Paseo al límite

En lo que sigue voy a describir el proceso que permite el establecimiento de los límites de dosis para la exposición a las radiaciones ionizantes. Por el camino iremos dejando atrás muchas puertas que, quizás, sea menester abrir en otros desayunos; es uno de los inconvenientes de un objetivo tan directo que debe alcanzarse con concisión, lo que, además, lleva aparejada una falta de precisión que espero disculpen nuestros lectores.

Las radiaciones ionizantes siempre producen, o tienen la capacidad de producir, un perjuicio para la salud; este es, en la actualidad, un presupuesto de las organizaciones internacionales que dictan recomendaciones en protección radiológica. Como, por otra parte, también nos ofrecen indudables beneficios, tómese el ejemplo de sus aplicaciones médicas, ha de encontrarse un equilibrio que permita obtener estos beneficios sin un perjuicio que consideremos inaceptable. Para eso se desarrollan los sistemas de protección radiológica, que consisten en un conjunto de principios generales de los que se obtienen las reglas prácticas en las diversas aplicaciones de las radiaciones ionizantes. La limitación de dosis es uno de esos principios generales, y su concreción para una situación particular y un individuo determinado es el límite de dosis.

Para ser más precisos, aunque lo que aquí se entiende por precisión pueda resultarle discutible cuando usted lea lo que sigue, los límites de dosis son una frontera entre lo tolerable y lo inaceptable para la exposición a las radiaciones ionizantes de un individuo en circunstancias normales (es decir, planificadas y no accidentales). Por lo tanto, y en primer lugar, suponen una protección para los individuos expuestos por su trabajo o por las actividades de la sociedad. Esta protección es necesaria dado que una actividad que supone un beneficio para la sociedad en su conjunto puede perjudicar de manera inaceptable a algunos individuos. Para los pacientes que se someten a procedimientos médicos no existen límites de dosis, aunque sí recomendaciones de buena práctica para reducir su exposición a la radiación; tampoco para los voluntarios informados que participan en tareas de salvamento o emergencias.

Antes de seguir adelante creo que puede ser útil decir también lo que no es el límite de dosis: no establece una frontera entre lo seguro y lo peligroso, y tampoco es una medida de cuán riguroso resulta un sistema de protección. La primera de estas afirmaciones, eso espero, se irá aclarando más tarde; la segunda indica que un procedimiento inadecuado, por dar lugar a dosis más altas de lo razonable, puede mantener la exposición de los individuos por debajo de los límites.

En este punto podemos plantear ya los pasos que deben darse para establecer los límites de dosis. Primero acotaremos qué tipo de efectos sobre la salud producen las radiaciones ionizantes, después examinaremos las fuentes que nos permiten establecer una relación dosis-efecto y, por tanto, estimar los riesgos de una exposición, por último examinaremos los criterios para determinar qué es eso de un riesgo aceptable.

Si nos centramos en lo esencial, podemos distinguir entre los efectos de la radiación ionizante que se producen como consecuencia de la muerte celular y los que se derivan de células que han sobrevivido, aunque con algún cambio que las hace potencialmente peligrosas. Los primeros se manifiestan si el número de células destruidas es suficiente como para producir algunos síntomas y, por tanto, necesitan una dosis mínima (dosis umbral): son los llamados efectos deterministas (ahora se prefiere llamarlos reacciones tisulares).

Cuando hay dosis umbral, ésta puede ser el límite; así, para la inducción de cataratas en el cristalino la dosis equivalente umbral es de aproximadamente 1 Sv, y un límite de dosis equivalente razonable para los profesionales que trabajen con radiaciones puede estar en torno a 20 mSv anuales (1 Sv dividido por los 47 años de vida profesional). No hablaremos más aquí de efectos deterministas, puesto que el proceso para establecer los límites en este caso, si disponemos del conocimiento científico, es directo.

Los efectos a que pueden dar lugar las células “transformadas” por la radiación se llaman estocásticos. Para ellos suponemos que no existe umbral, ya que, aun en el caso de dosis muy bajas, puede producirse un pequeño cambio en una sola célula que dé lugar a un efecto grave. Naturalmente, si la dosis es baja la probabilidad del efecto es pequeña, pero, si el efecto se produce, será grave. Hay dos tipos de efectos estocásticos: el cáncer y los efectos hereditarios. Ambos se tienen en cuenta para establecer los límites de dosis, aunque ahora hablaremos sólo del cáncer y trataremos casi al final, y de forma brevísima, el papel que juegan los efectos hereditarios.

