Aspectos Médicos de los Efectos de la Radioactividad

1. Aspectos Médicos de los Efectos de la Radioactividad ME Mateos González Unidad de Oncología Pediátrica UGC de Pediatría Hospital Universitario Reina Sofía, Córdoba

2. La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiación Radiaciones ionizantes son aquellas radiaciones con energía suficiente para ionizar la materia, extrayendo los electrones ligados al átomo La radiactividad se aprovecha para la obtención de energía nuclear, se usa en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales ISOTOPOS RADIOACTIVOS NATURALES Uranio 235U y 238U Torio 234Th y 232Th Radio 226Ra y 228Ra Carbono14C Tritio 3H Radón 222Rn Potasio 40K Polonio 210Po ISOTOPOS RADIOACTIVOS ARTIFICIALES Plutonio 239Pu y 241Pu Curio 242Cm y 244Cm Americio 241Am Cesio 134Cs, 135Cs y 137Cs Yodo 129I, 131I y 133I Antimonio 125Sb Rutenio 106Ru Estroncio 90Sr Criptón85Kr y 89Kr Selenio 75Se Cobalto 60Co Definición

3. La radiobiología estudia los fenómenos que suceden una vez que el tejido vivo ha absorbido la energía depositada por las radiaciones ionizantes • La interacción de la radiación con la materia viva es: • probabilística • no siempre se produce lesión • la probabilidad del efecto aumenta a medida que aumenta la dosis • no selectiva • la lesión que se produce no es específica y la pueden producir otras causas • su efecto biológico puede aparecer inmediatamente o a largo plazo • La acción de las radiaciones ionizantes es siempre lesiva (daño celular) , aunque a veces sea una acción perseguida (radioterapia) Definición

4. Efecto determinista • Es aquel en que la interacción de las radiaciones ionizantes provoca un daño seguro a partir de una dosis umbral • efecto lineal • puede ser letal • se afectan muchas células • tiempo de latencia: inmediato o tardío • efecto somático • opacidad en el cristalino y lesiones cutáneas por radionecrosis Radiaciones ionizantes

5. Efectos estocásticos o aleatorios • Son aquellos en que aumenta la probabilidad de que ocurra el efecto en función de la dosis absorbida (no dosis umbral) • es independiente de la dosis pero un incremento de la dosis supone un aumento de la probabilidad de que ocurra pero no un aumento de la gravedad del daño en si • efecto subletal • se afecta una sola célula o unas pocas células • tiempo de latencia: tardío • 2-10 años para las leucemias • > 10 años para el resto de tumores sólidos • efecto somático o hereditario • cánceres (cáncer de pulmón, osteosarcoma, carcinoma basocelular, leucemias: mielógena aguda y crónica y linfoblástica aguda) • malformaciones en la descendencia Radiaciones ionizantes

6. ¿Qué factores de la radioactividad significan un riesgo para la salud? • Los principales parámetros para valorar el riesgo ante una radiación son: • dosis • tiempo de exposición • materiales radiactivos emitidos • distancia • sensibilidad Factores de riesgo Escala Internacional de Eventos Nucleares

