AO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA
EDUCACION
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICAFarmacia y
bioqumicaTrabajo Monogrfico:RIESGO TOXICO POR RADIONUCLIDOS
Alumnos:
Alarcn Arias, Ruben ngel Durand Garca, Karool Jhosep Hernndez
Salas, Brenda Aracelli Laura Santa Mara, Santiago Humberto Rolando
Snchez Feliberto, Keyla del Rosario Sosaya Salazar, Marisol
Catedrtico: Dr. Q.F. Javier Chvez Espinoza Asignatura : Control y
Calidad de Xenobioticos Ciclo: VIII Ciclo
Ica, 2015
DEDICATORIA
El presente trabajo va dedicado a nuestros padres que con mucho
esmero y dedicacin nos brindan su apoyo incondicional, a Dios por
guiarnos por el buen camino y a nuestros maestros de la universidad
que nos inculcan su sabidura.
INTRODUCCIN Y CONCEPTOS BSICOS
Los radionclidos han estado presentes en los alimentos desde
siempre y esto se debe a la elevada cantidad de elementos que
tienen equivalentes radioactivos que pueden reemplazarlos en la
composicin de los alimentos, y que tienen las mismas propiedades
qumicas que sus equivalentes no radioactivos, con la diferencia de
que se descomponen liberando radiaciones ionizantes.Aunque son bien
conocidos los efectos txicos derivados de grandes dosis de
radioactividad, no existen evidencias de efectos perjudiciales
debidos a las concentraciones de radionclidos detectados
normalmente en la dieta.Los radionclidos o isotopos radioactivos
son elementos con el ncleo inestable, que se deterioran o
desintegran en proporciones predecibles.El deterioro de los
radionclidos, o radioactividad, se manifiesta por la emisin de
radiacin, que en general puede ser de dos tipos: radiacin
electromagntica (rayos- y rayos-x) y radiacin particulada ( () y
(), electrones (e), positrones (+) y neutrones).Recordemos que: las
partculas son ncleos de helio; las partculas son electrones rpidos;
las radiaciones son haces de fotones de gran energa.Desde el
descubrimiento del polonio y del radio a finales del siglo XIX, se
han identificado y caracterizado alrededor de 40 radionclidos
naturales. Muchos de ellos son elementos de alto peso atmico (nmero
atmico >81) existiendo tres series diferentes, cada una de las
cuales comienza con un radionclido de larga vida y termina con un
isotopo estable de plomo.Estas series son conocidas como series del
uranio, del torio y del actinio. Adems, hay algunos radionclidos
naturales que no son miembros de esas series. Algunos de ellos
tienen vidas medias lo suficientemente largas como para existir
desde el momento de la formacin de la corteza terrestre (40K, 50V,
87Rb, 115In, 138La, 147Sm y 176Lu). Sin embargo, otros se van
produciendo continuamente, formndose por reacciones nucleares entre
componentes de la radiacin csmica y ncleos estables, como por
ejemplo el 14Cy el tritio (3H).La unidad clsica de radioactividad
es el Curie (Ci), el cual equivale a 3,7.1010 desintegraciones
nucleares por segundo. Otra forma de expresar la radioactividad es
utilizando la unidad del Sistema Internacional (S.I.) que es el
becquerelio (Bq), siendo 1 Bq una desintegracin radioactiva por
segundo. Como la radiacin interacciona con la materia, deposita
energa, llamada dosis absorbida, la cual se mide en grays (Gy),
siendo 1 Gy equivalente a 1 J/kg de masa. Para una misma dosis, las
partculas a son ms dainas en tejidos vivos que las o que los rayos
por lo que, con el propsito de comparar dosis de diferentes
radiaciones, la dosis absorbida es multiplicada por un factor que
tiene en cuenta la forma en la que una radiacin en particular
distribuye la energa en los tejidos. A esto se le denomina dosis
equivalente y se mide en sievert (Sv), donde 1 Sv = 1Gy Wrdonde Wr
es el factor de valoracin de la radiacin considerada. Para los
rayos y las partculas , Wr toma el valor de 1, y para las partculas
toma el valor de 20.
