Efectos producidos por las Radiaciones Ionizantes en el Hombre

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EFECTOS PRODUCIDOS POR LAS RADIACIONES IONIZANTES EN EL HOMBRE

1. Generalidades

Los Efectos Biológicos de las Radiaciones Ionizantes, son consecuencias de la acción de las radiaciones ionizantes sobre los tejidos de los organismos vivos. La radiación transfiere energía a las moléculas de las células de estos tejidos. Como resultado de esta interacción las funciones de las células pueden deteriorarse de forma temporal o permanente y ocasionar incluso la muerte de las mismas. Todas las moléculas pueden ser dañadas, pero son especialmente significativos los daños a las macromoléculas tales como DNA y a todo mecanismo portador de la información para el control fisiológico-bioquímico del organismo y para la reproducción y conservación genética de la especie. Sin embargo, no debe olvidarse que en el material biológico existe un enorme potencial de reparación y de reproducción a nivel somático y genético.

La gravedad de la lesión depende del tipo de radiación, de la dosis absorbida, la energía, de la velocidad de absorción y de la sensibilidad del tejido frente a la radiación. Los efectos de la radiación son los mismos, tanto si ésta procede del exterior (irradiación externa), como si procede de un material radiactivo situado en el interior del cuerpo (irradiación interna o contaminación radiactiva).

Los efectos biológicos de una misma dosis de radiación varían de forma considerable según el tiempo de exposición. Los efectos que aparecen tras una irradiación rápida se deben a la muerte de las células y pueden hacerse visibles pasadas horas, días o semanas. Una exposición prolongada se tolera mejor y es más fácil de reparar, aunque la dosis radiactiva sea elevada. No obstante, si la cantidad es suficiente para causar trastornos graves, la recuperación será lenta e incluso imposible. La irradiación en pequeña cantidad, aunque no mate a las células, puede producir alteraciones a largo plazo.

Los daños pueden ser agudos como las quemaduras de la piel, hemorragias, diarreas, infecciones, hasta llegar a la muerte, y también puede resultar afectado el feto en la mujer embarazada con deformación o muerte. Existen por otro lado, los efectos tardíos como el cáncer en el individuo irradiado y en feto en la mujer embarazada, y efectos hereditarios en las generaciones siguientes de ese individuo irradiado.

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Una forma de ver los efectos a través de la clasificación siguiente:

Otra forma es separarlos es como Efectos Determinísticos y Probabilísticos.

Se habla de Efectos Determinísticos o no Estocásticos (Agudos), cuando la relación entre la magnitud del daño en un individuo y la dosis de radiación es directa. Los efectos son en un plazo relativamente breve y existe umbral.

Existe otro tipo de efectos que son menos frecuentes, aparecen a azar sólo en algunos individuos (aún cuando la dosis de radiación haya sido alta), su gravedad es independiente de la dosis de radiación y estadísticamente no existe umbral de dosis de radiación. Tales efectos se denominan Efectos Probabilísticos o Estocásticos (Tardíos o Crónicos).

2. Factores que influyen en los Efectos Biológicos

Los Factores que influyen en los efectos biológicos son los siguientes:

Tipo de radiación (alfa, beta, gamma, etc.). Energía de la radiación. Nivel de radiación. Tiempo de exposición. Sensibilidad de tejidos. Factor personal: edad, sexo y su estado de salud.

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3. Efectos Agudos de las Radiaciones Ionizantes

El síndrome de irradiación aguda, está constituido por el conjunto de efectos que se producen en el organismo, como consecuencia de la absorción por parte de la totalidad del organismo de una dosis de radiación importante, en un período de corto tiempo.

Dosis altas de radiación sobre todo el cuerpo, producen lesiones características. Una cantidad de radiación superior a 40 Sv produce un deterioro severo en el sistema vascular humano, que desemboca en edema cerebral, trastornos neurológicos y coma profundo. El individuo muere en las 48 horas siguientes. Para valores entre 10 y 40 Sv de radiación, los trastornos vasculares son menos serios, pero se produce la pérdida de fluidos y electrolitos que pasan a los espacios intercelulares y al tracto gastrointestinal. El individuo muere en los diez días siguientes a consecuencia del desequilibrio osmótico, del deterioro de la médula ósea y de la infección terminal. Si la de radiación oscila entre 1,5 y 10 Sv, se destruye la médula ósea provocando infección y hemorragia. La persona puede morir cuatro o cinco semanas después de la exposición. Los efectos de estas radiaciones poco intensas, son los que pueden tratarse de forma eficaz. La mitad de las personas que han recibido una radiación de 3 a 3,25 Sv y que no hayan recibido tratamiento, pierden la médula ósea.

