Radiolisis del Agua y Efecto Indirecto de la Radiación

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Radiolisis del Agua y Efecto Indirecto

Los fenómenos físicos iniciales inducidos por la radiación son la excitación y la ionización:

Hv + H2O -> H2O+ + e- (ionización)

Hv + H2O -> H2O* (excitación)

No confundir la radiolisis con el fenómeno de ionización del agua, donde no encontraremos radicales libres.

H2O -> OH- + H+

Lesiones Primarias

H2O* -> OH. + H.

H2O+ + H2O -> OH. + H3O+

El agua en estado excitado se va a acabar descomponiendo en dos radicales libres.

Las moléculas excitadas son muy inestables, disociándose para formar los citados radicales libres.

¿Qué es un Radical Libre?

Es una especie química con capacidad de existencia independiente que posee un orbital con un electrón desapareado. Puesto que los electrones son más estables cuando están apareados, los radicales libres son especies altamente reactivas, y una vez formados reaccionan con cualquier molécula situada en su proximidad. Además, son muy tóxicos no solo por su reactividad sino también por ser oxidantes.

Los productos de la radiolisis del agua pueden producir lesiones en moléculas que se encuentran en solución.

R-H + OH. -> R. + H2O

R. + OH. -> R-OH

Se ha producido una oxidación de la molécula inicial R-H.

Un radical H. puede actuar sobre la misma molécula originando dímeros:

R-H + H. -> R. + H2

R. + R. -> R-R

Efecto Radiosensibilizador, Efecto Oxígeno

Determinadas moléculas como el oxígeno pueden aumentar el efecto biológico de las radiaciones. Podemos observar la siguiente reacción en presencia de oxígeno:

H. + O2 -> HO2.

De esta forma se ha producido un radical libre más estable que los vistos anteriormente. Por otra parte se pueden formar otras moléculas como:

HO2. + HO2. -> H2O2 + O2

HO2. + H. -> H2O2

Todos estos productos son tóxicos y potencian la acción de degradación de la radiación, lo que explica el efecto radiosensibilizador del oxígeno. Se está intentando utilizar este efecto en el tratamiento de tumores con radioterapia. Por otro lado, existen algunas moléculas que disminuyen los efectos nocivos de la radiación. Por ejemplo, moléculas con radical tiol (R-SH), el mecanismo de acción es desconocido y no se puede utilizar con fines de protección en seres humanos ya que la concentración necesaria para lograr la acción radioprotectora es nociva para el ser humano.

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