Estudio del efecto biológico de las radiaciones ionizantes - CFGS Imagen Diagnóstico y Medicina Nuclear - 2023/24 PDF

CFGS Imagen para el Diagnóstico y Medicina Nuclear Tema 1. Estudio del efecto biológico de las radiaciones ionizantes. Curso 2023/24 1.1. Partes y funciones de la célula 1.2. Mecanismo de acción de las radiaciones ionizantes 1.3. In...

CFGS Imagen para el Diagnóstico y Medicina Nuclear Tema 1. Estudio del efecto biológico de las radiaciones ionizantes. Curso 2023/24 1.1. Partes y funciones de la célula 1.2. Mecanismo de acción de las radiaciones ionizantes 1.3. Interacción de la radiación a nivel molecular y celular 1.4. Lesiones a nivel celular 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas 1.6. Clasificación de los efectos biológicos de las radiaciones 1.7. Respuesta celular, sistémica y orgánica 1.8. Efectos de la radiación ionizante sobre el embrión y el feto 1.9. Síndrome de irradiación corporal total La radiobiología Estudia los efectos biológicos que las radiaciones ionizantes provocan en los seres vivos. Ha impulsado el perfeccionamiento de las especialidades en el campo de la radiología (radioterapia, medicina nuclear o la protección radiologica). La radiobiología Wilhelm Conrad Rayos X Röntgen Radiación ionizante con fines médicos Efectos biológicos Estudio  Partes y funciones 1.1. de la célula 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.1. ¿Qué es una célula? Una célula es la estructura simple, ordenada y biológica más pequeña que se conoce. Nuevas disciplinas Estudio moderno de la biología Complejidad seres vivos Nutrición, relación y reproduccion. 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.2. Tipos de células EUCARIOTAS PROCARIOTAS Organismos unicelulares y simples Núcleo (ADN) Material genético disperso Células vegetales y animales Reproducción asexual Reproducción asexual y sexual Más complejas 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Membrana celular Frontera biológica que delimita la célula y distingue su interior del exterior, separando sus actividades metabólicas de los sucesos del exterior, pero no aísla el interior de la célula. Así, puede dejar entrar ciertos nutrientes y excretar sus desechos. 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Pared celular Plantas Hongos Rigidez y resistencia 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Núcleo Células eucariotas. El mayor orgánulo de la célula Contiene el ADN. Información para que las células vivan y puedan realizar sus funciones y reproducirse. Dentro del núcleo encontramos el nucléolo. 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Citoplasma Interior de la célula Agua y otras sustancias Orgánulos 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Orgánulos Mitocondrias Energía a la célula Reserva de ATP Cada tipo de célula tiene una cantidad diferente de mitocondrias 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Orgánulos Lisosomas Digestión y aprovechamiento de nutrientes 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Orgánulos Cloroplastos Células vegetales Clorofila para llevar a cabo la fotosíntesis 1.1. Partes y funciones de la célula Partes de una célula Orgánulos Ribosomas Síntesis de proteínas Crecimiento y reproducción celular 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Orgánulos Flagelos Típico de células procariotas Células móviles 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Orgánulos RER Ribosomas adheridos Síntesis de proteínas, modificando las proteínas sintetizadas por los ribosomas que tiene ligados. 