V. EFECTOS INMEDIATOS DE UNA EXPOSICI�N A LA RADIACI�N

PARA poder explicar lo que ocurre en el organismo como consecuencia de la exposici�n a la radiaci�n, es necesario entender que lo observado es la consecuencia de un conjunto de efectos en el nivel celular. Estos efectos y la manera como se manifiestan, dependen de factores inherentes a la radiaci�n y a caracter�sticas del individuo o del tejido irradiado.

Los principales factores que determinan el efecto biol�gico de una exposici�n son el tipo de radiaci�n y la dosis absorbida. Sin embargo, la velocidad con que se recibe esta dosis y el n�mero de veces que el individuo se expone a la radiaci�n, son factores que pueden modificar los efectos producidos. No tendr� los mismos efectos la administraci�n de una dosis �nica, que la misma dosis distribuida en m�ltiples exposiciones. En lo que se refiere al individuo, ser� su edad, su estado general de salud, el tama�o de la zona expuesta, as� como el tipo de tejidos irradiados lo que determine la gravedad de los efectos. Es importante comprender que los efectos de una dosis ser�n muy diferentes si es todo el cuerpo el irradiado o si solamente parte de �l resulta expuesto. Por ejemplo, las consecuencias de 400 rads.² recibidos en el cuerpo entero no ser�n las mismas que cuando 400 rads sean absorbidos solamente por una mano. En el primer caso, la vida del individuo estar� en peligro, mientras que en la segunda, las consecuencias son las de una quemadura severa.

En exposiciones m�dicas y accidentales se alcanzan valores muy superiores (miles de veces) a los ambientales. En este cap�tulo se describe, en primer lugar, la interacci�n de la radiaci�n con las estructuras celulares. A continuaci�n se se�ala cu�les son los principales efectos locales causados por una sobrexposici�n en los tejidos u �rganos que pueden ser vitales para el individuo irradiado. Posteriormente nos referimos a las consecuencias globales para el organismo y analizamos el caso particular de una irradiaci�n terap�utica.

EFECTOS EN LA C�LULA

Cuando una part�cula cargada que proviene de la radiaci�n, atraviesa el medio celular es posible que su campo el�ctrico consiga arrancarle electrones a las mol�culas que constituyen la membrana, el citoplasma o el n�cleo celular. El proceso se llama ionizaci�n, pues las mol�culas que antes eran el�ctricamente neutras, se transforman en iones (part�culas cargadas) debido a la p�rdida de un electr�n. La radiaci�n capaz de producir ionizaci�n se conoce como radiaci�n ionizante y todos los tipos de radiaci�n considerados en este libro (part�culas alfa, beta, rayos gamma y neutrones) son de este tipo.

Una mol�cula ionizada tiene propiedades que pueden ser muy diferentes a aquellas de la mol�cula neutra. Por esto, una sola ionizaci�n puede significar que las funciones originalmente realizadas por la mol�cula ya no se podr�n cumplir.

El efecto se�alado anteriormente se considera directo, pues la mol�cula que sufre el da�o es aquella que fue originalmente ionizada. Existen, adem�s, efectos indirectos donde la mol�cula ya ionizada, puede resultar t�xica y afectar a otras mol�culas o c�lulas que no fueron ionizadas directamente.

Como la ionizaci�n es un proceso que ocurre al azar, cualquier mol�cula puede resultar modificada al irradiarse la c�lula. Si la mol�cula ionizada es parte de la membrana celular es posible que se produzca una rotura que cause la muerte de la c�lula. En general, esta c�lula ser� reemplazada por otra. Si la mol�cula ionizada es parte de alguna organela citoplasm�tica, �sta puede llegar a destruirse y sus funciones ser�n asumidas por alguna otra estructura similar. Si la mol�cula da�ada es el ADN del n�cleo celular, parte de la informaci�n almacenada en los genes puede perderse o modificarse y dar lugar a que surjan mutaciones (cap�tulos IV y VI). Este da�o se har� manifiesto durante la siguiente mitosis, cuando la c�lula intente reproducirse. Es posible que la mitosis no pueda realizarse y en este caso la c�lula morir� sin dejar descendencia. Pero tambi�n es posible que el gen da�ado est� relacionado con la reproducci�n de esa c�lula y, en este caso, la c�lula y sus descendientes se dividan descontroladamente. Se piensa que esta p�rdida de control en la etapa de divisi�n celular pueda ser una de las causas de la formaci�n de un tumor.

