domingo, 30 de abril de 2017

LOS RAYOS X Y OTRAS RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS NO SE ACUMULAN EN LOS SERES VIVOS (X Rays not Accumulate in Living Organisms) by luis mazas artasona y víctor mazas zorzano. Abril 2017

Muchas personas recelan de las exploraciones radiológicas convencionales, que se utilizan en los servicios de Diagnóstico por Imagen, porque han oído o han leído que esa radiación se acumula en su cuerpo para siempre y supone un riesgo para la salud. Es un error de concepto que no solo se divulga en Internet sino que también se escucha en boca de algunos médicos y profesionales sanitarios. Algunas personas, incluso siguen dietas que, supuestamente, ayudarían a eliminar las radiaciones del cuerpo. En este tema intentaremos aclarar estas dudas, dejando claro que los rayos X y otras radiaciones electromagnéticas atraviesan el cuerpo humano (en esa propiedad se basa el Radiodiagnóstico) pero no se acumulan. Son sus efectos los que son acumulativos, cuando se repiten las exploraciones con mucha frecuencia 

El principio físico en el que se basan  la mayoría de las modalidades de Diagnóstico por Imagen:Tomografía Computarizada, Radiología convencional, Mamografía, Densitometría ósea, Ortopantomografía e IRM son las ondas electromagnéticas. En cambio, la Ecografía, una modalidad muy utilizada en el diagnóstico médico se basa en ultrasonidos, ondas mecánicas completamente distintas a las electromagnéticas. 

Desde el punto de vista físico una onda electromagnética está constituida por la oscilación de un campo eléctrico (responsable del calentamiento de los tejidos) y otro magnético, perpendiculares entre sí, que se desplazan de forma ondulatoria y sincrónica, por el vacío y cualquier medio, transportando energía pero no materia.

En el siglo XIX, James C Maxwell (1831-1879) publicó su Teoría de las Ondas Electromagnéticas donde expuso que el movimiento ondulatorio era el método de propagación característico de dichas ondas. Posteriormente, en el siglo XX, algunos científicos consideraron que la hipótesis propuesta por Maxwell no contemplaba, con exactitud, todas las características físicas de las citadas radiaciones. Max Planck creía que las ondas electromagnéticas se desplazaban en forma de pequeñas unidades energéticas que denominó “cuantos”. También Albert Einstein se sumó a la teoría cuántica al asegurar que una onda electromagnética se comporta físicamente como si estuviera formada por una sucesión de partículas. Por ese motivo, y al no haber acuerdo unánime entre los científicos, en algunos textos se hace referencia a los rayos X como ondas, siguiendo los postulados de la Física Clásica y, en otros, se habla de fotones, apelativo más acorde con los supuestos de la Física Cuántica.  


 FIGURA 1) Radiación solar. La Esfinge Monegrina al atardecer.

Key Words: X rays. Electromagnetic radiation. Electromagnetic Spectrum.
Las ondas electromagnéticas fueron clasificadas por los Físicos, por orden correlativo de mayor a menor energía, en una tabla denominada "Espectro Electromagnético" (Figura 2). En la parte superior del espectro se sitúan los Rayos Gamma y los Rayos X, ambos ionizantes, y a continuación el amplio abanico de rayos provenientes del sol, las microondas y las radiaciones emitidas desde una antena como las de radio, televisión y la Resonancia Magnética Nuclear.

FIGURA 2) En la tabla precedente se puede apreciar la diferencia energética, expresada en Julios, que existe entre los Rayos X y las ondas electromagnéticas de la Resonancia Magnética Nuclear, utilizadas ambas en las exploraciones de Diagnóstico por Imagen. Diferencia muy notable que es una de las causas más importantes de sus efectos adversos.

A continuación vamos a explicar, de manera muy superficial y con algunos ejemplos ilustrativos, el comportamiento de las ondas electromagnéticas en la naturaleza y en los seres humanos. Este "post" no es un tratado científico, para eso están los libros de Física  y el contenido que se expone puede estar sujeto a error. Tiene un carácter divulgativo, dedicado a los Médicos Residentes, Técnicos en Imagen Diagnóstica y estudiantes de Medicina

1) ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS DE RADIO:
Las ondas electromagnéticas emitidas en la frecuencia utilizada por las antenas de las emisoras de radiodifusión, (Figura 1A) atraviesan las paredes de los edificios y son captadas por la antena de nuestros aparatos de radio. Hay mucha controversia científica y popular sobre los efectos que pueden producir sobre los seres humanos y, por eso, la instalación de una antena en la azotea de un edificio provoca un gran rechazo y desazón entre los miembros de la comunidad.




