1.7 EFECTOS BIOLÓGICOS 2021 presentación

efectos biologicos

1. Capítulo 1.7 Efectos Biológicos de la Radiación

2. Radiación = Energía que viaja Deposición de energía en el material por el que pasa Cambios en la estructura química de las moléculas

3. EFECTOS EN LA CÉLULA SEGUN EL LUGAR EN EL QUE SE PRODUZCA LA INTERACCIÓN LA ACCIÓN DE LA RADIACIÓN SOBRE LAS CÉLULAS SE PUEDE CLASIFICAR EN: DIRECTA E INDIRECTA

4. EFECTOS PRODUCIDOS ACCIÓN DIRECTA: ACCIÓN INDIRECTA: PRODUCE DAÑOS POR LA IONIZACIÓN DE UNA MACROMOLÉCULA PRODUCE DAÑOS A TRAVES DE REACCIONES QUÍMICAS INICIADAS POR LA RADIÓLISIS DEL AGUA

5. ACCIÓN DIRECTA OCURRE CUANDO LA RADIACIÓN ES ABSORBIDA POR UNA MACROMOLÉCULA BIOLÓGICA COMO EL ADN , ARN , LAS PROTEÍNAS ESTRUCTURALES Y ENZIMAS , ETC. LO QUE SE TRADUCE EN CAMBIOS DE SU ESTRUCTURA O DE SU FUNCIÓN.

6. ACCIÓN DIRECTA

7. ACCIÓN INDIRECTA ESTA ACCIÓN IMPLICA QUE EL MEDIO EN EL CUAL ESTAN SUSPENDIDAS LAS MOLÉCULAS ES EL QUE ABSORBE LA RADIACIÓN IONIZANTE, QUE FUNDAMENTALMENTE ES AGUA . ESTO DA LUGAR A LA FORMACIÓN DE IONES Y RADICALES LIBRES (QUE SON MUY REACTIVOS) .

8. RADIÓLISIS DEL AGUA H  + OH  H 2 H 2  H  + OH  H 2 O 2 MUY REACTIVOS H • + OH • HO 2 •

9. ACCIÓN INDIRECTA

10. ¿PREGUNTAS?

11. EFECTOS EN LAS CÉLULAS 1a. LA INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON LAS CÉLULAS ES UNA FUNCIÓN DE PROBABILIDAD, ES DECIR, PUEDE O NO INTERACCIONAR Y SI SE PRODUCE LA INTERACCIÓN, PUEDEN O NO, PRODUCIRSE DAÑOS

12. EFECTOS EN LAS CÉLULAS 2a. EL DEPÓSITO INICIAL DE ENERGÍA OCURRE MUY RÁPIDAMENTE, EN UN PERÍODO DE APROXIMADAMENTE 10  17 SEGUNDOS.

13. EFECTOS EN LAS CÉLULAS 3a. LA INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON UNA CÉLULA NO ES SELECTIVA, LA ENERGÍA PROCEDENTE DE LA RADIACIÓN SE DEPOSITA EN FORMA ALEATORIA EN LA CÉLULA; LA RADIACIÓN NO ELIGE NINGUNA ZONA DE LA CÉLULA.

14. 4a. LOS CAMBIOS VISIBLES PRODUCIDOS EN LAS CÉLULAS, TEJIDOS Y ÓRGANOS, COMO RESULTADO DE LA INTERACCIÓN CON LA RADIACIÓN, NO SON ESPECÍFICOS , ES DECIR, NO SE PUEDEN DISTINGUIR DE LOS DAÑOS PRODUCIDOS POR OTRAS CAUSAS. EFECTOS EN LAS CÉLULAS

15. EFECTOS EN LAS CÉLULAS 5a. LOS CAMBIOS BIOLÓGICOS QUE RESULTAN SE PRODUCEN SOLO CUANDO HA TRANSCURRIDO UN DETERMINADO PERÍODO DE TIEMPO (PERÍODO DE LATENCIA), QUE DEPENDE DE LA DOSIS INICIAL Y QUE PUEDE VARIAR DESDE UNOS MINUTOS HASTA SEMANAS O AÑOS. DÍA 6 DÍA 12 DÍA 25

16. EFECTOS EN LAS CÉLULAS Los daños que produce la radiación sobre el ADN son muy diversos, pero en principio se pueden clasificar como: Rupturas de banda sencilla (RBS), Rupturas de doble banda (RDB) se producen por la coincidencia de dos rupturas sencillas en hebras opuestas; Daño sobre las bases.

