4.3 Efectos estocásticos y no estocásticos

Ya hemos visto que los distintos tipos de radiación pueden clasificarse de acuerdo con su LET. Otro esquema de clasificacion se basa en las consecuencias de la radiación. Así se distingue entre dos amplias categorías: radiaciones estocásticas y no estocásticas.

1. Efectos no estocásticos (o no probabilísticos). Son los efectos que se relacionan con la dosis de forma determinista, es decir, si se ha depositado una dosis equivalente suficientemente alta, aparecerán cierto tipo de efectos. Por ejemplo, si una dosis de rayos X excede de 100 rem, se observará un enrojecimiento de la piel, tras cierto nivel de dosis se producen cataratas en los ojos, etc.

2. Efectos estocásticos (probabilísticos). Son efectos que pueden aparecer, pero no lo hacen necesariamente. Lo más que se puede decir es que existe una cierta probabilidad de que estos efectos se produzcan. Los ejemplos más conocidos son el desarrollo de cáncer y las mutaciones genéticas.

Otro método de clasificación útil considera el mecanismo real por el cual la radiación ionizante afecta al organismo. Se pueden distinguir dos categorías de efectos: directos e indirectos.

1. Efectos directos. La energía de la radiación se transfiere a la materia mediante ionización o ruptura de los enlaces químicos. Este proceso crea iones cargados y químicamente activos. El paso de la radiación deja una huella de enlaces moleculares rotos. Este primer paso en la deposición de energía es el efecto directo.

2. Efectos indirectos. Los iones dejados en la traza de la radiación se recombinarán posteriormente para formar nuevos enlaces. Esto puede suceder cerca de la huella donde se produjeron o lejos de ella. Si los iones en cuestión tienen una composición que no corresponde a una molécula estable, se denominan ``radicales''. Por ejemplo los radicales oxilo (O) e hidroxilo (OH) son suficientemente pequeños como para tener gran mobilidad y poder difundirse lejos de la traza de ionización e interaccionar químicamente con las moléculas de la célula. Puesto que la recombinaci´on es en cierto modo aleatoria, los compuestos resultantes tendran un efecto, como mucho, neutro sobre la célula, pero también podría ser dañino. Las consecuencias que se derivan de estas interacciones se denominan efectos indirectos.

La evidencia experimental demuestra que el impacto de los efectos indirectos sobre el tejido biológico es considerablemente mayor que el de los efectos directos. Puesto que los efectos indirectos consisten en recombinación química, no son únicos.

Consideremos ahora cómo los efectos de la radiación afectan a la célula. En primer lugar, puede suceder que la célula muera. Resulta que para matar directamente una célula se necesitan altas dosis de radiación. Por desgracia, esto no significa que las células sean resistentes a la radiaciación, ya que, aunque la célula sobreviva, pueden alterarse sus funciones biológicas. Este es precisamente el punto débil de las células. Si la célula no es capaz de realizar sus funciones biológicas morirá al poco tiempo (producción de proteínas, capacidad de reproducirse, etc).

Es precisamente la capacidad de reproducirse de las células y organismos multi-celulares la función más sensible a las rupturas causadas por la radiación. Esto es debido a que la reproducción es un proceso muy complejo que requiere el almacenamiento de información que incorpora las ``instrucciones'' acerca de la estructura y metabolismo de la célula. Es esta información la que puede ser alterada más fácilmente. El organismo como un todo muere, no porque sus células individuales hayan muerto, sino porque no logran reproducirse y reemplazarse.

Esto explica por qué las fatalidades causadas por la radiaci'on no son instantáneas (excepto para grandes dosis) sino que ocurren después de la exposición durante periodos de tiempo de hasta varias semanas, y por qué algunos efectos son estocásticos, mientras que otros no lo son.

También se explica así por qué algunos tipos de células son m´as sensibles al daño de la radiación que otras. Las células que se reproducen rápidamente muestran una especial sensibilidad a la radiación. En los humanos adultos los dos órganos más sensibles son:

1. Los órganos que producen los componentes de la sangre. Especialmente la médula ósea.

2. La cubierta interior del tracto gastro-intestinal. Este tejido está reproduciéndose continuamente.

La sensibilidad de los organismos multicelulares a la radiación cambia con el tiempo. El periodo de crecimiento es obviamente el de mayor sensibilidad, pues la multiplicación de las células es más rápida. Por esta razón las dosis máximas recomendadas son menores para los niños y mujeres embarazadas.

La alteración de la información genética en la célula no significa necesariamente que las células sean incapaces de reproducirse. La disrupción de la información podría ser sólo parcial, la célula lograría reproducirse, pero la copia podría resultar alterada. Si las células alteradas proliferan más rápido que las normales, pueden desarrollarse cánceres latentes.

Antes de terminar esta sección es apropiado apuntar que la información almacenada en las células es sensible a varios agentes y no sólo a las radiaciones ionizantes. El efecto de una sustancia cancerígena puede explicarse con el mismo modelo que usamos para la radiación: son sustancias que alteran la composición química de las moléculas de la célula que incorporan la información para la reproducción. El efecto final de la radiación es químico, de ahí la dificultad de distinguir entre efectos latentes causados por la radiación y efectos causados por otras fuentes.