ENSAYO

Efectos tóxicos y radiactivosdel uranio

Alfonso Sánchez Oc.-\mpo.* Mel,\nu Jilíénez Re^t-s.* Juan Toures Pérez,**

•Rafael López Cast,nsíares*** y Óscar Olea C.ardoso***

Toxic andRadioactive Effects of

Uraiuum

Abstract. Urani/m ocnipies a relevarteplace in NuclearInduslry. However, it is

Ímporíaní lo stand mil tls radioactive andtoxic cbaracler. T/je inlenial irradialion is

produccd ^ thedeposilion of radioactive

mateiials into the bodj by inhalation,ingestión, or simple absorplion. Theeffects

areproportional¡o the lonrpation rale and

lo the sensitivity of the affected tissues. ¡tssymptoms are altribiited lo changcs in thecntymatic systems of the suprarenalglands.

I. El uranio

Para conocer los efectos nocivos del

uranio, es necesario abordar el tema

desde dos puntos de vista: la toxici

dad propia de sus efectos químicos, ysu carácter radiactivo. Esto último porserun elemento radiactivo naturalqueemite radiación nuclear de forma es

pontánea. El uranio, elementoquímico cuyo símbolo es u, ocupa la casilla92 de la Tabla Periódica, fue descu

biertoen 1789por el químico alemánMaarten Heinrich Klaproth (1743-

*hiilUti¡o Níiáoiia/íií ¡mKS/i¿í¡nr>iiesNr/c/faivs, De-panarneuto .de ¡¿uimiai. Apdo. l'ostut tS-1027,C. P. 1!80l. Me'xh-O, D. F.

** Coordinnaón De/egiitioiuil de ¡ni'c¡li¡íHÍén ivlédl-10, IMSs. Toli/ai, Us/odo de A'U'yiro.

Faailliid deQuímicoy Cooidiiinción Cenen// de¡iice.íligaáínij E.íliid/0.' A/ioinyldo./, UAEM. To/uco,E.i/odo de Mcx/ca. TíUJo/m: f/2} IS IX 87j 15n 75;fox: 15 64 8'J.

312 CIENCIA ENSO SUK

1814), quien—por Cierto—también fue

el primero en aislaral titanio. Klaproth

separó un polvo negro, a partir de la

pechblenda (mineral que condene uranio en forma de óxido); estudió las

propiedades de ese polvo y demostró

que se trataba de un elemento dife

rente a los conocidos hasta entonces.

Ocho vúaos antes (1781),el hallazgode un planeta más lejano del Sol que

Saturno, había causado gran conmo

ción; tiempo después se descubrirían

Meptuno y Plutón. El luigloalemán j.

F. W Herschcl, el descubridor, se ins

piró para clegr el nombre del planetaen Urania, la musa de la astronomía yde la geografía. Probablemente Kla-

prodi también se encontraba impresionado por el descubrinaiento celc.s-

te, pues decidió que el elemento químico que él había aislado por piamera

vez recibiera el nombre de uranio

(Bosch et ai, 1993).

Desde su descubrimiento yhasta fi

nales del siglo XIX, el uranio fue considerado sólo un elemento más; sus

aplicaciones se reducían a la colora

ción de vidrios y cerámicas,lo que aho

ra parece insensato debido a sus pro

piedades nidiacdvas. Después del des

cubrimiento del radio, los minerales

de uranio se usaron como materia pri

ma para extraerlo. A partir de 1939,

con el descubrimiento de la fisión nu

clear, el uranio pasó a ocupar un lugar

relevante en la industria nuclear.

El uranio pertenece al grupo do los

actínidos; sin embargo, su comportamiento químico es parecido al de los

elementos de transición del grupo vi-

B (cromo, molibdeno y tungsteno). El

estado de oxidación máximo del ura

nio es +6, al que corresponden las di

ferentes sales denominadas de uranilo,

así como los diversos uranatos ydiuiunatos. En los halogenuros el estado de oxidación del uranio es de +4

y con los estados de oxidación +5 y

+3 también forma compuestos, peroson muyinestables. .Algunos compuestos de uranio son solubles en agua,

como: el nitrato de uranilo, el

diuranato de sodio, el hexafluoruro de

uranio y, en general, la mayoría de loscompuestos de uranio hexavalente; al

gunos son moderadamente solubles,

como: el tetrafluoruru de uranio, el

tetracloruro de uranio, etcétera, y otros

son relativamente insolubles, como el

dióxido de urimio.