Está implícito en lo que hemos dicho que las radiaciones ionizantes tienen la capacidad de producir cáncer aun a bajas dosis, pero demostrar esto no es sencillo. Los resultados del laboratorio con animales de experimentación permiten obtener esta conclusión, pero cuando se trata de seres humanos necesitamos las pruebas que la epidemiología pueda aportarnos; algo semejante sucede con el desarrollo de un nuevo fármaco. Así que la pregunta es: ¿tenemos pruebas que procedan directamente de seres humanos expuestos de que la radiación ionizante produce cáncer? La respuesta es sí, y estas pruebas proceden, fundamentalmente y aunque haya otras fuentes de datos importantes, de los supervivientes a las bombas atómicas arrojadas sobre Hiroshima y Nagasaki.

De este grupo humano se formaron, en los años 50 del pasado siglo, varias cohortes; entre ellas destaca la cohorte del Life Span Study (LSS), constituida por 120000 individuos. Entre las características que la hacen notable están las siguientes: se trata de una población grande, contiene individuos de todas las edades y ambos sexos expuestos en un amplio rango de dosis (la dosis efectiva media es de unos 200 mSv), se dispone de un buen grupo de control (formado por personas que se encontraban lejos del lugar de la explosión) y, por último, se ha hecho un seguimiento epidemiológico de larga duración. En mi opinión, aparte de varias proezas científicas sobre las que volveremos después, lo más destacable es que estas personas hayan colaborado hasta el extremo de aportar la valiosísima información que tenemos sobre ellas durante tantos años. No debemos olvidar que, además de los efectos físicos que les produjo el bombardeo, sufrieron un gran estigma social; al superviviente se le nombra con un término especial, Hibakusha (“bombardeado”). Eiji Nakanishi, en una entrevista concedida en España al “Magazine” de “El Mundo” en 2005 [1], relata: “… Después me enamoré de una chica y queríamos casarnos. Pero cuando sus padres se enteraron de que yo era un superviviente de Hiroshima, un hibakusha, se opusieron a la boda. Tenían miedo de que nuestros hijos naciesen con problemas. Por eso, lo primero que hice cuando nació el primero fue ir corriendo a ver si tenía todos los dedos. La bomba no nos ha dejado vivir libres, siempre nos ha perseguido, siempre ha estado en nuestra mente…” (el impacto social de las bombas se refleja bien en la película “Crónica de un ser vivo” a la que Gaspar Sánchez dedicó este magnífico post). Sin embargo, no ha podido demostrarse una mayor incidencia de malformaciones u otros efectos en los descendientes de los supervivientes a las bombas.

Si ya es difícil recopilar los datos de salud durante tanto tiempo de una cohorte tan grande como la de los supervivientes, los problemas que hay que resolver, una vez hecho el seguimiento, para obtener un riesgo asociado a la radiación no lo son menos. Debemos estimar la dosis que recibió cada individuo y la contribución a ella, por separado, de fotones y neutrones (sistemas dosimétricos). También debemos adoptar un modelo de la relación dosis-respuesta para los diferentes efectos finales, particular y fundamentalmente del cáncer; hoy asumimos que los datos son compatibles con una relación dosis-respuesta lineal sin umbral. Así mismo deben predecirse los efectos que están por aparecer cuando se hace un análisis de los datos, mediante los llamados modelos de proyección del riesgo, ya que muchos individuos vivos no habían desarrollado los efectos que se estudian en el momento del análisis. Además, una vez estimado el riesgo para los japoneses, no es inmediato asumir que ese valor puede aplicarse sin más a otras poblaciones (transporte del riesgo).