RIESGO TXICO POR RADIONCLIDOS
Fuentes de exposicin y radioelementos de intersEl hombre est
expuesto continuamente a radiacin de numerosas fuentes tanto
naturales (rayos csmicos, los rayos gamma emitidos por los
materiales radiactivos naturales existentes en la Tierra, el 222Rn
es un gas derivado del 226Ra y que se encuentra en la tierra y en
las rocas), como artificiales (usos mdicos, ciertos hbitos de vida,
actividades industriales que implican utilizacin de radiaciones
ionizantes, las pruebas nucleares y la industria nuclear).En
general, los alimentos aportan aproximadamente un 10% de la dosis
media de radiacin anual recibida. En condiciones normales, las
actuales descargas de desechos a la atmosfera, a los ros y al mar
desde industrias de energa nuclear, no representan una seria
amenaza en trminos de contaminacin de alimentos, lo cual, sin
embargo, no ha sido siempre as. En consecuencia, se reconoce la
necesidad del control de la contaminacin radioactiva de los
alimentos, desarrollndose modelos a nivel internacional.1.
Radiactividad naturalLa va primaria de exposicin a los radionclidos
de origen natural es la dieta, siendo los huesos el principal lugar
de deposicin en animales y humanos. El riesgo para la salud humana
es considerado casi inexistente, puesto que los niveles de
radionclidos por incidencia natural hallados en la mayora de los
alimentos y agua de bebida han sido extremadamente bajos.2.
Radiactividad artificial: ChernobilEl 24 de octubre de 1986 se
produjo el accidente nuclear de Chernobil a consecuencia del cual
se produjo la diseminacin de radionclidos al aire, el agua y los
alimentos. Desde esta fecha se ha estado realizando el seguimiento
de alimentos en reas afectadas por la lluvia radioactiva,
consecuencia de dicha explosin nuclear.Los radioelementos de mayor
inters han sido los rutenios, yodos y cesios. Estos elementos se
comportan desde un punto de vista metablico como sus homlogos
estables o como otros elementos similares estructuralmente en el
sistema peridico. El cesio se comporta como el potasio y el yodo
como el elemento estable. Ciertos elementos se encuentran
diseminados en todo el organismo, como ocurre con el Cs, pero otros
tienen cierta organotropicidad (el Sr tiene afinidad por el hueso,
el I por el tiroides, etc.). El rutenio se distribuye uniformemente
en el organismo desde el momento que atraviesa la barrera
intestinal, pero como su coeficiente de transferencia a travs de la
mucosa intestinal es dbil, irradia esencialmente dicho rgano antes
de ser eliminado por heces (99%).Desde la catstrofe de Chernobil
numerosas investigaciones se han dirigido para determinar si la
exposicin a la radiacin ha tenido efectos adversos sobre la salud
humana. Adems de la exposicin a la radiacin aerotransportada
inmediatamente despus del accidente, los residentes en reas
afectadas han podido estar expuestos y pueden ser propensos a
continuas exposiciones desde ciertos alimentos producidos en la
localidad.Los radionclidos que se determinan ms frecuentemente en
alimentos son: 210Po y 210Pb, 226Ra, 232Th y 238U, 137Cs. En
algunos trabajos se presentan concentraciones de otros radionclidos
como: 234U, 235U, 238U, 228Th, 230Th, 232Th, 226Ra y
228Ra.Seguidamente vamos a describir algunos de los estudios
realizados para detectar y cuantificar radionclidos en
alimentos.Despus de Chernobil, los renos y los lucios de la regin
ms al norte de Suiza tuvieron niveles de 137Cs similares a las
existentes antes del accidente (57-180 y 14-24 Bq/kg peso fresco,
respectivamente). Por el contrario, los de la zona ms al sur
contuvieron niveles 80 veces mayores. El mayor valor detectado fue
18.425 Bq/kg en musculo de reno, mientras que los mayores valores
en lucios fueron 567 Bq/kg.Por otro lado, los niveles medios de
radiocesio monitorizados en truchas en un lago noruego subalpino
situado en un rea de alta lluvia radioactiva despus de este
desastre de 1986 subieron rpidamente de 300 a 7.000 Bq/kg a finales
de agosto. Estos valores tan significativos cayeron a 4.700 Bq/kg
durante el verano de 1987 y a 3.000 Bq/kg en junio de 1989. Las
vidas medias del 137Cs y 134Cs en truchas durante este periodo
fueron de 3,0 y 1,3 aos, respectivamente.Los niveles de
