TEMA 3. RADIOBIOLOGIA.pdf

TEMA 3. FUNDAMENTOS DE RADIOBIOLOGÍA.

1.RADIACIONES Y PROTECCIÓN. INTRODUCCIÓN.
2. MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS RADIACIONES IONIZANTES.
2.1. ACCIÓN DIRECTA
2.2. ACCIÓN INDIRECTA
3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR
3.1. COMPOSICIÓN DEL CUERPO HUMANO. FUNCIONES DE LAS
PRINCIPALES MOLÉCULAR CELULARES (PROTEÍNAS, LÍPIDOS E H DE C).
3.2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL ADN
3.3. EL CICLO CELULAR Y SU CONTROL
3.4. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON EL ADN
3.5. DINÁMICA DEL DAÑO CELULAR
3.6. LESIONES CELULARES. RADIOSENSIBILIDAD Y FACTORES DE
SUPERVIVENCIA.
4. EFECTOS BIOLÓGICOS RADIOINDUCIDOS.
4.1. EFECTOS ESTOCÁSTICOS
4.2. EFECTOS DETERMINISTAS
5. RESPUESTA ORGÁNICA A LA RADIACIÓN.
5.1. RESPUESTAS AGUDAS Y TARDÍAS EN ADULTOS
5.2. EFECTOS DE LA RI DURANTE EL DESARROLLO EMBRIONARIO
ÍNDICE.

Life has evolved since the appearance of the ozone layer.
But there has always been natural or background radiation. We have evolved with it

We have the problem with artificial radiation:
X-rays, Radioactivity and nuclear energy
At first its effects were unknown.

Biological effects soon appeared after exposure to IR
At first, skin lesions, especially on the hands, in doctors
Then, leukemias and other cancers

After this, international societies (ICRP, ICRU) emerged to define magnitudes and
radiological units, as well as increase knowledge of the risks of exposure to IR.
RADIATION PROTECTION WAS BORN.
https://www.youtube.com/watch?v=0B_ByYeWfEY

The first studies were done to:
- Know how ionizing radiation acted when contacting the organism
- Know about the biological effects of IR
- Protect ourselves from harmful effects
RADIOBIOLOGY appeared.

Radiobiology: science that studies the events that
occur after the absorption of energy from ionizing
radiation in living beings, the efforts to
compensate for their effects and the
consequences of this process.
When the effect studied focuses on the gonads,
embryo and offspring, we speak of radiogenetics.

Radiobiología ciencia que estudia los sucesos que
se producen tras la absorción de energía
procedente de las radiaciones ionizantes en los
seres vivos, los esfuerzos por compensar sus
efectos y las consecuencias de dicho proceso.
Cuando el efecto estudiado se centra en las
gónadas, el embrión y la descendencia, se habla de
radiogenética.

Radiación
ionizante
Ionización de los átomos
Alteración de la moléculas
Moléculas no funcionales
Mecanismos de
reparación
RESUMEN:
EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES

ACTIVIDAD 3.1.
ELABORA UN GLOSARIO CON LOS CONCEPTOS VISTOS
EN EL APARTADO 1, AL QUE IRÁS AÑADIENDO LOS QUE
APAREZCAN EN LOS SIGUIENTES APARTADOS.

RECUERDA:
La RI se propaga como ondas electromagnéticas o partículas
Al interactuar, provocan ionizaciones, que puede llegar a romper
moléculas de los seres vivos y dañar a las células.
Se pueden afectar moléculas pequeñas (agua) o macromoléculas
(proteínas, grasas, H de C o el ADN)
2. MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

Interacciones de la Radiación con los tejidos:
Excitaciones
Ionizaciones: efecto fotoeléctrico y efecto Compton
Ambos efectos tendrán consecuencias negativas y
positivas:
La consecuencia positiva: Obtenemos una imagen
La consecuencia negativa: daños biológicos.

La consecuencia negativa: daños biológicos.
Respuesta:
- Inmediata o precoz (por muerte celular)
- Efecto tardío (sobre todo cáncer)
Compensación: Reparación del daño

Acción directa.
La acción directa tiene lugar cuando la radiación interactúa con una molécula
biológica, a la que cede energía, tal como DNA, RNA, enzimas, etc. Este
mecanismo se conoce como efecto bala.
En estas condiciones, las moléculas resultan excitadas o ionizadas,
conduciendo ambos casos a través de procesos de radiolisis, a la alteración de
las moléculas afectadas.
Estas moléculas (ADN) se conocen como blancos.

¿Pero qué es esto de molécula blanco? Para responder esto os explico lo que
es la Teoría del Blanco:
Esta teoría se basa en que las células contienen muchos tipos de moléculas, la
mayoría de las cuales se encuentran en superabundancia.
El daño de la radiación en dichas moléculas probablemente no produciría
ninguna lesión notable (hay muchas).
Sin embargo, algunas moléculas son escasas y muy importantes. Difíciles de
sustituir. Estas moléculas son los “blancos” y sobre ellos se producen los
“impactos”.
Según la teoría del blanco, la muerte de la célula sólo ocurrirá si se inactiva la
molécula blanco. El DNA, se considera la molécula blanco de las células.

Acción indirecta.
Por otro lado, si el evento de la ionización inicial ocurre en una molécula
distante y no crítica, que acaba transfiriendo la energía de la ionización a la
molécula blanco, se considera que ha tenido lugar un mecanismo o acción
indirecta. Acción indirecta de la radiación, cuya energía se transfiere a la
molécula Blanco, el ADN.
Las interacciones con la radiación suceden mayoritariamente con el agua
Se produce la Radiolisis del agua

ADN
MOLÉCULA BLANCO
EFECTO DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR
El efecto indirecto es Mayoritario
(el agua es 80% del cuerpo)

ACTIVIDAD 3.2.
¿CUÁLES SON LOS MECANISMOS DE ACCIÓN DE LAS RI?
ELABORA UN ESQUEMA O DIBUJO EN EL QUE SE
MUESTRE CÓMO SE PRODUCEN

3. INTERACCIÓN DE LA RI A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR.
RECUERDA:
La interacción de la radiación ionizante se produce a 3 niveles:
- Nivel Atómico: Excitación e ionización
- Nivel molecular: Radiolisis del agua, alteración de biomoléculas
- Nivel celular: si se altera la función y el ciclo celular
- Nivel orgánico: Afectación de un órgano, sistema o el organismo en su conjunto

ETAPAS DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RADIACIÓN
1. ABSORCIÓN de la radiación e ionización (primaria y
2ria.).
2. MODIFICACIÓN DE LAS BIOMOLÉCULAS.
3. DAÑO CELULAR: Modificación de las células que
contienen las moléculas alteradas.
4. ALTERACIÓN DEL TEJIDO
5. ALTERACIÓN DEL ORGANISMO como conjunto.

TRES FASES:
• Fase física (ionización)
• Fase química (cambios moleculares) y
• Fase biológica, en la que existen daños en el organismo
(CELULAR, TISULAR Y ORGÁNICO)
ETAPAS DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RADIACIÓN

Características generales de los efectos
biológicos de las RI.
Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes
representan, en su conjunto, la consecuencia de la
energía disipada por la radiación ionizante en los
tejidos. Al estudiar estos efectos, es importante
tener en cuenta una serie de características.

1ª. Aleatoriedad. La interacción radiación-células tiene lugar al azar.
2ª Instantaneidad. La cesión de energía a la célula ocurre muy
rápidamente (10-17 seg)
3ª La interacción no es selectiva.
4ª Inespecificidad. Las lesiones son inespecíficas.
5ª Existe un periodo de latencia.
6ª Dosis Umbral, a partir de la cual se observan efectos (E.
determinísticos.
7ª Acción acumulativa: Dosis acumuladas, efectos acumulados

1ª. La interacción de la radiación con las células es una
función de probabilidad, tiene lugar al azar, es decir, en caso
en que incida sobre una célula una partícula ionizante, se
puede producir o no interacción, y si se produce interacción,
pueden o no producirse daños.

