Radiólisis del agua y efecto indirecto de la radiación
Resumen
El texto explica cómo la radiación ioniza y excita las moléculas de agua, generando radicales libres que dañan moléculas disueltas en solución. Describe la naturaleza de los radicales libres, la oxidación inducida y la formación de dímeros. También aborda el efecto radiosensibilizador del oxígeno y la acción de algunas moléculas radioprotectoras.
Puntos clave
- La radiación produce excitación e ionización de las moléculas de agua como fenómenos físicos iniciales.
- El agua excitada se disocia en radicales libres OH· y H·.
- Un radical libre es una especie con un electrón desapareado, altamente reactiva y tóxica por ser oxidante.
- Los radicales OH· pueden oxidar moléculas R-H, formando R· y finalmente R-OH.
- En presencia de oxígeno se forma HO2·, más estable, y peróxido de hidrógeno (H2O2), lo que explica el efecto radiosensibilizador del oxígeno.
- Los compuestos con radical tiol (R-SH) reducen los efectos nocivos de la radiación, pero no pueden usarse en humanos por su toxicidad a la concentración necesaria.
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.
Descargar
PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué es un radical libre?
Es una especie química con capacidad de existencia independiente que posee un orbital con un electrón desapareado. Por ello es altamente reactiva y reacciona con las moléculas cercanas.
¿Por qué el oxígeno aumenta el efecto de la radiación?
El oxígeno reacciona con el radical H· formando HO2·, un radical más estable que favorece la formación de H2O2 y otras moléculas tóxicas. Estas potencian la degradación causada por la radiación.
Ponte a prueba
Tarjetas de repaso
Pulsa una tarjeta para ver la respuesta.
Test
Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.