Radioterapia

RADIACIONES MAS UTILIZADAS

Radiaciones electromagnéticas:

Rayos X

Rayos gamma

Radiaciones corpusculares:

Rayos beta

Electrones

Protones (ciclotrón)

Píones

Núcleos acelerados

RADIOBIOLOGÍA

Ciencia que estudia los fenómenos físicos, químicos y biológicos relacionados con la interacción de la radiación ionizante con un organismo vivo.

Incluye:las lesiones producidaslos mecanismos de reparación de las mismas.

INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON UN ORGANISMO VIVO

1) Fase física : Ionización atómica.2) Fase fisicoquímica : Formación de radicales libres.3) Fase química : Daño del DNA.4) Fase biológica : Incapacidad para reparar el daño del DNA.

-Muerte celular. Apoptosis-Mutagénesis. Carcinogénesis-Radiotoxicidad aguda y crónica

ACCIÓN DE LA RADIACIÓN SOBRE LA CÉLULA

SIEMPRE ES LESIVA

- PROBABILÍSTICA

- NO SELECTIVA

- INESPECÍFICA

EFECTOS DE LA RADIACIÓN SOBRE LA CÉLULA

SIEMPRE SON LESIVOS

- ESTOCÁSTICOS (ALEATORIOS O PROBABILÍSTIC0S)

La diana es el genLa lesión es la mutaciónNo tienen umbral de dosis

- DETERMINISTAS (RELACIÓN CAUSA-EFECTO)Tienen umbral de dosisLa gravedad depende de la dosis absorvidaLa lesión es la muerte celular

EFECTOS DE LA RADIACIÓN SOBRE EL AGUA

La ionización producida por la radiación en la molécula de agua da lugar a:

- aparición de un ión radical de H2O+- un electrón libre

El ión radical H2O+ es muy inestable y se descompone en:

- un ión H+- y un radical OH´

El electrón libre, a su vez, puede reaccionar con otras molé culas orgánicas o con una segunda molécula de agua produ ciendo:

- un ión OH+ y un radical OH´


Los iones H+ y OH- pueden combinarse entre si dando

lugar a moléculas de agua normales o compuestos

estables que son incompatibles con la vida de la célula:

OH- + OH- H2 O2

H+ + H+ H2

OH- + H+ H2O


Los radicales libres de H´ y OH´ pueden combinarse

entre ellos dando lugar a moléculas normales y

nuevas moléculas incompatibles con la vida celular:

OH´ + OH´ = > H2 O2

H´ + H´ = > H2

OH´ + H´ = H2O

EFECTOS DE LAS RADIACIONES SOBRE EL DNA

- Cambio o pérdida de una base- Ruptura del enlace de hidrogeno entre las dos cadenas- Fractura del esqueleto de una cadena de la molécula de DNA- Fractura del esqueleto de las dos cadenas de la molécula de DNA.- Fractura y subsecuente unión cruzada dentro de la molécula de DNA, o desde una molécula de DNA a otra.


--A---T----G---C----T---A----G---C----T---A--

--A---T----G---C----C---A----G---C----T---A--

--A---T----G---C---- --- A----G---C----T---A--

Cambio o pérdida de una base - mutación


--A---T----G---C----T---A----G---C----T---A--

--A---T----G---C---- T A----G---C----T---A--

Pérdida de un enlace de hidrogeno


-- A --- T---- G --- C---- T --- A ---- G --- C ----T --- A --

Rotura del esqueleto - daño celular

-- A --- T-- -- G --- C--R -- T --- A -- -- G --- C -- R -- T --- A --


-- A --- T---- G --- C---- T --- A ---- G --- C ----T --- A --

Rotura del esqueleto - daño celular

-- A --- T-- -- G --- C-- -- T --- A -- -- G --- C -- -- T --- A --

-- A --- T---- G --- C---- T --- A ---- G --- C ----T --- A --

LESIONES EN EL ADN

IMPLICACIONES

MUTACIONES

No detectables Muerte celular

Afectar a generaciones futuras

Efectos de las radiaciones ionizantes sobre el ADN

* Producen alteración del código genético del gen afectado, es decir, una MUTACIÓN.

