Radiosensibilidad celular y efectos de la radiación ionizante en células

Resumen

El documento describe cómo la radiación ionizante afecta a cromosomas, núcleo, citoplasma y otros orgánulos celulares. Explica el concepto de radiosensibilidad según la fase del ciclo celular y el tipo de tejido, y enumera los factores físicos, químicos y biológicos que atenúan o potencian la respuesta a la radiación.

Puntos clave

Las aberraciones cromosómicas se producen por deleción, inversión y traslocación de genes.
El citoplasma tolera más dosis que el núcleo, y la síntesis de ARN es menos sensible que la de ADN.
La radiosensibilidad es mayor en células inmaduras que se dividen frecuentemente, según la ley de Bergonie y Tribondeau.
Los tejidos se clasifican en tres grupos según su índice mitótico y su renovación celular.
A medida que aumenta la dosis aparecen retraso mitótico, fallo reproductivo, muerte en interfase y necrosis.
Factores como el LET, la tasa de dosis, la hipertermia o el efecto oxígeno modifican la respuesta a la radiación.

Ponte a prueba

Impacto de la Radiación Ionizante a Nivel Molecular y Subcelular

Efectos sobre los Cromosomas

Los daños sobre cromosomas pueden producirse por alteración del material genético o de la propia estructura cromosómica. Los mecanismos por los que se efectúan son: la deleción, la inversión y la traslocación de genes. Las mutaciones cromosómicas son modificaciones del material genético no reparadas o mal reparadas, compatibles con la reproducción celular y que presentan caracteres nuevos. Los cambios estructurales de importancia se denominan aberraciones cromosómicas.

Efectos sobre Otros Elementos Celulares

Resumidamente se puede decir que el citoplasma tolera más dosis que el núcleo, destacando el hecho de que después de la irradiación pueden liberarse enzimas catabólicas. También pueden alterarse en su estructura o en sus funciones las membranas, el retículo y las mitocondrias. Respecto de diferentes procesos celulares se puede decir que en general la síntesis del ARN es menos sensible que la del propio ADN.

Efectos de las Radiaciones Ionizantes sobre las Células

Radiosensibilidad

La radiosensibilidad es el concepto que representa la variabilidad del daño en distintas poblaciones celulares, como consecuencia de su irradiación. Se mide por el nivel de radiación mínimo para producir efecto o por la cantidad de efectos producidos por una determinada cantidad de radiación, siendo esta segunda opción la más adecuada. Se puede definir a distintos niveles: celular, de tejidos u órganos, de organismos pluriorgánicos e incluso de especies animales o vegetales. A nivel celular la variación de la sensibilidad a la radiación puede entenderse en gran parte atendiendo a las características de las cuatro fases del ciclo celular: fase G1, fase S, fase G2 y la fase M o mitosis. Hay algunas circunstancias que se contemplan en la ley de Bergonie y Tribondeau: las células inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteración con las rr.ii. que las células maduras diferenciadas. A nivel pluricelular las agrupaciones celulares (tejidos y órganos) se pueden clasificar de menor a mayor radiosensibilidad en tres grupos:

Sin mitosis y sin renovación celular (nervios, médula adrenal y muscular...).
Con bajo índice mitótico y poca renovación celular (hígado, tiroides, endotelio vascular...).
Con frecuentes mitosis y alto grado de renovación celular (epidermis, médula ósea, gónadas, epitelio intestinal, neoplasias malignas...).

Alteraciones Posibles

Fuera del período mitótico las alteraciones celulares más probables causadas por la radiación son las morfológicas no específicas, siendo el núcleo el más afectado y durante la mitosis, la acción recae fundamentalmente sobre los cromosomas mientras que principalmente durante G2 se materializan alteraciones de la propia dinámica celular.

Respuesta Celular

A medida que crece la dosis los efectos detectables en células son: retraso mitótico, fallo reproductivo, muerte en interfase (dosis grandes) y muerte inmediata por necrosis (dosis muy elevadas).

Factores que Influyen en la Respuesta

Además de la dosis recibida existen una serie de factores físicos, químicos y biológicos que pueden atenuar o acrecentar la acción de aquella.

Factores Físicos

Transferencia lineal de energía (LET de la radiación); su incremento favorece el efecto.
Eficacia biológica relativa de la radiación, que también actúa en relación directa.
Tasa de dosis y fraccionamiento, con relación directa e inversa respectivamente.
Hipertermia, que también favorece la acción de la radiación.

Factores Químicos

Que se refieren a la acción combinada de radiación y fármacos, que puede ser:

Independiente, cuando no existe relación alguna entre la acción de ambos.
Sinérgica, cuando existe una potenciación que puede ser aditiva o multiplicativa.
Antagónica, que también puede ser aditiva o multiplicativa.
Efecto oxígeno, consistente en que el aumento de la oxigenación aumenta las lesiones.

Factores Biológicos

Relacionados con la capacidad de reparar lesiones.
Vascularización.
Estado preirradiación y de las poblaciones cercanas.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la radiosensibilidad?

Es el concepto que representa la variabilidad del daño en distintas poblaciones celulares tras su irradiación. Se mide por el nivel mínimo de radiación para producir efecto o por la cantidad de efectos producidos por una dosis determinada, siendo esta segunda opción la más adecuada.

¿Qué es la ley de Bergonie y Tribondeau?

Establece que las células inmaduras que se dividen frecuentemente sufren mayor alteración con las radiaciones ionizantes que las células maduras diferenciadas.

¿Qué tejidos son más radiosensibles?

Según el texto, los tejidos con frecuentes mitosis y alto grado de renovación celular, como la epidermis, la médula ósea, las gónadas, el epitelio intestinal y las neoplasias malignas.