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula Orgánulos REL Carece de ribosomas Síntesis de lípidos Descomposición de carbohidratos y grasas Detoxificación de sustancias dañinas 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.3. Partes de una célula 1.1. Partes y funciones de la célula 1.1.4. Funciones de la célula Estructurales Secretoras Metabólicas Defensivas De control Reproductoras  Mecanismos de acción de las 1.2. radiaciones ionizantes 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes Radiación Emisión de energía o de partículas que producen determinados cuerpos sin que se necesite un medio conductor. Podemos clasificar las radiaciones de la siguiente forma: 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes Colisiones Cuando la radiación entra en contacto con algún elemento, transfiere parte de su energía a los átomos de este mediante repetidas colisiones aleatorias e instantáneas. La energía que se deposita tras estas colisiones en un ser vivo puede provocar multitud de lesiones a nivel biológico. Al ser al azar, puede producirse en cualquier zona. En el momento que se recibe la colisión, el organismo empieza a prepararse para intentar compensar el daño, llevando a cabo los mecanismos pertinentes. Por esto el efecto de la radiación siempre tarda un poco en aparecer. 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa física Excitación Electrones pasan de una capa interna a una más externa. Los electrones se separan de su Ionización átomo 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa física Energías bajas del fotón incidente, que transfiere toda su energía a un electrón que pertenece a un átomo y provocar que quede desligado de este. Energías superiores. Puede transferirse solo una parte de la energía del fotón, pero es suficiente para que el electrón que la haya absorbido quede liberado del átomo. La energía sobrante ocasiona la formación de un nuevo fotón con menos energía que el inicial. 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa física Fotón pasa próximo al núcleo, lo absorbe, formándose en su lugar dos partículas nuevas: un positrón y un electrón, de cargas opuestas y en sentido contrario (par electrón- positrón). Este fenómeno solo puede ocurrir para energías del fotón incidente superiores a 1,02 MeV, mínima energía que se requiere para crear un par electrón-positrón. 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva Ley de Coulomb La fuerza electroestática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. Fuerza de repulsión: Fuerza de atracción: cargas del mismo signo cargas de distinto signo 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa física 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa física Radiación de Es una radiación electromagnética producida por la desaceleración de una partícula frenado cargada de baja masa (electrones) debido al campo eléctrico producido por otra partícula con carga. El electrón frenado por la carga positiva del núcleo cambia la dirección y libera energía en forma de rayos X Un electrón de alta velocidad que viene desde el filamento entra en el átomo de tungsteno El electrón continúa hacia otro átomo con menos energía e interacciona (frenado) hasta transferir toda su energía 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa química Se produce por ionizaciones y excitaciones sobre las macromoléculas celulares (“efecto bala”). Moléculas de menor importancia y Ionización de la energía disipada moléculas únicas e insustituibles. en medios intracelulares (agua). Pueden formarse radicales libres: átomos o moléculas que lesiones contienen uno o más electrones radioinducidas desapareados. más graves 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa química Formación de Ejemplo: radiólisis radicales libres del agua IONES OH-Y H+ Variedad de reacciones RADICALES LIBRES (H y OH ) (reactividad química) 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa química No daños importantes H+ + H0- H2O Nuevos radicales libres Hº Rà Rº Los radicales libres pueden provocar una variedad de efectos y reacciones químicas cuando se multiplican, pues causan lesiones en zonas dispersas de la célula. Los efectos dependerán de la importancia de las biomoléculas celulares con las que interactúan. Si los radicales libres interactúan con el ADN surgirán mutaciones. 1.2. Mecanismos de acción de las radiaciones ionizantes 1.2.1. Etapas de la interacción de la radiación sobre la materia viva: Etapa biológica Activación de los sistemas de reparación del daño ocasionado por las radiaciones. Algunas lesiones serán reparadas, por lo que no influirán en la viabilidad celular. Muerte celular. Las secuelas biológicas de la radiación pueden aparecer a largo plazo. 