Principios Básicos de la radioterapia.

Principios Básicos de la radioterapia.
La radioactividad es un estado de hiperexcitación del núcleo. Cualquier estado, por la causa que sea, que genere una
inestabilidad en el núcleo, nos va a generar un fenómeno radioactivo. Vamos a ver los principales tipos de
decaimiento.
1. Desintegración α (alfa).
Cuando un núcleo es muy pesado (altísimo Z) y tiene un exceso de partículas en su interior, puede decaer por medio
de la emisión de una partícula alfa, que en realidad es como si fuera un núcleo de Helio (2 protones, 2 neutrones
pero sin nube electrónica). Al eliminar el núcleo de Helio disminuye el Z en 2 y genera un elemento distinto. El
objetivo es que al eliminar esta partícula el núcleo obtenga estabilidad. Esto pasa solamente en núcleos pesados y se
utiliza mucho en radioterapia porque la partícula alfa es una partícula pesada (además de tener carga eléctrica
positiva, tiene masa). Eso sirve para irradiar tejidos tumorales. En medicina nuclear no se utiliza.
2. Desintegración β- (beta negativa).
En este caso lo que tenemos es un átomo que en su núcleo tiene exceso de electrones. Si recuerdan, los neutrones
son más grandes que los protones. Con la masa del neutrón alcanza para producir un protón y un electrón. Entonces,
un neutrón del núcleo se va a convertir en un protón y eso cambia el Z, es decir, cambia el elemento. El poquito de
masa que queda se convierte en el electrón y toda la energía que se requiere para llevar a cabo esta reacción queda
en el electrón como energía cinética. El núcleo emite una partícula beta, que en realidad es un electrón con energía
cinética y un neutrino (que no tiene carga y tiene una masa despreciable por lo cual es irrelevante). El electrón va a ir
entregando su energía a los tejidos que se encuentra en el camino, hasta que se agota.
3. Desintegración β+ (beta positiva).
Es el fenómeno contrario. Tenemos un átomo que en su núcleo tiene exceso de protones y eso genera inestabilidad.
En este caso, lo que el átomo trataría de hacer, sería convertir un protón en un neutrón, pero para que esa reacción
se lleve a cabo se necesita que haya suficiente energía en el medio para transformarla en materia. De esta manera,
se genera un par de electrones positivos, la energía convertida en materia le aporta al protón “lo que le falta para
convertirse en neutrón”, así se convierte en otro elemento y obtiene estabilidad; la otra partícula (el positrón o
electrón con carga positiva) sale disparada con toda la energía cinética que sobró de la reacción, que tiende a ser
mucha. Este positrón va a interactuar con todo lo que se encuentre en su camino hasta que agote su energía
cinética. También se emite un neutrino, pero no nos interesa porque no tiene carga. Esto es antimateria porque en
el universo no puede existir un electrón con carga positiva. Entonces este positrón va a interactuar con un electrón
del medio y cuando la materia se encuentra con la antimateria se aniquila y toda esa masa se convierte en energía y
se emiten dos fotones en direcciones contrarias. Esos fotones son lo que se detectan con los equipos de nuclear para
hacer imágenes de PET.
4. Desintegración γ (gamma):
En este caso el núcleo está inestable, pero no porque le sobren protones o electrones, sino porque están
desacomodados, las partículas atómicas están ubicadas en niveles que no les corresponde. Cuando las partículas
descienden al nivel de energía que les corresponde, la energía sobrante se emite en forma de fotones gamma. Como
lo que se tiene solamente es un núcleo desordenado, no va a haber cambio de Z. A diferencia de las partículas, los
fotones no tienen masa ni carga eléctrica por lo que no pueden ir interactuando con el medio hasta que se les acabe
la energía. Ellos entregan toda su energía en un solo evento, impactan en el cristal de la gammacámara, entregan
toda su energía y pufffff dejaron de existir…. Teóricamente el alcance de un fotón es infinito.
Periodo de semi desintegración.
99mTc=
6h
131I=
8d
Cada elemento radiactivo va a tener un periodo de semi desintegración que es característico e imbatible. No hay
nada que se pueda hacer para que un átomo se desintegre más rápido o más lento.