e f e c t t o X t c o s radioactivos de! uranio

Los núcleos de los átomos de ura

nio estánconstituidos por 92 partículas con carga eléctrica positiva(protones) y además contienen partículas neutras (neutrones); para la ma

yoría de átomos de uranio que se encuentran en la naturaleza, el número

de neutrones es 146. Esos núcleos se

conocen como uranio-238, porque 92protones más 146 neutrones es iguala 238unidades de masaatómica(urna).El uranio existe en la naturaleza como

una mezclade tres isótopos de número de masa 238, 235 y 234, con abundancias relativas de 99.28, 0.71 y0.006%, respectivamente. Los tresemitenradiación alfade manera espontánea, esdecir, son capaces de desprenderse, en una sola emisión, de dos

protones y dos neutrones que forman

una entidaddenominadapartículaalfao radiación alfa. Las energías de laspartículasalfaque emiten los isótoposdel uranio son las siguientes: del U-238;4.2 y 4.15, del u-234:4.77 y4.72,del U-235: 4.58, 4.4 y 4.37; las unida

des de esas energías son millones deelectrón-volt (MeV) (Lederer yPerlman, 1968). Todos ellos tienen

vidas medias enormes (vida media esel tiempo que transcurre para que laradiactividad de una substancia lleguea la mitadde su valor original). La delU-234 es de 248 mil años; la del U-

235, de 713 millones de años y la delU-238, de 4,500 millones de años.

Un núcleoque emite partículasalfapierde su identidad original y se transforma en otro elemento químico. Eluranio-238, después de una emisión,alfa pasa a torio-234; los núcleos deéste, a su vez, son capaces de emitirradiación beta (partículas ligeras decarga negativa, semejantes a los electrones que circundan al núcleo) y tiene una vida media de sólo algunosdías. Esa emisión equivale a la pérdida de una partículaneutra y laganancia de un protón. El nuevo núcleo tiene 91 protones y 143 neutrones: se

tratadel protactinio-234. Así,medianteemisiones radiactivas sucesivas, se

conforma lo que se denomina una familia radiactiva. La del uranio-238

consta de 19 miembros, entre los cua

les se encuentra al uranio-234 y, al final, el plomo-206, el cual es estable.La familia del uranio-235 consta de

17miembros y terminacon el plomo-207, también estable. Once elemen

tos químicos diferentes están en laprimera familia y doce en la segunda.Las vidas medias son muy diversas yalgunos de los miembros emiten radiaciónalfa;otros, beta yalgunospueden emitir ambos tipos de radiaciones; casi todos emiten, además, radia

ción nuclear electromagnética, conocida como radiación gamma.

II. Antecedentes históricos de los

efectos de la radiación

Los rayos X se generan de maneradiferente que las radiaciones nucleares emitidos por el uranio;sin embargo, los efectos que unas y otras radiaciones provocan a su paso por la materia son similares. Además, el descu

brimiento y uso de los rayos X (1895)sedio un poco antesdeldescubrimiento de la radiactividad en sales de ura

nio (1896) y, por esa razón, los estudios sobre los efectos que provocanuno y otro tipo de radiación han idobastante aparejados.

En 1936, en una reunión de

radiólogos en Hamburgo, se hizo referencia a 110 casos de muerte atri

buidos a los rayos X. En un principio,los efectos letales de grandes dosisabsorbidas eran desconocidos, y lospioneros en el uso de dichos rayos noadoptaron las precauciones pertinentes, entusiasmados por la aplicaciónmédica de ellos, además de que, conla excepción de algunas quemadurassuperficiales de la piel,el efecto de laabsorción de las radiaciones no presentaa corto plazouna sintomatolog^aobservable; la mayoríade esos pioneros fueron, años más tarde, víctimas

de cáncer. En 1909 se reconoció quela dermatitis, causada por repetidas

exposiciones a las radiaciones, degeneraba en cáncer. También se comprobó que aunque se suprimierala exposición, el cáncer igualmente aparecíaentrelosseisy treintaaños posteriores.

Henri Becquerel, el descubridor dela radiactividad, observó que las radiaciones emitidas por uranio y radioproducen efectosbiológicossimilaresa los producidos por los rayos X: notóuna quemadura en su piel, justo en ellugar que coincidía con un poco deradio que llevabaen el bolsillo. El hedió de que la radiación de los minerales de uranio produzca cáncer se demostró, desafortunadamente en una

forma espectacular, cuando se estudióla incidencia de cáncerde pulmón entre la población minerade Scheeberg yJoadiimsthal, en Austria. Estas minas,que fueron explotadas durante años,son muyricas en uranio;de ellas se proporcionóla pechblendaa MarieCurie,a partir de la cual separó al radio.

La historia del denominado "mal de

las montañas" de las minas austríacas

se remonta al sigloXVI; pero fue hasta finales del siglo XIX cuando se reconoció que dicha enfermedad eracáncer de pulmón. La incidencia entre los mineros de esa enfermedad

mortal fue cincuenta veces superior ala mediade lapoblación en aquel tiempo. Hoy se sabe,con toda certeza, queel cáncerde pulmón se produjo comouna consecuencia de la inhalación de

uranio. Debido a la escasa ventilación

ya la elevadaconcentración de uranio(y por tantode radio-226y radón-222,ambos descendientesdel uranio-238),se identificaron elevadas tasas de ra

diactividad. Se encontró, además, queel periododelatenciao incubaciónpara el cáncerde pulmón es de 20 años.

