Aplicaciones médicas de la radiactividad

Los radiotrazadores (sustancias marcadas isotópicamente) han encontrado un amplio uso como herramienta de diagnóstico en medicina.

Los radioisótopos se incorporan en un compuesto que se administra a un paciente generalmente por medio intravenoso. El uso de estos isótopos para diagnóstico se basa en la capacidad del compuesto radiactivo para localizarse y centralizarse en el órgano o tejido que se investiga. Por ejemplo, el Iodo-131 se ha usado para probar la actividad de la glándula tiroides. El paciente bebe una solución de NaI que contiene Yodo 131. Solo se utiliza una cantidad muy pequeña, de modo que el paciente no reciba una dosis nociva de radiactividad. Un contador Geiger colocado cerca de la tiroides, en la región del cuerpo, determina la capacidad de la tiroides de incorporar el Yodo. Una tiroides normal absorbe alrededor del 12% del Yodo en unas pocas horas.

Las aplicaciones médicas de los radiotrazadores, se ilustran también por medio de otras técnicas; la tomografía de emisión de positrones (TEP). La TEP es una herramienta útil para el diagnóstico clínico de muchas enfermedades. En este método se inyectan al paciente un compuesto que contiene radionúclidos que se desintegran por emisión de positrones. Estos compuestos se seleccionan de modo que permitan al investigador seguir el flujo de la sangre, las tazas metabólicas de oxígeno y glucosa y otras funciones biológicas. Alguno de los trabajos más interesantes tienen que ver con el estudio del cerebro, el cual depende de la glucosa para obtener casi toda su energía. Los cambios en el metabolismo o el uso de esta azúcar por parte del cerebro pueden indicar un padecimiento tal como; Cáncer, epilepsia, enfermedad de Parkinson o esquizofrenia. El compuesto por detectar debe estar marcado por un radionúclido emisor de positrones. Los núclidos que se usan mas comúnmente son; el carbono-11 (vida media 20.4 min), el Flúor-18 (vida media 110 min), oxígeno-15 (vida media 2 min), nitrógeno-13 (vida media 10 min). Por ejemplo; la glucosa se puede marcar con ¹¹C. Por ser tan cortas las vidas medias de los emisores de positrones, el químico debe incorporar rápidamente el radionúclido en el azúcar (u otra molécula apropiada) e inyectar el compuesto de inmediato. El paciente es colocado en un instrumento complejo que mide la emisión de positrones y construye una imagen por computadora del órgano en el que se localiza el compuesto emisor. La naturaleza de esta imagen proporciona indicios acerca de la presencia de la enfermedad u otra anormalidad y ayuda al investigador médico a entender como afecta un padecimiento específico el funcionamiento del cerebro.

Además de las terapias ya nombradas también sería trascendente nombrar la Radioterapia que se trata de una exposición de una zona determinada del organismo a una fuente de radiación ionizante; se suele utilizar para el tratamiento del cáncer. La radiación puede provenir de una fuente natural como los isótopos radiactivos, o de una fuente artificial como los rayos X. El tratamiento incluye la localización precisa del tumor y la utilización de dosis fraccionadas múltiples, diarias o periódicas, de irradiación durante un periodo de tiempo determinado. La unidad de dosis absorbida es el gray (Gy) y es equivalente a 1 julio de energía absorbida por kilogramo de material.

La radiación ionizante lesiona las células mediante interacción con el ácido desoxirribonucleico (ADN) del núcleo, evitando la división celular normal. Al igual que los agentes citotóxicos utilizados en quimioterapia, hay selectividad limitada en los efectos de este tipo de tratamiento del cáncer, por lo que también se lesionan células normales (no cancerosas). Por este motivo, la radioterapia debe tener en cuenta la localización exacta del tumor que va a ser radiado para minimizar la exposición de los tejidos normales. Es fundamental que el paciente esté colocado con precisión y en la misma postura que pueda adoptar siempre durante la radioterapia.

