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 (