Los acontecimientos geopolíticos han sacado a la luz temores que creíamos de otra época. El contexto ucraniano nos recuerda que el riesgo de irradiación accidental, causado por la explosión a una bomba atómica o un accidente en una central nuclear, no es despreciable.
Sea cual sea la fuente de radiación, la aparición y la gravedad de sus efectos obedecen a un principio fundamental: cuanto mayor sea la energía absorbida por nuestras células, mayor será el efecto biológico y más tempranas y graves serán las consecuencias clínicas.
Esto es válido tanto para la irradiación externa (cuando la fuente de radiación está fuera del cuerpo) como para la interna (la fuente de radiación está dentro del cuerpo tras la ingestión o inhalación de material radiactivo). La cantidad de energía recibida se denomina dosis absorbida y conocer la relación entre esta y su efecto biológico y clínico es la principal tarea de los radiobiólogos.
Este principio tiene dos corolarios: debemos conocer bien tanto la dosis como los posibles efectos.
Conocer la dosis de radiación
En el caso de una irradiación accidental, la exposición a la radiación del cuerpo humano rara vez es homogénea y nunca se mide directamente. Por ello, su reconstrucción a posteriori suele ser compleja y exige enfoques combinados.
Requiere tanto simulaciones que tengan en cuenta la trayectoria de la radiación y los materiales que atraviesa, como mediciones en muestras biológicas (aberraciones cromosómicas en los linfocitos de la sangre, cambios radioquímicos en el esmalte dental, etc.).
La dosis absorbida en nuestro cuerpo se expresa en grays (Gy) o julios por kilogramo de tejido (J/kg). He aquí algunos órdenes de magnitud para nuestra especie:
0,2 mGy: dosis media diaria recibida por un astronauta en una misión
2 mGy: dosis media en las mamas durante una mamografía.
20-40 mGy: dosis en el órgano durante un TAC.
100-200 mGy (en todo el cuerpo): dosis por encima de la cual el riesgo de cáncer inducido por la radiación es significativo.
2 Gy: dosis tumoral aplicada en una sesión de radioterapia contra el cáncer.
4,5 Gy (en todo el cuerpo): dosis letal para el 50 % de los individuos
12 Gy (en todo el cuerpo): dosis que provoca la muerte rápida
Sin embargo, las cosas no son tan sencillas, ya que no existe un único tipo de irradiación. Dependiendo de la situación y el material radiactivo, se emiten distintos tipos de radiación: rayos X, rayos alfa (emisión de un núcleo de helio), rayos beta (emisión de un electrón), emisión de protones o neutrones, etc.
Y todas estas radiaciones no producen necesariamente los mismos efectos biológicos para la misma dosis absorbida.
Teniendo en cuenta estas diferencias, la naturaleza de cada tejido y la superficie afectada, se obtiene la dosis efectiva, que permite combinar distintas irradiaciones. Esta es la variable que ha utilizado la Comisión Internacional de Protección Radiológica para calcular el riesgo de exposición a la radiación a partir de todas las observaciones epidemiológicas, incluidas las de los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki.
Los efectos biológicos de la radiación
Saber la dosis de radiactividad recibida no es suficiente: la dosis efectiva solo proporciona información sobre un riesgo global (una probabilidad de ocurrencia), pero no permite conocer la naturaleza de las consecuencias para un individuo determinado. Para evaluarlo, es necesario conocer los distintos efectos inducidos por la radiación.
La energía absorbida por nuestro cuerpo después de la irradiación es absorbida primero por el agua (el principal constituyente de nuestras células) a través de reacciones químicas llamadas radiólisis. Esto da lugar a un estrés oxidativo, ya que el peróxido de hidrógeno producido unos milisegundos después de la irradiación puede romper el ADN contenido en el núcleo celular.
El destino de las roturas del ADN (reparadas, no reparadas o mal reparadas) condiciona la respuesta a nivel celular, luego a nivel tisular y luego a nivel clínico a través de una sucesión de reacciones que pueden extenderse desde el primer minuto hasta varios años después de la irradiación.