Otro episodio relacionado con losefectos de la radiación se refiere a los

trabajadores que se dedicaban a pintar diales, para relojes luminiscentes,con pinturaque contenía sales de radio. Era práctica usual comenzar latarea humedeciendo el pincel con loslabios; de esta manera, algo de radio

CIENCIA EROO SUM 313

era absorbido y al cabo de unos años,muchos de esos trabajadores eran víc

timasde anemiayhemorragias, yotroscontraían cáncer en los huesos (OrganizaciónPanamericanadeSalud,1987).

De acuerdo con lo anterior, se in

fiere que las radiaciones nucleares producen efectos nocivos tanto al exte

rior como al interior del organismo,lo que depende del órgano o tejidodonde incidan las radiaciones y de lasubstancia radiactivade que se trate.

III. Riesgos potenciales de laradiación al interior del

organismo

La irradiacióninterna se origina por eldepósito de material radiactivo dentrodelcuerpo,por mediode lainhalación,ingestión o absorción. Esto representaun peligro, pues se produceuna exposicióncontinua a la radiación hastaqueel material radiactivo se desintegra to

talmente o se eliminadelcuerpo,peroello se controla al evitar la entrada del

material radiactivo alorganismo. Aunque el control a una exposición interna es esencialmente un problema delcontrol de la contaminación.

El riesgo creado por un elementoradiactivo dentro del cuerpo depende: a) la cantidad de elemento en elórgano; b) la energía de la radiaciónemitida; c) la eficaciabiológica relativa de la radiación; d) la uniformidadde la distribución dentro del órganoafectado; e) el tamaño e importanciadel órgano, y f) la vida mediaefectivadelelementoradiactivo, que representa una medida del decrecimiento de

la radiactividad dentro del tejido,y sedetermina al combinar la vida media

radiológica (tal como se definió antes) y la vida media biológica (eliminación del cuerpo) (SSA, 1965).

Las partículasalfa,debidoa su masarelativamente grande, y su carga doblemente positiva, pierden rápidamente su energía en el medio que atraviesan; por ello, el alcancede estas partículases muy corto. Unapartícula alfa

314 CIENCIA EROO SUM

ENSAYO

de 4 MeV tiene un alcance, dentro de

los tejidos, de sólo unas cuantas cen

tésimas de milímetro,yviaja en el aire3 cm como máximo. De acuerdo con

esto, las partículasalfa no ofrecen ungran riesgo de radiación externa; sinembargo, al interior del organismorepresentan un peligro enorme si sedepositanen un órgano vital. Causangran daño por sus energíasaltas (de4a 9 MeV), y por su alta ionización específica; además, el daño relativo enel tejido es alrededor de 20 veces mayor que las radiaciones beta ygamma.

Los riñones son órganos críticos,puesen ellos eluranio soluble presentauna vida media efectiva de 15 días. La

carga total permisible del organismopara los riñones es de 500 milicuries(un curie es la radiaciónequivalentea1 gr de radio puro; es decir, 37 milmillones de desintegraciones por segundo), cantidad relativamente grande de uranio natural (cercade 40 mg).No es fácil que una persona puedaingerir tanto material, y en caso de serasí,probablementelos efectos tóxicosde la sustancia química precederían alos efectos de la radiación. Sin embar

go, el uranio fijo en los huesos da lugara la formación de radio-226, comoparte de su Emiliaradiactiva, ylavidamedia efectiva en los huesos de éste

esaproximadamente de 44 años {ibíd).El radio, por ser miembro del grupode los metales alcalino-térreos, tiene

un comportamiento químico similaral calcio, lo que facilita su fijación enlos huesos y presenta,por lo tanto,unriesgo de radiación interna muyserio.La máxima cantidad permisible paralos huesos es de 100 millonésimas de

gramo de radio.

IV. Formas de ingreso alorganismo

Inhalaáón. La inhalación de aerosoles

radiactivos es una de las formas principales de penetración al organismo.La absorción, retencióny eliminacióndel material transportado hasta los

pulmones depende del tamaño de lapartícula del material inhalado, lasolubilidad del compuesto inhaladoyel ritmorespiratorio del individuo; factores que forman un problema muycomplejo.

Ingestión. El porcentaje deabsorciónen eltorrente sanguíneo de un elemento radiactivo administradopor víaoral,depende de su estado físico y químico. Unagran proporción del materialingerido se excreta rápidamente porlas heces,pero la radiación que recibeel intestino, por su paso, aun en muypequeña cantidad, debe considerarsecomo altamente tóxicay de gran peligrosidad.