17. EFECTOS EN LAS CÉLULAS UNA VEZ OCURRIDO EL DAÑO AL MATERIAL GENÉTICO EXISTEN TRES POSIBILIDADES: 1) QUE SE REPARE CORRECTAMENTE Y NO HAYA CONSECUENCIAS; 2) QUE SE REPARE LA ESTRUCTURA QUÍMICA PERO CON ALTERACIONES (MUTACIONES); 3) QUE EL DAÑO SEA IRREPARABLE LO QUE LLEVARÍA A LA MUERTE CELULAR.

18. FACTORES QUE AFECTAN LA RESPUESTA CELULAR EXISTEN VARIOS FACTORES QUE PUEDEN MODIFICAR EL EFECTO DE LA RADIACIÓN IONIZANTE SOBRE LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS. DE MANERA GENERAL SE PUEDEN DIVIDIR EN DOS GRANDES GRUPOS: EXTERNOS E INTERNOS. LOS FACTORES EXTERNOS NO DEPENDEN DE LA CÉLULA Y POR LO TANTO PUEDEN MANIPULARSE. LOS FACTORES INTERNOS SON INHERENTES A LOS ORGANISMOS DE MANERA QUE NO SE PUEDEN MANIPULAR.

19. FACTORES EXTERNOS 1.- Dosis de radiación: el efecto biológico está en relación directa con la dosis de la misma. 2.- Transferencia Lineal de Energía : La transferencia lineal de energía (LET) se define como el promedio de energía cedida por unidad de distancia recorrida y se expresa como kiloelectrón volts por micrómetro ( KeV /  m). Radiación de baja LET Radiación de alta LET ionización lesiones aisladas excitación pocos nm lesiones agrupadas

20. FACTORES EXTERNOS 3.- Razón de dosis . Se refiere al tiempo en el que se administra una dosis determinada.   4.- Efecto oxígeno . Se ha comprobado que una concentración baja de oxígeno incrementa la radioresistencia . A pesar de que este fenómeno se observó por primera vez en 1909, aún no se conoce con exactitud su mecanismo. Se han propuesto dos diferentes mecanismos: a) la presencia de oxígeno produce un aumento en la cantidad de radicales libres al combinarse con los productos de la radiólisis del agua; b) El ADN dañado ya sea por efecto directo o indirecto puede reaccionar nuevamente con el oxígeno para generar estructuras que no reconocen las enzimas de reparación. Este conocimiento ha sido muy útil para el tratamiento de los tumores que al tener una muy pobre irrigación sanguínea son más resistentes que el tejido normal.

21. FACTORES EXTERNOS 5.- Radiosensibilizadores y radioprotectores . Algunas sustancias químicas pueden modificar la respuesta celular a la radiación, a los que las hacen más sensibles se les conoce como Radiosensibilizadores . Normalmente son sustancias que tiene un efecto similar al del oxígeno o bien análogos de pirimidinas que al incorporarse al ADN hacen más sensible a esta molécula. Los Radioprotectores son sustancias que reducen el daño provocado por la radiación, la mayoría de ellos son agentes antioxidantes que neutralizan a los radicales libres antes de que lleguen a reaccionar con las biomoléculas.

22. FACTORES INTERNOS a) Tipo de célula. Las células del cuerpo tienen una sensibilidad distinta de acuerdo a su tipo y función .

23. FACTORES INTERNOS b) Ciclo celular. La posición de las células en el ciclo celular hace que varíe la sensibilidad a la radiación. Por ejemplo la fase tardía de G 2 y la fase M son las más sensibles mientras que la más resistente es la fase S tardía (figura 14).

24. FACTORES INTERNOS c ) Mecanismos de reparación. Depende de la eficacia y disponibilidad de los mecanismos de reparación de daño en el ADN. Las células con defectos en estos mecanismos serán más sensibles que aquellas en las que la reparación funciona correctamente .

25. FACTORES INTERNOS d ) Edad. Los seres humanos son más sensibles a la radiación en las etapas tempranas del desarrollo embrionario, en la niñez y en la vejez, mientras que los adultos jóvenes son un poco más resistentes. Esto tiene que ver con el estado de diferenciación y/o con la capacidad de reproducción celular.