Existen tres consecuencias clínicas principales de la irradiación:
Las llamadas reacciones de radiosensibilidad o radiotoxicidad: provocan una disfunción tisular u orgánica a menudo asociada a la inflamación. Las más conocidas son las radiodermitis, lesiones cutáneas que aparecen rápidamente tras la exposición. Se trata, por ejemplo, de las quemaduras de los pioneros de la radiación. Se producen por la muerte de las células de los órganos o tejidos irradiados, causada a su vez por roturas del ADN no reparadas. Dependiendo de la dosis recibida, van desde el simple enrojecimiento hasta la necrosis e, incluso, la muerte.
Reacciones de radiosusceptibilidad: son cánceres inducidos por la radiación, causados por la transformación celular, a su vez causada por roturas de ADN mal reparadas.
Las llamadas reacciones de radiodegeneración: son las consecuencias de un envejecimiento celular acelerado, provocado por lesiones del ADN que son toleradas por las células y que se acumulan en ellas antes de provocar su muerte a largo plazo. Este es el caso, sobre todo, de las cataratas.
La gravedad y la aparición de estos tres tipos de reacciones inducidas por la radiación dependen en gran medida de la dosis de radiación absorbida. En particular, cuanto mayor sea la dosis, mayor será la probabilidad de muerte celular. Esto se aplica de forma controlada durante la radioterapia.
Los cánceres inducidos por la radiación son más propensos a producirse después de dosis bajas y repetidas de radiación. El envejecimiento de un tejido, de expresión tardía, está ligado a su transformación progresiva, por ejemplo, el cristalino (catarata) y el corazón y los vasos sanguíneos. Sin embargo, tras una irradiación accidental, las reacciones de sensibilidad y los cánceres inducidos por la radiación se consideran los efectos clínicos más graves.
¿Quiénes tienen un mayor riesgo?
Además de esta dependencia de la dosis, hay individuos que son más radiosensibles o radiosusceptibles que otros. Pueden sufrir los mismos efectos pero antes y con menores dosis de radiación.
Por ejemplo, los individuos con mutaciones en los genes de reparación del ADN muestran una mayor morbilidad y mortalidad cuando se exponen a la radiación. Asimismo, los portadores de mutaciones en genes de predisposición al cáncer tienen un mayor riesgo de desarrollar cánceres inducidos por la radiación.
Conociendo la dosis, una de las prioridades tras la irradiación de varios individuos es, por tanto, identificar los individuos potencialmente radiosensibles y radiosusceptibles.
Contrariamente a lo que suele pensarse, el riesgo inducido por la radiación no depende sistemáticamente de la edad o el sexo, aunque estos factores sean importantes. Se pueden definir tres grupos principales de individuos:
Los individuos más hipersensibles y susceptibles, que representan menos del 1 % de la población. Se trata de niños con enfermedades genéticas muy raras cuyos síntomas están bien descritos y cuya esperanza de vida se limita a unos 20 años.
Al menos el 80 % de la población tiene una respuesta normal a la exposición a la radiación.
Entre el 5 y el 20 % de la población tiene una respuesta patológica a la radiación, de intensidad intermedia, con un rango entre lo ligeramente anormal y lo muy patológico.
Se trata, por ejemplo, de mujeres con dermatitis persistente tras la radioterapia por cáncer de mama u hombres con rectitis de larga duración tras la radioterapia por cáncer de próstata. También las personas con predisposición familiar al cáncer de mama (portadoras de una mutación conocida o desconocida) pueden tener un mayor riesgo de desarrollarlo debido a la radiación.
Obsérvese, además, que si omitimos el riesgo de cánceres de mama, que es muy específico de las mujeres, los hombres y las mujeres tienen aproximadamente el mismo riesgo de tener cánceres espontáneos e inducidos por la radiación.
Por último, insistimos en el hecho de que los niños, salvo en el caso de las enfermedades genéticas definidas anteriormente y de los cánceres de tiroides, no tienen necesariamente un mayor riesgo de padecer cáncer que los adultos. Sin embargo, se observa que las personas irradiadas a una edad temprana tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer que las que fueron irradiadas de adultas. Esto se debe a que el cáncer tarda varios años en formarse: un adulto expuesto a la radiación no tiene necesariamente “tiempo” para desarrollar un cáncer.