A través de la piel. Los materialesradiactivos también pueden penetraral torrente sanguíneo, ya sea a travésde la piel misma o por medio deabrasiones, cortes o piquetes. De ahíque todaslas personas, al trabajar conun elemento radiactivo, deben utilizar

métodosapropiados y ropaprotectorapara evitarcontactocon la piel {itíd).

V. Efectos biológicos que

producen las radiacionesionizantes

El efecto fundamental de la radiación

seproducecuando interactúa la radiación con el tejido vivo, lo que da inicio a una reacción con la consecuente

separación temporal de electrones delosátomos,que producepartículas cargadas eléctricamente; esto es, una

ionización que genera una liberaliza-ciónde energíaque es transmitida a lamateria.Los efectos son proporcionales a la ionización producida y a lasensibilidad de los tejidos afectados,

aunquepueden diferiresosefectos deforma cuantitativa, pero no cualitativamente. Cualquier célula vivientepuede destruirse por efecto de unadosis de radiación, pero la susceptibilidad y la resistencia no son igualespara todas.

Las células germinales, las de lamédula ósea y las de los tejidos lin-

Vol. 6 NvatRu Tart. Novumboí iltO^FcBifRu !•••

t f e t t o í X I t a s r a á i « a c t i

fáficos, son muy sensibles a la radia

ción; mientras que las de huesos ycartílagos,músculos, cerebro, ríñones,

hígado, tiroides, páncreas, suprarrenal,hipófisis y paratiroides, muestran, en

forma creciente, cierto grado de resistencia a la misma. En general, las cé

lulas menos diferenciadas sufren le

sión más fácilmente que las maduras

del mismo tipo; sin embargo, todaslas células son particularmente vulnerables a la radiación cuando se en-

cuenti'an en mitosis. Aun cuando la

dosis no sea letal, la radiación puedeinterferir en una o más funciones de

una célula.

Los efectos inmediatos de la radia

ciónpuedenaparecerpoco despuésdela exposición mediante un síndromedenominado enfermedad de la radia

ción, caracterizado por náuseas, vómitos, pérdida de apetito y cefalea.Estos síntomas se han atribuido a

cambios de los sistemas enzimáticos

de las glándulas suprarrenales (R. H.M., 1967).

Los efectos a largo plazo pueden

resultarde exposiciones agudas o prolongadas. Las primeras son muy rarasy las segundas, las más comunes en

situaciones de paz mundial, tienenefectos que han sido más conocidos yestudiados. Entre ellos se menciona la

carcinogénesis, pues la exposición ala radiación aumenta en el hombre la

incidencia de cierto tipo de cáncer yuna disminución significativa de laesperanza de vida. Del estudio de efectos en animales se ha demo.strado la

producción de mutaciones genéticasyuna reducción del promedio de vidacercano a 7% por cada mil R(un RoRoentgen es la intensidad de radiación X o gamma que produce la absorción de 87.7 ergios de energía por

gramo de aire). Además, la sensibilidad a la dosis de radiación es diferen

te para cada especie animal; por ejemplo, el ratón resiste dosis de radiacióndiez veces más altas que la mosca de

la fruta, para que se manifieste en ellosun efecto mutagénico.

Es pertinenteagregar queexiste unaamplia variación en la respuestaa dosis de exposición idénticas paralas di

ferentes especies animales. Un ejem

plo de esa vanación se observa en lasdosis letales medias obtenidas en ani

malesexpuestos a los rayos X. Así,para

ratones es de 500 R; cobayos, 250 R;

hombre, 450 R;conejos, 875 R. Existe

también una variación considerable en

la respuesta dentro de las especies,pues las dosis letales medias puedenvariar hasta en 50% en dos razas de

una misma especie (United StatesDepartment of Health, Education and\Xfelfare Public Health Service).

Los efectos embrionarios y del desarrollo, estrechamente relacionados

con los efectos genéticos, ocurrencomo resultado de una exposición del

gameto,cigoto u organismo en desarrollo, o bien, se derivan de una exposición de la madre grávida, sin habersido expuesto directamente el feto.

Entre otros efectos, la radiación es

capaz de reducir la fertilidad, la cual

guarda una relación directamenteproporcional con la dosis recibida; además, produce cataratas.

La radiosensibilidad de los órganos

hematopoyéticosy el riesgodel daño ala sangre ha llamado la atención desdeel trabajode Heinekeen 1903,pues por

su sensibilidad la sangre puede ser un

índice del efecto de la radiación. De

manerageneral, se mencionana continuación los cambios citológicos por

efecto de la radiación(R.H. M., di)Los primeros cambios ocurren en

el núcleo de las células,principalmen

te en aquéllas que están en mitosis.Algunos autores sugieren que las alteraciones de esos núcleos son conse

cutivas a cambios en el protoplasma,

pero C<il hipótesis no ha sido fundamentada sobre bases sólidas. En otros

trabajos, se ha identificado que el si

tio de lesión selectiva es el núcleo ce

lular; éste es uno de los primeros cam

bios que se observan y que puedenser reversibles o irreversibles. Por

ejemplo, el daño puede iniciarse porla agrupación de la cromatina, después, se observa vacuolización, seguida de pignosis progi-esiva del materialdel núcleo celular,y finalmente la desintegración de ese núcleo. Es conve