* Muchas de las alteraciones producida por las radiaciones ionizantes en el ADN son reparadas por la célula y, por tanto, nunca llegan a manifestarse.

* Las lesiones en el ADN se ven influidas por, entre otros, dos factores dependientes de la radiación:

* La dosis total suministrada:

A mayor cantidad total de radiación ionizante suministrada, mayor es la incidencia de mutación

* La tasa de dosis: (es la cantidad de radiación administrada por unidad de tiempo).

La misma dosis suministrada a dos personas en tiempos distintos, el daño será mayor en la que se administró en el menor tiempo, ya que a la

célula no le da tiempo a recuperarse del daño recibido.

LESIONES RESIDUALES EN EL DNA

Células germinales:

mutaciones puntuales y cambios en estructura

Células somáticas:

Envejecimiento prematuro

Esterilidad

Anomalías fetales

Síndromes de irradiación

Producción de tumores...

EFECTOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES SOBRE LOS

CROMOSOMAS

1.- Una rotura en un cromosoma

2.- Una rotura en dos cromosomas

3.- Dos o mas roturas en el mismo cromosoma

4.- Adhesividad o apelotonamiento de los cromosomas

Consecuencias en la célula

1. Curación sin lesión

2. Pérdida de una parte del cromosoma

3. Reagrupamiento de los genes

ALTERACIONES EN CROMOSOMASALTERACIONES EN CROMOSOMAS

--A---T----G---C----T---A----G---C----T---A--

Efectos de las radiaciones ionizantes

* Producen alteración del código genético del gen afectado, es decir, una

MUTACIÓN.

* Muchas de las alteraciones que producen las radiaciones ionizantes en el ADN son reparadas por la célula y, por tanto, nunca llegan a manifestarse.

* Si la lesión producida es grande, los daños cromosómicos reciben el nombre de

ABERRACIONES O ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS, que podrán ser compatibles

o no con la vida del ser.

* Las lesiones cromosómicas se ven influidas por, entre otros, dos factores dependientes de la radiación:

* La dosis total suministrada.

A mayor cantidad total de radiación ionizante suministrada, mayor es la incidencia de mutación o aberraciones.

* La tasa de dosis. Es la cantidad de radiación administrada por unidad de tiempo. La misma

cantidad suministrada a dos personas en tiempos distintos, el daño será mayor en la que fue suministrada en menor tiempo ya que a la célula no le da tiempo a recuperarse del daño recibido.

RESPUESTA CELULAR A LA RADIACIÓN

Muerte en interfase:

Alteraciones bioquímicas se presenta con diferente tipo de dosis

Fallo reproductor

Mecanismo desconocido

RESPUESTA CELULAR A LA RADIACIÓN

RETRASO EN LA DIVISIÓN

Mecanismo desconocido

DIFERENCIACIÓN CELULAR

Ley de BERGONIE TRINBONDEAU

Ley de ANCEL y VITEMBERG

Tanto una como otra conceden gran importancia a la actividad mitótica.

una célula es tanto mas radiosensible, cuanto mayor es su actividad reproductiva.

Ley de Bergonie Trinbondeau: esta basada en la observación de irradiaciones sobre células testiculares, y en función de la actividad mitótica y diferenciación celular, se establecen los siguientes puntos:

una célula es tanto mas radiosensible, cuanto mas largo sea su porvenir de división.

una célula es tanto mas radiosensible, cuanto menos diferenciadas estén sus funciones.

Ley de Ancel y Vitemberg: la sensibilidad de toda célula que ha de experimentar lesiones por radiación es la misma, pero el tiempo que tardan en aparecer las lesiones inducidas, varia según los distintos tipos de células.

