Generalmente, la relación dosis-respuesta describe el cambio en el efecto en un organismo causado por diferentes niveles de exposición (o dosis) a un estresante (generalmente un químico) después de un cierto tiempo de exposición, o a un alimento. Este artículo describe dos de los cuatro modelos de dosis-respuesta con respecto a los efectos de la radiación a dosis bajas . Los cuatro modelos de dosis-respuesta propuestos son:
- modelo supra-lineal,
- modelo lineal sin umbral (LNT),
- modelo de umbral,
- modelo hormesis
Modelo LNT
El modelo lineal sin umbral ( modelo LNT) es un modelo conservador utilizado en protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación . Según el modelo LNT, la radiación siempre se considera dañina sin umbral de seguridad , y se considera que la suma de varias exposiciones muy pequeñas tiene el mismo riesgo biológico que una exposición mayor (linealidad).
De acuerdo con ICRP:
«Un modelo de dosis-respuesta que se basa en la suposición de que, en el rango de dosis baja, las dosis de radiación mayores que cero aumentarán el riesgo de cáncer en exceso y / o enfermedad hereditaria de una manera simple y proporcional».
Referencia especial: ICRP, 2007. Las recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).
Modelo Hormesis
La hormesis de la radiación es un fenómeno de dosis-respuesta y es una hipótesis alternativa, que las dosis bajas de radiación ionizante inducen efectos beneficiosos para la salud. Según la hipótesis hormesis de radiación, dosis bajas de radiación de baja LET pueden estimular la activación de los mecanismos de reparación, que protegen contra la enfermedad, que no se activan en ausencia de radiación ionizante. Dosis baja aquí significa pequeñas dosis adicionales comparables a la radiación de fondo normal( 10 µSv= dosis diaria promedio recibida del fondo natural). Como a altas dosis los efectos negativos son irrefutables, debe existir un umbral entre los efectos beneficiosos y negativos de la radiación. Este umbral se conoce como el Punto Equivalente Cero (ZEP).
La hipótesis de la hormesis de la radiación propone que la exposición a la radiación comparable y justo por encima del nivel natural de radiación de fondo no es dañina sino beneficiosa, al tiempo que acepta que niveles mucho más altos de radiación son peligrosos. Los argumentos a favor de la hormesis se centran en algunos estudios epidemiológicos a gran escala y en la evidencia de los experimentos de irradiación animal, pero sobre todo en los recientes avances en el conocimiento de la respuesta adaptativa. Los defensores de la hormesis de la radiación suelen afirmar que las respuestas radioprotectoras en las células y el sistema inmunitario no solo contrarrestan los efectos nocivos de la radiación, sino que también actúan para inhibir el cáncer espontáneo no relacionado con la exposición a la radiación.
Controversia del modelo LNT
Como se escribió anteriormente ( modelo LNT ), hoy el sistema de protección se basa en la hipótesis LNT, que es un modelo conservador utilizado en la protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación. Este modelo es excelente para configurar un sistema de protección para todo uso de radiación ionizante. En comparación con el modelo hormesis, el modelo LNT supone que no hay un punto umbral y el riesgo aumenta linealmente con una dosis, es decir, el modelo LNT implica que no hay una dosis segura de radiación ionizante. Si este modelo lineal es correcto, la radiación de fondo natural es la fuente de radiación más peligrosa para la salud pública en general, seguida de imágenes médicas como un segundo lugar cercano.
El modelo LNT se basa principalmente en el estudio de la vida útil (LSS) de los sobrevivientes de bombas atómicas en Japón. Sin embargo, si bien este patrón es indiscutible a dosis altas, esta extrapolación lineal del riesgo a dosis bajas es cuestionada por muchos experimentos recientes que involucran mecanismos celulares y también existe una alta incertidumbre en la estimación del riesgo utilizando solo estudios epidemiológicos. El problema es que, a dosis muy bajas, es prácticamente imposible correlacionar cualquier irradiación con ciertos efectos biológicos. Esto se debe a que la tasa de cáncer de base ya es muy alta y el riesgo de desarrollar cáncer fluctúa un 40% debido al estilo de vida individual y los efectos ambientales, lo que oscurece los sutiles efectos de la radiación de bajo nivel.Estimación más conservadora .
En el caso de dosis bajas, su carácter conservador (linealidad) tiene enormes consecuencias y el modelo a veces se usa erróneamente (quizás intencionalmente) para cuantificar el efecto canceroso de las dosis colectivas de contaminaciones radiactivas de bajo nivel. Una curva lineal de dosis-efecto permite utilizar dosis colectivas para calcular los efectos perjudiciales para una población irradiada. También se argumenta que el modelo LNT había causado un miedo irracional a la radiación, ya que cada microsievert puede convertirse a la probabilidad de inducción de cáncer, por pequeña que sea esta probabilidad. Por ejemplo, si diez millones de personas reciben una dosis efectiva de 0.1 µSv(un equivalente a comer un plátano), entonces la dosis colectiva será S = 1 Sv. ¿Significa que hay una probabilidad del 5.5% de desarrollar cáncer para una persona debido al consumo de plátano? Tenga en cuenta que, para dosis altas, un sievert representa una probabilidad del 5.5% de desarrollar cáncer.
El problema de este modelo es que descuida una serie de procesos biológicos de defensa que pueden ser cruciales a dosis bajas. La investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa. Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación de dosis-respuesta adaptativa donde las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a la dosis baja de radiación que resulta en mutaciones y cánceres reducidos.
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