niente recalcar que no haynada de específico en estos cambios, que se pue

de llegar a la desintegración del núcleo de la célula, sin pasar por los pasos previos, y que todo este fenóme

no puede ser producido también porotros agentes tóxicos,no radiactivos,por lo que se les ha denominadoradiomiméticos. Se ha sugerido que

todas estas transformaciones son oca

sionadas por la ionización de ios áci

dos nucleicos, con la consecuente in

hibición de sus funciones altamente

generativasde la célula en mitosis. Lasalteraciones en el protoplasma, que

muestran vacuolización y aumento devolumen se deben a la ionización del

agua y a cambios funcionales de lamembrana, la cual suprime sus movimientos y modifica su permeabilidad.

Las modificaciones en la sangreperiférica dependen, además de lo yamencionado, del volumen del tejido

irradiado, de la zona, de la radiosen

sibilidad de las células precursoras,desu habilidad para recuperarse de la lesión yde la vidamediade los elementos maduras en la sangre, manifesta-

CIEHCIA ERGO SUH 316

ción que depende del daño ocasionado en la médula ósea, en el bazo y enlos ganglios linfáticos, debido a queson los órganos que forman a las células. Es evidente que las alteracionesen éstas serán tardías, como efecto in

directo. Los cambios que se observanen el tejido linfoide, en zonas lejanasal sitio de la irradiación, son trimbién

ejemplos del efecto indirecto sil quese hace referencia. El tejido hema-

topoyético es el que tiene mayor grado de sensibilidad a la radiación.)', enparticular, lo es el tejido linfático;estoes congruente con la leybiológica general por la inmadurez relativa de loslinfocitos,no sólo los que estánen loscentros germinales, sino incluso losque están en circulación. A losgranulocitos y a los monocitos siempre se les ha considerado con ciertogrado de resistencia; sin embargo,enestos últimos se describen alteracio

nes morfológicas de cierta significación, condicionadas con la dosis reci

bida. Los precursores de la serie rojason altamente sensibles a la radiación;

pero cuando la anemia se presenta, lohace tardíamente. Este hecho lo ex

plican dos factores: primero, la capacidad de la médula ósea para aumen-^ar 5 o 6 veces su función eritropo-yética y, segundo, la largji sobrevidade estos elementos (de 80 a 120días)en la circulación. Por otro lado, se ha

señalado que los precursores de lasplaquetas, los megacariocitos, son losuficientemente resistentes a esteagente físico, al igual que las células fijasde la médula ósea, presentándosetrombücitopenia acentuada sólo cuando el daño medular ha sido muy intenso o prolongado {ibid).

VI. Factores que intervienen enla toxicología del uranio

Para abordar la toxicidad del uranio

es necesarioconsideraralgunasde suspropiedades, entre ellas la solubilidaden el agua de los compuestos del mismo y la velocidad de absorción en el

316 CIENCIA ER60 SUM

ENSAYO

sistema gastrointestinal. Éstos sonprobablemente los factores más importantesquedeterminansu toxicidad.Por ejemplo, la insolubilidad deldióxido de uranio suministrado en ra

tones, en dosis conocidas por un año,hizo que esecompuestose considerara como poco tóxico, aunque se identificaron pequeñas cantidades de uranio en los tejidos. Por el contrario,cuando se les administró nitrato de

uranilo, el cual es soluble en agua, seobservó que es altamente tóxico. Lasniíinifestaciones clínicas y los nivelesde uranio encontrados en los tejidosindican que cantidades considerablemente grandes fueronabsorbidas dentro de la sangre (Federal RadiationCouncil, 1968).

En la mayoría de los compuestos deuranio, la toxicidad se debe a este ele

mento; en ocasiones, también al anión.

Algunas investigaciones sobredifluoróxido de uranio y hexafluorurode uranio muestranque el efecto tóxico se debe tantoa lapresenciadel uranio como a ladel flúor, pues este último ocasiona severos cambios en los

ríñones y en los dientes. La presenciade aniones, tales como los nitratos o

los cloruros, parece no incrementar

significatiramente latoxicidad producto desu ingestión, encompuestos comonitrato de uraniloytetracloruro de uranio. Las sales de uranio difieren de la

mayoría de las sales de los metalespesados, en que éstos son insolublesen solución acuosa (pH fisiológico).

VII. Ingestión, distribución,acumulación, fijación y excrecióndel uranio en el organismo

Las vías de entrada de los compuestos de uranio al organismo, como yase mencionó, pueden ser: inhalación,ingestión, inyección y piel. Cada unade ellaspuede dar lugar a cambios lo-C'.iles diferentes en los sitios de entol

da y quizá a un grado diferente deabsorción dentro de la sangre; sinembargo, es probable que el material

se fije dentro de la circulación independientementede la vía de entrada.