radionclidos (137Cs y 134Cs) detectados en Polonia entre 1989 y
1992 en distintos alimentos, incluyendo leche, carne de vaca y
carne de cerdo, disminuyeron con el tiempo, acompandose de una
disminucin de esos isotopos en el cuerpo humano. La vida media
efectiva se estim en 1,94 aos para el 137Cs y en 0,98 aos para el
134Cs. Las medidas de radioactividad en algunos alimentos en
Ucrania en 1991 demostraron que los niveles de radionclidos eran
bajos, excepto en setas, que contenan 6110, 728, y 118 Bq de 137Cs,
134Cs y 80Sr, respectivamente.Diversos anlisis de hongos superiores
europeos confirmaron que muchas especies de setas acumulan
radionclidos. Se comprob que los niveles de radionclidos dependan
de las condiciones del suelo y de la especie. Algunas variedades
comestibles acumulaban altos niveles de radioactividad, por lo que
no deberan ser consumidas frecuentemente. Con el paso del tiempo,
los niveles de radionclidos en hongos superiores han disminuido
significativamente debido a la disminucin de la radioactividad y a
la transferencia de isotopos desde la superficie a capas ms
profundas del suelo, donde no se encuentran biodisponibles. Otros
cultivos tambin absorben radioactividad desde el suelo, como
cereales, zanahorias, patatas y vegetales frondosos aunque con
menos intensidad.Los resultados de las medidas de radioactividad
realizadas en 1990 sobre alimentos recogidos en regiones de Rusia,
Bielorrusia y Ucrania, muy contaminadas por el accidente de
Chernobil, se han empleado para estimar la seguridad de los
alimentos. La contaminacin total por radiocesio estuvo en el rango
de 1-170 Bq/kg en muestras de leche, queso, manteca, patatas,
calabazas, zanahorias y remolachas. Excepto las setas, todos los
productos alimenticios investigados se consideraron como seguros
respecto a la contaminacin radioactiva. La carga de radioactividad
asociada al consumo de esos alimentos fue estimada en 0,2
mSv/ao.Los animales de pastoreo de los campos contaminados tambin
pueden estar expuestos a radionclidos. Los anlisis del forraje y de
leche de vaca en diversos pases como Austria y Suiza demostraron
una significativa transferencia de radionclidos desde la vegetacin
a la leche.Pollos criados en ambientes contaminados con
radioactividad pueden alimentarse inevitablemente con partculas
radioactivas del suelo. Los factores de transferencia de 137Cs del
suelo a huevos y carne de pollo fueron determinados sobre
0,0055-0,01 y 0,021-0,055, respectivamente. Los bajos niveles de
transferencia estn relacionados probablemente con los complejos
formados entre los componentes del suelo y el cesio.Los
radionclidos de la explosin de Chernobil tambin encontraron su
camino hacia ros, lagos y zonas de costa marina, donde contaminaron
organismos acuticos. Estudios en Turqua, Noruega y Finlandia
documentaron concentraciones de 137Cs en varios pescados en masas
de agua locales.La captacin de radionclidos desde el suelo y el
agua de riego contaminados hacia los cultivos ha sido estudiada en
invernaderos y pequeas plantas experimentales. Los factores de
transferencia (actividad en peso seco de planta/actividad en peso
seco de suelo) para cultivos de pepinos, tomates, perejil, rbanos y
lechugas sobre turba contaminada con 137Cs variaron de 0,66 a 1,8
unidades. Los factores de transferencia para cultivos de trigo,
alfalfa y remolacha regados con agua que contena 238U, 232Th,
226Ra, 210Pb y 210Po variaron con las especies de plantas y con los
tipos de riegos. El riego por aspersin aparentemente deposito ms
radioactividad sobre las plantas que el riego por inundacin.En
cultivos experimentales (campos, invernaderos) se ha estudiado la
tasa de transferencia de 137Cs desde el suelo a los cultivos
resultando que lechugas, judas y trigo crecidos en el campo
absorbieron 0,065-1,057% de la radioactividad aplicada, siendo la
lechuga la que ms radionclidos acumulo. Los experimentos en
invernaderos indicaron que el csped y los cereales fueron los menos
eficientes en la absorcin del elemento y las lechugas y judas
fueron las ms eficientes.En Espaa tambin se han realizado estudios
para detectar radionclidos en alimentos despus del accidente de
Chernobil, tanto en alimentos importados como en alimentos
autctonos.