Cuando la estructura de los cromosomas es alterada por la radiaci�n, el da�o puede ser reparado inmediatamente con sustancias celulares que tienen esta funci�n espec�fica (enzimas de reparaci�n). Si no hay reparaci�n, o si �sta no es capaz de reintegrar la organizaci�n original del cromosoma, se producen rompimientos y rearreglos estructurales que se pueden observar al microscopio.

Los efectos de la radiaci�n en diferentes tejidos dependen en gran medida de la velocidad de divisi�n celular durante y despu�s de la irradiaci�n. Existe una gran variaci�n en el tiempo de vida para las diferentes c�lulas; por ejemplo, hay c�lulas que viven pocos d�as, como las formadoras de gl�bulos rojos en la m�dula �sea, o las que recubren las paredes del intestino y la piel, mientras que otras c�lulas, como las nerviosas, pueden acompa�ar al individuo toda su vida.

Debido a la complejidad del proceso de replicaci�n celular y a la necesidad de precisi�n al transmitir el c�digo gen�tico, una c�lula es m�s sensible a los efectos de la radiaci�n durante la mitosis que en otras etapas de su ciclo celular. A continuaci�n se discuten los efectos espec�ficos de la radiaci�n en tejidos con diferente radiosensibilidad.

EFECTOS EN �RGANOS VITALES

La piel fue el primer tejido que se estudi� al analizar las alteraciones producidas por la radiaci�n. Dosis cercanas a los 100 rads producen reacciones de eritema (enrojecimiento de la piel) transitorio, que desaparecen al cabo de una semana, y que pueden dejar pigmentaci�n transitoria en la zona irradiada. Cuando la dosis es mayor, varios cientos de rads, las c�lulas de la epidermis se destruyen y se forma una zona denudada, en la cual aparecen lesiones semejantes a una quemadura. Dosis de miles de rads producen necrosis (muerte del tejido) que puede curarse si el �rea afectada es peque�a, ya que es posible la migraci�n de c�lulas vecinas a la zona da�ada. Si el area irradiada es amplia, la herida necr�tica no cicatrizar� y solamente un injerto de piel repondr� la parte da�ada.

La m�dula �sea es un tejido ubicado en el interior de los huesos y se encarga de producir las c�lulas sangu�neas. Estas son los gl�bulos rojos y los gl�bulos blancos. Los rojos est�n encargados de transportar al ox�geno desde los pulmones hasta cada una de las c�lulas del organismo. Los blancos protegen al individuo de las infecciones y participan en la defensa contra cualquier agresi�n, incluyendo los tumores malignos. En la sangre tambi�n existen corp�sculos denominados plaquetas, de gran importancia en los procesos de coagulaci�n sangu�nea.

Todos estos componentes sangu�neos tienen una vida limitada y son formados continuamente en la m�dula �sea por c�lulas progenitoras. Son estas c�lulas las m�s sensibles a la radiaci�n. Cuando ocurre una exposici�n seria (superior a 100 rads), parte de las c�lulas circulantes resultan da�adas y el n�mero de gl�bulos blancos disminuye de inmediato. �ste es uno de los primeros s�ntomas que aparecen cuando hay una exposici�n muy por encima de los valores ambientales. Las c�lulas progenitoras pueden resultar da�adas por la exposici�n y, entonces, bajar� la producci�n de nuevos gl�bulos rojos y blancos, lo que ser� evidente algunas semanas despu�s de la irradiaci�n. Una baja en el n�mero de plaquetas impide la coagulaci�n sangu�nea y en estas condiciones cualquier hemorragia podr�a resultar fatal. La escasez de c�lulas sangu�neas puede provocar la muerte del individuo. Se ha advertido que despu�s de 60 d�as, con dosis entre 300 y 600 rads, se puede producir la muerte de un ser humano.

Cambio en la cuenta sangu�nea de ratas irradiadas con 500 rads al cuerpo entero. Los valores se muestran en relaci�n con los anteriores a la irradiaci�n. Se observa una tendencia a la recuperaci�n.

