CURSO DE PROTECCION RADIOLOGICA EFECTOS BIOLOGICOS. Msc. Gerardo Lázaro Moreyra 2008

Transcripción

1 CURSO DE PROTECCION RADIOLOGICA EFECTOS BIOLOGICOS Msc. Gerardo Lázaro Moreyra 2008

2 Riesgos? Número de Fallecimientos al año en USA Actividad u Oficio (causa) Fallecidos (riesgo) 1. Tabaco 2. Bebidas alcohólicas 3. Automóviles 4. Pistolas 5. Energía Eléctrica 6. Natación 7. Motocicletas 8. Cirugías 9. Rayos X 10. Ferrocarril 11. Aviación en General 12. Construcción 13. Electrodomésticos 14. Energía Nuclear 150, ,000 50,000 17,000 14,000 3,000 3,000 2,800 2,300 1,950 1,300 1, Sin embargo, cuando se pregunta cuál es la más riesgosa? Usualmente se responde LA ENERGIA NUCLEAR! IPEN-2005

3 Efectos Biológicos de las Radiaciones Ionizantes Daños debido a la radiación es causada principalmente por ionización dentro de los tejidos del cuerpo. Cuando la radiación interactúa con una célula, ocurren excitaciones y ionizaciones y que son producidas en macromoléculas biológicas o en l medio en el cual los organelos están suspendidos, predominantemente agua. Basado en el tipo de interacción, las interacciones radiación-célula pueden estar en términos de directo o indirecto. Acción Directa ocurre cuando una partícula ionizante interactúa y es absorbido por una macromolécula en una célula (DNA,RNA, proteínas, encimas, etc.). Esta macromoléculas llegan a ser estructuras anormales las cuales inician los eventos que conducen a los cambios biológicos. Acción Indirecta involucra la absorción de radiación ionizante en el medio en el cual las moléculas están suspendidas. Las moléculas mas comunes en este medio es el agua. A través de complejas reacciones las moléculas de agua ionizada forman radicales libres que pueden causar daño a las macromoléculas.

4 Efecto Directo e Indirecto de las Radiaciones Acción Indirecta Radiación H H 2 O + OH - Ionización y Excitación H ; OH ; HO 2 ; H 2 O 2 Radicales libres y Peróxido de Hidrógeno Acción Directa Radiación ADN Daño Molecular Reparación Mutación Respuesta Biológica Genética Muerte Somática a 10-5 segundos Minutos a Décadas

5 Efectos Biológicos de la Radiación Ionizante Pronto, o no Estocástico, Los efectos son los efectos a la salud, la severidad de la cual varia con la dosis y para la cual un umbral esta determinado. La formación de cataratas inducida por radiaciones es un ejemplo de un efecto no estocástico. (también conocido como efecto determinístico ). Retardado, o estocástico, Los efectos son efectos a la salud que pueden ocurrir aleatoria mente y para la cual la probabilidad de la ocurrencia del efecto, mas que la severidad, se asume que es función lineal de la dosis sin umbral. Los efectos genéticos y cáncer inducido son ejemplos de efectos estocásticos.

6 Efectos Biológicos de la Radiación Ionizante El mas importante blanco de las radiaciones en las células es el DNA en el núcleo. Los efectos biológicos resultan cuando el DNA es dañado y no es reparado o es impropiamente reparado. Un daño extenso al DNA puede causar la muerte en razón a que al morir gran cantidad de células causa la perdida de funciones del órgano y esta si es vital puede causar la muerte. El DNA dañado o mal reparado puede desarrollar un linfoma y canceres en células. Dos clases de efectos pueden resultar.

7 EFECTO NO ESTOCASTICO (DETERMINISTICO) Existe una dósis límite a la cual aparece el efecto. Debe ocurrir un número mínimo de transformaciones de celulas para que el efecto, manifiestado en específicos sintomas clínicos, sean evidentes. Dependencia Dósis Efecto. La severidad del efecto es función de la dósis, y hay un umbral bajo el cual el efecto no es observado. Mientras la dósis es incrementada la severidad del efecto es mayor, usualmente hasta el punto en el cual hay algun efecto máximo. La enfermedad por radiaciones es un grupo de sintomas y dependiendo si la dósis es muy alta, la consecuencia es la muerte. El inicio y severidad de esto sintomas es función de la dósis. Severidad del efecto Dosis

8 LA PROBABILIDAD DE OCURRENCIA Si analizamos un caso indivudual de inducción de cancer, no sera posible establecer una relación con una irradiación, una vez que la información disponible sobre cancer devida a radiaciones es obtenida de evaluaciones estadísticas de poblaciones irradiadas. Para fines de Radioprotección se supone una relación linear de dosis Vs. La probabilidad de ocurrencia de un efecto estocastico para un intervalo normal de dosis ocupacional. No existe Umbral Puede ser reducida la Probabilidad de ocurrencia No puede ser evitado Cualquier transformación que pueda ocurrir en una célula es independiente de la célula. Probabilidad del efecto Dósis EFECTO ESTOCASTICO (PROBABILISTICO

9 Una consecuencia de esta hipotesis demuestra que las dosis son aditivas, es decir, a incrementos iguales de dosis aumenta igualmente la probabilidad de ocurrencia de un efecto, en un valor que es independiente de la dosis acumulada previamente. Se supone también que la inclinación de esta función lineal es de una recta trazada desde los puntos observados para grandes dosis y pasa por el origen en cero. El efecto de hacer pasar esta recta por el origen, significa suponer que no existe limite de dosis para aparecer un efecto, y constituye un criterio conservativo debido a la falta de información para el intervalo comprendido de pequeñas dosis. Probabilidad del efecto Dósis EFECTO ESTOCASTICO (PROBABILISTICO