Interacción
Si No
Daño
Si No
Características generales de los efectos biológicos de las RI.

2ª La cesión de energía a la célula ocurre muy
rápidamente (aproximadamente 10-17 segundos)
3ª La interacción de la radiación en una célula
no es selectiva (no hay preferencia por ninguna
estructura celular particular)

4ª La lesión producida por la radiación ionizante
es inespecífica (no se puede distinguir de
lesiones provocadas por otros traumas).

5ª Sus efectos presentan un período de latencia
Varía con la dosis inicial (min, semanas, años)
nivel electrónico
Nivel molecular
ADN, H2O
CÉLULA
Daño no
observable
Daño observable

6ª Se requiere un mínimo de dosis para producir
Efectos (no en el caso de los estocásticos)
7ª Acción acumulativa: dosis repetidas aumentan
la probabilidad de que hayan efectos y de que
estos sean más graves

ACTIVIDAD 3.3.
CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS GENERALES DE
LOS EFECTOS DE LAS RI SOBRE LOS SERES VIVOS.

El organismo está formado principalmente por H, O, C y N

La Teoría celular dice que la interacción radiactiva a nivel atómico tiene
como resultado un cambio molecular, y esto puede producir un deficiente
desarrollo y anormal metabolismo celular.
Por ello, es necesario conocer la composición molecular del cuerpo
humano, principalmente:
- Proteínas
- Grasas
- Hidratos de Carbono
- ADN

AGUA:
80% DE TODAS LAS MOLÉCULAS DEL
ORGANISMO
EL AGUA PUEDE SER LIBRE Y LIGADA
PROTEÍNAS:
Son las moléculas que más funciones
realizan en la célula.
Formadas por cadenas de aminoácidos
3.1. MOLÉCULAS DEL CUERPO HUMANO

PROTEÍNAS:
Tienen diferentes niveles de estructura
Primaria
Secundaria
Terciaria
Cuaternaria

PROTEÍNAS:
Son moléculas formadas por 22 aminoácidos
diferentes (hay mas de 250, pero no en prot)
Tipos de proteínas:
- Estructurales (miosina)
- Enzimas
- Hormonas
- Anticuerpos
- Transporte (albúmina)...
VER LIBRO

LÍPIDOS:
Sustancias formadas por C, H y O.
Son sustancias hidrófobas
Los mas importantes son:
- Triglicéridos
- Esteroides
- Fosfolípidos

LÍPIDOS:
Funciones:
- Almacén de energía
- Membranas celulares
La radiación produce:
- Perioxidación lipídica
Se capturan electrones y se degradan los lípidos

HIDRATOS DE CARBONO:
Moléculas de tipo orgánico cuya composición se basa en carbono, oxígeno e
hidrógeno.
Su clasificación se realiza en base a la cantidad de carbonos que las formen, el
número de moléculas y a demás del grupo funcional que posean
Su alteración no produce efectos negativos

ÁCIDOS NUCLEICOS (ADN y ARN):
DNA: Núcleo y mitocondrias (ADNm)
RNA: citoplasma (ARNm, ARNr y ARNt)
- ADN: contiene la información genética
- ADN y ARN: organizan las funciones celulares
(síntesis de proteínas)
3.2. ESTRUCTURA DEL ADN

ÁCIDOS NUCLEICOS (ADN y ARN):
Estructura del ADN.
Formada por subunidades (nucleótidos), formados cada uno por una BASE
nitrogenada (A, T, G o C) unida a un azúcar (ribosa o desoxirribosa) y a un grupo
fosfato.
Cada fragmento se une con el siguiente mediante el grupo fosfato, formando una
cadena.
Cada cadena se une con la complementaria con puentes de hidrógeno (A-T, C-G).
Todo esto se enrolla formando una doble hélice que se va plegando hasta formar
los cromosoma.
3.2. ESTRUCTURA DEL ADN

1º El ADN es el la base de la información genética, es decir,
lleva la información sobre la función de la célula y cómo
ejercerla.
2º El ADN sirve de molde para la síntesis del ARN mensajero,
el cual dirige la síntesis de proteínas y en particular de
enzimas. Toda la información para la síntesis de las proteínas
que necesita la célula de encuentra codifica en el ADN.
3º EL ADN es el encargado de transmitir los caracteres
hereditarios.
4º El ADN es una molécula estable en la vida de la célula. Las
células hijas que se forman a partir de una progenitora
poseen la misma información genética que la célula madre.
IMPORTANCIA DEL ADN

ACTIVIDAD 3.4.
¿QUÉ ES EL ADN Y CUÁL ES SU ESTRUCTURA? ¿EN QUÉ
SE DIFERENCIA DEL ARN?
REALIZA UN DIBUJO DE UN TROZO DE CADENA DE ADN
QUE CONTENGA 3 PARES DE NUCLEÓTIDOS

Todas las moléculas celulares pueden originar dos tipos de células:
- Células germinales (óvulos y espermatozoides, y sus fases primordiales)
Son las células reproductoras masculinas y femeninas. Se forman por meiosis. A
partir de una célula diploide (2n con 46 cromosomas) se obtienen 4 células
haploides (n con 23 cromosomas).
- Células somaticas: el resto de células del organismo. Forman los tejidos y
órganos. Se forman por mitosis
3.3. PROLIFERACIÓN CELULAR.

En función del tipo de célula, se dividen mediante MITOSIS o MEIOSIS.
El ser humano es diploide (dos cromosomas de cada tipo: 2n, llamados
homólogos): 23 x 2 = 46 C
Tipos de cromosomas:
- Cromosomas sexuales (X e Y)
- Autosomas (el resto)

MITOSIS (división de células somáticas).
Fases:
- Interfase (no hay mitosis)
- Profase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
- Citoquinesis
Se obtienen dos células idénticas
(46 cromosomas)

MEIOSIS (división de células germinales).
Fases:
- Se inicia con una Mitosis (con entrecruzamiento cromosómico)
- Segunda división (sin interfase ni fase S)
Se obtienen 4 células con
la mitad de cromosomas (23)

ACTIVIDAD 3.5.
REALIZA UN DIBUJO EN EL QUE SE COMPARE LA
MITOSIS Y LA MEIOSIS

CICLO CELULAR.
Fases celulares:
- Genetistas: Mitosis e Interfase
- Biólogos: M, G0, G1, G2 y S

CICLO CELULAR.
INTERFASE: Fases G1, S, G2 y G0
MITOSIS
Tras la mitosis:
Fase G1: Crece la célula y orgánulos tras la mitosis
Fase G0: La célula puede salir del ciclo y ejercer su función (Ej: neuronas)
Fase S: El ADN se duplica (el resultado es un ADN con el doble de cromosomas)
Fase G2: Se sintetiza todo lo necesario para que la célula se divida: centrómeros,
proteínas y enzimas de la mitosis...)

TASA DE MITOSIS:
Depende de unos tejidos a otros:
Alta tasa de mitosis: células intestinales, epidermis, células madre
Baja tasa de mitosis: neuronas, miocitos...

I. Alteraciones en las bases nitrogenadas.
Sustitución, ganancia, pérdida, formación de dímeros
Se traducen en alteraciones en los genes.
II. Roturas las cadenas del ADN
Simple, doble, entrecruzamiento
Se traducen en alteraciones cromosómicas
Si estas lesiones no se reparan se dice que se ha producido una
MUTACIÓN en el ADN
3.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON EL ADN

Tipo de daño Frecuencia
(número de defectos en una célula
por Gy)
Roturas de cadena sencilla
Daño en bases
Roturas de doble cadena
Entre cruzamientos ADN
1000
800-1000
40
150
Frecuencia estimada de daño en el ADN en células de
mamíferos, causado por exposición a radiación de
tipo rayos-X o rayos-gamma

I) Alteraciones en las bases nitrogenadas
La interacción de la radiación con las bases nitrogenadas del
ADN producir:
a) Rotura de enlaces químicos de las bases nitrogenadas
originando la pérdida de una o más bases.
b) Modificación química de alguna de ellas , origina una
sustitución de una base por otra.
c) Unión entre dos bases contiguas, formando dímeros.