Cuando se observa el da�o agudo causado por radiaci�n en sangre perif�rica, manifiestado por alteraciones en la cuenta sangu�nea, se debe aislar a la persona irradiada para evitar infecciones, en caso necesario transfundir plaquetas y, para casos severos, el �nico tratamiento posible ser� el transplante de m�dula �sea.

Posibles consecuencias tard�as de la exposici�n a radiaci�n son la destrucci�n del tejido medular (aplasia medular) y la leucemia (tipo de c�ncer desarrollado en las c�lulas precursoras). Estos efectos se discuten ampliamente en el cap�tulo VI.

La pared interna del intestino est� recubierta de c�lulas que se renuevan continuamente. Como respuesta inmediata a la irradiaci�n se reduce el n�mero de estas c�lulas y se deteriora el proceso de absorci�n que normalmente ocurre en �l. Si el da�o es limitado (menos de 100 rads) es posible que despu�s de leves trastornos intestinales (n�usea y diarrea) el organismo repare el da�o y regrese a la normalidad. Esto no sucede si la dosis es superior a 700 rads. En este caso se producen ulceraciones en la pared interior, con riesgo de infecci�n, pudiendo presentarse perforaci�n intestinal y severas hemorragias. El tratamiento en estos casos consiste pnncipalmente en el equilibrio hidroelectrol�tico y de prote�nas, tratando de controlar las posibles infecciones. En las situaciones de mayor gravedad es indispensable la cirug�a para remover los tejidos da�ados. Este procedimiento resulta muy peligroso por la limitada capacidad de coagulaci�n causada por la destrucci�n de las plaquetas y la reducida capacidad de defensa debida a la falta de gl�bulos blancos, as� como por el estado an�mico en que seguramente se encuentrar� el paciente. Estas complicaciones causan la muerte por irradiaci�n a los pocos d�as, cuando la dosis sobrepasa los 700 rads.

Como efecto tard�o de una irradiaci�n se puede producir la fibrosis intestinal, que es la sustituci�n de las c�lulas precursoras por tejido fibroso, disminuyendo as� la elasticidad y reduciendo la luz del intestino (esto es, el di�metro interno), lo que en ocasiones causa la oclusi�n intestinal.

El pulm�n es el �rgano intrator�cico m�s sensible a la radiaci�n. Despu�s de una irradiaci�n del pulm�n con dosis cercanas a 2 000 rads, se produce el adelgazamiento y p�rdida de la permeabilidad de la pared alveolar debido a la muerte de c�lulas alveolares, y aparece una secreci�n que favorece el desarrollo de infecciones pulmonares. En estos casos, el tratamiento consiste en ayudar a desalojar las secreciones, evitar el desarrollo de infecciones y propiciar la recuperaci�n de los tejidos da�ados. Todo esto se logra con el empleo de medicamentos adecuados y por medio del suministro de aire u ox�geno a presi�n al pulm�n. Como efectos tard�os, 3 ó 4 meses despu�s de la sobreexposici�n, se puede desarrollar una neumonitis caracterizada por alteraciones en los tejidos, colapso del equilibrio osm�tico en los capilares, expansi�n irregular de las paredes del pulm�n y paso de sangre al alveolo. Cuando se sobrevive la fase de la neumonitis, por lo general se presenta una fibrosis pulmonar que puede conducir a la falla respiratoria y ocasionalmente a la muerte.

La m�dula espinal es el conjunto de nervios ubicado en el interior de la columna vertebral que conecta al cerebro con el resto del cuerpo. El tejido nervioso de la m�dula espinal consta de c�lulas nerviosas y c�lulas de sost�n. Un primer efecto de la irradiaci�n de la m�dula con dosis mayores de 500 rads es la p�rdida de la mielina que cubre las prolongaciones de las c�lulas nerviosas, lo que causa a las pocas semanas de la irradiaci�n p�rdida de insensibilidad y adormecimiento de las extremidades. Si la m�dula recibe dosis cercanas a 2 000 rads, se produce la par�lisis, un da�o irreversible.