Los factores que influyen en el tiempo que tardan en aparecer las lesiones radioinducidas son:

el estrés biológico que actúa sobre la célula. La actividad reproductiva representa un estrés biológico considerable.

las condiciones en que se encuentra la célula en el periodo de pre y post radiación.

•Escala de radiosensibilidad y sus leyes:

1)- Muy radiosensibles (leucocitos, eritroblastos, espermatogonias).

2)- Relativamente radiosensibles (mielocitos, células de las criptas intestinales, células básales de la epidermis).

3)- Sensibilidad intermedia (células endoteliales, células de las glándulas gástricas, osteoblastos, osteoclastos, condroblastos, espermatocitos, espermatides,etc.).

4)- Relativamente radioresistentes (granulocitos, osteocitos, espermatozoides, eritrocitos, células superficiales gastrointestinales.).

5)- Muy radioresistentes (fibrocitos, condrocitos, células musculares y nerviosas).

Muy radiosensibles: linfocitos maduros eritroblastos

ciertas espermatogonias

Relativamente radiosensibles: células de la granulosa mielocitos cél. de las criptas intestinales cel. basales de la epidermis

Sensibilidad intermedia: cel. Endoteliales cel. De las glándulas gástricas osteoblastos y condroblastos espermatozitos y espermetidas

Relativamente radiorresistentes: granulocitos osteocitos espermatozoides eritrocitos

Muy radiorresistentes: fibrocitos condrocitos cél. de los músculos cél. de los nervios

ESCALA DE RADIOSENSIBILIDAD

ALTERACIONES EN LOS TEJIDOS

Células germinales

Células diferenciadas

Estroma conjuntivo-vascular

Tejido latencia efecto

alt. Físico-químicas

alt. Biológicas

LESIÓN

TEJIDOS RADIOSENSIBLES

TEJIDOS DIFERENCIADOS

RESPUESTA DE LOS TEJIDOS A LA RADIACIÓN

1) RESPUESTA AGUDA:- Tejido blanco : Tejidos de renovación rápida

*Médula ósea*Piel. Mucosas

- Célula blanco : Células madre y progenitoras- Cuadro clínico : Transitorio- Gravedad : Dosis total. Tiempo de tratamiento

RESPUESTA DE LOS TEJIDOS A LA RADIACIÓN

2) RESPUESTA CRÓNICA:- Tejido blanco : Tejidos de renovación lenta

*SNC*Hueso. Vasos sanguíneos

- Célula blanco : Células diferenciadas- Cuadro clínico : Permanente- Gravedad : Dosis total. Dosis fracción

RESPUESTARESPUESTA

CAMBIOS INICIALESCAMBIOS INICIALES

REVERSIBLES IRREVERSIBLESREVERSIBLES IRREVERSIBLES

CAMBIOS TARDIOS CAMBIOS TARDIOS permanentespermanentes

progresivosprogresivos

CURACIÓNCURACIÓN

• REGENERACIÓN REPARACIÓNREGENERACIÓN REPARACIÓN

D O SISD O SIS

MUERTEMUERTE

ALTERACIONES EN TEJIDOSALTERACIONES EN TEJIDOS

• Efectos directos: Efectos directos: células que degeneran células que degeneran rápidamenterápidamente

“ “ se diferencianse diferencian

cél. que se dividen 5-6 cél. que se dividen 5-6 generacionesgeneraciones

cél. capaces de dividirse cél. capaces de dividirse indefinidamentindefinidament

RESPUESTA SISTÉMICA A LA RESPUESTA SISTÉMICA A LA RADIACIÓNRADIACIÓNRespuesta: son los cambios Respuesta: son los cambios

morfológicos y/o funcionales visibles o morfológicos y/o funcionales visibles o detectables producidos por una detectables producidos por una determinada dosis en un periodo de determinada dosis en un periodo de tiempotiempo