Las alteraciones o lesiones en las bases nitrogenadas tienen
una frecuencia elevada, entre 800 y 1000 por Gy, afectando
mayoritariamente a la timina.
Radiosensibilidad en orden decreciente: T > C > A > G

La radiación puede producir la rotura de enlaces químicos
de las bases nitrogenadas originando la pérdida de una o
más bases (que puede conllevar una alteración en la pauta
de lectura de los tripletes del ADN),
a) ROTURA DE ENLACES QUÍMICOS DE LAS BASE NITROGENADAS

b) La modificación química de las bases origina un
cambio en la base
En la replicación del DNA se
incorporaran base equivocadas.

c) Unión de bases contiguas formando
dímeros, generalmente de timina

El dímero de timina produce una curvatura en el DNA que
detiene la polimerización durante la replicación. El hueco se
rellena mediante un mecanismo que introduce nucleótidos de
forma aleatoria, lo que genera una mutación.

OJO, NO TODO ESTÁ PERDIDO!
Se trata de lesiones susceptibles de reparación, pero si
este proceso no transcurre correctamente se origina una
alteración de los genes o mutación gen.

Lesiones puntuales
Reparación
Si No
ALTERACIÓN GENÉTICA
EN RESUMEN: LA ALTERACIONES EN LAS BASES NITROGENADAS
PROTEÍNA DEFECTUOSA

El gran problema es que el ADN de una célula mutada pasa la
mutación a las siguientes generaciones de células que se
forman a partir de ella.

II) Rotura de las cadenas de ADN
En un punto En dos puntos
a diferente altura
En dos puntos
A la misma altura
Es el segundo tipo de lesión del ADN en frecuencia después de la lesión de las
Bases.
La rotura puede afectar a una cadena(B) (rotura simple) o a las dos cadenas del
ADN (Rotura doble). En caso de que afecte a las dos cadenas (C y D), puede ser a
diferente altura (C) o a la misma (D), en cuyo caso se romperá totalmente.

ROTURA
DE
CADENA
LESION DE BASES

Tras la rotura del enlace fosfodiester las dos cadenas de ADN se separan
con penetración de moléculas de agua en esa zona, rompiéndose los
puentes de hidrógeno entre las bases complementarias.
a) Rotura simple de cadena:
A la rotura simple de cadena también se le llama lesión subletal, porque no
existe relación alguna con la muerte celular.
Es la lesión más abundante tras la lesión de bases, produciéndose entre 500 y
1000 roturas simples de cadena (rsc) por Gray (Gy).
Se produce en el enlace entre el fosfato y la desoxiribosa

b) Rotura doble de cadena (RDC)
Es una lesión compleja que se produce como
consecuencia de la rotura de las dos hebras del ADN en
sitios muy próximos.
Cada Gy de radiación ocasiona unas 40 roturas dobles de cadena por
célula, aunque puede esperarse una gran variabilidad. A la rdc se le llama
también lesión letal, porque existe una estrecha relación con la muerte
celular.
Heteróloga
Más frecuentes
Homóloga

Es una lesión frecuente en la radiación que se produce unas
150 veces en la célula por Gray. Se localiza sobre todo en
regiones activas del ADN desde el punto de vista de la
replicación o transcripción.

Alteraciones cromosómicas.
Doble Hélice + Histonas = Plegamiento, formando la
NUCLEOSOMAS y al plegarse mas, la CROMATINA
Mayor plegamiento: CROMOSOMA = Cromátidas + Centrómero

Cuando falla la reparación del ADN (rotura doble de ADN al mismo
nivel), se puede originar la rotura del cromosoma (se forman dos o
más fragmentos). Las zonas abiertas de los cromosomas tienen
tendencia a unirse con otros fragmentos rotos, formándose
entonces nuevos cromosomas, cuya estructura es distinta a la de
los cromosomas normales: aberraciones cromosómicas.

a) Pérdida de material genético:
-Cromosomas en anillo.
-Deleciones terminales e intersticiales
b) Cambio en la estructura de los cromosomas
-Inversiones (cambio de la secuencia de los genes)
-Translocaciones (intercambio de material genético
entre cromosomas)
Las alteraciones pueden conllevar:
SE PUEDEN PRODUCIR CON DOSIS INFERIORES DE 50 mGy

-Se originan por la rotura en ambos extremos del
cromosoma, con fusión de ambos extremos . En este
caso se pierde material genético (los extremos).
a) Pérdida de material genético: Cromosomas en anillo:

- Causadas por la rotura en un cromosoma con pérdida
subsiguiente de material genético .
- Las consecuencias clínicas dependen del tamaño del
segmento delecionado y del número y función de los genes
que contiene.
- La Deleción puede ser terminal o intersticial.
a) Pérdida de material genético: Deleciones

Deleciones
Terminal = ruptura única que conduce a la pérdida de un extremo del
cromosoma
Intersticial o intercalar= tienen lugar dos cortes que conducen a la
pérdida del material genético entre ambos.

a) Pérdida de material genético:
-Cromosomas en anillo.
-Deleciones terminales e intersticiales
b) Cambio en la estructura de los cromosomas
-Inversiones (cambio de la secuencia de los genes)
-Translocaciones (intercambio de material genético
entre cromosomas)
Las alteraciones pueden conllevar:

Se origina debido a la rotura de los brazos de un
cromosoma en dos puntos, giro del fragmento 180º
y posterior unión.
Inversión:
Puede ser paracéntrica (si el segmento no incluye en centrómero)
o pericéntrica (si incluye el centrómero).

Aunque no hay pérdida de material genético, las implicaciones de las inversiones
dependerán por una parte de si los puntos de rotura han inactivado algún gen y por
otra al producirse una alteración en la secuencia de los genes puede modificar la
expresión de éstos.

Están implicados dos cromosomas. Se origina la
rotura en los brazos de los dos cromosomas con
posterior intercambio de material genético.
Translocaciones

Este tipo de alteración puede dar lugar también a la
formación de cromosomas dicéntricos y acéntricos.
Los acéntricos al no tener centrómero se perderán
durante la mitosis.
Translocaciones

ACTIVIDAD 3.6.
ELABORA UN ESQUEMA QUE INCLUYA TODAS LAS
LESIONES QUE PUEDE SUFRIR EL ADN, A NIVEL QUÍMICO,
MOLECULAR Y CROMOSÓMICO (Bases, cadena y
cromosomas).

MUTACIONES DEL ADN.
Nivel celular
Son las alteraciones producidas en el ADN
pudiendo afectar a los genes o a los
cromosomas.
Representan variaciones en alguna función
del organismo, susceptible además de ser
transmitida a la descendencia.

Las puntuales solo afectan a un gen o grupo de
genes y no se reflejan en una alteración
apreciable del cromosoma.
Tipos de mutaciones:
Cromosómicas son mutaciones que producen grandes
alteraciones en la estructura del cromosoma y suelen
tener consecuencias más graves

1. Las mutaciones puntuales se producen por la acción de un único
impacto, en cambio las cromosómicas suelen ser generadas por
varios impactos de RI
2. El número de mutaciones crece con la dosis absorbida.
3. No existe una dosis umbral, por debajo de la cual no pueda
producirse ninguna mutación (en teoría, un único fotón, puede
provocar una mutación que nos lleve a un cáncer mortal).
4. A igualdad de dosis, las radiaciones más mutágenas son las que
tienen mayor LET.
5. Desde el punto de vista de la Radioprotección, una mutación es
siempre lesiva.
Pautas generales en la producción de mutaciones

Consecuencias de las alteraciones en el ADN
originadas por las radiaciones ionizantes.
Eventualmente, una mutación puede conducir a una mejora
biológica, pero en general, supone un perjuicio para la célula, el
organismo o la especie.
?