Es el tiempo que va a tardar el material en tener la mitad de la actividad que tenía al principio.
Ejemplo: el fósforo tiene un vida media de 14 días, eso quiere decir que si teníamos 10g de material radiactivo, a los
14 días vamos a tener 5g de material radiactivo y 5g del elemento en el que decae, en este caso azufre. Si dejamos
pasar otra vida media, vamos a tener 2,5g de fosforo y 7,5g de azufre.
Se considera despreciable cuando han pasado 10 vidas medias.
Dosis efectiva individual
Natural
(85%)
Artificial
(15%)
•50% Radón del suelo.
•11.5% de comidas y bebidas.
•14% Rayos gamma (suelo o
construcciones).
•10% Rayos cósmicos.
•14% exposición médica.
•1% (descargas nucleares, productos
varios, ocupacional, etc).
En el mundo estamos constantemente
expuestos a dosis de radiación natural
(85%). Debido a que la radiación natural
NUNCA ES CERO, debemos controlar al
máximo el 15% de radiación artificial para
no sumar más de lo necesario.
¿Qué tipo de efectos puede producir la radiación en las personas?
1. Efectos determinísticos.
Tienen un umbral, lo cual quiere decir que si la persona se expone a una dosis inferior
a dicho umbral NO va a tener el efecto. Una vez superado el umbral, cuanto mayor
sea la dosis, mayor va a ser la severidad y la frecuencia del efecto. Lo más común es
que tenga latencia corta, aunque algunas veces puede ser prolongada. Ejemplo:
Eritema, depilación, cataratas, esterilidad, etc.
Sistema afectado
/Síndrome
Sistema Nervioso
CNS
o
Síndrome
cerebrovascular
Sistema GI
Síndrome GI
Médula ósea /Eritrocitos
Síndrome
hematopoyético
Piel
Eritema
varios / Testículos
Síntomas
Shock, severas náuseas,
desorientación, coma
Dosis
10000 cGy
100 Sv
Náuseas, vómitos, diarrea,
deshidratación
Fatiga, hemorragia, ulceración,
infecciones, anemia
1000 cGy
10 Sv
300-800cGy
3-8 Sv
Quemaduras, infecciones,
descamación húmeda, pérdida
del pelo
Esterilidad reversible o
irreversible
1000 cGy
10 Sv
60-80 cGy
250-600 cGy
A 100Sv, que es una dosis de locura, el paciente presenta un síndrome cerebrovascular. Algo importante es que si se
llega al efecto mayor (a nivel del SNC) siempre se van a tener los efectos menores (por ejemplo a nivel medular),
simplemente no los desarrolla porque si se muere ya no le dio tiempo de desarrollar la leucemia. El síndrome
cerebrovascular se da a tan alta dosis que prácticamente TODOS SE MUEREN!!!
A los 10 Sv se presenta el síndrome GI, los síntomas son súper inespecíficos. Lo que está sucediendo es que la
mucosa intestinal se está descamando, tiene una alta tasa de mortalidad. A los 3-8Sv se presenta el síndrome
hematopoyético, los efectos van a depender de cuál línea celular se vea más afectada. Esto es un poco más lento, da
un poquito más de tiempo y es más probable que el paciente se recupere. El efecto en piel y gónadas es algo más
localizado, tiene que ver propiamente con el área de exposición.
2. Efectos estocásticos.
No tienen umbral, quiere decir que a cualquier dosis existe el riesgo de que se presenten. A
mayor dosis, mayor probabilidad de sufrir esos efectos. La severidad es independiente de
la dosis. Los dos ejemplos principales son el cáncer y los efectos hereditarios.
Su latencia es prolongada, se puede exponer hoy y tener la neoplasia en años. En el caso
de los efectos hereditarios (radiación se recibió en gónadas y se dañaron las células
germinales) el efecto no se ve en la persona sino en su descendencia.
Cáncer originado por radiación.
Altas dosis de radiación, como las utilizadas en radioterapia, son muy efectivas para destruir tejido neoplásico. Sin
embargo, las dosis altas no letales lo que hacen es causar mutaciones en las células y producir cáncer. Los tipos de
cáncer que se han visto por radiación son:
Leucemia
(A-bomba)
Tiroides
(Chernobyl)
Tumores sólidos
(A-bomba)
Esto se ha visto ante dosis exageradas, no se ha observado aparición de cáncer secundario a radiación a bajas dosis,
pero teóricamente el riesgo existe. Lo que se hace estadísticamente es calcular la dosis de exposición que tuvieron
las personas en Hiroshima, Nagasaki o Chernobyl vs la incidencia de aparición de cáncer, y se extrapolan hacia abajo
(dosis bajas). No hay una manera de conocer el riesgo real de aparición de cáncer a dosis bajas porque no se está