FIGURA 1-A) Antena emisora y receptora de ondas de radio.

Las ondas electromagnéticas emitidas desde una antena emisora-receptora que se coloca en contacto con el cuerpo de una persona durante una exploración de IRM, (Figura 1-B) son emitidas en la misma frecuencia que las ondas de radio, por eso se denominan "de radiofrecuencia". Estas ondas atraviesan los tejidos corporales excitan a los núcleos de Hidrógeno y generan la señal de Resonancia Magnética Nuclear que será utilizada para reconstruir las imágenes de IRM. 

Las ondas de Radiofrecuencia utilizadas en IRM no se acumulan en el organismo, pero sus efectos inmediatos sí son acumulativos. Cuando se realizan exploraciones de IRM muy largas (45 a 60 minutos) las ondas emitidas desde la antena provocan el calentamiento de los tejidos y puede aumentar la temperatura corporal hasta en un grado. Hay que tener, muy en cuenta, este efecto cuando se realizan exploraciones a los niños muy pequeños o embarazadas durante el primer trimestre del embarazo. 




FIGURA 1-B) Antena emisora-receptora de (GE Healtcare para SIGNA HD 1´5 Tesla), utilizada para realizar exploraciones de IRM craneo-encefálicas. Emite ondas de radiofrecuencia que atraviesan los tejidos de la cabeza, excitan a los núcleos de hidrógeno y recoge la señal de RMN enviada por los núcleos excitados.

2) MICROONDAS: Las microondas son radiaciones electromagnéticas más energéticas que las ondas de radiofrecuencia, aunque también son de baja frecuencia. Atraviesan los alimentos que colocamos en el interior del horno  e interaccionan con las moléculas que encuentran a su paso. Por este motivo, parte de la energía transportada por las microondas se disipa en forma de calor que calienta los alimentos. Es un fenómeno físico que podemos comprobar a diario y que produce mayor calentamiento cuanto más se aumenta el tiempo de irradiación. Las microondas no se acumulan en los alimentos, pero producen calor.

3) RADIACIÓN SOLAR: 
Con los términos radiación solar, se hace referencia al conjunto de radiación electromagnética proveniente del sol (Figura 3A) No toda llega a la tierra porque gran parte es absorbida en la atmósfera. Según la frecuencia de esta radiación que llega a la superficie terrestre se distinguen los rayos ultravioleta, la luz visible y la radiación ultravioleta. La primera transporta poca energía y tiene escasa capacidad de penetración, pero produce un aumento de la temperatura corporal, muy evidente cuando nos exponemos a los rayos del sol durante largo tiempo. En cambio, la radiación ultravioleta, de menor longitud de onda, atraviesa la mayoría de las sombrillas con las que intentamos protegernos de la radiación solar, también atraviesa los tejidos biológicos del cuerpo humano y produce interacciones con las moléculas. 


FIGURA 3-A) La radiación solar que incide sobre nuestro planeta hace posible que se desarrolle la vida en la superficie de la Tierra. La naturaleza física de los rayos del sol que recibimos es idéntica a la de los rayos X utilizados en Medicina: ondas electromagnéticas.

La radiación ultravioleta tampoco se acumula en el cuerpo pero sus efectos si que son acumulativos, especialmente porque puede alterar el ADN molecular. Es de sobra conocida la relación existente entre el cáncer de piel y la exposición continuada a la radiación ultravioleta. Nadie duda del efecto beneficioso de los rayos del sol sobre los seres vivos, especialmente para la fotosíntesis de las plantas, pero es importante protegerse para evitar los efectos indeseables de este tipo de radiación.

Acto seguido vamos a ver algunos efectos producidos por la exposición continuada a la radiación solar, sobre algunos objetos que nos rodean. Todos podemos comprobar que los rayos del sol también atraviesan los cristales sobre los que inciden, pero no se acumulan en ellos, tan solo los calientan. Este efecto se puede comprobar, en verano, al apoyar la mano sobre la superficie caliente del cristal de una ventana. 
              