El riesgo de la radiación no está en la producción en sí de
mutaciones, sino en que éstas aumenten por encima de la
media (de la capacidad de los mecanismos de reparación),
circunstancia que en ciertos casos no será asimilable por el
organismo.
El daño también dependerá de la importancia
del fragmento de ADN implicado.
Todos los seres vivos presentan de forma
espontánea un cierto número de
mutaciones

Tras estudiar los mecanismos directo e indirecto de acción de la RI, se
consiguió ver la relación entre dosis y mortalidad celular por RI.
Dos modelos o teorías:
- Modelo blanco único-impacto único
- Modelo blanco múltiple-impacto único

- Modelo blanco único-impacto único: supone que solo hay un punto
sensible o blanco. Se puede establecer el umbral de dosis que mata al 63%
de las células (o dosis que deja vivas al 37%). Es la constante de dosis de
radiosensibilidad (D37).
Se calcula mediante la
FRACCIÓN DE SUPERVIVENCIA (S)

- Modelo blanco múltiple-impacto único: Las células humanas tienen más
de un blanco crítico (se deben destruir todos para que muera). Aquí, si no
se llega a una dosis que destruya todos los blancos, la célula no morirá.

1º Retraso mitótico.
2º Modificación celular.
3º Fallo mitótico.
4º Muerte diferida.
5º Muerte en interfase.
6º Muerte inmediata por necrosis.
-Dosis
+Dosis
La expresión en el nivel celular del daño molecular que produce la
radiación puede presentar básicamente siguientes formas que aparece
en el siguiente orden según se utilicen dosis progresivamente
crecientes:
3.4. LESIONES CELULARES.

1º. RETRASO MITÓTICO
Al detenerse las células en la fase G2 o disminuir la velocidad
de síntesis, se produce un retraso en la mitosis y por tanto del
número de células que entran en división
.
Se manifiesta como un bloqueo temporal de las
células dentro del ciclo

Al actuar los mecanismos de reparación de nuevo empiezan a dividirse,
Cuando este efecto pasa al actuar los mecanismos de
reparación, puede venir un efecto de rebote, es decir,
aumenta el número de mitosis por encima del que había
antes de la irradiación. A este fenómeno se le denomina
«sobrecarga mitótica».

2º MODIFICACIÓN CELULAR:
Consiste en una transformación de la célula,
compatible con la conservación de su capacidad
reproductiva
PERO, Tras ciertos cambios adicionales puede dar
lugar, a una neoplasia maligna.
Requiere de un periodo de latencia.
El proceso global se denomina carcinogénesis

Este fenómeno se caracteriza porque las
células pierden la capacidad de dividirse
repetidamente debido a la alteración no
reparada de los cromosomas.
3º FALLO MITÓTICO:

4º MUERTE DIFERIDA
Las células, tras ser irradiadas, solo efectúan unos pocos ciclos
antes de morir, lo cual implica que aún harán alguna mitosis.

La célula muere antes de entrar en división
5º MUERTE EN INTERFASE.
Cuando se produce el cese de las funciones
metabólicas
Este efecto puede producirse tanto en las células
con alto índice de división como en las células
diferenciadas.
Ocurre cuando se depositan grandes dosis de
radiación.

Ocurre cuando las dosis de radiación son muy elevadas
(10-100 Gy; hasta 500 Gy para linfocitos).
6º MUERTE INMEDIATA POR NECROSIS.
normal necrosis

La radiosensibilidad es el grado de susceptibilidad de las
células, tejidos y órganos a la acción de las radiaciones
ionizantes RI.
Utilizando las mismas dosis, la lesión celular no es igual en todos los
tejidos.
3.4.* RADIOSENSIBILIDAD

“Una célula es más radiosensible cuanto mayor sea su
actividad mitòtica, su porvenir cariocinético, y cuanto menor
sea su grado de diferenciación".
Ley básica de Radiosensibilidad tisular:
En 1906, dos científicos franceses, Bergonie y Tribondeau, formularon:

La actividad mitótica hace referencia a la velocidad y al número de veces que
una célula se reproduce a lo largo de su vida.
Por ejemplo, los miocitos y las neuronas tienen una baja actividad mitótica,
mientras que las células epiteliales, las células madre o las células tumorales,
tiene una alta actividad mitótica.
La Actividad mitótica

El porvenir carioquinético hace referencia al número de
divisiones que va a realizar una célula a lo largo de su vida.
Ejemplos:
Neurona: pocas divisiones
Célula epitelial (intestino, piel): muchas divisiones (cada 5
días)

La diferenciación celular hace referencia al grado de especialización estructural
y funcional alcanzado por la célula.
Una célula no diferenciada es una célula inmadura cuya función fundamental es
dividirse para mantener su propia población y para reemplazar a las células
maduras perdidas.
Las células indiferenciadas se pueden considerar como células precursoras o
células madre de una población.
Ejemplos:
Espermatogonias
Células precursoras sanguíneas
Ovogonias
Células de un embrión
La diferenciación celular

RELACIÓN ENTRE DIFERENCIACIÓN CELULAR Y RADIOSENSIBILIDAD

El linfocito es la célula más radiosensible del organismo
humano, y no posee ninguna de las tres características
enunciadas en los postulados anteriores de Bergonié y
Tribondeau.
La población de linfocitos posee nula actividad mitótica,
están completamente diferenciados y su porvenir
carioquinético es nulo.
EXCEPCIÓN A LA LEY DE BERGONIE Y TRIBONDEU
LOS LINFOCITOS

Esto se debe a que los linfocitos tienen una gran
actividad metabólica, además de poseer un mecanismo
de reparación del ADN muy deficiente.
EXCEPCIÓN A LA LEY DE BERGONIE Y TRIBONDEU
LOS LINFOCITOS

Las células madre son radiosensibles y las células maduras
son radiorresistentes .
Los tejidos y los órganos jóvenes son más radiosensibles.
Los tejidos con gran actividad metabólica son radiosensibles.
Una gran tasa de proliferación de células y una gran tasa de
crecimiento de tejidos dan lugar a un incremento de la
radiosensibilidad.
Qué es lo contrario de radiosensible??? RADIORRESISTENTE
Consecuencias de la Ley de Bergonie y Tribondeu:

CICLO CELULAR
DIVISIÓN o MITOSIS
Crecimiento celular
Fabrica ARN y proteínas
(Materia prima para la
Replicacion del ADN)
Duplicación del ADN
http://www.youtube.com/watch?v=hFl4BaaMCOg&feature=related
Justificación de la Ley de Bergonie y Tribondeau: EL CICLO CELULAR
Síntesis de proteinas
de mitosis
Go: Reposo reproductivo
Actividad propia de la célula

Durante la mitosis la célula es más radiosensible ya que al perder
la membrana nuclear, los cromosomas quedan más expuestos a
las radiaciones. Máximo de sensibilidad en la fase G2/M.
Por orden de radiosensibilidad: G2/M > G1 > S > G0

CÉLULA DIFERENCIADA (mas tiempo en G0), menor
probabilidad que la RI la encuentre en fase G2/M
Las células madre y tejidos de alta renovación celular,
están dividiéndose de forma frecuente (G1 muy corta),
por tanto es probable que la RI las encuentre en
periodo G1/M, siendo más vulnerables.