tomando en cuenta la radiación natural a la que nos exponemos todos los días. En una persona que ha estado
expuesta a tantas fuentes de radiación natural, no podemos saber si el cáncer que desarrolló se debe o no al
material radiactivo que se le administró. Lo único que se puede hacer es PREVENIR mediante la menor exposición
posible. Los efectos de la radiación son acumulativos, se van sumando a lo largo del tiempo junto con toda la
radiación natural. Hay que tomar eso en cuenta y hacer todo lo posible por no estar irradiando al paciente
innecesariamente.
-
100Sv es la dosis mayor y es la que provoca el daño a nivel del SNC.
Una persona que se dedica a trabajar con radiación tiene derecho por ley a 20mSv por año.
La radiación natural es de aproximadamente 2,4-3 mSv por año.
1mSv es la dosis máxima ideal por año para el público en general. No sobrepasarlo mandando exámenes
innecesarios.
Protección radiológica.
La protección radiológica tiene dos objetivos:
1. Evitar totalmente la ocurrencia de efectos determinísticos. Asegurarnos de NUNCA llegar a esos umbrales.
2. Asegurar que se han tomado las acciones para reducir la ocurrencia de efectos estocásticos.
Medicina Nuclear.
La O.M.S. define la Medicina Nuclear como la especialidad médica que emplea las fuentes radiactivas no
encapsuladas. (Radioterapia trabaja con fuentes encapsuladas, no se exponen a radiación).
La Medicina Nuclear nos permite:
-
Estudiar la morfología de un órgano (no tanto)
Evaluar la evolución de una función fisiológica
Monitorear de la respuesta a tratamiento
Se utiliza un proceso bioquímico. Se identifica un radiofármaco que pueda trazar un proceso específico. Vamos a ver
información bioquímica o fisiología, no anatómica.
Los estudios de medicina nuclear cuentan con dos partes:
1. Administración del radiofármaco: se administra una pequeña dosis de material radioactivo (radiofármaco,
isótopo) que se dirigirá al órgano en estudio y luego se eliminará por las vías naturales, urinaria más
frecuentemente. Podemos saber cuánto tiempo antes del estudio de imágenes administrarlo según el tipo de
radiofármaco que utilicemos y según el órgano que queramos estudiar. También tenemos que tomar en cuenta
las vías y el tiempo de eliminación del radiofármaco.
2. Definición de las imágenes: consiste en la realización de un número variable de tomas o imágenes de diferentes
regiones del cuerpo con un sistema de detección que se denomina Gammacámara.
Un radiofármaco es un compuesto en el que uno de sus átomos es un elemento radiactivo. Puede ser administrado
con fines diagnósticos o terapéuticas. En realidad no son fármacos como tales porque no tienen efecto terapéutico,
son más para diagnóstico. Los más utilizados son los compuestos marcados con Tecnecio99, porque es fácil de
adquirir y se encuentra en mil estados de valencia diferentes. Se obtiene con un generador de Molibdeno. De un
solo generador se saca la dosis de Molibdeno para una semana completa.
Un generador de molibdeno tiene: una columna de alúmina a la cual está fijado
el Molibdeno porque tiene mucha afinidad química. Cuando el Molibdeno
comienza a decaer, el Tecnecio que no tiene afinidad química, se suelta de la
columna. Se pone un vial con solución fisiológica y se forma un sistema de
extracción al vacío. Después se saca con blindaje de plomo porque ya ese
tecnecio tiene radiación.
El comportamiento del radiofármaco en el organismo (absorción, transporte, captación, excreción) depende de las
propiedades de la molécula marcada y de la vía de administración. El tecnecio es ideal porque se une a casi cualquier
molécula y es muy bien captado por la gammacámara.
La vía de administración puede cambiar la biodistribución y la cinética. El sulfuro coloidal marcado con 99mTc
 IV: es captado por el sistema retículo endotelial (podemos ver hígado, bazo y un poquito de MO).
 SC: es aclarada por el drenaje de los vasos linfáticos (muy doloroso, se pone interdigital en los pies).
 VO: marca el tubo digestivo (para estudios de tránsito).
Vías de administración.
Administración oral: Solo el 131INa, no hay que marcarlos con tecnecio, viene listo como una sal.
Administración parenteral:

