Tema 3. Radiobiología.pptx (MEDICINA NUCLEAR)

Tema 3. Radiobiología.pptx (MEDICINA NUCLEAR)

1. TEMA 3 RADIOBIOLOGÍA T3D1

2. INTRODUCCIÓN T3D2 Los seres vivos estamos expuestos a las radiaciones ionizantes de forma natural Radiación terrestre (radionucleidos naturales) Radiación cósmica También estamos expuestos a radiación antropogénica ensayos nucleares Minería Materiales de uso militar Energía nuclear Aplicaciones médicas (mayor causa) La radiación tiene efectos muy positivos Pero también muy negativos Es necesario conocer cada uno de ellos para sacar el máximo beneficio de este fenómeno

3. INTRODUCCIÓN T3D3 En las primeras etapas de utilización de los rayos X, se advirtió la aparición de lesiones en la piel, huesos, sangre y otras partes del organismo. En 1896 , Clarence Madison Rally, ayudante de Edisson, expuso sus manos reiteradamente a los rayos X. Las manos se le ulceraron y finalmente le fueron amputadas, pero el cáncer ya se había extendido por su organismo. Fue la 1ª victima documentada. Poco a poco se comprobó que la exposición a rayos X de forma prolongada provocaba unos efectos en el organismo: Inhibición de la división celular Destrucción de tejido Inhibición del crecimiento Inflamaciones Alteraciones genéticas

4. EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS T3D4 Según el tiempo de aparición Precoces Tardíos Desde el punto de vista biológico Somáticos Hereditarios Según la dosis Estocásticos Deterministas

5. EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS T3D5

6. INTERACCIÓN RADIACIÓN-CÉLULA T7D6 Se calcula que el 35% del daño es directo y el 65% indirecto, para Rx y Rgamma

7. T7D7 La dosis absorbida puede estimarse a partir de las “aberraciones cromosómicas” INTERACCIÓN RADIACIÓN-CÉLULA

8. EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS T3D8 Los riesgos asociados a la radicación durante el embarazo dependen del tiempo de embarazo y de la dosis absorbida. Los riesgos son mayores durante la organogénesis y el periodo fetal más temprano, menores en el segundo trimestre y mínimos en el tercero. El SNC del feto es especialmente sensible entre las 8 y las 25 semanas Dosis +100mGy = disminución del coef . de inteligencia Dosis por encima de los 1000 mGy pueden ocasionar retraso metal grave y microcefalia El riego de carcinogénesis es el mismo que en un niño

9. EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS T3D9

10. EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS T3D10

11. EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS T3D11

12. CLASIFICACIÓN T3D12 Clasificación de los efectos biológicos de la radiación Si muere un número suficiente de células de un órgano o tejido, se perderá la función del mismo. Esto se conoce como efecto determinista La gravedad del efecto determinista es proporcional a la dosis recibida Aparecen a medio-corto plazo Requieren una irradiación mayor que la dosis umbral

13. T3D13 Características de los efectos estocásticos y deterministas CLASIFICACIÓN

14. T3D14 CLASIFICACIÓN

15. EFECTOS DETERMINISTAS T3D15 La mayoría de los tejidos radiosensibles están formados por poblaciones de proliferación rápida A partir de esta población de células cepa se forma un compartimento de amplificación y tránsito Aumentará la producción de células Dará lugar a células post-mitóticas diferenciadas La radiación puede matar a las células cepa Se paraliza la formación de células diferenciadas más radiorresistentes Estos tejidos tienen un tipo de organización jerárquica Epidermis …

16. T3D16 Otros tejidos tienen una organización flexible Ante la muerte celular, se produce una proliferación masiva de células que estaban en estado quiescente (riñón, hígado…) EFECTOS DETERMINISTAS

17. T3D17 EFECTOS DETERMINISTAS

18. T3D18 Exposición aguda a dosis entre 3 y 5 Gy Fase prodrómica en pocas horas: vómitos, nauseas, diarreas. La fase latente puede durar varias semanas Inmunodepresión, hemorragias por trastornos en coagulación después de 3ª semana. A partir de la 5ª semana se inicia la recuperación con dosis hasta 3 Gy Dosis superiores pueden causar la muerte en 30-60 días EFECTOS DETERMINISTAS SINDROME DE LA MÉDULA ÓSEA

19. T3D19 Dosis entre 5 y 15 Gy La fase prodrómica se produce a las pocas horas: náuseas, vómitos, diarreas muy intensas La fase latente dura desde el 2º hasta el 5º día En la enfermedad manifiesta vuelven a aparecer náuseas y diarreas con fiebre. Muerte en 10-20 días. Los síntomas se deben a la lesión del tracto gastrointestinal. El intestino delgado pierde su mucosa Pérdida de líquidos, electrolitos y proteínas. Se favorece la infección oportunista EFECTOS DETERMINISTAS SINDROME GASTROINTESTINAL

20. T3D20 Dosis superiores a 15 Gy Fase prodrómica aparece rápidamente, a veces minutos Náuseas, vómitos, síntomas psíquicos y neurológicos La fase latente dura escasas horas A las 4-6 horas aparece la fase final con síntomas neurológicos, convulsiones, grados progresivos de coma Muerte a los 1-5 días EFECTOS DETERMINISTAS SINDROME DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

21. T3D21 EFECTOS DETERMINISTAS Para dosis de aproximadamente 2 Gy La irradiación entre semanas 4-11 puede producir anomalías graves A partir de la semana 15 la incidencia es menor