RADIOSENSIBILIDAD DE LOS DISTINTOS TEJIDOS
Dependerá de las células que los compongan.
Existe una escala de radiosensibilidad que clasifica a las células según su grado
de sensibilidad a la radiación:
Muy radiosensibles: leucocitos, eritroblastos, espermatogonias.
Relativamente radiosensibles: mielocitos, células de las criptas intestinales,
células basales de la epidermis.
Sensibilidad intermedia: células endoteliales, células de las glándulas gástricas,
osteoblastos, condroblastos, espermatocitos, etc.
Relativamente radioresistentes: granulocitos, osteocitos, espermatozoides,
eritrocitos.
Muy radioresistentes: fibrocitos, condrocitos, células musculares y nerviosas.

RADIOSENSIBILIDAD DE LOS DISTINTOS TEJIDOS
Según esto, los tejidos se pueden clasificar de menor a mayor
radiosensibilidad de la siguiente manera:
1º Tejidos con componentes celulares sin mitosis y ausencia de
renovación celular, como el sistema nervioso, médula adrenal o el
tejido muscular.
2º Tejidos con bajo índice mitótico y con ausencia o escasa reno
vación celular: hígado, tiroides, endotelio vascular, tejido conectivo.
3º Tejidos de componentes celulares con frecuentes mitosis y alto
grado de renovación celular: epidermis, epitelio intestinal, médula ósea
y gónadas. En este grupo se podría incluir un «quinto» tejido que es el
«neoplásico maligno», aspecto fundamental en el que se basa el trata
miento de los cánceres con radiaciones ionizantes (Radioterapia).
También es muy radiosensible el linfocito, aunque es una célula que no
se divide.

CÉLULAS MUY RADIOSENSIBLES
Eritroblasto
Médula ósea

Tejidos con alto índice mitótico
Con excepción de los linfocitos
Células radiosensibles
epidermis
Epitelio intestinal
Médula ósea
Espematogonias y oogonias
Tejidos malignos

Tejidos con bajo índice mitótico
Células relativamente radiorresistentes
hígado
tiroides
Endotelio vascular
Tejido conectivo

Tejidos con ausencia de renovación celular
Células radiorresistentes
neuronas
Células musculares

Linfocitos
Es una excepción
-Muy diferenciados
-Nula mitosis
-Bajo porvenir carioquinético

ACTIVIDAD 3.7. RESUELVE EL CUESTIONARIO.
1. Una célula es tanto más radiosensible
a) Cuanto mayor sea su actividad reproductiva
b) Cuantas más divisiones deba realizar para alcanzar su forma y funciones definitivas
c) Cuanto menos definidas (diferenciadas) sean su forma y su función
d) Todas las opciones son correctas
2. Según la ley de Bergonié y Tribondeau, cuál es la afirmación INCORRECTA.
a) Las células tronco son menos radiosensibles.
b) Cuanto más jóvenes son los tejidos y los órganos, más radiosensibles son.
c) Cuando el nivel de actividad metabólica es elevado, la radiosensiblidad también lo
es.
d) Al aumentar la tasa de proliferación celular y la tasa de crecimiento de los tejidos,
también aumenta la radiosensibilidad.
3. Cuál de las siguientes células es más radiosensible.
a) Fibrocitos
b) Espermatozoides
c) Osteocitos
d) Linfocitos maduros

4. Cuál es la parte más radiosensible del aparato digestivo
a) Intestino grueso
b) Hígado
c) Páncreas
d) Intestino delgado
5. La porción del tubo digestivo más radiosensible es:
a) El esófago
b) El estómago
c) El intestino delgado
d) El colon
6. Cuál de los siguientes órganos es más sensible a la falta de oxígeno
a. Higado
b. Riñón
c. Pulmones
d. SNC
7. Cuál de las siguientes células es somatica
a) Eritroblasto
b) Ovocito
c) Espermatogonia
d) Todas lo son

8. En cuál de las siguientes etapas del ciclo celular, la célula es más radiorresistente
a) Fase S tardía
b) Fase G1
c) Fase M
d) Anafase
9. Cuál es la fase más radiorresistente del ciclo de una célula
a) Mitosis
b) Síntesis
c) Anafase
d) Telofase
10. Cuál es la molécula más radiosensible
a) El ADN
b) La Médula ósea
c) Los ovarios
d) Los ribosomas

FACTORES QUE AFECTAN A LA RADIOSENSIBILIDAD
Además del tipo de célula y tejido, cuando se irradia tejido, la
respuesta del tejido está determinada principalmente por la
cantidad de energía depositada por unidad de masa -la
dosis en rad (GYt)- Sin embargo, la respuesta celular a la
radiación ionizante puede modificarse por los siguientes
factores:
A)FÍSICOS
B)BIOLÓGICOS
C)QUÍMICOS
D) OTROS FACTORES

A) FACTORES FÍSICOS
❑LET de la RI (transferencia lineal de energía)
❑EBR: Eficacia biológica relativa
❑FRACCIONAMIENTO DE LA DOSIS o TASA de
DOSIS

La radiación con mayor LET tiene mayor capacidad de
ionización y por tanto es más dañina para la célula; este
es el caso de las partículas alfa.
LA TRANSFERENCIA LINEAL DE ENERGÍA (LET, LINEAR
ENERGY TRANSFER)
Es la Energía depositada por unidad de
recorrido de la partícula.
Unidades: kiloelectronvoltios de energía transferida
por micrómetro de longitud de traza en tejido blando
(keV/µm).

EFICACIA BIOLÓGICA RELATIVA
Las radiaciones con menor LET que los rayos X de diagnóstico
tienen una RBE inferior a 1. (necesitan más dosis para causar el
mismo efecto)
La radiación con mayor LET tiene mayor RBE.
Se utiliza como estándar los rayos X de 200KVp
Los rayos X de diagnóstico tienen una EBR de 1.

Esto ocurre porque entre las dosis existe un
periodo en el que se pone en marcha los
mecanismos de reparación celular.
El fraccionamiento de la dosis de RI produce menos
efectos lesivos que si se administra la dosis completa
en un tiempo.
Es una técnica que se utiliza en radioterapia.
Tasa de dosis (Gy/minuto) o Fraccionamiento de la dosis

B) FACTORES BIOLÓGICOS QUE
AFECTAN A LA RADIOSENSIBILlDAD
❑ Vascularización: efecto oxígeno
❑ La edad
❑ Capacidad de reparación celular

❑Vascularización: efecto oxígeno
A mayor vascularización mayor será el aporte de oxígeno, el oxigeno
contribuye a la formación de radicales libres, haciendo irreversibles las
lesiones producidas.
A MAYOR OXIGENACIÓN TISULAR, MAYOR RADIOSENSIBILIDAD.
Este efecto se ve incrementado en las radiaciones
ionizantes de bajo LET (más radicales libres).
Y es menor el efecto en las de alto LET (no se
reparan las lesiones, por lo que no influye la
oxigenación)
Importante en el tratamiento
de los tumores malignos con
radiaciones ionizantes.

La radiosensibilidad varía con la edad.
Es mayor en la etapa intrauterina, infancia y en el anciano.
• La edad

• Capacidad de reparación:
Algunos tipos de células tienen mayor capacidad para
reparar el daño subletal que otras.
A mayor capacidad de reparación menos radiosensibles
será.
Recordad que el 3% de los genes tienen que ver con la
reparación del ADN.