SensibilidadSensibilidadDosisDosisTiempo de exposiciónTiempo de exposición

SISTEMA HEMOPOYÉTICO

MÉDULA OSÉA

Médula roja: ↑ c. Parenquimatosas, ↓ c. Adiposas

Médula amarilla: ↑ c. Adiposas, ↓ c. Parenquimatosas

Dosis bajas → discreta disminución → recuperación total

Dosis moderadas/altas → depleción celular

→ recuperación mas larga y/o menor recuperación

Consecuencias → ↓ c. Madres

→ ↑ aumento tejido adiposo

ERITROBLASTOS 1 SEMANA

MIELOCITOS 2 – 6 SEMANAS

MEGACARIOCITOS 2 – 6 SEMANAS1-2 semanas

SISTEMA REPRODUCTOR SISTEMA REPRODUCTOR MASCULINOMASCULINO• TESTICULOS:TESTICULOS:

• Depleción de maduraciónDepleción de maduración fertilidadfertilidad

• EsterilidadEsterilidadTemporalTemporal PermanentePermanente

Diagnóstico: cambios cromosómicos mutacionesDiagnóstico: cambios cromosómicos mutacionesRadioterapia: cambios cromosómicos esterilidadRadioterapia: cambios cromosómicos esterilidad

INFORMACIÓN AL PACIENTEINFORMACIÓN AL PACIENTEPROTECCIÓN RADIOLÓGICAPROTECCIÓN RADIOLÓGICA

SISTEMA REPRODUCTOR SISTEMA REPRODUCTOR FEMENINOFEMENINO

• OVARIOOVARIO• Folículo maduroFolículo maduro• Folículo intermedioFolículo intermedio• Folículo pequeñoFolículo pequeño

Periodo fertílPeriodo fertíl

Esterilidad temporal o permanenteEsterilidad temporal o permanente

Diagnóstico. Cambios cromosómicosDiagnóstico. Cambios cromosómicosRadioterapia: lesiones cromosómicasRadioterapia: lesiones cromosómicas esterilidadesterilidad menopausia artificial, con efectos menopausia artificial, con efectos

secundarios.secundarios.

INFORMACIÓN AL PACIENTE Y PROTECCIÓN INFORMACIÓN AL PACIENTE Y PROTECCIÓN RADIOLÓGICARADIOLÓGICA

PIEL Y ANEXOSPIEL Y ANEXOS• EpidermisEpidermis

• DOSIS MODERADAS – DOSIS ALTASDOSIS MODERADAS – DOSIS ALTAS – Alt. Iniciales: Alt. Iniciales:

InflamaciónInflamación EritemaEritema descamacióndescamación

– Alt. Tardías:Alt. Tardías: AtrofiaAtrofia FibrosisFibrosis Alt. PigmentaciónAlt. Pigmentación UlceraciónUlceración Necrosis – Necrosis – cáncercáncer

• Folículo píloroFolículo píloro– D. ModeradaD. Moderada → → alopecia temporalalopecia temporal– D. Alta D. Alta → → alopecia permanentealopecia permanente

• Glándulas D altasGlándulas D altas atrofia y fibrosisatrofia y fibrosis• RadiodiagnósticoRadiodiagnóstico• M. NuclearM. Nuclear• Radioterapia Radioterapia → todos los síntomas→ todos los síntomas

APARATO DIGESTIVO

INFLAMACIÓN CURACIÓN

ATROFIA ULCERACIÓN FIBROSIS(estenosis)

SISTEMA CARDIOVASCULAR

CORAZÓN: alt. funcionales inflamación pericarditis

pancarditis

Vasculatura fina hemorragias petequiales

telangiectaias

esclerosis

Consecuencias: oxigeno y nutrición (necrosis celular)

atrofia y fibrosis

SINDROMES AGUDOS DE SINDROMES AGUDOS DE IRRADIACIÓNIRRADIACIÓN

Depende de: Dosis y de los tejidos Depende de: Dosis y de los tejidos incluidos incluidos 20 Gy 20 Gy a a un cm de piel epidermitis un cm de piel epidermitis húmedahúmeda

10 Gy al organismo 10 Gy al organismo muerte en muerte en 30 días30 díasEl conjunto de signos y síntomas que se presentan tras

la irradiación total o casi total del organismo. Es necesario que se cumplan unas condiciones :1. Que la irradiación sea de procedencia externa.2. Que la exposición sea en un tiempo pequeño y de una forma aguda.3. Que se irradie todo o casi todo el organismo.

