Cómo el retroceso nuclear daña el ADN

El torio-232 es un metal radiactivo plateado que es particularmente bueno para absorber rayos X. En los primeros días de las imágenes de rayos X, los médicos inyectaban a los pacientes de forma rutinaria dióxido de torio porque producía imágenes de alto contraste. Entre la década de 1930 y la de 1950, unos 10 millones de personas recibieron estas dosis.

La ventaja del dióxido de torio, o Thorotrast como se le llamaba, es que casi no tenía efectos secundarios inmediatos en los pacientes, a diferencia de otros agentes de contraste, que a menudo eran peligrosos. Y la vida media del torio es de unos 14 mil millones de años, por lo que es relativamente estable.

Lo que los médicos no apreciaron en ese momento fueron los efectos a largo plazo en el cuerpo. Una vez inyectado, Thorotrast se instala en varios órganos donde tiende a permanecer. La vida media biológica del material es de 22 años.



Cuando el torio finalmente se desintegra, pone en marcha una secuencia de cinco desintegraciones más que producen partículas alfa. Todo esto sucede relativamente rápido; cuatro de ellos en cuestión de horas o fracciones de segundo.

Por esa razón, Thorotrast resultó ser altamente cancerígeno, pero a menudo en una escala de tiempo medida en décadas. Finalmente fue retirado como agente de contraste en la década de 1950.

El problema para los físicos es calcular los efectos de elementos como el torio en el cuerpo. Desde hace mucho tiempo saben que las partículas de alta energía liberadas durante una descomposición dañan el cuerpo al chocar y dañar moléculas como el ADN.

Pero hoy, Evandro Lodi Rizzini y sus amigos de la Universidad de Brescia en Italia dicen que los físicos han pasado por alto otro mecanismo que puede causar aún más daño.

El polonio-212, por ejemplo, libera partículas alfa con una energía de 8748 keV, que luego se estrellarán contra cualquier molécula cercana hasta que su energía haya sido absorbida.

Pero Lodi Rizzini y compañía señalan que hay otro componente en esta reacción: un núcleo de plomo-208 que retrocede con una energía de 170 keV. En el caso del torio-232, el resultado es una partícula alfa con una energía de 4012 keV y un núcleo de radio-228 que retrocede con una energía de 66 keV.

Nadie ha considerado el daño que estos núcleos en retroceso pueden causar al ADN. Hasta ahora.

Lodi Rizzini y sus amigos dicen que al ser más grandes y pesados, estos núcleos obviamente viajarán menos lejos dentro del cuerpo, tal vez una distancia de unos pocos cientos de nanómetros. Eso significa que si la descomposición ocurre cerca del ADN, causará todo su daño en esa área.

Por el contrario, la partícula alfa liberará su energía en un volumen mucho mayor.

Eso tiene importantes consecuencias. El retroceso del núcleo después de la emisión de una partícula α dará lugar a una deposición de energía (en una estructura de ADN cercana) incluso dos órdenes de magnitud más grande que la propia partícula α, dice el equipo italiano.

Entonces, el daño de un núcleo en retroceso puede ser cien veces mayor que el daño de una emisión alfa.

Eso podría cambiar la forma en que las personas piensan sobre el daño que pueden causar las desintegraciones radiactivas dentro del cuerpo. Lodi Rizzini promete una evaluación más detallada en un futuro próximo.

También puede conducir a nuevas estrategias para controlar el daño que pueden hacer estas sustancias. Si es el núcleo en lugar de la partícula alfa lo que causa la mayor parte del daño, puede haber formas de aprovecharlo.

Algo para que los lectores del Blog arXiv puedan especular, quizás.

Ref: arxiv.org/abs/1107.3699 : Acerca de la importancia del retroceso nuclear en la emisión α cerca del ADN

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