C) FACTORES QUÍMICOS QUE AFECTAN LA
RADIOSENSIBILIDAD
Algunas sustancias químicas afectan
la radiosensibilidad
Deben estar presentes en el momento de la absorción
de la RI
Son de dos clases:
❑ Radiosensibilizadores
❑ Radioprotectores

❑ Radiosensibilizadores
Los agentes que refuerzan el efecto de la
radiación se llaman agentes sensibilizadores.
Se incorporan en el DNA de la célula y amplifican los
efectos de la radiación en esta molécula.
En presencia de un fármaco radiosensibilizador, basta
con la mitad de dosis para producir el mismo efecto
que sin dicho fármaco.
Ej: Quimioterapia + Radioterapia

❑Pirimidinas halogenadas (son sustancias
homólogas a las bases nitrogenadas del ADN y se
incorporan al ADN)
❑Metotrexato. Inhibe la síntesis del ADN.
❑Actinomicida D (usado en quimioterapia)
❑Hidroxiurea
❑Vitamina K
❑Oxígeno
Agentes Radiosensibilizadores

Radioprotectores.
Los compuestos radioprotectores son compuestos que
reducen la acción de las radiaciones.
Mecanismo de acción: desconocido, aunque en algunos casos
parecen producir la recombinación de los radicales libres o
favorecer los mecanismos reparadores.

D) OTROS FACTORES: HORMESIS
La hormesis es un fenómeno de respuesta a dosis caracterizado
por una estimulación por dosis baja y una inhibición para dosis
altas, que resulta en una curva de respuesta a nuevas dosis en
forma de J o de U invertida. Un contaminante o toxina que
produzcan el efecto de hormesis tiene, pues, a bajas dosis el
efecto contrario al que tiene en dosis más elevadas.
Ejemplo: Vitaminas. A dosis bajas son beneficiosas y a altas
dosis pueden ser perjudiciales (liposolubles).
Si lo aplicamos a radiaciones, una dosis baja tendría efecto
beneficioso y una dosis alta, perjudicial.

HORMESIS
Los estudios han mostrado que los animales que reciben
bajas dosis de radiación viven más tiempo que los
controles. (un poco de radiación es bueno)
La explicación que prevalece es que un poco de radiación
estimula las respuestas hormonales e inmunológicas a
otros agentes tóxicos medioambientales, además de
estimular los mecanismos reparadores del ADN.
Se ha de practicar ALARA

ACTIVIDAD 3.8.
REALIZA UN ESQUEMA CON LOS PRINCIPALES
FACTORES QUE AFECTAN A LA RADIOSENSIBILIDAD
PON UN EJEMPLOS DE CADA UNO

Tras conocer los principios de Radiobiología y Radiosensibilidad,
conviene repasar qué le sucede al organismo tras la exposición a RI,
lo que se estudiará desde el nivel celular hasta la respuesta orgánica
generalizada. Veremos los Tipos de efectos Radioinducidos:
- Efectos Deterministas
- Efectos estocásticos
4. EFECTOS BIOLÓGICOS RADIOINDUCIDOS.

CLASIFICACIÓN DE LOS EFECTOS PRODUCIDOS POR LA RI
Atenderemos a dos criterios:
A) Según el tipo de célula afectada:
• Efectos genéticos: si afectan a las células germinales y se
transmiten hereditariamente.
• Efectos somáticos, si no afectan a las células germinales y por
tanto no se transmiten hereditariamente.
B) Según la incidencia que tiene la radiación (dosis de
radiación) sobre los efectos biológicos:
• ESTOCÁSTICOS o probabilísticos.
• NO ESTOCÁSTICOS o DETERMINISTAS

Estocásticos
(Probabilisticos)
NO ESTOCASTICOS
(Deterministas)
SOMATICOS Estocásticos
somáticos
No estocásticos
somáticos
GERMINALES Estocásticos
genéticos
No estocásticos
genéticos
Si cruzamos los diferentes tipos de efectos que se
pueden producir:

La RI origina una transformación de la célula compatible con la vida.
Están relacionados con la aparición de mutaciones cromosómicas.
EFECTOS ESTOCÁSTICOS (aparición de mutaciones)
Características:
La probabilidad de que ocurra el efecto biológico y no la gravedad,
depende de la dosis. son por tanto de carácter probabilístico.
Carecen de umbral a partir de la cual producen los efectos, es
decir, un solo fotón podría producirlo.
Pueden originarse a dosis bajas de RI. La deposición de energía
por la RI es un proceso probabilístico, a dosis bajas también
puede producirse mutaciones.
Una vez producidos, son siempre graves.
Relacionados con mutaciones cromosómicas.

Ejemplos de estos efectos estocásticos
Carcinogénesis
Efectos estocásticos en células somáticas
Alteraciones genéticas en el individuo
Efectos estocásticos en células germinales (hereditarios)

Se denominan efectos no estocásticos o deterministas,
cuando el efecto de la radiación sobre la célula causa
su muerte, por tanto la gravedad dependerá de la
dosis, a mayor dosis, mayor es el número de células
que mueren.
EFECTOS No ESTOCÁSTICOS o DETERMINISTAS
(requieren la muerte de la célula)

Características de los efectos deterministas
o no estocásticos:
• Su gravedad depende de la dosis, existiendo una dosis umbral,
por debajo de la cual es muy improbable que se produzca ningún
efecto y si se produce es de escasa gravedad.
• El número de células afectadas dependerá de la dosis (efecto
determinista).
• Se observan a con dosis elevadas. Dosis bajas origina la muerte
de unas pocas células, pero esto no suele tener consecuencias en
el tejido. (excepción: periodo embrionario, durante el cual, la
muerte de unas pocas células sí que tiene consecuencias graves
(efectos sobre el embrión).
• Dosis elevadas que pueden matar a un gran número de células
en un órgano o tejido dado, el efecto puede ser fatal para el
tejido afectado y si este tejido es vital, las consecuencias serán
graves para el individuo.

ACTIVIDAD 3.9.
REALIZA UN CUADRO EN EL QUE SE COMPAREN LAS
CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS DETERMINISTAS Y
ESTOCÁSTICOS.
NOTA: Debe incluir gravedad, Mecanismo (afectación
celular), Naturaleza (somática o hereditaria), Dosis umbral,
Relación dosis-efecto, inmediatez de aparición
Corresponde con la actividad 3.3. del libro

EFECTOS DETERMINISTAS EN ÓRGANOS Y TEJIDOS
Después de irradiar un tejido, las células que los componen pueden
morir. Dependiendo de la radiosensibilidad de dichas células el
daño será:
Daño menor
TEJIDO
Células MUY y
diferenciadas y que se
dividen POCO
TEJIDO
Células POCO
diferenciadas y que se
dividen MUCHO
Daño mayor
Muerte de
Pocas células
Muerte de
muchas células
* EXCEPCIÓN DE LOS LINFOCITOS

Los efectos pueden ser Tempranos o Tardíos.
La latencia dependerá de la capacidad de reparación.

TEJIDOS CON RADIOSENSIBILIDAD SIMILAR SE REPARAN DE FORMA
DIFERENTE.
¿A QUÉ SE DEBE?
A CÓMO SE ORGANIZAN Y CUÁL ES SU CINÉTICA. ASÍ, DOS TIPOS:
Tejidos jerarquizados
Tejidos flexibles
Células que se dividen
Cuando es necesario
Epitelios
Sistema hematopoyético
Tejido testicular
Parénquima hepático

Tejidos jerarquizados
El daño se expresa al cabo de cierto tiempo (independientemente de la dosis)

Tejidos flexibles
Se produce una avalancha de divisiones
El daño es
Dependiente de la
dosis
La RI origina la muerte de las
células. Disminuye inicialmente
el número de células

Efectos sobre algunos Tejidos y órganos importantes.
1. SISTEMA HEMATOPOYÉTICO: SANGRE Y ÓRGANOS
HEMATOPOYÉTICOS
Tejidos de renovación rápida (109
células de reemplazo/ día)
MUY RADIOSENSIBLE
Umbral: 0,5 Gy

Leucocitos
Falta de resistencia ante
procesos infecciosos.
Plaquetas Hemorragias
Hematíes
¿Qué sucede?
Anemia

2. Sistema inmunológico
Linfocitos B, son muy
sensibles a la radiación
(0.1 Gy) en unos pocos minutos después de la
exposición muerte de los linfocitos por
apoptosis
(3.5-4.5 Gy) inhibe la respuesta inmune
Este efecto se emplea en el caso de trasplantes

Todas las capas celulares y las estructuras accesorias
participan en la respuesta a la exposición a la
radiación.
3. Efectos de RI en la Piel

Células cutáneas son reemplazadas a una velocidad de
aproximadamente sólo un 2 % por día.
Capa basal
Efectos de RI en la Piel

Historia: La primera respuesta biológica
observada a la irradiación tal vez fue el eritema
Dosis de 5 Gy
A las pocas horas
Eritema temprano
Dosis de 3 Gy (3 semanas)

Dosis de 10 Gy
Debido a la reducción del número
de células basales
Descamación seca
(quemadura similar a la de una quemadura
de sol, vesículas o ampollas y
despellejamiento.
Dosis de 15 Gy Descamación húmeda

malignización
Dosis mayores de 15 Gy
Ulceraciones, hemorragias y necrosis.
Malignización de las lesiones cutáneas

Los folículos pilosos son relativamente radiosensibles.
Caída temporal del cabello (3 Gy)
En algunos casos puede ser permanente, con dosis de 10 Gy.