La irradiaciones locales del cuerpo por radiaciones que pueden accidentales, producen daños localizados en los tejidos. Se lesionan los vasos sanguíneos de las zonas expuestas alterando las funciones de los órganos. Cantidades más elevadas, desembocan en necrosis (zonas de tejido muerto) y gangrena.

No es probable que una irradiación interna de bajas dosis, cause trastornos graves sino más bien algunos fenómenos retardados, que dependerán del órgano en cuestión y de su vida media, de las características de la radiación y del comportamiento bioquímico de la fuente de radiación. El tejido irradiado puede degenerar o destruirse e incluso desarrollar un cáncer.

Existen varios Cuadros Clínicos de Síndrome de Irradiación Aguda, como se muestra a continuación:

Formas Clínicas Dosis de Radiación (Sv)

Hematopoyética o de la médula osea entre 1 y 10 Gastrointestinal entre 10 y 20 Cardiovascular entre 20 y 50 Neurológica o nerviosa central > 50

En cada una de estas formas se pueden distinguir cuatro etapas: Fase Inicial, de Latencia, Período Crítico o de Estado y Fase de Recuperación o Muerte. Mostramos a continuación un cuadro típico para la forma “Hemotopoyética o de la Médula Osea” a modo de ejemplo:

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⇒ Fase Inicial:

Se inicia a las pocas horas de la irradiación, prolongándose hasta unas 48 horas y se caracteriza por la existencia de malestar general acompañado de náuseas, vómitos, sensación de vértigo y anorexia (pérdida del apetito), con una importante sensación de fatiga y postración.

⇒ Fase de Latencia:

Corresponde a un período comprendido entre las 48 horas y 1 a 2 semanas posteriores a la irradiación y durante el cual no se observan signos externos.

⇒ Período Crítico o de Estado:

Corresponde a un período comprendido entre las 2 a las 6 semanas. Durante este período reaparecen los fenómenos de la primera fase, se produce la pérdida del apetito y de peso, caída del cabello y presentación de un cuadro patológico que, dependiendo de la dosis de radiación, viene caracterizado por hipersensibilidad anormal, diarreas, emisiones sanguíneas por la nariz, boca o intestino, hemorragias de nariz o piel, alteraciones profundas de la sangre y órganos diversos. Hacia la cuarta semana, se produce una rápida extenuación y colapsos cardiovasculares.

⇒ Fase de Recuperación o Muerte:

En los casos que no conducen a la muerte, a partir de sexta a la octava semana, se origina una desaparición de los fenómenos de la fase anterior y la vuelta a la normalidad que se produce en un período que puede durar varios meses.

Cuando no se produce la recuperación, se agravan los síntomas característicos del período de estado, especialmente los sanguíneos, debido a la lesión de la médula osea, y sobreviene la muerte a los 30 o 40 días posteriores a la irradiación.

En la tabla siguiente, se muestran los efectos de acuerdo a la dosis efectiva creciente de radiación ionizante a cuerpo entero:

Dosis Efectiva

(Sv) Efecto

< 0,1 No hay efectos detectables

0,1 a 0,25 Aberraciones cromosómicas. Daños detectables por medio de laboratorio: Espermiograma, hematológicos, análisis cromosómicos.

0,25 a 1 Aberraciones cromosómicas. Disminución de linfocitos y leve de plaquetas. Náuseas leves.

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Dosis Efectiva

(Sv) Efecto

1 a 2

Forma Hematopoyética en grado leve. Signos y síntomas clínicos en porcentaje creciente con la dosis de radiación. Baja probabilidad de daño permanente, o posibilidad de muerte. Se produce disminución de linfocitos, leucocitos y plaquetas. Probabilidad de náuseas, fatiga y vómitos.

2 a 4

Forma Hematopoyética en grado moderado. Disminución de linfocitos, leucocitos y plaquetas. Náuseas, fatiga y vómitos. Fiebre y hemorragia. Probabilidad de muerte aumenta con la dosis de radiación que se reciba. Probable recuperación.