Al unmio se le encuentra en la san

gre como ión complejo, se une a lasproteínas del plasma y éstas son lasresponsables de transportarlo. Después, esos compuestos se distribuyenprincipalmente en el tejido blando yenlos huesos.

Una inyección intravenosade compuestos de uranio pasa directamenteel materúü a la sangre y,si el compuesto es soluble, es rápidamente absorbido. Si el uranio es inyectado por víaintraperitoneal o subcutánea, laabsorcióncompletapuede tardardíaso hasta semanas, por lo que la concentración en la síingrey en los tejidos,provocada por esta vía, es menor a laintravenosa.

Lamayoría de los materiales ingeridos pasa a través del sistemagastrointestinal y es eliminado porheces fecídes, es importante hacer notar que aun los compuestos insolublesson absorbidos, aunque generalmente en c;intidades insignificantes, por elsistema mencionado. Los compuestossolubles en agua son también absorbidosen proporciones limitadas, cuando empiezana precipitarse comocomplejos insolubles.

Para determinar los efectos de cuan

do la vía de entrada es la piel, se aplicó una solución de un gramo de nitrato de uranilo hexaliidratado en 25 mi

de etil éter en un área interescapularde la piel de un ratón, tres veces porsemana,durante un ;iño,periodo en elque se efectuaron exámenes microscópicos del área de la piel, los cualesno revelaron algún cambiomorfológico. En lo que se refierea lainhalación, se hicieron experimentoscon perros y ratones y se cree que lainhalaciónde polvo de dióxido de uranio no produce efectos tóxicos. Elunmio no se distribuye de manerahomogénea en los organismos, puesse le ha detectado en los tejidos de los

animales expuestos a ese elemento ycon la excepción de los ríñones y los

Voi. 6 Nvamo Tmt. Niivtciiaitl' 14 91«*« *<• 1999

e f {( t o s í 0 X í r e s r ti d i o (I ( I i II o s de! tt r a n I

huesos,los niveles reportados son muybajos piua el resto de órganos corporales;esto quedó de manifiesto cuando se inyectó nitrato de uranilo a ratones yperros (Medical Institute, 1951).

La cantidad de uranio en los tejidosdepende del tipo y de la masa del tejido y no únicamente de la concentración del elemento. R1 hígado, la piel,el músculoyel sistemagastrointestinalse consideran como depósitos de muybajas concentraciones de uninio delcuerpo, no así los ríñones y los huesos. En estos últimos la distribución

del uranio no es homogénea, lo quese ha demostrado por el análisisen lostejidos desecados y por autoradio-grafías de los mismos, en animalespreviamente inyectados por vía subcutánea con sales de uranio solubles.

La acumulación del uranio en los

organismosdepende de la solubilidadde los compuestos en el sistemagastrointestinal y de la concentracióny/o cantidad ingerida. Siel uraniopresente en el tejido es el resultado de laabsorción del mismo, esto explicaquela acumulación no sea continua. Para

elloexistendos razones:primera, cadacompuesto tieneuna constante de absorción; segunda, la velocidad de excrecióndeluranioen los tejidoses proporcional a la concentración del mismo en el tejido, por lo tanto, la cantidad excretada aumenta gradualmenterespecto a la cantidad absorbida.

En el estudio de la excreción del

uranio es necesario distinguir al queviene directamentedel sitio expuesto,del fijoen el hueso. Por ejemplo, cuando los animales ingieren o inhalancompuestos de uranio, una gran cantidad del elemento se excrera por lasheces, porque la absorción en el sistema gastrointestinal espequeña.El uranio es absorbido por el sitio expuesto(pulmones,sistemagastrointestinal,otejido subcutáneo), pasa a la sangre yes eliminado por la orina sin que sehaya fijadoen los huesos, los ríñones,el hígado, etcétera. Cuando el uranioes ingeridoo inhalado, la fracción re

sidual fecal indica el grado de exposición. En un experimento se inyectaron ratones, con dosis moderadas, por

vía subcutánea. Durante las primeras24 horas se observó una excreción de

50 a 90%, y en la semana subsiguiente sólo se eliminó 15% más de la do

sis total inyectada [ibid^.