Figura 1

Figura 1

Necesitamos definir una cantidad antes de seguir. El riesgo relativo (RR) es el factor por el que tiene que multiplicarse la tasa de incidencia natural de una cierta enfermedad, como el cáncer, para obtener el nuevo valor de probabi­lidad en la población estudiada cuando se considera la exposición a un agente que eleva el riesgo global de esa enfermedad. El exceso de riesgo relativo se define como ERR = RR- 1; si es mayor que 0 para un determinado tipo de cáncer, y el intervalo de confianza para su incertidumbre no contiene al 0, podemos considerar que este tipo de cáncer es inducido por la radiación. En la figura 1 se muestra la estimación del ERR, para los principales cánceres mortales padecidos por los supervivientes japoneses, empleando un modelo lineal sin umbral para la relación dosis-respuesta. Las incertidumbres se refieren a un intervalo de confianza del 95% [2,3].

La figura muestra lo que queremos decir cuando afirmamos que los datos de los supervivientes japoneses prueban que la radiación produce cáncer, también que la incertidumbre asociada a las estimaciones del riesgo son grandes. Y aunque pueda parecer que con el “conocimiento científico” nuestro trabajo está hecho, nos queda un tramo del camino para llegar hasta los límites algo delicado: partiendo de los datos estimados para el riesgo de que la radiación produzca cáncer, el procedimiento que permite llegar a unos valores concretos para los límites de dosis requiere de consideraciones que tienen que ver con el análisis de riesgos y la filosofía de riesgo aceptable. Para empezar, necesitamos una cantidad que permita cuantificar la consecuencia de una exposición a la radiación y que incluya, aparte del cáncer (del que nos hemos ocupado en exclusiva hasta aquí) otros aspectos: la probabilidad de efectos hereditarios graves, el período de reducción de vida si se produce un efecto letal y el riesgo de efectos estocásticos no letales (cánceres no letales) que producen una disminución de la calidad de vida. Esta cantidad es el detrimento.

La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), en su publicación 103 (2007), considera que los límites de dosis establecidos en la publicación 60 (1991) continúan proporcionando un nivel adecuado de protección. Los coeficientes nominales de riesgo son algo menores en las últimas estimaciones que los indicados en la publicación 60, pero esto no tiene ninguna relevancia práctica. Por tanto, examinaremos en lo que sigue el procedimiento por el que fueron establecidos los límites de dosis del informe 60 de la ICRP, aunque, para entender estos últimos hay que remontarse a las recomendaciones que la ICRP hizo en 1977.

En 1977 los límites de dosis propuestos fueron calculados atendiendo a que una probabilidad de muerte como consecuencia del trabajo de 1 en 1000, es decir 10-3, debería suponerse en la frontera de lo inaceptable. Este nivel de riesgo se tomaba por comparación con las tasas de muerte por accidentes en las industrias. Para los miembros del público la probabilidad de muerte adicional como consecuencia de las radiaciones debía estar por debajo de 1 en 100000, o sea 10-5. Este enfoque fue abandonado ya que, aun siendo posible llegar a un acuerdo sobre el nivel de riesgo a partir del cual se derivan los límites, esto supondría asumir un mismo nivel de riesgo aceptable para actividades muy diferentes. Por otro lado, en el trabajo con radiaciones también pueden existir riesgos que no tengan que ver con éstas, como sucede en minas y factorías. Además, en todas las industrias pueden producirse enfermedades ocupacionales que lleven a la muerte, y las pérdidas de vida por accidentes pueden ser muy distintas dependiendo del tipo de ocupación (en industrias pueden alcanzar 35 años, mientras que para la radiación se estima una media de 13 años si se produce un cáncer fatal). La elección de un límite de dosis adecuado para un miembro del público es incluso más difícil.

El enfoque de la ICRP en su informe 60 consistió así en la selección de un conjunto de valores de dosis efectiva anual: 10 mSv, 20 mSv, 30 mSv y 50 mSv, para cada uno de los cuales, suponiendo que se alcanzan en todos y cada uno de los años de vida profesional, se evalúan los diferentes atributos del detrimento, ponderados con respecto al riesgo de cáncer mortal (tabla 1). La ICRP concluye, a la vista de estos valores, que una probabilidad superior al 8% de que los riesgos debidos a la radiación en el lugar de trabajo provoquen la muerte de un individuo, aunque esta se produzca a edad avanzada, es excesiva. Por ello el límite de 50 mSv/año establecido en 1977 se redujo hasta 20 mSv/año (promediados en cinco años), asumiendo que una probabilidad del 3.6% sí es tolerable y resulta similar a la aceptada en 1977. Hemos señalado en negrita la columna correspondiente en la tabla.