1.3. Interacción de la radiación a nivel molecular y celular 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.1. ESTRUCTURA DEL ADN Ácido nucleico Formado por nucleótidos Base Azúcar Grupo fosfato nitrogenada Púricas Pirimidínicas Enlace fosfodiéster 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.1. ESTRUCTURA DEL ADN Enlaces azúcar- fosfato Doble hélice dextrógira A T Cadenas antiparalelas y complementarias C Unidas por enlaces de H G 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.1. ESTRUCTURA DEL ADN 1.3.1.1. LOS CROMOSOMAS Estructuras formadas por largas moléculas de ADN asociadas a proteínas (histonas) 50-250 millones de pares de nucleótidos 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.1. ESTRUCTURA DEL ADN 1.3.1.1. LOS CROMOSOMAS Telómeros Molécula de ADN Brazo corto Centrómero Brazo largo Cromátidas hermanas Cromosoma Solenoide Nucleosoma Espaciador Cromatina Cuentas de collar ADN El ADN no se encuentra libre en el núcleo, está empaquetado 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.2. LESIONES DEL ADN PRODUCIDAS POR RADIACIONES IONIZANTES 1.3.2.1. ROTURA DE CADENAS Rotura simple ( lesión subletal) Afecta a una de las cadenas de ADN 500-1000 roturas simples de cadena/Gy No hay muerte celular (las lesiones pueden corregirse) Exceso de lesiones - agotamiento mecanismos de reparación Enlace base nitrogenada - pentosa Enlace fosfodiéster (fosfato y desoxirribosa) 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.2. LESIONES DEL ADN PRODUCIDAS POR RADIACIONES IONIZANTES 1.3.2.1. ROTURA DE CADENAS Rotura doble (lesión letal) Afecta a las dos cadenas 40 roturas dobles/Gy Muerte celular Sitios muy cercanos tras una interacción Choque en una región ya dañada del ADN  1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.2. LESIONES DEL ADN PRODUCIDAS POR RADIACIONES IONIZANTES 1.3.2.2. ALTERACIÓN DE BASES Pérdida de una o más bases Suelen reaccionar con radicales libres y, en 800-1000 alteraciones de Pueden repararse presencia de oxígeno, bases/Gy forman hidroperóxidos La más afectada 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.2. LESIONES DEL ADN PRODUCIDAS POR RADIACIONES IONIZANTES 1.3.2.2. ALTERACIÓN DE BASES Destrucción de azúcares Poco frecuentes Intercadena, intracadena o puentes de ADN con proteínas Formación de puentes dímero Dimeros (bases contiguas) - ciclo butano Interrupción de la replicación de ADN Racimos de ionizaciones cerca de la Daño múltiple localizado molécula de ADN Varias lesiones = muerte celular 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.3. SISTEMAS DE REPARACIÓN DEL ADN Enzimas moleculares Reparan las lesiones causadas por las radiciones Eliminar o reconstituir la estructura de AND original i Mecanismos muy eficaces Muerte celular No se recupera Exceso de lesiones. Que información original - saturan los mecanismos Daños en el organismo de reparación 1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.4. EFECTOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES SOBRE LOS CROMOSOMAS Anomalías Número de Estructura cromosomas (aberraciones Poco cromosómicas) frecuentes Delecciones Anillos Dicéntricos Translocaciones  1.3. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A NIVEL MOLECULAR Y CELULAR 1.3.4. EFECTOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES SOBRE LOS CROMOSOMAS Pérdida de un fragmento (final o intersticial) Fusión de los Rotura de dos cromosomas extremos tras Cromosoma diferentes e intercambio de rotura de sus con 2 segmentos entre ambos extremos centrómeros Alteraciones importantes 1.4. LESIONES CELULARES 1.4. LESIONES CELULARES Otros constituyentes celulares también pueden ser dañados por las radiaciones ionizantes 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.1. CLASIFICACIÓN DE LAS LESIONES CELULARES Alteraciones que se originan en cualquier parte de la célula, alargamiento del ciclo celular, aceleración de procesos de diferenciación celular, cambios en las funciones celulares o muerte celular. Aberraciones cromosómicas Lesiones subcelulares 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.1. CLASIFICACIÓN DE LAS LESIONES CELULARES Teoría de la diana En la célula existen moléculas Importantes para el mantenimiento