5. Efectos de las RI en el Aparato digestivo
Intestino delgado: Sistema celular de renovación rápida

La radiación lesiona las células cepa de la base del
epitelio intestinal inhibiéndose la proliferación
celular

❑ Deshidratación y pérdida de electrolitos por paso
de fluidos hacia la luz intestinal, provocándose
diarreas.
❑ Infección sistémica provocada por el paso de las
bacterias que habitan normalmente en el tracto
gastrointestinal al torrente circulatorio.
DOSIS DE 2 Gy
Se reduce el tamaño de las
vellosidades intestinales

Para dosis muy altas, la mucosa se ulcera después de 4 ó 5 días.
Los efectos tardíos sobre la mucosa intestinal aparecen entre
12 y 24 meses después de la irradiación

6. Efectos de las RI sobre las gónadas
Las células de los testículos y de los ovarios responden de
forma diferente a la radiación debido a las diferencias
existentes en la progresión desde la fase de células madre a
células maduras.

Las gónadas de los seres humanos son órganos diana de extrema importancia,
son particularmente sensibles a la radiación.
Se han observado respuestas con dosis tan bajas como 0,1 Gy
La irradiación de las gónadas de ambos sexos tienen de común la inducción de
efectos genéticos de naturaleza estocástica
Efectos de las RI sobre las gónadas

radiorresistentes
radiosensibles
La espermatogénesis se ve afectada aun a muy bajas dosis.

Tras la irradiación las espermatogonias pueden sufrir mutaciones y sobrevivir o
mueren. Por tanto, durante cierto periodo se mantiene la fertilidad debido a los
espermatocitos2º, espermicidas y espermatozoides que son radiorresistentes.
Después sigue un periodo de esterilidad temporal o permanente dependiendo
de la dosis absorbida.

Dosis –efecto de las RI en los testículos
Dosis
0.08 Gy ----------🡪 Reducción temporal del nº de espermatozoides.
0.1 GY ------------🡪 Mutaciones en las espermatogonias*
0.2 Gy-------------🡪 Reducción importante del nº espermatozoides
durante varios meses
2 Gy----------------🡪Esterilidad que puede durar hasta varios años.
6 GY ---------------🡪 Esterilidad permanente
la irradiación de los testículos produce esterilidad no tiene
efectos sobre las características sexuales o la libido.

DAÑOS AL SEXO FEMENINO:
Las niñas nacen con todos los oocitos primarios. Durante la pubertad
van madurando uno cada mes

Las niñas al nacer sus ovarios están provistos de un determinado número de
células primitivas (oocitos), que posteriormente se transforman en óvulos.
Los oocitos se encuentran en el interior de unos sacos llamados folículos
primarios (pequeños) radiorresistente, secundario (intermedio), terciario
(grande) radiosensible.
Efecto de las RI sobre los ovarios
Con cada ciclo
Madura un oocito
*
*

La irradiación de los ovarios en edades tempranas de la vida reduce su
tamaño (atrofia) por muerte de células germinales.
(2 GY) producen infertilidad temporal (afecta a los oocitos secundarios)
(5 Gy) sobre los ovarios producen esterilidad permanente:
12-15 Gy mujeres de 2 años
5-7 Gy 45 años
(0.1Gy) en la mujer madura pueden retrasar o suprimir la menstruación
Dosis –efecto de las RI en los ovarios

OJOOOO!:
La producción de hormonas se debe al mismo tipo de células
ováricas.
En este caso, la radioesterilidad acarrea la secuela de la
pérdida de caracteres sexuales secundarios.

7. Efectos de las RI sobre el Cristalino
El cristalino contiene una población celular de división activa, que
puede ser lesionado o destruido por acción de la radiación.
Debido a la carencia de mecanismos de sustitución de las células
dañadas.
Dosis de RI de unos 0,2 Gy originan cataratas en algunos individuos.

8. Efectos de las RI sobre el hígado
La consecuencia de una irradiación parcial del hígado es
una hipertrofia compensatoria de la región no irradiada.
El hígado es un órgano de renovación celular muy lenta,
parece tolerar grandes dosis de RI.
La función hepática se va deteriorando progresivamente.
Dosis de 35 Gy administradas en 4 semanas por
radioterapia puede desarrollarse una hepatitis

ACTIVIDAD 3.10.
REALIZA UN ESQUEMA CON LOS PRINCIPALES EFECTOS
DETERMINISTAS SOBRE LOS TEJIDOS, ÓRGANOS Y
SISTEMAS VISTOS EN EL APARTADO ANTERIOR.
OJO: HAY MÁS DOSIS QUE EN CUADRO DE LA DIAPO
ANTERIOR.

Es el resultado de la afectación de las células debido a la RI
En función del tipo de célula se clasifican en Somáticos y Hereditarios
En función de la edad se clasifican en:
Adultos: Efectos agudos y tardíos
Efectos agudos: Síndrome de irradiación aguda
Efectos tardíos: Cataratas, envejecimiento prematuro, Cáncer
Efectos durante el desarrollo embrionario: deterministas y estocásticos
Nos centraremos aquí en los Síndromes de irradiación, el cáncer y en los efectos
sobre el embrión

Tipos de respuesta orgánica en función del tipo
de célula
Dependiendo de que el ADN dañado corresponda
a una célula germinal o a una célula somática
tendremos dos tipos de efectos:
Efectos hereditarios
Efectos somáticos.

Mutaciones somáticas
•Ocurre en los tejidos no
germinales.
•No se heredan
Mutaciones en la línea germinal
Ocurren en el óvulo o
espermatozoide
Son heredables
Causan síndrome familiar de
cáncer u otras enfermedades
EFECTOS SOMÁTICOS EFECTOS HEREDITARIOS

Efectos hereditarios:
Se producen cuando la alteración del ADN ha ocurrido en los gametos: óvulos o
espermatozoide.
Tiene distinto efecto dependiendo del sexo, en mujeres es más grave.
La alteración se transmite a la descendencia.
Todos los óvulos están desde antes del nacimiento
Los espermatozoides se
renuevan cada 64 días

Efectos hereditarios:
Gametos con alteraciones cromosómicas
Embriones no viables
Hijos con malformaciones congénitas
Gametos con alteraciones genéticas
Deterioros funcionales que pueden quedar
enmascarados y permanecer latentes
durante varias generaciones.

SÍNDROME DE IRRADIACIÓN AGUDA.
Se produce con altas dosis de radiación, que afectan a todo el organismo
Hay tres fases de la enfermedad:
- Fase prodrómica
- Fase latente
- Enfermedad manifiesta (3 síndromes)

1º PRODRÓMICA:
• Se caracteriza por nauseas, vómitos,
diarreas, cefaleas, vértigo, alteraciones de
los órganos de los sentidos, taquicardia,
irritabilidad, insomnio, etc.
• Síntomas que aparecen en las primeras
48 horas tras la irradiación
• Es consecuencia de la reacción del
sistema nervioso autónomo.
• Puede durar desde algunos minutos,
hasta varios días.