7. Nivel 0 INES: desviación • Ninguna importancia para la seguridad • Ejemplo: Problema en la central nuclear de Atucha, (Argentina): Parada del reactor debido al aumento de tritio en el compartimiento del reactor • Nivel 1 INES: anomalía • Impacto en la defensa en profundidad • Exposición mayor a los límites legales anuales de un miembro del público, problemas menores con elementos y componentes de seguridad con la defensa en profundidad restante y robo o pérdida de una fuente de radiactividad de baja intensidad • Ejemplo: Incidente en la central nuclear de Gravelines (Francia) • Nivel 2 INES: incidente • Daños en los obstáculos radiológicos y el control • Nivel de radiación en una zona operativa de más de 50 mSv/h y contaminación significativa dentro de la instalación no preparada en el diseño • Impacto en la defensa en profundidad • Ejemplo: Incidente en la central nuclear de Ascó (España) • Nivel 3 INES: incidente grave • Impacto en las personas y el medio ambiente • Exposición de 10 o más veces al límite legal anual para los trabajadores y efectos no letales producidos por la radiación • Daños en los obstáculos radiológicos y el control • Exposición de más de 1 Sv/h en una zona de trabajo • Ejemplo: Incidente de la central nuclear de Vandellós (España) • Nivel 4 INES: accidente con consecuencias locales • Impacto sobre las personas o el medio ambiente • Liberación menor de material radiactivo que puede requerir, aunque de forma poco probable, la aplicación de medidas de contraposición • Al menos una muerte por radiación • Ejemplo: Accidente en el reactor experimental SL-1 (Estados Unidos) • Daños en los obstáculos radiológicos y el control • Combustible fundido o dañado y liberación de cantidades significativas de radiación con probabilidad de exposición pública • Ejemplos: Accidente nuclear del reactor RA-2 (Argentina), Accidentes de Tokaimura (Japón) • Nivel 5 INES: accidente con consecuencias amplias • Impacto sobre las personas o el medioambiente • Liberación limitada de material radiactivo que puede requerir la aplicación de medidas de contraposición • Varias muertes por radiación • Ejemplos: Incendio de Windscale (Reino Unido), accidente radiológico de Goiânia (Brasil) • Daños en los obstáculos radiológicos y el control • Se producen graves daños al núcleo del reactor y se produce la liberación de material radiactivo en una instalación que genera riesgos de exposición pública que podría derivarse de un accidente crítico o el fuego • Ejemplo: Accidente de Three Mile Island (Estados Unidos) • Nivel 6 INES: accidente serio • Impacto sobre las personas y el medio ambiente • Se produce la liberación de material radiactivo que requiere una probable aplicación de medidas de contraposición • Ejemplo: Desastre de Kyshtym (Unión Soviética) • Nivel 7 INES: accidente mayor • Impacto en las personas y el medio ambiente • Se produce una liberación superior de material radiactivo que pone en riesgo la salud general y el medio ambiente y requiere la aplicación de medidas de contraposición • Ejemplos: Accidente de Chernóbil (Unión Soviética), Accidente de Fukushima (Japón) Escala Internacional de Eventos Nucleares

8. Las dosis de radiación se miden en sievert (Sv), grays (1 Sv equivale a 1 Gy) o en rem (100 rem equivalen a 1 sievert) • cuánto mayor es esta dosis, mayor es la probabilidad de enfermar o morir como consecuencia de la radiación • Todos estamos continuamente expuestos a radiación • en un mes recibimos de media una dosis de 0,3 milisieverts (mSV) ó 0,03 rem • cuando nos hacemos una radiografía torácica, por ejemplo, estamos recibiendo una radiación media de 0,1 mSv • riesgo de muerte por millón y año por hacerse una placa de tórax (inducción de cáncer) equivale al de vivir en Denver durante 2 meses (cáncer por radiación cósmica) Factores de riesgo. Dosis

9. Aunque cifras relativamente bajas pueden ocasionar cáncer y otras enfermedades, los efectos nocivos de las radiaciones ionizantes en el ser humano comienzan a evidenciarse con exposiciones a partir de 1 gray (1000 mSv) • Hay muy pocas personas que hayan sobrevivido a > 10 grays de radiación ionizante • entre estas, se encuentran algunos liquidadores de Chernóbil, que resultaron expuestos de manera fraccionada • en Hiroshima, algunas personas situadas a 21 kilómetros de la explosión recibieron 12 grays; todas murieron • Por ello, se considera esta cifra de 10 grays en una sola exposición como el límite de resistencia para los seres humanos • La terapia de radiación para tumores por lo general involucra varias dosis de entre 1-7 Gy por fracción de tratamiento, pero son dosis totalmente controladas y dirigidas a regiones u órganos específicos del paciente Factores de riesgo. Dosis

