor para el citoplasma que para el núcleo celular, donde se encuentra el ADN.

• El I125 y el H3 incorporado al ADN produce muerte celular.• Las aberraciones cromosómicas radio inducidas son letales para las

células.• Las bases nitrogenadas alteradas producen radio

sensibilización, como el 5-Fluoracilo.• Las células con más cromosomas (aneuploides

(tumorales)>diploides>haploides), es decir con más cantidad de ADN son más radio resistentes.

• La lesión del ADN es de vital importancia en radioterapia para combatir las células tumorales.

RADIOSENCIBILIDAD RELATIVA• Cuánto menos diferenciado es un tejido, cuánto mayor sea su

índice mitótico y mayor sea su actividad metabólica, más radio sensible es el tejido.

•La ley de Bergonié y Tribondeau fue postulada en 1906 por los dos científicos que le han dado el nombre. Tras estudiar los efectos de la radiación ionizante en ratones llegaron a la conclusión de que las células presentan diferente sensibilidad a la radiación en función de varios factores intrínsecos:

• Son más radio sensibles aquellas células que presentan mayor actividad mitótica

• Son más radio sensibles aquellas células menos diferenciadas o indiferenciadas (aquellas que no han sufrido procesos de diferenciación hacia estirpes celulares específicas)

• Son más radio sensibles aquellas células que tienen por delante un ciclo vital con mayor número de divisiones

• Esta ley es de utilidad en la rama de la radiobiología que estudia los efectos de la radiación en los tejidos.

RADIOSENCIBILIDAD RELATIVA DE DIFERENTES TEJIDOS

• MUY RADIOSENSIBLE:

• - Tejido hematopoyético (médula ósea, bazo)

• - Células reproductivas germinales (gónadas)

• - Células epiteliales de aparato gastrointestinal

SENCIBLES

• SENSIBLES:

• - Vasculatura fina

• - Cartílago de crecimiento

• - Glándulas salivales

• - Pulmones

• - Hígado

• - Riñón

POCO SENCIBLES

• POCO SENSIBLES:

• - Cristalino

• - Eritrocitos maduros

• - Células musculares

• - Neuronas

• - Tejido óseo

EFECTOS BIOLOGICOS

• - EFECTOS ESTOCÁSTICOS:

• . Aparecen al azar y sólo en algunos individuos

• . Son menos frecuentes

• . No tienen relación directa con la dosis

• . No existe umbral de dosis o éste es muy difícil de comprobar

EFECTOS NO ESTOCASTICOS O DETERMINISTICOS

• . Se producen en lapso de tiempo relativamente corto ($75 dólares / Día - CLICK AQUÍ Gana hasta $75 dólares todos los días completando Encuestas desde Casa días)

. Existe nivel umbral por debajo del cual no hay efectos detectables.

. La relación Recibir Dinero Extra Entre $5 y $75 por cada simple Encuesta que Respondas - ¡Participa !entrela magnitud del daño y la dosis recibida es directa

LEYES DE RADIOSENCINILIDAD

• La radio sensibilidad celular está regida por una serie de determinantes que han sido estudiados y aplicados a todas las células del organismo, enunciándose unas leyes biológicas, que conceden mucha importancia a la actividad mitótica, siendo las más importantes:

• Ley de Bergonié y Tribondeau: Está basada en la observación de irradiaciones sobre células testiculares, en función de la actividad mitótica y diferenciación celular, se establecen los siguientes puntos:

• Una célula es tanto más radio sensible, cuanto mayor es su actividad reproductiva.

• Una célula es tanto más radio sensible, cuanto más largo sea su porvenir de división, es decir, cuantas más divisiones deba cumplir en el futuro.

• Una célula es tanto más radio sensible, cuanto menos diferenciadas estén desarrolladas sus funciones. Esta ley es de gran utilidad en la rama Radiobiología que estudia los efectos de la radiación en los tejidos.

• Ley de Ancel y Vitemberg: La sensibilidad de toda célula que ha de experimentar lesiones por radiación es la misma, pero el tiempo que tardan en aparecer las lesiones inducidas, varía según los distintos tipos de células.

CONT. DE LEYES RADIO SENSIBILIDAD• Los factores que influyen en el tiempo que tardan en aparecer las

lesiones radio inducidas son:• El estrés biológico que actúa sobre la célula. La actividad reproductiva

representa un estrés biológico considerable.• Las condiciones en que se encuentra la célula en el periodo de pre y post

radiación.• Ciclo celular: la situación de la célula en el momento en que se produce la

irradiación, es un factor biológico que influye notablemente en la radio sensibilidad, así las células durante la fase de mitosis son más radio sensibles que durante la fase de síntesis.