22. T3D22 EFECTOS DETERMINISTAS

23. T3D23 Existe controversia sobre la existencia o no de dosis umbral La ICRP acepta que no existe dosis umbral. Con dosis muy bajas no se pueden descartar efectos Pueden ser hereditarios y somáticos Los somáticos se muestran en el individuo Los hereditarios se muestran en la descendencia Entendemos por dosis bajas aquellas inferiores a 0.2 Gy Entendemos tasa de dosis bajas aquellas inferiores a 0.1 mGy/min EFECTOS ESTOCÁSTICOS

24. T3D24 En 1902 se describió el primer cáncer radioinducido, caracterizado por un área ulcerada en la piel La transición desde una célula normal a una maligna es un proceso complejo. El cáncer engloba más de 100 enfermedades distintas El modelo más aceptado es el modelo multietapa. El cáncer aparece como consecuencia de una serie de sucesos Pueden ser independientes Habitualmente están ligados Pueden estar mediados por el mismo agente Se supone que la mayor incidencia de la radiación se da en la fase de iniciación EFECTOS ESTOCÁSTICOS Efectos Somáticos. Desarrollo de Cáncer

25. T3D25 EFECTOS ESTOCÁSTICOS Efectos Somáticos. Desarrollo de Cáncer

26. T3D26 Todas las actividades humanas acarrean riesgos, aunque algunos puedan considerarse muy bajos Aceptamos riesgos a cambio de mayor calidad de vida La estimación del riesgo de efectos hereditarios se basa en el marco general de enfermedades genéticas Mendelianas: Debidas a la mutación de un único gen, pueden ser autosómicas dominantes, recesivas, ligadas al sexo dominantes y recesivas Cromosómicas: Debidas a alteraciones en los cromosomas Multifactoriales: Incluyen anomalías congénitas y enfermedades crónicas en adultos El objetivo de las estimaciones es predecir los efectos de una pequeña dosis de radiación EFECTOS HEREDITARIOS

27. T3D27 Uno de los métodos para la estimación del riesgo es el método de la dosis dobladora Riesgo por unidad de dosis = P x 1/DD x MC x PRCF Siendo: P= frecuencia de base de la enfermedad a estudio; 1/DD= riesgo relativo de mutación por unidad de dosis; MC= componente de mutación específico para la enfermedad; PRCF= factor de corrección La dosis dobladora se define como la dosis de radiación necesaria para producir tantas mutaciones como las que ocurren espontáneamente en una generación Hasta 1993 se calcula en ratón Desde 2001 se emplean frecuencias de mutación espontánea de humano Para poder extrapolar se asume que: igualdad entre células humanas y las del modelo Los factores biológicos y físicos afectan de forma similar Existe relación lineal entre dosis y efectos EFECTOS HEREDITARIOS

28. T7D21 Los límites de riesgo que la sociedad está dispuesta a aceptar son muy complicados de establecer La información más adecuada se obtiene de estudios epidemiológicos También se obtiene información con sistemas in vitro También se obtiene información con sistemas in vivo La información experimental sirve de APOYO a la información epidemiológica Algunas fuentes epidemiológicas, con respecto al desarrollo de cáncer son: Supervivientes de Hiroshima y Nagasaki Personas expuestas por motivos médicos u ocupacionales Se acepta que el riesgo de sufrir cáncer es lineal con la dosis No existe umbral RIESGOS

29. T3D29 Los límites de dosis NO son una línea divisoria entre lo seguro e inseguro Establecen, para un conjunto de prácticas definido, un nivel de dosis por encima del cual las consecuencias para el individuo serían ampliamente consideradas como inaceptables. RIESGOS

30. RESPUESTA ADAPTATIVA T3D30 Podrían ser una respuesta celular frente al daño Se requieren más evidencias Las estimaciones del riesgo de efectos estocásticos resultaría sobrevalorada

31. EFECTOS NO DIRIGIDOS AL ADN T3D31 Desde el punto de vista radiobiológico se asume que los eventos genéticos ocurren como resultado de la interacción con el ADN Hay evidencias de la existencia de efectos no dirigidos Células cuyo núcleo no ha sufrido irradiación directa Se clasifican en tres grupos diferentes: Inestabilidad genética inducida por radiación Inducción de mutaciones por irradiación del citoplasma Efectos “bystander”

32. T3D32 La radiación puede producir una inestabilidad transmisible en células que conlleva mayor probabilidad de eventos genéticos en la progenie El mecanismo se desconoce, incluyendo como se inicia y como se mantiene La evidencia experimental corrobora la hipótesis (ratón) Se ha documentado el fenómeno in vitro La inestabilidad inducida puede ser un primer paso en la carcinogénesis La inestabilidad puede mantenerse hasta 25 rondas de división Se relegaría la idea del cáncer radio inducido en una sola cohorte celular Inestabilidad genética inducida por radiación EFECTOS NO DIRIGIDOS AL ADN

33. T3D33 El desarrollo de irradiadores precisos ha permitido el estudio de la irradiación sobre el citoplasma El paso de una partícula alfa por el citoplasma duplica la frecuencia de mutación. 4 partículas alfa multiplican por 3 la frecuencia. + de 4 no tiene influencia mayor La irradiación directa del núcleo no es necesaria para obtener efectos significativos Inducción de mutaciones por irradiación del citoplasma EFECTOS NO DIRIGIDOS AL ADN Efectos “bystander” Llamados efectos circunstantes. Las alteraciones son sufridas por células que no han sufrido irradiación La población irradiada produce señales de daño que son trasmitidas Se han descrito efectos bystander para parámetros como: mutaciones genéticas, apoptosis, patrones de expresión génica Se han analizado in vitro. Existen evidencias de existencia in vivo. Falta información.