clave de la vida celular Su lesión = consecuencias importantes Para inactivar la célula basta con administras dosis 100 veces menores en el núcleo que en el citoplasma Lesiones repetidas 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.1. CLASIFICACIÓN DE LAS LESIONES CELULARES Mecanismos de muerte celular secundarios a la irradiación 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.2. RADIOSENSIBILIDAD Susceptibilidad/sensibilidad de las estructuras biológicas tras recibir radiación Estructuras Estructuras radiosensibles radiorresistentes Dosis para que se >Respuesta produzca la misma respuesta 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.2. RADIOSENSIBILIDAD Ley de Bergonié y Tribondeau Experimentos de irradiaciones sobre testículos de ratón La célula es más radiosensible cuanto mayor sea su actividad mitótica, cuanto menos diferenciada sea y que tienen por delante un ciclo vital con mayor número de divisiones  1.4. LESIONES CELULARES 1.4.2. RADIOSENSIBILIDAD Ley de Ancel y Vitemberg PERIODO DE LATENCIA Tiempo que tardan en aparecer las lesiones inducidas Estrés biológico Ciclo celular Condiciones pre y Radiosensibilidad posradiación hística Ej: actividad reproductiva  1.4. LESIONES CELULARES 1.4.2. RADIOSENSIBILIDAD Ley de Ancel y Vitemberg Ciclo celular Células más radiosensibles durante la mitosis (fase M) 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.2. RADIOSENSIBILIDAD Ley de Ancel y Vitemberg Radiosensibilidad hística Parénquima TEJIDOS Mesénquima Diferentes células con distintas actividades mitóticas y oxigenación 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.2. RADIOSENSIBILIDAD Escala de radiosensibilidad 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.2. RADIOSENSIBILIDAD Muerte celular y curvas de supervivencia Lesiones subletales Muerte celular 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTA CELULAR Tasa de Velocidad a la que se absorbe la dosis energía por unidad de masa y absorbida tiempo Gy/tiempo Factores físicos Gy = 1 J/kg Radiación que se va LET perdiendo a medida (transferencia lineal de que esta transpasa la energía) materia KeV/Micra 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTA CELULAR Alta LET =Efecto LET superior (transferencia lineal de Factores físicos energía) Baja LET = Efecto EFICACIA BIOLÓGICA inferior RELATIVA (RBE) Daño producido por una radiación de una LET determinada y fotones 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTA CELULAR Radiosensibilizadores Sustancias que aumentan la potencia de los radicales libres, aumentando la sensibilidad del elemento biológico Factores químicos OXÍGENO Radioprotectores Disminuyen los Radioprotectores efectos de la Adaptógenos radiación al reducir el potencial de los radicales libres Absorbentes 1.4. LESIONES CELULARES 1.4.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTA CELULAR Radiosensibilizadores Más eficaz en radiaciones de bajo LET (Rayos X y Gamma) OXÍGENO Pierde eficacia en las de alto LET (partículas alfa y neutrones)  1.4. LESIONES CELULARES 1.4.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTA CELULAR Ciclo celular Depende de la etapa del ciclo celular S G1 y M (Más Factores (Más radiosensible) radiorresistente) biológicos El reposo proliferativo la mejor etapa para que tengan lugar las Mecanismos de reparaciones de daños reparación considerables Daños subletales (se acumulan), Fallos = pero se reparan con mayor MUTACIONES frecuencia  Efectos biológicos radioinducidos. 1.5. Efectos deterministas. 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.1. Respuesta del organismo a la radiación: etapas 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.2. Efectos deterministas (no estocásticos) Inmediatamente tras la irradiación o tras un breve periodo de Exposición a dosis altas de irradiación tiempo Morirán un número elevado de células Dosis umbrales de radiación Dosis debajo del umbral = número pequeño de células afectadas 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.1. Efectos deterministas (no estocásticos) 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos Tras dosis de radiación bajas y Gravedad moderadas No proporcional a la dosis recibida. Aparición a medio o largo plazo Depende de diversos factores como el tipo de célula. Mutaciones Somáticos: célula somática irradiada. Surge el efecto en el individuo expuesto. Hereditarios: células germinales. El efecto aparecerá en la descendencia del individuo expuesto. 