Los rayos solares también "se come" los colores vivos de las telas que están expuestas al sol, como las cortinas de las ventanas y los miradores (Figura 3B), pero esta radiación no se acumula en el tejido. Si fuera así, las cortinas acabarían siendo radiactivas, cosa que no sucede. Sin embargo el efecto que producen los rayos del, sol día tras día, terminará consumiéndolas al cabo de los años.  



FIGURA 3-B) Esta cortina, de color anaranjado (izquierda) vista desde el interior de la vivienda, ha perdido su color en la superficie externa (derecha) que está expuesta a la radiación solar. Este fenómeno se produce por la repetitiva exposición diaria del tejido a los rayos solares.

Los rayos del sol también deterioran otros materiales más resistentes como la madera o la piedra. Para que los cambios sean evidentes, a simple vista, es necesario que transcurra mucho tiempo pero al cabo de los años se apaga el color de la madera, se agrietan las tablas y se produce un deterioro ostensible de los objetos que están expuestos a la radiación. Con los rayos X sucede algo parecido, la repetición de exploraciones, con dosis altas, producirá efectos adversos a lo largo de los años.



FIGURA 3-C) La radiación de sol incidiendo durante muchos años sobre la madera de esta antigua puerta ha acabado por deteriorarla, produciendo grietas y pérdida del color, pero los rayos solares que incidieron ayer son distintos a los que lo hicieron hace cien años y a los que incidirán mañana. Sin embargo, el efecto que han producido durante este tiempo se ha acumulado y es bien visible. 


4) RAYOS X: Cuando se realiza una exploración radiológica, los rayos X atraviesan el cuerpo humano igual que los rayos del sol atraviesan los cristales de una ventana, pero ni unos ni otros se acumulan en el objeto sobre el que inciden. Sí son acumulativos los efectos que producen cuando se repiten algunas exploraciones, como la TAC, con mucha frecuencia. 

Todas las radiaciones electromagnéticas anteriormente mencionadas, no tienen energía suficiente para alterar los enlaces atómicos moleculares, en cambio, los Rayos X sí que puede desestructurarlos. Por ese motivo, las radiaciones emitidas con  frecuencias elevadas, como los Rayos X, o los rayos Gamma se denominan ionizantes, porque modifican la composición de algunas moléculas y forman iones. 

Los rayos X que se utilizan en Radiodiagnóstico tienen la misma naturaleza, pero no son igual de energéticos y esta variación depende del tipo de exploración realizadaEl Técnico puede influir, directamente, en la energía del haz que va a utilizar para cada examen radiológico. Por ejemplo, para un estudio de TAC craneoencefálica se necesita un haz de rayos con gran poder de penetración capaz de atravesar los huesos craneales y el denso parénquima encefálico. Un haz de rayos muy penetrantes, (radiación dura) se logra al aumentar la diferencia de potencial por encima de 120 Kv. Y si además se incrementan los mAs, la energía aumenta. En cambio para estructuras anatómicas poco densas como el pulmón o la mama se disminuye el kilovoltaje y se bajar la cifra de mAs. Con estos parámetros físicos se consigue una radiación menos energética (radiación blanda) suficiente para conseguir el objetivo diagnóstico deseado.

 Los efectos producidos por los rayos X sobre los tejidos del cuerpo humano se resumen en dos apartados:

a) Efectos deterministas: Que se refieren a las lesiones o incluso la muerte de las células más sensibles como las de la sangre, cuando se someten a exploraciones radiológicas.
b) Efectos estocásticos: Dosis altas y repetidas de radiaciones ionizantes, como las que se utilizan en las exploraciones de TAC, pueden producir rotura de las cadenas de ADN y mutaciones en los genes. Estos efectos son acumulativos si se repiten los exámenes con dosis altas y en un corto periodo de tiempo. Al cabo de los años se  podrían traducir en un aumento del riesgo de padecer algunas neoplasias o en la transmisión de alteraciones genéticas a la descendencia.

Resumiendo, los rayos X no se acumulan en el organismo, sino los efectos que producen a nivel celular (ADN y cromosomas).

BIBLIOGRAFÍA: 
1) ICRP. Publicación 103. Recomendaciones. http://www.icrp.org/docs/P103_Spanish.pdf
2) Por los Senderos de la Resonancia Magnética.

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