EFECTOS EN EL ORGANISMO

Despu�s de esta revisi�n de los efectos en �rganos aislados, vamos a referirnos a las consecuencias de exposiciones en que todo el cuerpo resulte irradiado. A las pocas horas de ocurrida una exposici�n excesiva a la radiaci�n, el individuo afectado puede presentar dolor de cabeza, n�useas, falta de apetito, v�mito, diarrea, pereza, disminuci�n en la cuenta sangu�nea y mala coagulaci�n. Posteriormente puede sobrevenir la p�rdida del pelo. Estas alteraciones son reversibles si la dosis es menor de 100 rads. Si la dosis es mayor, la severidad de estas alteraciones aumenta y la recuperaci�n del individuo se dificulta. Con una sola dosis de 400 a 500 rads el 50% de los individuos expuestos muere por alteraciones en la sangre. La probabilidad de que sobrevivan depender� de la efectividad con que se les administre el tratamiento adecuado.

Si se incrementa la dosis m�s all� de los 700 rads, disminuyen las esperanzas de sobrevivir y cambia el mecanismo de muerte. As�, cuando la dosis es de 1 000 rads se puede producir la perforaci�n del intestino en uno o varios sitios, lo que hace que el contenido intestinal pase a la cavidad del abdomen llamada peritoneal, produci�ndose una infecci�n e inflamaci�n conocida como peritonitis, que es sumamente grave. En estas condiciones es f�cil que la infecci�n pase a la sangre y cause la llamada septicemia, que todav�a en la actualidad es un cuadro extraordinariamente grave que conduce a la muerte de un gran n�mero de enfermos. Cuando la dosis alcanza los 5 000 rads hay shock nervioso, edema y hemorragia en el sistema nervioso central y la muerte viene en unas cuantas horas.

Secuencia temporal de los principales efectos biol�gicos inmediatos en un ser humano, causados por una irradiaci�n aguda y de cuerpo entero.

En general, las exposiciones accidentales irradian todo el cuerpo del individuo y los efectos resultantes son los arriba mencionados. Con dosis superiores a unos 100 rads se presentan los primeros s�ntomas y se requiere de un seguimiento m�dico, mientras que dosis por encima de los 200 rads hacen indispensable la hospitalizaci�n. La recuperaci�n ser� m�s probable mientras mayor sea la posibilidad de recibir los tratamientos adecuados, tales como transfusiones, conservaci�n del equilibrio hidroelectrol�tico, protecci�n contra infecciones y en casos extremos, transplante de m�dula �sea.

EFECTOS DURANTE IRRADIACIONES M�DICAS

Las exposiciones m�dicas durante la radioterapia son controladas, pues la zona y el tiempo de irradiaci�n han sido cuidadosamente planeados para minimizar los efectos negativos para el paciente. Sin embargo, a�n no existe un m�todo para irradiar solamente el tejido canceroso por lo que, en todo tratamiento, una parte de los �rganos sanos del paciente recibir� una dosis alta de radiaci�n. Los efectos que se pueden presentar en el nivel sist�mico son: falta de apetito, n�useas, v�mito, diarrea, sensaci�n de malestar, dolor de cabeza, cansancio, somnolencia y disminuci�n de la cuenta de gl�bulos rojos y blancos. Habitualmente estos transtornos son transitorios y bien tolerados por los pacientes.

Durante un tratamiento de radioterapia, puede producirse enrojecimiento de la zona irradiada, comez�n, pigmentaci�n de la piel o formaci�n de una capa blanco-amarillenta en la mucosa y formaci�n de vejiguillas en la piel. Estas pueden romperse y dejar salir un poco de l�quido, con lo cual se origina una secreci�n constante, en ocasiones con sangre. Hay ca�da del pelo localizada en la zona irradiada.

Con la radioterapia moderna estas reacciones son ligeras y se ha evitado el da�o severo de necrosis en los tejidos. Habitualmente no se requiere un tratamiento especial para estas reacciones y basta con aplicar cremas con esteroides para aliviar los s�ntomas. En raras ocasiones hay que suspender el tratamiento para evitar un da�o severo. Es necesario comentar que todos estos malestares se pueden justificar cuando el objetivo es salvar la vida de un paciente con c�ncer que, sin estos tratamientos, estar�a sentenciado a muerte.