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos somáticos: desarrollo de cáncer Sucesos independientes, pero a Proceso Modelo multietapa la vez desarrollados entre sí. carcinogénico Etapa más compleja Mutaciones de uno o Células cada vez Factores ambientales y más genes encargados Promotores incitan celulares de la división y más malignas la proliferación de Células preneoplásicas más diferenciación celular. (acumulación de células iniciadas y agresivas, invasivas y No existe una dosis mutaciones convertidas cromosómicas). metastásicas umbral (aumento células Pude aparecer con una mutadas) sola exposición 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos somáticos: desarrollo de cáncer 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos hereditarios Las células germinales sufren mutaciones en su ADN tras exposición a la radiación Efectos en la descendencia 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos hereditarios Autosómicas dominantes Mendelianas Mutación de un único gen Cromosoma X Autosómicas recesivas Autosomas Ligada al cromosoma X 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos hereditarios Mendelianas Autosómicas dominantes A a a a F1 x Solo se necesita una copia mutada del gen para que la persona resulte afectada A a a F2 a A Aa a aa Mitad de la descendencia afectada 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos hereditarios Mendelianas A a A a Autosómicas recesiva F1 x Se necesitan dos copias del gen mutado para que la persona resulte afectada. A a A a Es necesario que ambos progenitores sean heterocigotos. La probabilidad de que tengan un hijo afectado es del 25%. F2 a A A AA Aa a Aa aa 1.5. Efectos biológicos radioinducidos. Efectos deterministas y estocásticos. 1.5.3. Efectos estocásticos hereditarios Ligada al cromosoma X x XD X d XD Y Madre Padre no portadora afectado XD X D XD Xd XD Y Xd Y Hija no Hija Hijo no Hijo afectado afectada portadora afectado 1.5. Efectos estocásticos Hereditarios Cromosómicas Alteraciones de los cromosomas Factores ambientales y genéticos Multifactoriales Enfermedades crónicas en adultos Anomalías congénitas  Clasificación de los 1.6. efectos biológicos de las radiaciones 1.6. Clasificación de los efectos biológicos de las radiaciones Inmediatos Genéticos Células germinales Efectos en la descendencia Tardíos Efectos biológicos Células somáticas Efectos a lo largo de la vida Somáticos  Respuesta celular, 1.7. sistémica y orgánica 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica Los mecanismos de reparación podrán aparecer o no Los tejidos están capacitados para asumir carencias celulares sin presentar deterioro alguno. Reparación tisular puede resultar muy complicada dependiendo del tipo de daño. 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.1. Respuesta tisular Aquella que se lleva a cabo para subsanar el daño producido en los tejidos. Mecanismos reguladores: permiten que se conserve el número de células y la organización celular. 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.1.1. Respuesta tisular: tejido de organización jerárquica Compartimento de células madre Pequeño número de células cuya proliferación es lenta y con capacidad de responder mediante feedback Tejidos de organización Compartimento proliferativo jerárquica Células con proliferación rápida y diferenciación Formados por diversos compartimentos celulares independientes Compartimento de células No es proliferativo maduras/funcional 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica Respuesta tisular: tejido de organización jerárquica Cuando un tejido es irradiado, todos los compartimentos sufren las consecuencias, pero con distintos efectos cada uno. Compartimento de Disminución células madre Proliferación lenta Compartimento Muerte celular Entremezclados proliferativo Reposición: alta proliferación Compartimento de Radiorresistentes