Soluciones verdaderas: 99mTc-DTPA, se usa para riñón.

Coloides: 99mTc-Azufre Coloidal

Suspensiones: 99mTc-Macroagregados

Elementos celulares de la sangre: 99mTc-Leucocitos, células K, glóbulos rojos.
Inhalación: 99mTc-DTPA (aerosol), se hacen imágenes de la ventilación pulmonar.
Vía Intratecal: punción lumbar 111In-DTPA para hacer cisternografías.
Vía subcutánea: 99mTc- coloide de gelatina de colágeno bovino que se administra en los espacios interdigitales del pie
o la mano para estudios de linfografía.
Mecanismos de acción.
Depende de las características de la molécula a la cual está adherido el Tecnecio:





Difusión simple: las moléculas muy lipofílicas
ingresan libremente por la membrana de la célula.
Cuando está dentro del citosol sufre
transformaciones que le impiden su posterior
difusión hacia afuera. Ejemplo: 99mTc-sestamibi
Transporte activo: a través de una proteína de
membrana con consumo de ATP como 131I a
través de la bomba de ioduros o el 201Talio por la
Na+/K+ ATPasa.

Localización compartimental: los eritrocitos
marcados con 99mTc usados para ventriculografía,
para ver solamente el ventrículo izquierdo.

Fagocitosis: cuando los radiofármacos se
encuentran en forma de suspensión coloidal con
partículas menores a 1µm, estas son captadas
activamente por el sistema reticuloendotelial.

Bloqueo capilar: en estudios de hipertensión
pulmonar estudia la perfusión pulmonar usando
macroagregados de albúmina u otros compuestos
marcados con 99mTc. También se usa en TEP.

Unión a receptores: Penteotride marcado con
111
In se une a los receptores de somatostatina de
tumores neuroendocrinos.

Formación de complejos antígeno-anticuerpo:
anticuerpos marcados con 111In, 131I o 99mTc son
utilizados para localizar tumores.
Secuestro celular: los glóbulos rojos marcados con
99m
Tc, son extraídos de la circulación por el bazo.
Adsorción: el radiofármaco se fija mediante
enlaces electroquímicos a la superficie de alguna
molécula, como los difosfonatos en el cristal de
hidroxiapatita cálcica del hueso.
Quimiotaxis: los leucocitos marcados con 111In son
utilizados para localizar infecciones.
Gammacámara.
Es un equipo que no emite ningún tipo de radiación (el ente peligroso es el PACIENTE), con el que se localiza, se
registra y se mide la distribución del radiofármaco en el organismo. Es el equipo fundamental de detección en
medicina nuclear. Está formado principalmente por un cabezal detector (único o múltiple) y conectado a un
ordenador sirve para almacenar y procesar las imágenes obtenidas y para controlar el funcionamiento de la
gammacámara. Es importante que tenga dos detectores, uno arriba y otro abajo, para poder hacer imágenes
polares, de anterior y posterior, en una sola cita. La camilla tiene que ser delgada y con un “Z” muy bajo para que los
detectores puedan realizar imágenes adecuadas (permitan que la radiación llegue al detector). Eso implica
contraindicación para los pacientes obesos (máximo 150Kg), en ellos se hacen los estudios de pie.
La gammacámara tiene unos colimadores que son como plataformas de plomo con huecos de diferente grosor y de
diferente largo, dependiendo del radioisótopo con el que se va a trabajar. Selecciona solo los fotones que vayan en
dirección perpendicular al detector. Tiene también un cristal que tiene una propiedad que se llama centelleo,
significa que cuando es impactado por un fotón el produce la luz. Esa luz es detectada por el sistema de
fotomultiplicadores de la gammacámara y así se crea la imagen.
Ese cristal es muy caro y frágil, absorbe mucha humedad y es muy sensible a los cambios de temperatura. No
necesita temperatura muy alta o muy baja, solo necesita que sea estable. Por eso las salas de gammacámara tienen
que tener aire acondicionado en todo momento. Todo esto se encuentra dentro de un blindaje de plomo.
Recomendaciones en medicina nuclear.
-
Todos los estudios o terapia están contraindicados en mujeres embarazadas, en especial en el primer
trimestre, o en período de lactancia. Se tiene que suspender la lactancia por 48 horas después del tecnecio y
de forma permanente en caso de yodo.
-
En el caso de niños las dosis se adecuarán a su peso o superficie corporal para asegurar una irradiación
mínima. Es lo que se conoce como “Filosofía A.L.A.R.A.” (siglas en inglés de tan baja como sea
razonablemente posible).
-
Evitar venir acompañados por embarazadas o niños de corta edad, siempre que sea posible. Eso debe
indicarlo el médico que le envía el estudio, “señora ese día venga sola”.
-
Ingerir abundantes líquidos para facilitar la eliminación del radiofármaco. Vaciar con frecuencia la vejiga para
minimizar la radiación a los ovarios y testículos.