10 OBJETIVOS DE LA RADIOPROTECCION EVITAR LOS EFECTOS NO ESTOCÁSTICOS. LIMITAR LA PROBABILIDAD DE LOS EFECTOS ESTOCÁSTICOS. GARANTIZAR QUE LAS ACTIVIDADES FUERAN JUSTIFICADAS. Severidad del efecto D Dosis

11 Los efectos biológicos de radiaciones Cantidad de exposición Tasa de exposición Area del cuerpo irradiado Tipo de radiación Variavilidad biológica individual

12 RADIOSENSIBILIDAD Generalmente, cuando las células se están dividiendo, son en ese momento muy radio sensibles. Radio sensibles Sangre Las paredes del intestino La piel El feto Radio resistentes Musculos Nervios Cerebro del adulto

13 Efectos Determinísticos o de Corto Plazo También son conocidos como AGUDOS o a CLINICAMENTE DETECTABLES. Estos efectos presentan las siguientes características: En primer lugar, los efectos se presentan a partir de una dosis mínima (dosis umbral) que para una exposición de cuerpo entero es aproximadamente 500 msv. En segundo lugar, la severidad o gravedad del efecto aumenta a partir de la dosis umbral. Ejemplos de efectos deterministicos son la esterilidad temporal y permanente, deterioro visual (cataratas), necrosis de piel... Uno de los objetivos genéricos de la Protección Radiológica es de evitar la ocurrencia de efectos determinísticos. IPEN-2008

14 Efectos Determinísticos Dosis Localizada en Órganos y Tejidos Tejido y efecto Exposición única en breve periodo (Gy) TESTICULOS Esterilidad temporal Esterilidad permanente OVARIOS Esterilidad permanente CRISTALINO Opacidad detectable Deterioro visual (catarata) PIEL Eritema y descamación seca Descamación húmeda Necrosis (3 semanas) 20 (4 semanas) 50 (3 semanas) IPEN-2005

15 Efectos Determinísticos Rango de Dosis Asociados con Síndromes Específicos Inducidos por Radiación y Muerte en Seres Humanos Expuestos a Dosis Agudas en todo el Cuerpo Dosis absorbida por todo el cuerpo (Gy) > 15 Principal efecto que contribuye a la muerte Daño a médula ósea Daño gastrointestinal severo Daño a sistema nervioso Tiempo hasta la muerte luego de la exposición (días) IPEN-2005

16 Efectos Estocásticos Sumario de estimados de probabilidades de efectos HEREDITARIO Efectos hereditarios severos, incluyendo enfermedades multifactoriales CANCER Cánceres fatales (total) Piel (fatal) Efectos Modos de exposición Baja dosis y baja tasa de dosis Dosis y tasa de dosis baja Dosis alta y tasa de dosis baja Probabilidad 1x10-2 Sv -1 5x10-2 Sv -1 2x10-2 Sv -1

17 Quemaduras Radiológicas Características que distinguen a las quemaduras radiológicas de las convencionales El agente causal no es visible y en la mayor parte de los casos no puede ser percibido No se evidencian en forma inmediata, salvo a muy altas dosis Puede afectar todos los tejidos de la región irradiada: piel, subcutáneo, músculo, vasos sanguíneos y huesos Evolución con períodos críticos y clínicamente silenciosos El pronóstico es función de la dosis absorbida y su distribución temporo - espacial IPEN-2005

18 PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE RADIOPROTECCION PARA EL TRABAJO CON RADIACIONES Ninguna practica debe ser adoptada a menos su introducción produzca un beneficio neto. Todas las exposiciones deben ser mantenidas tan bajo como razonablemente sea alcanzable., los factores económicos y sociales deben ser tomados en cuenta. Las dosis equivalentes no deben superar los límites recomendados.

19 PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE RADIOPROTECCION PARA EL TRABAJO CON RADIACIONES Estas tres recomendaciones se resumen en: JUSTIFICACION DE LA PRACTICA OPTIMIZACION DE PROTECCION Y SEGURIDAD LIMITACION DE DOSIS Los pricipales limites de dosis son: 1) Trabajadores adultos - 20 msv/ano 2) Individuos del publico - 1 msv/ano. ALARA

20 Principios Básicos de la Protección Radiológica JUSTIFICACION Ninguna práctica con radiaciones ionizantes debe ser autorizada si no existen evidencias de que la misma producirá, para los individuos o la sociedad, beneficios que compensen el posible detrimento que puedan generar

21 LIMITACION DE DOSIS Los límites de dosis no constituyen umbrales de seguridad, sino que definen un nivel fronterizo entre el detrimento que se considera inaceptable y un rango de detrimentos tolerables. Dentro de ese rango, las restricciones particulares que se impongan para cada práctica y la optimización de su radioprotección definirán lo que pueda considerarse un nivel aceptable. En la mayor parte de las aplicaciones de las fuentes de radiación es factible adoptar medidas para que las dosis de radiación que habrán de recibir las personas sean apreciablemente inferiores a los límites de dosis. Límite de Dosis Restricciones de dosis Optimización Inaceptable Tolerable Aceptable