10. < 1000 mSv efectos pasajeros no severos • A partir de los 1.000 mSv comienzan a aparecer los primeros y principales síntomas como consecuencia del envenenamiento por radiación (Síndrome de Irradiación Aguda): malestar, quemaduras en la piel, síndrome de médula ósea, problemas respiratorios, diarrea, fiebre, náuseas o vómitos y alopecia • 2500-3000 mSv mueren 50% de los individuos expuestos en los 30 días siguientes a la exposición (dosis letal porcentual DL50/30) • Con 5.000 mSv todas las personas se encuentran afectadas por los síntomas y signos anteriores • Con 8.000 mSv se intensifican las manifestaciones clínicas y pueden aparecer hemorragias e infecciones • 10.000 mSv se produce la muerte en días o semanas • 100.000 mSv: muerte inmediata, máximo 24-48 horas: fallo cerebral y cardiovascular (Síndrome Cerebrovascular) Factores de riesgo. Dosis

11. Tiempo de supervivencia en función de la dosis t • 1. Síndrome de médula ósea • 2. Síndrome gastrointestinal • 3. Síndrome neurológico 1 2 3 Gy 1 10 100 DL100% Factores de riesgo. Dosis

12. A los efectos directos sobre la salud hay que tener en cuenta también el efecto indirecto y a largo plazo sobre el aumento de la frecuencia de cánceres como consecuencia del daño genético • Este aumento de la frecuencia de cáncer es probabilístico, a mayor dosis de radiación recibida, mayor riesgo de padecer cáncer • el riesgo de desarrollar cáncer se incrementa 1-2 % para exposiciones > 100 mSv • con una exposición de 1.000 mSv existe un incremento del 5% del riesgo de padecer cáncer años después en la población expuesta • si la exposición se eleva a 3.000 mSv existirá un incremento del riesgo de cáncer del 42% Factores de riesgo. Dosis

13. Recomendaciones de la ICRP (International Commission on Radiological Protection) • la población en general no debe ser expuesta a radiación > 1 mSv anual • los trabajadores en áreas específicas de riesgo, no deben ser sometidos a dosis > 50 mSv/año • se limita las dosis aceptable para los trabajadores de centrales nucleares a 100 mSv/5 años Factores de riesgo. Dosis

14. Una exposición continuada a una radiación cuya dosis es baja también puede ocasionar daños importantes para la salud • El cuerpo humano tolera mejor dosis bajas repartidas en el tiempo que una dosis alta en un momento puntual • las estrategias celulares para reparar el daño en este último caso se ven desbordadas • si la dosis de radiación es pequeña, las células (por si mismas) son capaces de reparar el daño causado o de reemplazar las células muertas como consecuencia de la radiación • si la dosis es elevada, se produce la destrucción de un gran número de células y/o la inducción de cánceres como consecuencia de daños irreversibles en el ADN (mutaciones) que no han podido ser reparados Factores de riesgo. Tiempo

15. No todas las radiaciones tienen la misma nocividad • se multiplica cada tipo de radiación absorbida por un coeficiente de ponderación para tener en cuenta las diferencias • dosis equivalente: se mide en sieverts (Sv), ya que el becquerel, empleado para medir la peligrosidad de un elemento, erróneamente considera idénticos los tres tipos de radiaciones (alfa, beta y gamma) • la radiación alfa o beta es relativamente poco peligrosa fuera del cuerpo pero es peligrosa cuando se inhala • las radiaciones gamma son siempre dañinas, puesto que se neutralizan con dificultad Factores de riesgo. Tipos de radiación

16. Tipos de radiación ionizante • Partículas alfa: son partículas relativamente pesadas que no pueden penetrar la piel humana o la ropa; sin embargo son dañinas si entran al cuerpo de otra forma • Radiación beta: puede provocar daños en la piel e internamente • Radiación gamma y rayos X: pueden dañar tejidos y son los más peligrosos para los seres humanos • atraviesan sin dificultad los tejidos e impactan en el ADN de las células, produciendo mutaciones celulares, dando lugar a diversos tipos de cáncer • Radiación neutrónica: es la emisión de neutrones en procesos nucleares Factores de riesgo. Tipos de radiación Capacidad de penetración en materiales de los distintos tipos de radioactividad