Descontaminacin de alimentos radioactivosLa estrategia ms
importante consiste en prevenir la entrada de radionclidos en la
cadena alimentaria protegiendo o tratando el suelo y eliminando la
contaminacin superficial cuidadosa y rpidamente.Despus del
accidente en Chernobil, extensas reas del este y norte de Europa
recibieron niveles significativos de lluvia radioactiva. Aun as,
esas reas se utilizaron para la produccin de alimentos, por lo que
se desarrollaron distintos mtodos para minimizar la transferencia
de radionclidos a humanos a travs de la cadena alimentaria. La
evaluacin de los resultados obtenidos ha sido la siguiente:a) Con
suficiente cuidado, la contaminacin radioactiva de los cultivos
puede prevenirse o reducirse cosechando rpidamente o cubriendo
verduras y frutas con hojas impermeables para prevenir la deposicin
directa.b) Despus de la deposicin, se puede reducir la
transferencia de radionclidos desde el suelo hacia las plantas
mediante tcnicas tales como la lixiviacin o la dilucin (arando en
profundidad, por ejemplo), y se pueden emplear materiales de
inmovilizacin de elementos como el Cs. Se ha descubierto que los
fertilizantes con potasio reducen la captacin de Cs sobre un 60%, y
los fertilizantes con amonio tienen el efecto opuesto. Otra
estrategia empleada ha sido plantar cultivos alternativos sobre el
suelo contaminado que capten menos radioactividad.c) La adicin de
productos como la bentonita y los hexacianoferratos a la dieta de
animales de granja previene la absorcin de altos niveles de
radioactividad, reducindose la absorcin de Cs en un 50-75%. La
absorcin de Sr se puede reducir en un 43% aadiendo al alimento
compuestos de calcio. d) Datos del ganado indicaron que el 137Cs se
elimina rpidamente de la carne cuando los animales son alimentados
con fuentes no contaminadas, sobre todo durante los ltimos 2-4
meses previos a la matanza. Sin embargo, para poder utilizar la
leche de los animales, estos tienen que tomar alimentos con bajos
niveles de radioactividad. La eficiencia de las medidas propuestas
para disminuir la contaminacin de los productos agrcolas en reas
contaminadas por el accidente de Chernobil fue descrita y
discutida. Los tipos de medidas tomadas incluyeron: Prohibicin -
prevencin del uso de campos altamente contaminados para el cultivo
y pasto. Examen de reas contaminadas para determinar el grado de
contaminacin y los tipos de radionclidos presentes. Determinacin de
parmetros del suelo que dirigen la transferencia de radionclidos a
plantas y de las formas de tratar los suelos y pastos para evitar
esta transferencia. La concentracin de 137Cs en cultivos vario de
10 a 100 veces dependiendo de la especie de planta y del tipo de
suelo. El abonado con cal y el fertilizado de praderas produjo un
aumento de la productividad de la hierba y la reduccin de la
transferencia de radionclidos a la leche de vaca de 3-5 veces.
Efectos toxicolgicosYa que los radionclidos se encuentran
presentes en muy bajos niveles en los alimentos, la contaminacin
por ellos probablemente no tiene gran relevancia en trminos
generales de toxicidad. Sin embargo, sus concentraciones en
alimentos pueden ser importantes en determinados casos debido a las
siguientes razones: 1. Los radionclidos pueden originar peligros
carcinognicos (leucemia, cncer de pecho, pulmn, tiroides, huesos,
etc.), mutagnicos, teratgenos y efectos sobre la reproduccin.2.