Ausencia de síntomas
LATENTE
Varía desde minutos hasta semanas,
dependiendo de la dosis recibida.
DOSIS MUY ALTA: NO HAY LATENCIA

1. Hematológico
2. Gastrointestinal
3.Síndrome del sistema nervioso central
FASE DE ENFERMEDAD MANIFIESTA:
En esta fase podemos identificar tres síndromes:
Dependen de las dosis de RI y del órgano
o sistema afectado
Aparecen los síntomas concretos de los órganos y
tejidos más afectados por la radiación.

Síndrome hematológico
Se produce con dosis de radiación del rango de 3 a 5
Gy
Se caracteriza por reducción en el número de tres
series celulares de la sangre periférica: hematíes,
células blancas, y plaquetas.
La inmunidad está deprimida, por lo que aparecen infecciones graves.
Habrá hemorragias, por trastornos en la coagulación sanguínea, que
acentuarán más la anemia debida a la lesión medular
A partir de la 2-4ª semana se inicia la recuperación si la dosis no ha sido
letal(inferior a 3 Gy); dosis más altas pueden provocar la muerte en 30-60 días.

Síndrome gastrointestinal (5-15 Gy)
La fase prodrómica se produce a las pocas horas de la exposición y se
caracteriza por nauseas, vómitos y diarreas muy intensas
Enfermedad manifiesta vuelven a aparecer nauseas, vómitos y diarreas con
fiebre.
Pérdida del apetito y letargía.
Los síntomas se deben a la lesión del tracto gastrointestinal, y en parte a la lesión
de la médula ósea.
El intestino delgado pierde su mucosa existe un cuadro de malabsorción, con
pérdida de líquidos, proteínas y electrolitos por vía digestiva, aparece
deshidratación y hemorragias intestinales.
Se favorece además la infección generalizada producida por los
gérmenes habituales del intestino, sobre todo si existe leucopenia por afectación
de la médula ósea y depresión inmunitaria
La muerte se puede producir en 4-10 días tras la exposición.
La fase latente (3 a 5 días) sin síntomas.

SÍNDROME DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC).
A dosis mayores de 15 Gy se producen una serie de signos que afectan
principalmente al SNC que conducen a la muerte al cabo de (1 a 5 días)
Fase prodrómica
A los pocos minutos, alteraciones neurológicas:
Nerviosismo, confusión, alteraciones visuales
Fase de latencia
De duración 12 horas
Los síntomas disminuyen o casi desaparecen
Fase de enfermedad
manifiesta
Reaparecen los síntomas anteriores pero más graves:
Falta de coordinación muscular, crisis convulsivas,
Incremento de la presión intracraneal, inflamación de las
Meninges que conducen al coma y a la muerte.

ACTIVIDAD 3.11.
TRASLADA Y COMPLETA LA INFORMACIÓN DEL CUADRO
3.4. (DIAPO ANTERIOR), PARA TENER RESUMIDOS LOS
TRES SÍNDROMES DE IRRADIACIÓN AGUDA.

EFECTOS ESTOCÁSTICOS: CARCINOGÉNESIS.
La probabilidad de que ocurran, pero no su gravedad, aumenta al aumentar la
dosis de radiación recibida.
Si con la RI
Dosis bajas <0,2 Gy
La célula no muere
Modificación del ADN
Sin dosis umbral
Hoy día se sabe que el efecto estocástico
somático de mayor relevancia tras exposición
a dosis bajas de radiación ionizante es el
desarrollo de cáncer

Diversidad de células
Diversidad de cánceres
Célula
normal
Célula
cancerígena
Diversidad de agentes cancerígenos
Carcinogénesis

La transición desde una célula normal a una célula maligna
es un proceso complejo que implica diversos cambios
Consecuencia de una serie de sucesos que pueden ser totalmente
independientes.
Pero que con frecuencia están ligados, pudiendo incluso estar
mediados por el mismo agente.
MODELO MULTIETAPA.
1ª INICIACIÓN
2ª CONVERSIÓN
3º PROMOCIÓN
4ª PROGRESIÓN

-Iniciación.
Esta etapa implica la inducción de cambios estables o
mutaciones en uno o más genes importantes para el
control de la división y la diferenciación celular
(prooncogenes y genes supresores de tumores), de tal
modo que se favorece la proliferación de la célula iniciada o
bien se dificulta o impide su diferenciación.
La alteración en la célula iniciada se vuelve permanente tras una ronda de
división, después de la cual es irreversible transmitiéndose a las células hijas.

-Conversión. En esta etapa las células se comprometen más en
el desarrollo maligno, mediante la acumulación de mutaciones
génicas adicionales (daños cromosómicos).
la acumulación de mutaciones

PROMOCIÓN.
La promoción es un proceso que requiere exposición
prolongada o repetida al agente promotor .
Y es normalmente reversible si el daño es eliminado.
Existe una dosis umbral del agente por debajo de la cual
no tiene lugar la promoción tumoral.
Los agentes promotores (factores de crecimiento,
hormonas, factores de la dieta, etc…) estimulan la
proliferación de las células iniciadas y convertidas.
origen clonal

Período transcurrido entre la exposición a la
radiación (agente iniciador) y la manifestación de
un cáncer, dura un número variable de años.
El período de latencia mínimo es de 2 años para
leucemia y de 5-10 para el resto de cánceres.
Hasta 30 años para el cáncer de pulmón
Periodo de latencia de efectos estocásticos

Efectos estocásticos hereditarios.
Mutación o aberración cromosómica, en los gametos, y por tanto puede
ser transmitida de una generación humana a la siguiente.
Estos trastornos se clasifican en tres grupos:
1.Mendelianos, es decir, aquellos debidos a mutaciones en genes
simples y que siguen las leyes mendelianas de la herencia. En este
grupo se incluyen los trastornos autosómicos dominantes y
recesivos y los ligados al cromosoma X.
2. Cromosómicos, que se deben a cualquiera de las anomalías en el
número o la estructura de los cromosomas.
3. Multifactoriales, que resultan de la acción de múltiples factores
genéticos y ambientales.

Efectos estocásticos sobre el embrión y el feto
Los fetos irradiados parecen ser susceptibles a las
leucemias infantiles y otros cánceres de la infancia que
se expresan en la primera década de la vida.
El riesgo en el primer trimestre del embarazo parece
ser mayor que en el resto.

Y Ahora, lo más peligroso:
Efectos deterministas de la RI sobre embriones y/o fetos
❑ Muerte del organismo en desarrollo.
❑ Anomalías congénitas que se manifiestan en el
nacimiento y que son producidas por efecto de la
exposición a radiación en útero.
❑ Anomalías congénitas que no se manifiestan en el
momento del nacimiento sino a edades más avanzadas.

Cuando se produce la fertilización del óvulo comienza a desarrollarse una activa
división celular
Antes de que el zigoto se implante en la
mucosa del útero durante las primeras
dos semanas la exposición a RI puede
originar el aborto espontáneo

2 PRIMERAS SEMANAS: MUERTE
2-10 SEMANAS: ANOMALÍAS ESTRUCTURALES Y DEFORMIDADES
Aborto
espontáneo
Anomalías estructurales importantes deformidades Microcefalia
Retraso mental.

Oseas y del SNC
Las dosis necesarias para producir efectos debe ser igual o
superior a 0.1 Gy (100 msv). En radiología diagnóstica esta
dosis es prácticamente imposible de alcanzar, pero OJO!!!
Recuerda: TC tórax unos 8 mSv y un PET-TC unos 16 mSv

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