17. Los materiales radiactivos son peligrosos porque, al ser miméticos de ciertas sustancias químicas estables (o no radioactivas), pueden ingresar fácilmente en los organismos y "ascender" por las cadenas alimentarias e incluso acumularse biológicamente • esto sucede con el estroncio 90, que por ser mimético del calcio se acumula en los huesos, y con el cesio 137, que por ser mimético del potasio tienda a depositarse en los músculos • Los rayos y partículas también pueden modificar el código genético, alterando la química de las células y el funcionamiento de los tejidos, cambios que no se transmiten hereditariamente excepto si se producen en el ADN de células sexuales y estas células intervienen luego en procesos reproductivos • Los materiales radiactivos también pueden actuar en base a su toxicidad, como el plutonio 239, otro producto de fisión presente en el combustible nuclear agotado, que emite partículas alfa (particularmente activas en los pulmones de quienes lo inhalan) y tiene una vida media de 24.390 años Factores de riesgo. Materiales radioactivos

18. La ley de la radiosensibilidad (ley de Bergonié y Tribondeau, postulada en 1906) dice que los tejidos y órganos más sensibles a las radiaciones son: • los menos diferenciados • los que exhiben alta actividad mitótica Factores de riesgo. Radiosensibilidad

19. Tejidos altamente radiosensibles: • epitelio intestinal (5 Gy): más sensible el intestino delgado: náuseas, vómitos y diarrea • órganos reproductivos (2,5-5 Gy): lo más sensible son las espermatogonias. Esterilidad parcial o total por daños ocasionados en las células precursoras de los óvulos y espermatozoides, así como también abortos o malformaciones en el feto • sistema hematopoyético (stem cell y linfocitos) (1-10 Gy): disminuye la formación de células circulantes: hemorragia, infecciones y anemia • glándula tiroides: cáncer papilar • Tejidos medianamente radiosensibles: • tejido conectivo (10-20 Gy): capa epidérmica basal: pérdida del recambio normal de la epidermis: eritema, depilación, pigmentación, radiodermitis • Tejidos poco radiosensibles: • sistema nervioso central (20-40 Gy): meningoencefalitis, mielitis, crisis epilépticas, ataxia, edema cerebral y coma (secundario a afectación vascular) • hueso (en época de crecimiento es más radiosensible: detención del crecimiento, tumores) Factores de riesgo. Radiosensibilidad

20. Efectos sobre el embrión y el feto • Letales • sobre todo en etapa preimplantación • Anomalías congénitas • durante organogénesis • irradiación intraútero, no heredado • Heredado • mutación transmitida por los progenitores Factores de riesgo. Radiosensibilidad. Población de riesgo

21. Los niños son más sensibles a los factores medioambientales constituyendo el grupo más vulnerable de la población a la exposición a la radiactividadDebe considerarse la siguiente cohorte de niños para su seguimiento a largo plazo • Niños que habitan en territorios contaminados por la radiactividad • Niños evacuados de las zonas de control estricto y zonas de realojamiento obligatorio • Niños expuestos intraútero a las radiaciones • Niños nacidos a liquidadores del accidente (personal civil y militar que participó en las tareas de emergencia y limpieza de la zona vecina a la central), residentes en la zona contaminada, personas evacuadas y realojadas • Niños afectados por el yodo radiactivo emitido por el accidente Factores de riesgo. Radiosensibilidad. Población de riesgo