VIII. Disección y patología

microscópica en la toxicología

del uranio

Loscambioshistológicos, anatómicosymorfológicos que producen loscompuestos de uranio se han documentado en estudios con diversas especiesanimales. Por ejemplo, después de 24horas de inyectar ratones con dosismoderadamente tóxicas (de 1 a 2 mg)de nitrato de uranilo, los órganos aparecieron relativamente normales, ex

cepto la sección de los ríñones, quepresentó un color gris y una superficie lisa y muy suave. Además, se observó al microscopio una inflamaciónen los túbulos y algunos cambiosdegenerativos en el hígado y en elmiocardio; los pulmones, el bazo,elpáncreas yelsistemagastrointestinalno presentaron transformación. Después de siete días, el epitelio tubularpresentó necrosis,pero no se detectaron cambios en el resto de la estruc

tura glomerular; el hígado y elmiocardio mostraron inflamación yturbidez y el resto de los órganos notuvieronalguna reacción significativa.La regeneración delepitelio tubularsepresentó casi de inmediato, ydespuésde 2 a 4 semanas disminuyó morfológica y clínicamente. Después de unaño de seguimiento, los ríñones conservaron su función normal; solamen

te se encontraron, mediante el análisis

histopatológico, algunas áreas focalesde calcificación residual, en los túbulos

de la corteza (/&"</.).En lo relativo a la patogénesis del

uranio, se puede decir que dentrodel cuerpo este elementoproduce lesión morfológica en ríñones,tal como

degeneración en el epitelio tubular.Y, si la ciuitidad absorbida es tóxica,

se presenta inflamación en las capasde las células de los túbulos (Nenoty Stather, 1979).

Los efectos bioquímicos del uraniodependen principalmente del dañorenal,especialmente en los túbulos. Laevidencia del desorden metabólico yde la anormalidad de las funciones de

otros órganos,como el hígado, indicaque esos desórdenes tienen poca influencia en su función. Para el análi

sis de los efectos bioquímicos de unadosis letal de uranio se considenin dos

periodos: el primero se presenta en lasprimerashorasde administrada la dosis, y el segundo generalmente de 1 a4 días después. Éstos se caracterizanpor los aumentos de la albúmina, dela excreciónde agua por día yde otrosmetabolitos como glucosa, cloruros yfosfatos. Además, se presenran aumen

tos de la urea y del ácido úrico en laorina. Los datos del nitrógeno retenido aparecen enel segundodía, lasconcentraciones del nitrógeno no proteico en la sangre, como nitrógeno-ureay de la creatinina, aumentan progresivamente. En pmebas realizadas muestran aumentos de la insulina y de lacreatinina de una manera proporcional al daño tisular. Adicionalmente, se

produce acidez, acompañada de unadisminución del CO^ sanguíneo; laconcentración de los ácidos orgánicos

aumenta generalmente en la sangre yen la orina. Esto último se debe a queel uranio, al igual que los metales pesados, se combina con un gran núme

ro de grupos orgánicos comocarboxilos, cetonas, aminas y, desdeluego,con los hidroxilos (Pavlaquis etai, 1996). Mediante esos grupos se unecon las proteínas,a las que precipita,en particular,a la seroalbúmina.

Conclusión

El uranio es considerado un elemen

to tóxico desde el punto de vista desu composición química y del de sus

CIENCIA EROO SUM 317

emisiones radiactivas, por lo que elcuidado que se debe tener en su manejo debe ser muy responsable. Unadosispor encimade los 40mgde uranio (500 microcuries o más) es suficientepara producirdañosseveros. Laradiación del uraniodepositada en untejido provocadañosa lostejidos contiguos. Debidoa queeluranio-238 tiene un tiempo de vida media de 4,500millones de años,si se fijan 20 mgenloshuesos,despuésde pasadaesenúmero de años, el contenido de uranio

sería de 10 mg, por esa razón el uranio emite radiación, aun después demuerto el individuo.

El daño que provoca el uranio en elorganismo es muy severo, primordial-mente en ríñonesyhuesos, por la afinidad que tiene conestos órganos. Enlos primeros provoca degradación ynecrosisdel epitelio tubular. Además,se generanalteraciones bioquímicas ydesórdenes metabólicos, sobre todo

con exposiciones prolongadas yabundantes, así como disfúnción de otros

órganos importantes tales como el hígado y bazo, entre otros. É

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Bibliografía

Berry, J. (1996). "Tlie Role of Lysusoiues iii

the Selective Conceiitration of Mineral

Eleiiieiils. A Microanalytical Study", en

CelL Mol. BioL No/sy. Legrand. May 42 (3):

395-411.

Blaiifux, M. (1996). "Becqiierel and the

Discovery of Radioactivily: Early

Concepts", en S'e/aiti, Ni/d Med. Jiil. 26 (3):

145-54.

Busch, P.; Bidbiilian, S.; Fernández, M.;

Jiménez, M.; Segovia, N.; Soiaehe, M. y

Tejera, A. (1993). fíouems de lis áendtis nu

cleares. C<»i. La Ciencia desdtr México, No.

120, Fondo de Culnira Económica.

Dagie, G.; Weller, R.; Filipy, R.; Walson, C y

Bnschbom, R. (1996). 'The Dislribnlion

and Effects of lahaled "'Pn(NO,),

Deposited iii Üie Uverof Dogs",en Heahh

CIENCIA ERGO SUM

ENSAYO

Phjs. Aiig 71 (2): 198-205.