RELACIÓN DOSIS Y TIEMPO RELACIÓN DOSIS Y TIEMPO SUPERVIVENCIASUPERVIVENCIA

Médulaósea GI.

SNC

200 1000 10000

Tie

mpo

de

supe

rviv

enci

a

Dosis en cGy

RESPUESTA DEL ORGANISMO TOTALRESPUESTA DEL ORGANISMO TOTAL

• Fase prodrómica (enfermedad de la radiación)Fase prodrómica (enfermedad de la radiación)• La duración depende de la dosis. (50 cGy)La duración depende de la dosis. (50 cGy)

• Se inicia durante o inmediatamente después de la Se inicia durante o inmediatamente después de la irradiación (1-2 horas).irradiación (1-2 horas).

• Fase de latenciaFase de latencia• No hay signo ni síntomas.No hay signo ni síntomas.

• Cambios degenerativos celulares y respuestas Cambios degenerativos celulares y respuestas proliferativas.proliferativas.

• Fase de enfermedad manifiestaFase de enfermedad manifiesta• Según la dosis aparecen los síntomas específicos de Según la dosis aparecen los síntomas específicos de

cada síndromecada síndrome..

SÍNDROME HEMATOPOYETICOSÍNDROME HEMATOPOYETICOSe produce con dosis de 200 cGy.Se produce con dosis de 200 cGy.

Fase prodrómica: náuseas, vómitos, diarrea, anorexia…Fase prodrómica: náuseas, vómitos, diarrea, anorexia…* el paciente se recupera* el paciente se recupera* sus órganos hematopoyéticos se depleccionan.* sus órganos hematopoyéticos se depleccionan.

Fase latente dura entre 2 – 3 semanas.Fase latente dura entre 2 – 3 semanas.

Fase de enfermedad: fiebre, escalofríos, cefalea, asteniaFase de enfermedad: fiebre, escalofríos, cefalea, astenia y anorexia.y anorexia. Pérdida total del cabello.Pérdida total del cabello.

Hemorragias e infeccionesHemorragias e infecciones

Tratamiento de soporte se mantieneTratamiento de soporte se mantienenn vivos vivos

SÍNDROME GASTRO-INTESTINALSÍNDROME GASTRO-INTESTINALSe produce con dosis de 1000 – 2000 cGy.Se produce con dosis de 1000 – 2000 cGy.

Fase prodrómica: náuseas y vómitos. Fase prodrómica: náuseas y vómitos. El paciente se recupera a las pocas horas.El paciente se recupera a las pocas horas.

Fase latente dura unos cinco días.Fase latente dura unos cinco días.

FFase de enfermedad: vómitos, fiebre, escalofríos, cefalea, ase de enfermedad: vómitos, fiebre, escalofríos, cefalea, astenia y anorexia.astenia y anorexia.

Trastornos electrolíticos graves yTrastornos electrolíticos graves y Colapso circulatorio.Colapso circulatorio.

Resultado: acortamiento o desaparición de las vellosidadesResultado: acortamiento o desaparición de las vellosidades intestinales.intestinales. Entrada de gérmenes al Entrada de gérmenes al torrente circulatorio.torrente circulatorio.

Tratamiento de soporteTratamiento de soporte:: se pueden mantener vivos se pueden mantener vivosAntibioterapiaAntibioterapiaAlimentación estérilAlimentación estérilSoporte hematológicoSoporte hematológico

SÍNDROME NEUROLÓGICOSÍNDROME NEUROLÓGICOSe produce con dosis Se produce con dosis superiores asuperiores a 2000 cGy. 2000 cGy.

