Todos los efectos del daño biológico comienzan con la consecuencia de interacciones de radiación con los átomos que forman las células. Todos los seres vivos están compuestos por una o más células. Cada parte de su cuerpo consiste en células o fue construida por ellas. Aunque tendemos a pensar en los efectos biológicos en términos del efecto de la radiación sobre las células vivas, en realidad, la radiación ionizante , por definición, interactúa solo con los átomos mediante un proceso llamado ionización. Para la radiación ionizante, la energía cinética de las partículas ( fotones, electrones, etc. ) de la radiación ionizante es suficiente y la partícula puede ionizar (para formar iones perdiendo electrones) átomos objetivo para formar iones. La simple radiación ionizante puede eliminar electrones de un átomo.
Hay dos mecanismos por los cuales la radiación finalmente afecta las células. Estos dos mecanismos se denominan comúnmente:
- Los efectos directos . Los efectos directos son causados por la radiación, cuando la radiación interactúa directamente con los átomos de la molécula de ADN , o algún otro componente celular crítico para la supervivencia de la célula. La probabilidad de que la radiación interactúe con la molécula de ADN es muy pequeña, ya que estos componentes críticos constituyen una parte tan pequeña de la célula.
- Los efectos indirectos . Los efectos indirectos son causados por la interacción de la radiación, generalmente con las moléculas de agua . Cada célula, como es el caso del cuerpo humano, es principalmente agua. La radiación ionizante puede romper los enlaces que mantienen unida la molécula de agua, produciendo radicales como hidroxilo OH, anión superóxido O 2 , y otros. Estos radicales pueden contribuir a la destrucción de la célula.
Una gran cantidad de células de cualquier tipo particular se llama tejido . Si este tejido forma una unidad funcional especializada, se llama órgano. El tipo y la cantidad de células afectadas también es un factor importante. Algunas células y órganos del cuerpo son más sensibles a la radiación ionizante que otras .
La sensibilidad de varios tipos de células a la radiación ionizante es muy alta para los tejidos que consisten en células que se dividen rápidamente como las que se encuentran en la médula ósea, el estómago, los intestinos, los órganos reproductores masculinos y femeninos y los fetos en desarrollo. Esto se debe a que las células en división requieren información de ADN correcta para que la descendencia de la célula sobreviva. Una interacción directa de la radiación con una célula activa podría provocar la muerte o la mutación de la célula, mientras que una interacción directa con el ADN de una célula inactiva tendría menos efecto.
Como resultado, las células vivas se pueden clasificar según su tasa de reproducción, lo que también indica su relativa sensibilidad a la radiación. Como resultado, las células que se reproducen activamente son más sensibles a la radiación ionizante que las células que forman el tejido de la piel, los riñones o el hígado. Las células nerviosas y musculares son las más lentas para regenerarse y son las células menos sensibles.
La sensibilidad de los diversos órganos del cuerpo humano se correlaciona con la sensibilidad relativa de las células de las que están compuestos. En la práctica, esta sensibilidad está representada por el factor de ponderación del tejido , w T , que es el factor por el cual la dosis equivalente en un tejido u órgano T se pondera para representar la contribución relativa de ese tejido u órgano al detrimento total de la salud resultante de irradiación uniforme del cuerpo (ICRP 1991b).
Si una persona se irradia solo parcialmente, la dosis dependerá en gran medida del tejido que se irradió. Por ejemplo, una dosis gamma de 10 mSv para todo el cuerpo y una dosis de 50 mSv para la tiroides es lo mismo, en términos de riesgo, que una dosis para todo el cuerpo de 10 + 0.04 x 50 = 12 mSv.