26. FACTORES INTERNOS e) Género. Desde hace tiempo se ha observado que en varias especies de animales las hembras son menos sensibles a los efectos de la radiación. Por ejemplo, en experimentos con ratones a los que se inyectaron hormonas y luego se les irradió, se observó que el estradiol reducía ligeramente la mortandad, pero no así la testosterona. Se ha reportado recientemente que de estas hormonas sólo el estradiol puede actuar como capturador de radicales y agentes oxidantes. f ) Especie. Existen discrepancias en cuanto a la radiosensibilidad entre las diferentes especies debida principalmente a una capacidad distinta para reparar las lesiones producidas.

27. PREGUNTAS?

28. CLASIFICACIÓN DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS BB LOS EFECTOS OCASIONADOS POR LA RADIACIÓN IONIZANTE SE PUEDEN CLASIFICAR DE DOS MANERAS, EN FUNCIÓN DEL TIPO DE CÉLULAS QUE SE ENCUENTRAN EN LOS ORGANISMOS EN : SOMÁTICOS y GENÉTICOS.

29. CLASIFICACIÓN DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS BB DE ACUERDO CON SU PROBABILIDAD DE INCIDENCIA EN: DETERMINISTAS y ESTOCÁSTICOS .

30. EFECTOS SOMÁTICOS SON LOS QUE SE MANIFIESTAN EN EL INDIVIDUO QUE HA RECIBIDO LA RADIACIÓN, EJEMPLOS: VÓMITO, DIARREA, QUEMADURAS, DISMINUCIÓN DE CÉLULAS EN LA MÉDULA ÓSEA, CATARATAS , ETC .

31. EFECTOS GENÉTICOS SON EL RESULTADO DEL DAÑO EN LAS CÉLULAS GAMÉTICAS Y SUS EFECTOS SE PRESENTARÁN EN LA DESCENDENCIA DE LAS CÉLULAS IRRADIADAS. EJEMPLO : LOS PROCESOS MUTAGÉNICOS EN EL ADN , LOS CUALES SERÁN HEREDADOS A SUS DESCENDIENTES.

32. EFECTOS HEREDABLES CAUSADOS POR RADIACIÓN Polidactilia Retinoblastoma Fibrosis cística Anemia Hemofilia Ceguera al color Mutaciones en Gene Síndrome de Down Muerte fetal Retraso mental Cambios cromosómicos Mutaciones masivas Poca probabilidad de sobrevivencia del huevo a adulto

33. EJEMPLOS: CAÍDA DE CABELLO, ANEMIA, ESTERILIDAD, ETC. DETERMINISTAS SE DEBEN A LA MUERTE DE UN GRAN NÚMERO DE CÉLULAS Y SE PRESENTAN A PARTIR DE UNA DOSIS UMBRAL Y LA SEVERIDAD DEL EFECTO SE INCREMENTA AL AUMENTAR LA DOSIS RECIBIDA .

34. E S T O C Á S T I C O S SE DEBEN A LA MODIFICACIÓN DE COLONIAS DE CÉLULAS QUE SE REPRODUCEN PROGRESIVAMENTE Y OCASIONAN PROCESOS DEGENERATIVOS Y NEOPLÁSICOS. NO TIENEN DOSIS UMBRAL , PERO AL INCREMENTARSE LA DOSIS RECIBIDA, AUMENTA LA PROBABILIDAD DE QUE EL EFECTO SE PRESENTE. EJEMPLOS: INDUCCIÓN DE CÁNCER, ACORTAMIENTO DE LA VIDA y ENFERMEDADES HEREDITARIAS.

35. ¿ALGUNA PREGUNTA?

36. FIN DEL TEMA 1.7

37. RIESGOS ASOCIADOS CON EL USO DE LA RADIACIÓN CUANDO SE TOMAN LAS PRECAUCIONES ADECUADAS, EL MANEJO DE MATERIAL RADIACTIVO O DISPOSITIVOS GENERADORES DE RADIACIÓN IONIZANTE PUEDE CONSIDERARSE COMO UNA OPERACIÓN SEGURA.