Federal Radiation Council (1968). Radiatíon

Estfosuret^ UranminMinen. Wa.<ilúngton, n C.

Finkelstein, M. (1996). "Clinical Mcasures,

Smoking, Radon Exposure, and Risk of

LungCáncer inUraniuiu Minera", en Oecupi

Envinn. Med. Oct. 53 (10): 697-702.

Hcnge Napoii, M.; Ausobodo, E.; Qaraz, M.;

Berry,J. y Cheynet, M. (1996). "Role of

Alveolar Macrophages in the Dissolution

of Two Different Industrial Uranium Oxi

des",en Cell MolBiol Noi^.Legrand. May.

42 (3): 413-20.

ININ (1984). Beglamenlo de se^ridad radiológica.

ININ, México.

Karpas, Z.; Halicz, L.; Roiz, J.; Marko, R.;

KaCorza, E.; Lorber, A. y Gidbart, Z.

(1996). "Inductively Coupled Plasma Mass

Spectomelry as a Simple, Rapid, and

Incxpensive Melliod for Determination of

Uraniutn in Uriñe and Fresh Water:

CoinparisonwithLIF", en Heahh Pbys. Dec.

71 (6): 879-85.

Kirk-Othmer (Eds.)(1984). Encyciopedia of

ChemicalTecnology. John Wiley andSons Ed.

Kittó, M.; McNulty, C y Kunz, C (1996).

"Radon and Thoron Emanation from

Uranium-Glazed Tahleware", en Heahh

Phys. May, 70 (5): 712-3.

Lederer, C J. M. y Peilman, I. (1968). Tahies of

Isotopes. Ed. J. Wiley and Sons Inc., New

York.

Medical liistiliile (1951). Toxicohgy of Uniniiim.

National Nuclear EnergySeries, Diiecrot

Dcpartmeiit oí Cáncer Reserch,MeGniw-

Hül BookCompany Inc.

Mongan, T; Ripple, S. y Wingers, K. (1996).

"Pluloniiini Rciease Form 903 pad at

Roclq" Rats", en Heahh Phys. Oct. 71 (4):

522-31.

Nenot, [. y Statlier, J. (1979). The To.vici/y of

Pltilonitim, Americium and Cnrium.

Conunission of tlieEuropeanCoiiiiiiimily,

Prognmun Press, Estados Unidos.

Oiganizaciún l'anamericana de Salud (1987).

Protección de!padente en Radiodie^nós/ico. Orga

nización Mundial de la Salud, Washington.

Paviakis, N.; Pollock, C; McLean, G. y Bartrop,

R. (1996). "Delibérate Overdose of

Uranium: Toxicity and Treatnient", en

Niphron. 72 (2): 313-7.

R H. M. (1967). Alteraciones enel sistema de coa-

guladón por efectos de la radiación ionizante. Te

sis profesional. Facultad de Medicina,

UNAM.

Radiation Protection Dosimetry (1988).

BioloffcalAssesment of Ocupational Exposure

toActinides. Proccedings of a wotkshops,

held at Versalles, France.

Riber,D.; Labrot, H;Tisnerat, G. y Narbonnc,

J. (1996). "Uranium in the Enviroment:

Occurrence, Transfer, and Biological

Effects", en Rer. Enriron. Contam. Toxico!

(146): 53-89.

Rybicka, R. (1996). "Glycosomes the

Oiganelles of Glycogen Metabolism", en

nsst/e Ce/1 Jun, 28 (3): 253-65.

Secretaria de Salubridad y .Asistencia (196.5).

Bases de la higiene de leu radiadones. Tomo

II. Dirección de Higiene Industrial, Méxi

co, D. F.

Shanalian, E.; Peterson, D; Roxby, D.; Quin

tana,). y Morely, A. (1996). "Woodward A.

Mutation Rates at tlie Glj'coprotein .\ and

HPRT Loci in Uranium Miners Exposed to

Radon Progenj"", en Ocacp. Enriron. Med.

Jul. 53 (7): 439-44.

United States Department of Health,

Education and Welfare Pnblic Health

Service (s/f). Manual de mm básico de protec

ción contra ¡asradiadones iouh^ntes. En coope

ración con la Oficina Sanitaria Panameri

cana OMS, Wasliinglon,D. C.

Yu, R. y Sherwood, R. (1996), "The

Relationships Between Ucinary Elimina-

tion, Airbone Concentratiou, aud

Radioactive Hand Conraminarion for

Workers Exposed to Uranium", en Am.

Ind. Hyg. Assoc. J. Jul. 57 (7): 615-20.

Zielinsky, ).; Krewsky, D.; Goddard, .VI. y

Wang, Y. (1996). "Ernpirical and Biolo

gical Based Modeis for Cáncer Risk Asse-

ssement", en Dneg. Metah. Rer. Feb.-May.

28 (1-2): 53-75,