4 a 6

Forma Hematopoyética en grado severo. DL 50: Lo más probable es que se produzca el fallecimiento de un 50% de los irradiados. Probabilidad de muerte aumenta con la dosis de radiación. Signos y síntomas señalados con dosis de radiación menores que 4 Sv, como náuseas, fatiga, vómitos, fiebre y hemorragias. Eritema y quemaduras. Sin tratamiento se mueren por infecciones y hemorragias. Con tratamiento adecuado existe la posibilidad de recuperación.

6 a 10

Forma Hematopoyética en grado extremadamente severo. DL 100: Sin tratamiento adecuado, la probabilidad de muerte es del 100%, por lesiones de la médula osea y lesiones en otros órganos: faringe, esófago, intestino y pulmón. Probabilidad de muerte aumenta con la dosis de radiación. Signos y síntomas señalados con dosis de radiación menores que 6 Sv, como fatiga, fiebre, hemorragias, eritemas y quemaduras. Manifestaciones clínicas intestinales. Náuseas y vómitos a los 30 minutos. Diarrea en 1 a 2 horas.

10 Forma Hematopoyética en grado extremadamente severo. DL 100: Sea cual fuere el tratamiento, muere el 100% de las personas que reciben esta dosis de radiación

> 10 DL 100: Muere el 100% de las personas que se exponen a dosis de radiación sobre los 10 Sv Se presentan algunas o todas las formas clínicas.

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La probabilidad de muerte es función de la dosis de radiación y se puede calcular a través de la siguiente expresión:

1 - p = k x e - (H - A) (H - A)

donde:

p: Probabilidad de muerte H: Dosis Efectiva k y A: Constantes k: 1,20 A: 2,24

Efectos Locales

Las quemaduras se presentan a partir de dosis de 4 a 5 Sv para el tipo de primer grado caracterizado por eritema, hasta 200 Sv para quemaduras de tercer grado con pérdida de sustancia, ortejos u órganos. Todas las quemaduras por radiación que comprometen seriamente las capas reproductoras de ella son de pronóstico grave y de muy difícil tratamiento. La alopcía se presenta por sobre los 5 a 6 Sv, por sobre 10 Sv se recuperará parcialmente.

Los vómitos y náuseas, se presentan a partir de 1 Gy.

En el caso de los fetos en la mujer embarazada, se presentan daños de muerte o deformación a partir de 1 Gy.

Mostramos a continuación algunos daños a la piel producidos en el Accidente Radiológico de Goiania - Brasil (año 1987):

Lesión inducida por radiación en el muslo, alrededor de 25 días después de la irradiación.

La mano presenta una ampolla completamente abierta y el daño se ha extendido hacia los dedos índice y medio.

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4. Efectos Tardíos

Las consecuencias menos graves de una exposición aguda a radiación ionizante se manifiestan en muchos órganos, en concreto en la médula ósea, riñones, pulmones y el cristalino de los ojos, debido al deterioro de los vasos sanguíneos. Como consecuencias secundarias aparecen cambios degenerativos y funciones alteradas. No obstante, el efecto retardado más importante comparándolo con personas no irradiadas, es el aumento de la incidencia de casos de cáncer y leucemia. El aumento estadístico de leucemia y cáncer de tiroides, pulmón y mama, es significativo en poblaciones expuestas a cantidades de radiación relativamente altas (más de 1 Sv). En animales de experimentación se ha observado una reducción del tiempo de vida, aún no se ha demostrado en seres humanos.

5. Efectos Hereditarios

La irradiación de las gónadas podría producir mutaciones, las que serían transmitidas a los descendientes de las personas irradiadas. En los descendientes podrían aparecer anomalías de todo tipo y en todos los órganos y tejidos. A pesar de esta posibilidad de ocurrencia, hasta la fecha no existen evidencias concretas por estudios científicos, de efectos hereditarios en el hombre. Todos los valores que se encuentran en la literatura son extrapolaciones de los resultados en animales de experimentación, al hombre.

Se destaca que producto de estudios realizados respecto a sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki, se han determinado las siguientes evidencias estadísticas:

/ Disminución de fertilidad. / Aumento pequeño de leucemia. / Aborto.

Otra posibilidad de daño al futuro ser, se podría producir al ser irradiado la región del feto de la madre donde se produce la gestación, el que podría nacer con alguna malformación. Esto obedece a una probabilidad de ocurrencia y se encuentra a nivel de estudios que lo ratifiquen en definitiva o no.