22. Recomendaciones ante una exposición • Para minimizar el riesgo lo primero es evacuar a la población • Mientras, deberá permanecer aislada en su domicilio sin encender AA ni consumir productos de zonas afectadas • La glándula tiroides, para producir la hormona tiroxina, necesita captar yodo. Este yodo lo adquirimos normalmente a través de los alimentos • Debido a que uno de los elementos liberados en la central nuclear es yodo radiactivo, existe la probabilidad de que las personas lo incorporen a su tiroides a través de alimentos contaminados/inhalación • se recomiendan la ingesta de pastillas de yodo, porque así se satura la glándula tiroides de este elemento y ya no capta más yodo durante semanas (reduciendo el riesgo de captación de yodo radiactivo en tiroides y, por tanto, el riesgo de cáncer asociado) • otras opciones: colorante azul de Prusia y el químico dietilentriamina pentaacético • esta medida no protege frente a la exposición externa a la radiación • Las recomendaciones como lavarse con minuciosidad y desechar la ropa después de salir al exterior se hacen para eliminar las partículas radiactivas en suspensión en la atmósfera que hayan podido depositarse en la ropa o la piel • En el caso de síndrome hematopoyético, tratamiento con G-CSF Ante una exposición

23. ¿Las personas expuestas a radiación pueden transmitir la radiación a otras personas? • Las personas que han estado expuestas a radiación no transmiten la radiación a otras personas • Ahora bien, si esa persona ha incorporado a su cuerpo partículas radiactivas o las tiene sobre su piel o ropas (se ha contaminado radiactivamente) éstas seguirán emitiendo radiación que si pueden afectar a las personas con las que tenga contacto o estén próximas (especialmente a niños y embarazadas) Ante una exposición

24. Entre los niños y adolescentes nacidos después del accidente de Chernóbil la incidencia del cáncer de tiroides ha sido similar a la incidencia pre accidente y no difiere significativamente del resto de los países europeos; sin embargo en otros estudios, si se ha observado un incremento de su incidencia • La patología no neoplásica tiroidea como la tiroiditis autoinmune y el hipotiroidismo se observa con mayor frecuencia entre niños que vivían en zonas contaminadas por la radiactividad • La población de estas zonas padece bocio endémico debido al déficit de yodo de la dieta. Este déficit, aparte de las consecuencias negativas para el cociente intelectual, incrementa el riego de absorción de yodo radiactivo por la glándula tiroides, principalmente a través del consumo de leche contaminada Patología asociada . Chernóbil

25. También se ha observado un incremento de patología inmune, endocrina y del sistema nervioso en estos niños • No hay datos de una mayor incidencia de leucemia en niños nacidos posteriormente al accidente de Chernóbil ni de tumores óseos • La primera generación de personas irradiadas que habitan en zonas contaminadas por la radiactividad tienen un riesgo incrementado de descendencia con enfermedades congénitas • Se han observado las siguientes diferencias entre los territorios afectados por la radiactividad y aquellos exentos de la misma: • bajas tasas de natalidad • tasa relativamente alta de pérdidas prenatales y de mortalidad infantil en especial por malformaciones congénitas • incremento de la morbilidad de enfermedades somáticas Patología asociada. Chernóbil

26. El empeoramiento del estado de salud de los niños afectados está causado tanto por factores relacionados directamente con la radiación como por factores relacionados de manera indirecta con la misma • empeoramiento de la calidad de vida debido a la crisis socioeconómica y cultural en los países afectados • la estructura social y la economía de estas zonas se ve seriamente afectada contribuyendo a un incremento de la pobreza • la deficiencia dietética de productos lácteos y carnes, fruta y vegetales es frecuente entre los niños. El aporte de proteínas, vitaminas, macro y microelementos es solo del 50 al 60% de las necesidades diarias recomendadas • percepción de riesgo, aparte del riesgo en si Patología asociada. Chernóbil

27. Accidentes nucleares. Nivel de radiactividad 1986

28. Accidentes nucleares. Nivel de radiactividad 2011

29. Valores de radiación ambiental en España http://www.csn.es La "radiación de fondo" en un día oscila entre los 0,08 μSv/h del País Vasco hasta los 0,19 μSv/h de Pontevedra, debido a su diferente configuración geológica. Nivel de radiactividad

30. Muchas gracias por su atención