Varios radionclidos tienen una especial y fuerte afinidad por
rganos y tejidos especficos (yodo, tiroides; estroncio, huesos;
etc.) de forma que la dosis relativa para un rgano o seccin de
rgano puede ser varias veces mayor que la dosis ingerida o
absorbida. Esa afinidad puede llevar a la acumulacin de
radionclidos, aumentando la cantidad de estos con el tiempo.3. A
excepcin de los mecanismos de excrecin y de desintegracin
radioactiva, el cuerpo no posee mecanismos de destoxicacin para
radionclidos, aunque otros procesos corporales o sustancias pueden
permitir la mitigacin de sus efectos.4. Varios radionclidos tienen
una vida media larga (137Cs=30 aos; 90Sr=29 aos, etc.), y as sus
efectos radioactivos pueden persistir durante toda la vida de una
persona.
Estas consideraciones recalcan la importancia toxicolgica de los
radionclidos en la cadena alimentaria humana. En particular, deben
establecerse los siguientes parmetros:1. La presencia, persistencia
y niveles de radionclidos en alimentos y aguas de bebida.2. La
forma en la que los radionclidos entran en la cadena alimentaria
humana.3. Los factores y condiciones que conducen a un incremento
de la concentracin (biomagnificacion) de los radionclidos en
alimentos.4. Las formas de prevenir estos incrementos.5. La
distribucin geogrfica y ecolgica de los radionclidos y los factores
que afectan a dicha distribucin.6. Los efectos biolgicos y factores
mitigantes o exacerbantes de dichos efectos.7. Las conexiones
toxicolgicas entre los radionclidos y otras sustancias.
Los radionclidos de inters en Toxicologa Alimentaria penetran en
el organismo humano por ingestin y pueden tener una fuente natural
o derivarse de accidentes de reactores, lluvia radiactiva de
desastres nucleares, etc.De forma natural, los que pueden estar
presentes en la dieta son: 40K: principalmente en frutas y
verduras. 226Ra: cuya fuente principal son los cereales. 238U: en
alimentos y aguas de bebida. Tiene organotropicidad por el hueso.
210Pb: y 210Po: a travs de carnes y pescados. 87Rb, 14C, 3H,
etc.
Tras exposiciones y desastres nucleares, los radioelementos a
tener en cuenta por su inters biolgico y su periodo son: 85Kr; 89Sr
y 90Sr; 103Ru y 106Ru, 129I y 131I; 133Xe; 134Cs y 137Cs; 140Ba y
144Ce.Los radionclidos ms destructivos son aquellos que pueden
penetrar en tejidos blandos y pasar a formar parte del metabolismo
activo. El 137Cs es particularmente destacable debido a que su
similitud qumica con el potasio lleva a que sea rpidamente
absorbido por la corriente sangunea y pueda ser distribuido a todas
las clulas del cuerpo. Su vida media es de 27 aos.Otros
radionclidos que pueden causar daos fisiolgicos son el 90Sr y el
131I. Como el 90Sr es un anlogo del calcio, es fcilmente adsorbido
tanto desde el tracto intestinal como desde el pulmn y se deposita
en hueso. La cantidad absorbida por el pulmn depende de los niveles
de otros metales traza del organismo; por ejemplo, las ingestas
adecuadas de calcio y fosfato disminuyen considerablemente su
absorcin.Una nica ingesta de 90Sr puede dar como resultado una alta
incidencia de canceres de hueso y leucemias. La edad de la
exposicin determina la susceptibilidad a la leucemia, pues los nios
de edad inferior a 10 aos tienen un riesgo mayor. El Consejo
Federal de Radiacin ha establecido que el 90Sr no debera exceder
los 1.500 mrem por encima de los niveles de fondo. La misma
recomendacin se aplica al 131I.El radioiodo es producido en
abundancia en operaciones de reactores nucleares durante la lluvia
nuclear. Altos niveles de este radionclido producen la casi total
destruccin del tiroides, con un consiguiente descenso en la
produccin de hormona tiroidea. Los niveles de 131I daan el tiroides
pero permiten una proliferacin celular que conduce al cncer por
hiperplasia. Los nios parecen ser dos veces ms susceptibles que los
adultos.Los estudios indican que la biodisponibilidad del uranio es
baja (