Para los límites del público no se aplica el mismo criterio que para los límites ocupacionales; excluyendo las exposiciones al radón, que se tratan por separado en protección radiológica, el valor medio de exposición por causas naturales es de 1 mSv, y ese es precisamente el límite para las dosis efectivas de los miembros del público.

El avisado lector habrá notado la gran cantidad de puertas por abrir que hemos ido dejando atrás; sirva este común modo de excitar la curiosidad como acicate para animar futuras colaboraciones y, por supuesto, lecturas.

Tabla 1

Tabla 1

 

  1. Jiménez D. Hablan las víctimas de Hiroshima. Magazine de El Mundo. Domingo 24 de julio de 2005.
  2. Preston DL, et al. Studies of mortality of atomic bomb survivors. Report 13: solid cancer and noncancer disease mortality: 1950-1997. Radiat Res 2003:160:381-407.
  3. Ozasa K, et al. Studies of the mortality of atomic bomb survivors, Report 14, 1950-2003: an overview of cancer and noncancer diseases. Radiat Res 2012:177: 229-43.
  4. ICRP Publication 60. 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Ann ICRP 1991:21(1-3). Existe una traducción oficial al español de la SEPR publicada en 1995.
  5. ICRP Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Ann ICRP 2007:37(2-4). Existe una traducción oficial al español de la SEPR y la APCNEAN publicada en 2008.

5 Respuestas a “Paseo al límite

    • Gracias, Manuel. Espero que sea el punto de partida para otras entradas sobre estas cuestiones, que encierran muchos aspectos interesantes y poco conocidos de la protección radiológica.

  1. Muy buen post, Damián, una magnífica forma de introducir uno de los aspectos más fundamentales, y seguramente peor conocidos, de nuestra especialidad, y que, como dices, abre tantas puertas que va a darte ocupación para una temporada en el blog. Como esos héroes de las películas trágicas, cuentas desde ya con todo mi apoyo y simpatía en ese esfuerzo… desde esta grada :-D. Desde aquí intentaré contribuir con comentarios o preguntas al desarrollo de esos posts.

    Empiezo con un asunto que creo que interesará a nuestros lectores. La figura 1 especifica que esos valores de ERR son para mujeres, entiendo que son en general distintos en función del sexo, y que esto tiene que ver con la relevancia de ciertos órganos específicos para cada sexo, pero ¿influye también una diferente probabilidad de inducir cáncer en los órganos que ambos sexos comparten? y si es así ¿se conocen las causas de esas diferencias? Tal vez el asunto de para un post por sí solo, pero tal vez puedas adelantarnos algo de la respuesta.

    Gracias por este post tan esclarecedor.

  2. Gracias, Manolo. Aunque, como sabes, tengo mucho de carpintero en mi fenotipo, espero no tener que encargarme más que de alguna de esas puertas; hay muchos colegas a los que sería un placer leer en el “Desayuno” tratando algunas de las cuestiones planteadas.

    En cuanto a tu primera “pregunta”, efectivamente los valores de riesgo son distintos por sexos fundamentalmente por la diferente sensibilidad a las radiaciones ionizantes de los órganos que los distinguen. En las referencias citadas en el post [2,3] pueden consultarse los datos completos para ambos sexos.

    Para tu segunda (y verdadera) pregunta, creo que los propios datos de los supervivientes tendrían que aportar las pruebas de una diferente respuesta de un mismo tejido en hombres y mujeres; no creo que existan mecanismos biológicos que permitan suponer que han de ser distintos para sexos distintos los riesgos tras la exposición de un mismo tejido. Sin embargo, en el informe 14 sobre la mortalidad de los supervivientes [3] los riesgos obtenidos para mujeres fueron mayores que para hombres en casi todas las localizaciones, aunque los intervalos de incertidumbre asociados a esos riesgos se solapan. Desde luego que este asunto merece un post, ¿alguien se anima?

  3. Pingback: La muerte tenía un gráfico… | Desayuno con fotones·

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