células No se dividen maduras/funcional 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.1.2. Respuesta tisular: tejido de organización no jerárquica No compartimentales o monocompartimentales Células maduras de proliferación lenta Hepatocitos Ante la demanda: compartimento rápidamente proliferativo y mecanismos de regulación Dosis de radiación producen lesiones solo en las células en mitosis (muerte mitótica) Depleción lenta 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.1.2. Respuesta tisular: tejido de organización no jerárquica 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.1.3. Reacciones 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.2. Respuesta orgánica Subunidades funcionales Órganos en serie Órganos en paralelo Subunidades conectadas Lesión en una subunidad una detrás de otra no da lugar a fallo Si una de las subunidades orgánico queda inactiva, el órgano Si aparecen muchas deja de funcionar lesiones el órgano empieza correctamente a fallar 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.2. Respuesta orgánica Dosis de tolerancia Aquellas que para un órgano concreto tienen una probabilidad de mostrar toxicidad en un espacio de tiempo 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.3. Respuesta sistémica De todo el organismo a la radiación (de cada uno de los órganos y sistemas) La respuesta global del organismo = la del órgano o sistema más radiosensible Efectos: Vida media de las células de cada órgano Tiempo de duplicación Rdiosensibilidad 1.7. Respuesta celular sistémica y orgánica 1.7.3. Respuesta sistémica Fase desarrollo embrionario Células que van perdiendo su Células más radiorrsistentes pluripotencialidad Células pluripotenciales y muy indeferenciadas Células que se van diferenciando Muy sensibles Radiación corporal total  Efecto de la radiación ionizante 1.8. sobre el embrión y el feto 1.8. Efecto de la radiación ionizante sobre el embrión y el feto Ley de Bergonie y Tribondeau Radiosensibilidad celular: Directamente proporcional al índice mitótico. Inversamente proporcional a su diferenciación. Mayor riesgo en el primer trimestre 1.8. Efecto de la radiación ionizante sobre el embrión y el feto Fase de preimplantación (0-10 días) Irradiación: muerte prenatal. Dosis muy bajas: dosis umbral de 0,1-0,2 Gy Células muy indiferenciadas: el organismo puede recuperarse totalmente sin secuelas si el déficit celular que se produce tras la irradiación es muy bajo. 1.8. Efecto de la radiación ionizante sobre el embrión y el feto Fase de organogénesis (10 días – 6 semanas) Diferenciación del feto: malformaciones y carcinogénesis. Malformación: efecto determinista, con una dosis umbral no conocida todavía con exactitud. Entre las semanas 4 y 20, La gravedad de las malformaciones va malformaciones somáticas graves, disminuyendo según avanza la gestación retraso de crecimiento o microcefalia. Carcinogénesis (efecto estocástico) sin dosis umbral y que aumenta a medida que se incrementa la dosis. 1.8. Efecto de la radiación ionizante sobre el embrión y el feto Desarrollo fetal (6 semanas-9 meses) Crecimiento y diferenciación del feto. Retraso de crecimiento y malformaciones, sobre todo en el sistema nervioso central. SNC: recibe más lesiones durante las semanas 8 a 25 (la fase fetal precoz).  Síndrome de 1.9. irradiación corporal total 1.9. Síndrome de irradiación corporal total Todos los signos clínicos que aparecen tras la exposición de todo el organismo, o gran parte, a niveles altos de radiación durante un corto periodo de tiempo. Enfermedad Fase prodrómica Fase de latencia manifiesta Algunos signos y No ocurre nada Todos los signos y síntomas síntomas típicos de la dosis recibida TRES GRANDES SÍNDROMES 1.9. Síndrome de irradiación corporal total Síndrome de médula ósea 10 Gy Elevada mortalidad Posibilidad de supervivencia con donante de médula ósea 1.9. Síndrome de irradiación corporal total Síndrome de médula ósea 1.9. Síndrome de irradiación corporal total Síndrome gastrointestinal 10 -20 Gy Infecciones, deshidratación, hemorragias, etc. 1.9. Síndrome de irradiación corporal total Síndrome del SNC 100 -150 Gy Muerte (edema cerebral y lesiones vasculares)