• Radio sensibilidad hIstÍca: aunque la radio sensibilidad de un tejido es similar a la de las células que lo forman, no es una expresión directa de la misma, a lo que contribuyen varios factores. Un tejido u órgano está formado por dos componentes: el parénquina (compartimento que contiene las células características del tejido en cuestión) y el formado por tejido conjuntivo y vasos (mesénquima). Los dos tienen distinta radio sensibilidad. La complejidad del funcionamiento de un tejido, implica que en todo momento, coexisten en él, células en actividad mitótica, en reproducción y con buena o mala oxigenación.

Procesos que determinan la radio sensibilidad

• Tras irradiación ocurren distintos procesos que pueden afectar a la viabilidad celular, a su funcionalidad o a la aparición de mutaciones que son: inducción del daño, procesamiento y manifestación del daño.

• La radio sensibilidad es la forma en la que se manifiesta la acción biológica producida por la radiación sobre una determinada población celular o tejido. Datos experimentales demuestran que :

• El daño inicial sobre una célula por unidad de dosis es variable y dependiente intrínsecamente de dicha célula.

• Células de distintos tipos muestran diferente capacidad y eficacia en el proceso de reparación de las lesiones radio inducidas.

• Distintas células pueden tolerar niveles desiguales de daño residual.

INDUCCION: DAÑO INICIAL

• El daño inicial es el que se produce en la molécula de ADN inmediatamente después de la irradiación y debe ser medido antes de que los sistemas de reparación celulares puedan actuar. Para poder cuantificar experimentalmente este daño, las células se irradian a 4 grados centígrados, temperatura a la que los mecanismos de reparación del ADN están inhibidos. El daño inicial se expresa como el número de lesiones producidas por unidad de dosis. Los modificadores del daño inicial son:

• El efecto oxígeno.• La presencia de moléculas donadores de H.• Fase del ciclo celular

Enfermedades Humanas por trastornos en la reparación ADN

• Xeroderma pigmentosum.

• Ataxia-telangiectasia.

• Anemia de Fanconi.

• Cáncer de mama hereditario por BRCA1/BRCA2.

• Síndrome de Nijmegen.

Alteraciones en los mecanismos de reparación de ADN como marcador

• Marcador de riesgo de enfermedad neoplásica: La protein-quinasa dependiente de ADN (DNA-PK) es un marcador de cáncer de pulmón.

• Marcador de respuesta al tratamiento: La proteína ATM se activa inmediatamente tras exposición de las células a la radiación ionizante. Si se inhibe selectivamente en las células tumorales, las hace más sensibles a la radiación que las células normales. La inhibición de la PARP-1 también potencia la muerte celular por radiación

RADIOBIOLOGIA Y RADIOTERAPIA

• Aunque la radiación lesiona y puede destruir tanto a las células cancerosas como a las normales, estas últimas pueden repararse y recuperar su funcionamiento adecuado.

• Los principales mecanismos radiobiológicos de respuesta de los tumores a la irradiación se describen habitualmente como las 5 R de la Radioterapia que son:

• RADIOSENSIBILIDAD INTRÍNSECA: Es la sensibilidad innata o propia de las células a la irradiación.

• REOXIGENACIÓN: Tras cada sesión de radiación existen células hipóxicas que al final del tratamiento estarán oxigenadas y serán radiosensibles.

• REDISTRIBUCIÓN: Tras una fracción de radiación, se sitúan más células en fase G2 y M del ciclo celular, siendo más radio sensibles ante las siguientes fracciones.

• REPARACIÓN DEL DAÑO SUBLETAL (RDSL): Es mayor en tejidos sanos, por lo que se protege al tejido normal con un régimen de fraccionamiento que permita esta reparación entre dos sesiones de radiación, que debe ser entre seis y ocho horas.

• REPOBLACIÓN ACELERADA: Es el aumento del número de divisiones celulares como mecanismo de compensación, siendo más importante en los tejidos y tumores de duplicación rápida o con tiempo de duplicación pequeños

RADIACION NUCLEAR

• La emisión de partículas desde un núcleo inestable se denomina desintegración radioactiva.

• La desintegración radioactiva solo sucede cuando cuándo hay un excedente de masa energía en el núcleo

TIPOS DE DESINTEGRACION

• Los tipos de DESINTEGRACION• Alfa: emisión de átomos con dos protones y dos

neutrones. Estas partículas son idénticas a núcleos de helio (4He).

• Beta: hay dos tipos de desintegración, beta positivo y beta negativo. El beta positivo es una emisión de un positrón acompañado de un neutrino. El beta negativoes la emisión de un electrón acompañado de un antineutrino.

• Gamma: es la emisión de fotones de frecuencia muy alta. El átomo radiactivo se conserva igual, pero con un estado de energía menor

LEYES DE DESINTEGRACION RADIACTIVA

• Las leyes de desintegración radiactiva (descritas por Soddy y Fajansson:

• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula alfa, la masa del átomo resultante disminuye en cuatro unidades y el número atómico en dos.

• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula beta, el número atómico aumenta en una unidad y la masa atómica se mantiene constante.

• Cuando un núcleo excitado emite radiación gamma, no varían ni su masa ni su número atómico, solo pierde una cantidad de energía “hv”.

• Las dos primeras leyes indican que cuando un átomo emite una radiación alfa o beta, se transforma en otro átomo de un elemento diferente. Este nuevo elemento puede ser radiactivo, transformándose en otro, y así sucesivamente, dando lugar a las llamadas series radiactivas

Semiperiodo de un radioisótopo

• Es el tiempo en que tarda en reducir su radioactividad a la mitad. El semiperiodo es siempre el mismo, sin importar el momento en que se empieza a contar. Al transcurrir una vida media, la radioactividad se reduce a la mitad, al transcurrir dos vidas medias, la radioactividad se reduce a un cuarto. En general si transcurren N vidas medias, la radioactividad se reduce a 1/2N.

• Todos los isótopos tienen las mismas propiedades químicas. La producción de algunos radioisótopos utilizados en medicina nuclear se lleva a cabo colocando el isótopo estable en un reactor nuclear o bajo el haz de un acelerador de partículas y sometiéndolo a un bombardeo con neutrones u otras partículas.

• Las sustancias radiactivas por lo común no emiten neutrones, excepto algunos elementos pesados que sufren fisión espontánea. Las fuentes de neutrones se basan en inducir una reacción nuclear cuyo producto sea un neutrón.

Interacción de la radiación de la materia

• La radiación nuclear se emplea por ejemplo en la gammagrafía y en la medicina nuclear. La gammagrafía utiliza las interacciones de los rayos gamma al penetrar por los diferentes tejidos. La medicina nuclear elimina los tejidos malignos a partir de la radioactividad de elementos radiactivos introducidos en el paciente.

• Los efectos de las radiaciones en los materiales son la ionización, la excitación atómica del material y la fisión. A estos le pueden seguir cambios químicos. Así por ejemplo, las partículas alfa, al penetrar en la materia, atraen a su paso eléctricamente a los electrones cercanos, produciendo la ionización de estos átomos.

• Cuando un átomo radiactivo genera un positrón, este se asocia temporalmente a un electrón, formando un “átomo” llamado positronio, en el que el electrón y el positrón giran uno alrededor del otro. El positroni tiene una vida media de 10-10 segundos. Luego se aniquilan las dos partículas emitiendo rayos gamma de 511 keV.

• Los rayos gamma transfieren su energía al material que atraviesan de tres formas diferentes. Estas son el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y la producción de pares.

EFECTO FOTOELECTRICOS

• Efecto fotoeléctricos• El fotón se encuentra con un electrón del material en

cuestión, transfiriéndole toda su energía, desapareciendo el fotón original.

• Efecto Compton• El fotón choca contra un electrón, el electrón solo adquiere parte

de la energía del fotón, el resto de la energía se la lleva otro fotón de menor energía y desviado.

• Producción de pares• Sucede cuando un fotón se acerca al campo eléctrico de un

núcleo, el fotón se convierte en un par electrón-positrón. El positrón al final de su trayecto forma un positronio y luego se aniquilan produciendo dos fotones de aniquilación. Los neutrones no tienen carga eléctrica, pero se ven afectados por la fuerza nuclear. Los neutrones no ionizan por no interaccionar con los electrones, el único efecto que pueden producir es incidir con los núcleos, provocando reacciones nucleares o dispersiones elásticas

EFECTOS BIOLOGICOS DE LAS RADIACIONES

• Efectos biológicos de las radiaciones• Los efectos dañinos de las radiaciones ionizantes en un

organismo vivo se deben principalmente a la energía absorbida por las células y los tejidos que la forman. Esta energía es absorbida por ionización y excitación atómica, produce descomposición química de las moléculas presentes.

• A menos de 100 msv, no se espera ninguna respuesta clínica. Al aumentar la dosis, el organismo va presentando diferentes manifestaciones hasta llegar a la muerte. La dosis letal media es aquella a la cual cincuenta por ciento de los individuos irradiados mueren, esta es 4 Sv (4000 msvEn ocasiones pueden aplicarse grandes dosis de radiación a áreas limitadas (como en la radioterapia), lo que provoca solo un daño local

Rayos x

• La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. Los actuales sistemas digitales permiten la obtención y visualización de la imagen radiográfica directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 phz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible).

continuación- RAYOS X• Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma

naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los rayos X surgen de fenómenos extra nucleares, a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente producidos por desaceleración de electrones. La energía de los rayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son una radiación ionizante porque al interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga (iones).