6. Accidentes Radiológicos / Nucleares

Según el registro de accidentes radiológicos del Centro de Asistencia para Emergencias por Radiaciones (USA) entre 1944 y el 24/04/1986 se produjeron 31 muertes por efectos agudos, de las cuales 29 fueron por sobreexposición externa en todo el cuerpo y 2 por sobreexposiciones internas severas.

Como consecuencia del accidente de Chernobil murieron, hasta septiembre de 1986 31 personas por sobreexposición externa en todo el cuerpo, muchas de ellas agravadas por la destrucción de la piel por la radiación Beta emitida por los productos de fisión descargados al ambiente.

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Respecto a accidentes que comprometen centrales nucleares, en el mundo entre 1971 y 1985 se produjeron 151 accidentes de diversas envergaduras en 14 países y que tuvieron determinadas consecuencias, en ocasiones muy graves para las personas y el medio ambiente.

En nuestro continente, se destacan los siguientes accidentes:

Año 1961: USA: Tuvo lugar una explosión en un reactor en Idaho Falls.

Año 1962: México: Un trabajador recibió de su empleador una Fuente de 0,18 TBq de

Co-60 en su contenedor para que lo guarde en un lugar seguro, sin decirle que era. Pensando que se trataba de algo muy valioso, la llevó a su domicilio a donde quizás por curiosidad, la saco del blindaje y quedo así hasta que la encontró uno de sus hijos, quién la tuvo consigo unos días en el pantalón. Días después, este trabajador la encontró suelta en su vivienda y la dejó en la cocina. El empleador le solicitó la Fuente cuatro meses después. Como consecuencia de este accidente mueren cuatro personas, dos hijos, esposa y suegra del trabajador.

Año 1966: USA: Se produjo una fusión parcial de núcleo en el reactor Enrico Fermi de Detroit.

Año 1967: USA: Dos operadores resultaron expuestos cuando una Fuente de 2,6 TBq quedó desconectada de su cable de control. Como consecuencia se produjeron en un trabajador lesiones cutáneas con ligera atrofia de un dedo.

Año 1968: Argentina: Un trabajador encontró una Fuente de 0,5 TBq de Cs-137 en una destilería petrolífera y sin reconocerla como tal, la llevo en el bolsillo de su pantalón, durante 18 horas. El trabajador queda vivo, pero se le amputan sus dos piernas y se le atrofian dedos de mano y los genitales. Esto ocurrió producto que un operador de un Equipo de Gammagrafía Industrial no advirtió que había perdido la Fuente en la destilería.

Año 1976: USA: Un operador desatornilló el tubo guía cuando la Fuente de 3,5 TBq

de Ir-192 no estaba totalmente introducida en su blindaje. Como consecuencia se producen lesiones en piel de la palma de la mano derecha.

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Año 1979: USA:

Un trabajador encontró una Fuente extraviada de 1,03 TBq de Ir-192 y, sin reconocerla como tal, la llevó durante 45 minutos en el bolsillo trasero de su pantalón. Como consecuencia pse producen serias quemaduras en la zona glútea, por lo que fue necesario efectuar transplantes, cirugía reparadora y tratamiento durante dos años.

Año 1979: USA: Se fundió el núcleo de uno de los reactores en Tree Mile Island, Pensilvania.

Año 1983: Argentina: Un profesional que producto de su trabajo experimentaba geometrías de elementos combustibles en el Centro de Constituyentes (Buenos Aires), no respeta los procedimientos establecidos, produciéndose una excursión crítica, que como consecuencias le producen la muerte en los días siguientes.

Año 1987: Brasil: Producto del abandono de una Fuente de 50,9 TBq de Cs-137 para tratamiento de cáncer en un lugar que había sido una clínica y posterior remoción de su alojamiento y de ser rota, resultan expuestas un gran número de personas, con diversas consecuencias y cuatro muertos (Goiania).

Año 1989: El Salvador:

En una Instalación de irradiación industrial cerca de San Salvador, donde se utilizaba una Fuente intensa de Co-60, resultas irradiados tres trabajadores, quienes reciben consecuencias diversas y uno muere luego de varios meses de tratamiento.

Fecha de última revisión Enero 2008 IPR