38. ANÁLISIS DE RIESGOS DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LOS ACCIDENTES PREVISIBLES. Categoría de los accidentes: T omando en cuenta la probabilidad de que ocurra y sus posibles consecuencias.

39. ANÁLISIS DE RIESGOS Estructura y contenido del Análisis de Riesgos: i) Accidentes previsibles y sus categorías ii) Medidas preventivas iii) Procedimientos a seguir en caso de accidente iv) Planes de entrenamiento para emergencias

40. ANÁLISIS DE RIESGOS EVENTOS PROBABILIDAD DOSIS (Sv) CATEGORÍA Que pueden originar dosis recibidas dentro de los límites normales 10  1 a 10  2 < 0.05 Leve Que pueden originar efectos estocásticos, pero arriba de los límites 10  2 a 10  5 > 0.05 Intermedia Que pueden originar algunos efectos deterministas 10  5 a 10 6 > 0.5 Grave Que pueden producir la muerte del individuo < 10 6 > 3.0 Fatal

41. ANÁLISIS DE RIESGOS ANTES { PREPARACIÓN PROCEDIMIENTOS HUMANOS MATERIALES ENTRENAMIENTO RECURSOS RESPUESTA RECUPERACIÓN CONTROLAR LA SITUACIÓN REGRESAR A LA NORMALIDAD PLAN DE EMERGENCIA

42. ESTRUCTURA Y CONTENIDO DEL ANÁLISIS DE RIESGOS 1.- ACCIDENTES PREVISIBLES a) Escenario b) Consecuencia radiológica c) Probabilidad d) Categoría 2.- MEDIDAS PREVENTIVAS a) Para evitar b) Para reducir la probabilidad c) Para reducir la magnitud de las consecuencias 3.- PROCEDIMIENTOS 4.- PLANES DE ENTRENAMIENTO EN EMERGENCIAS

43. Derrame del material radiactivo por el paciente. Derrame accidental del material radiactivo durante el trasvase. Recepción del material con contaminación por rotura durante el transporte. Etc. EJEMPLO DE UN ANÁLISIS DE RIESGOS 1.- ACCIDENTES PREVISIBLES Los accidentes que pueden ocurrir en la Clínica del Dr. Chapatín son:

44. Durante la administración del material radiactivo al paciente, este lo vomita. EJEMPLO 1.1.- Derrame del material radiactivo por el paciente a.- Escenario: Suponiendo una actividad de 200 mCi (7.4 GBq), considerando la fuente como puntual y que la enfermera o doctor está situado a 50 cm de la fuente (durante 10 min). b.- Consecuencia radiológica:

45. H = 29.3 mrem = 0.293 mSv Este evento deberá tener una probabilidad de ocurrencia de alrededor de 1 en 100 ocasiones. c.- Probabilidad: D = 29.3 mrad EJEMPLO

46. De acuerdo con la dosis involucrada y con la probabilidad este evento tiene una categoría: LEVE d.- Categoría: EJEMPLO Colocarle al paciente un mandil de plástico y sobre el piso colocar un plástico y papel absorbente para que las labores de limpieza sean más rápidas y el POE no esté expuesto mucho tiempo. Con esto el tiempo de irradiación se puede reducir a 2 minutos en lugar de los 10 minutos originales. Para reducir la magnitud de las consecuencias del derrame del material radiactivo por el paciente: 2.- MEDIDAS PREVENTIVAS

47. 2.2.- Recepción del material con contaminación por rotura durante el transporte EJEMPLO a.- Escenario: b.- Consecuencia radiológica: idem

48. ESTRUCTURA Y CONTENIDO DEL ANÁLISIS DE RIESGOS 3.- PROCEDIMIENTOS Las acciones inmediatas y planeadas en caso de que ocurran los accidentes previsibles se describen en los procedimientos del Plan de Emergencias. 4.- PLANES DE ENTRENAMIENTO EN EMERGENCIAS Las acciones de entrenamiento en emergencias, incluyendo simulacros, se presentan en los cursos: Capacitación en el Manual de Procedimientos de Seguridad Radiológica Anual de Reentrenamiento .

49. ¿ALGUNA PREGUNTA?

50. EMERGENCIAS RADIOLÓGICAS Art. 124 del RGSR: Toda instalación radiactiva deberá contar con un Plan de Emergencias basado en el estudio de las consecuencias radiológicas de los accidentes que puedan suceder.