Fase prodrómica y Fase latente apenas se detectanFase prodrómica y Fase latente apenas se detectan porque porque duran minutosduran minutos..Fase de enfermedadFase de enfermedad: aparece a las pocas horas:: aparece a las pocas horas:

ResultadoResultado: apatía, letárgica y coma, por los focos de encefalitis.: apatía, letárgica y coma, por los focos de encefalitis. edema cerebral, aparecen convulsiones y edema cerebral, aparecen convulsiones y

contracciones musculares, seguida de ataxia.contracciones musculares, seguida de ataxia.

Tratamiento no existe el síndrome es mortal.Tratamiento no existe el síndrome es mortal.

DOSIS LETAL MEDIADOSIS LETAL MEDIA

La dosis letal media es un concepto estadístico.La dosis letal media es un concepto estadístico.Es la dosis capaz de producir la muerte del 50 % de una Es la dosis capaz de producir la muerte del 50 % de una población animal. Para el ratón la DL50 es de 500 cGy. población animal. Para el ratón la DL50 es de 500 cGy.

Los animales pueden fallecer en diferentes períodos de tiempo Los animales pueden fallecer en diferentes períodos de tiempo por lo que hay que completar la información, añadiendo el por lo que hay que completar la información, añadiendo el periodo de tiempo en que se compatibilizan las muertes.periodo de tiempo en que se compatibilizan las muertes.

DOSIS LETAL 50/2 S. Neurológico.DOSIS LETAL 50/2 S. Neurológico.

50/5 S. Gastro-intestinal.50/5 S. Gastro-intestinal.

50/30 S. Médula ósea.50/30 S. Médula ósea.

EFECTO DE LA IRRADIACIÓN SOBRE EFECTO DE LA IRRADIACIÓN SOBRE EMBRIÓN Y FETOEMBRIÓN Y FETO

Genéticas (ovulo y/o espermatozoide)Genéticas (ovulo y/o espermatozoide)

Irradiación “in útero” Irradiación “in útero”

1ª fase (preimplante)1ª fase (preimplante)

2ª fase (organogénesis)2ª fase (organogénesis)

3ª fase (fetal o de crecimiento)3ª fase (fetal o de crecimiento)

EFECTOS DE LA IRRADIACIÓN EN EFECTOS DE LA IRRADIACIÓN EN EMBRIONESEMBRIONES

Preimplante: muerte fetalPreimplante: muerte fetal

no malformaciones no malformaciones anencefalias o anencefalias o

exencefaliasexencefalias

Organogenesis: malformaciones SNCOrganogenesis: malformaciones SNC

órganos relacionados con élórganos relacionados con él

Fase fetal: envejecimiento prematuroFase fetal: envejecimiento prematuro

carcinogénesiscarcinogénesis

insuficiencias en el desarrolloinsuficiencias en el desarrollo

EFECTOS TARDÍOS DE LAS EFECTOS TARDÍOS DE LAS RADIACIONESRADIACIONES Efectos somáticos:Efectos somáticos:

Tienen un período de latencia largoTienen un período de latencia largo Son consecuencia de un proceso degenerativoSon consecuencia de un proceso degenerativo Son progresivos e irreversiblesSon progresivos e irreversibles

vasos: fibrosisvasos: fibrosis huesos: alteración del tamaño y formahuesos: alteración del tamaño y forma SNC: encefalopatías SNC: encefalopatías

E. Somáticos sistémicos:E. Somáticos sistémicos: Envejecimiento o acortamiento inespecífico de la vidaEnvejecimiento o acortamiento inespecífico de la vida Anemia aplásticaAnemia aplástica Carcinogenesis y leucemogenesis.Carcinogenesis y leucemogenesis.

Efectos genéticos: alteraciones en el ADNEfectos genéticos: alteraciones en el ADNMutacionesMutacionesAlteraciones groseras muerte celular Alteraciones groseras muerte celular

ANTIGUO NUEVOLÍMITES DOSIS

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