51. PLAN DE EMERGENCIAS ELABORACIÓN DEL PLAN DE EMERGENCIAS La formulación del Plan de Emergencias debe contemplar todos los accidentes y emergencias postuladas en el Análisis de Riesgos de la instalación. La estructura y contenido del Plan de Emergencias se presenta en el anexo.

52. PLAN DE EMERGENCIAS PROPÓSITOS DEL PLAN DE EMERGENCIAS Restringir la exposición de la radiación manteniéndola tan baja como razonablemente pueda lograrse. Procurar que los equivalentes de dosis se mantengan abajo de los límites establecidos en el RGSR. Controlar el accidente que se llegare a presentar. Obtener la información necesaria para determinar las causas y consecuencias de dicho accidente.

53. PLAN DE EMERGENCIAS CONTENIDO DEL PLAN DE EMERGENCIAS i) Los procedimientos y equipos para las mediciones radiológicas necesarias para evaluar y determinar la situación creada por los accidentes. ii) Las medidas de protección necesarias para reducir las exposiciones a la radiación ionizante. iii) Los medios y recursos de que se disponen para llevar a cabo las medidas de protección. iv) Los niveles de intervención que servirán de guía para aplicar las medidas de protección. v) Establecer las medidas de protección a la población circundante.

54. AVISOS E INFORMES REGLAMENTARIOS El Permisionario, el ESR o el POE deberá poner de inmediato en conocimiento de la CNSNS todo accidente radiológico, independientemente de los avisos que deban darse a otras autoridades. El Permisionario deberá entregar a la CNSNS en las siguientes 24 horas un informe escrito del accidente radiológico, con el contenido establecido en el artículo 177 del RGSR.

55. AVISOS E INFORMES REGLAMENTARIOS I.- Descripción del accidente ocurrido; II.- Causas probables del mismo; III.- Fuentes de radiación involucradas y en su caso, cantidad y forma física y química del material radiactivo liberado al ambiente; IV.- Acciones inmediatas que se tomaron y personas que intervinieron en ellas; V.- Estimación del equivalente de dosis recibido por el personal ocupacionalmente expuesto; VI.- Estimación del equivalente de dosis recibido por miembros del público que resultaron expuestos; VII.- Datos de las personas involucradas en el accidente, tales como, nombre, domicilio, teléfono, sexo, fecha de nacimiento, ocupación, número de afiliación del IMSS o del ISSSTE y, relación con el permisionario, y VIII.- La firma del permisionario y del encargado de seguridad radiológica al margen de cada una de sus hojas y al calce de la última.

56. AVISOS E INFORMES REGLAMENTARIOS El permisionario en los 15 días hábiles posteriores a la entrega del primer informe, entregará a la CNSNS otro informe, con el contenido establecido en el artículo 178 del RGSR. Conforme a los artículos 179 y 180 del RGSR, el permisionario proporcionará a la CNSNS la información adicional que se le requiera y es responsable directamente de los incidentes o accidentes radiológicos.

57. AVISOS E INFORMES REGLAMENTARIOS I.- Descripción del accidente, magnitud del mismo y causas específicas que lo motivaron; II.- Descripción, marca, modelo, número de serie y forma física y química de las fuentes de radiación involucradas y, en su caso, la cantidad liberada al ambiente de material radiactivo; III.- Acciones que se tomaron para el manejo del accidente, personas que las llevaron al cabo y cálculo del equivalente de dosis recibido por las mismas; IV.- Medidas que se han tomado para evitar que el accidente se repita; V.- Cálculo del equivalente de dosis efectivo recibido por el personal ocupacional mente expuesto debido al accidente; VI.- Cálculo del equivalente de dosis efectivo recibido por miembros del público que resultaron expuestos debido al accidente; VII.- Datos de las personas involucradas en el accidente, tales como, nombre, domicilio, teléfono, sexo, fecha de nacimiento, ocupación, número de afiliación del IMSS o del ISSSTE y, relación con el permisionario; VIII.- La firma del permisionario y del encargado de seguridad radiológica en los términos de la fracción VIII del Artículo anterior, y IX.- Anexar en su caso, copia del acta levantada ante el Ministerio Público con motivo del accidente.

58. FIN DEL TEMA 1.5