Se suele colocar a los pacientes en decúbito supino (tumbado sobre la espalda); se dibuja sobre la piel la localización anatómica precisa del tumor con un rotulador especial; entonces se emite un haz de radiación a través de la parte del cuerpo que va a ser radiada. Como alternativa, se sitúa la fuente radiactiva cerca o en el interior de la cavidad corporal y después se retira (ver más adelante). Cada vez se utiliza más la tomografía axial computerizada (escáner o TAC) para ayudar a planificar la radioterapia, en especial porque puede aportar información sobre la posición de los márgenes del tumor (bordes externos del tumor).

La localización de la radioterapia se realiza de forma habitual con un equipo especial denominado simulador, que está diseñado para permitir la rotación isocéntrica. Al reproducir la distancia exacta de la fuente de radiación, se consigue limitar al mínimo la dosis de radiación recibida por los tejidos normales aplicando una dosis homogénea al tumor.

La radioterapia se aplica casi siempre con técnicas de teleterapia, que utilizan un haz de fotones para radiar el tumor desde fuera del organismo del paciente. Como alternativa para localizaciones específicas se emplea la braquiterapia, que consiste en la implantación de una fuente de radiación en una cavidad corporal o en el interior del tumor.

La teleterapia precisa el uso de fuentes de ortovoltaje o kilovoltaje de baja energía o las fuentes más utilizadas de megavoltaje. La radiación de baja energía (50-100 kV) es útil para el tratamiento de carcinomas (tumores malignos de los epitelios) de la piel y labios y el ortovoltaje (250-300 kV) se emplea en ocasiones para el tratamiento paliativo de metástasis óseas (diseminación de un tumor desde su localización primitiva, a través de la sangre o del sistema linfático) y tumores de la pared torácica. Sin embargo, las máquinas de ortovoltaje no son apropiadas para el tratamiento de tumores de localización profunda.

Las bombas de cobalto y los aceleradores lineales son las máquinas de teleterapia más utilizadas. Se pueden emplear de un modo isocéntrico: la fuente de radiación se monta en un dispositivo que rota sobre el eje del paciente, lo que permite dirigir haces múltiples hacia el centro del tumor (diana) con gran precisión. En general, las bombas de cobalto y los aceleradores lineales se emplean para el tratamiento de carcinomas de la cabeza, cuello y mama. Para el tratamiento de los linfomas (tumores del tejido linfático) y otros tumores abdominales de localización profunda se utilizan aceleradores de alta energía. Además de producir rayos X, los aceleradores lineales pueden producir electrones acelerados. Estos son partículas cargadas que se reabsorben a una distancia finita en el interior de los tejidos y son muy útiles en el tratamiento de cánceres superficiales, como los de la piel. Esta terapia con electrones se puede aplicar también en el tratamiento de los cánceres de cabeza y cuello, médula espinal y lesiones de la mama.

La braquiterapia se realiza introduciendo fuentes selladas de radiactividad, por ejemplo, cesio 137, en una cavidad corporal o tumor durante unos días. Ésta se emplea sobre todo en el tratamiento del cáncer de cuello de útero. La ventaja de esta modalidad es que se consigue una dosis elevada de radiactividad local en el tumor, respetando los tejidos sanos. Sin embargo, este tipo de tratamiento sólo se puede emplear cuando el tumor es accesible y se puede determinar su tamaño o extensión con precisión.

Además de tratar el cáncer, la radioterapia puede inducirlo. En especial, los niños expuestos a dosis elevadas de radioterapia durante sus primeros años de vida pueden desarrollar más tarde un cáncer de tiroides. Se conocen muy bien las consecuencias terribles de la irradiación, tras el lanzamiento de la bomba atómica en Hiroshima y el desastre nuclear de Chernóbil. Muchas leucemias infantiles se atribuyen a los efectos de la radioterapia para el tratamiento de otros cánceres.

Al igual que con la quimioterapia, la mayoría de los pacientes sometidos a radioterapia presentan efectos secundarios que consisten en letargia y pérdida de apetito. También pueden aparecer náuseas y vómitos. En la piel son frecuentes el eritema, descamación seca y el prurito (picor). En ocasiones, la radioterapia puede producir una enteritis por radiación (inflamación del tracto gastrointestinal) y también puede provocar una supresión de la médula ósea. Aparece inmunodepresión profunda y los pacientes desarrollan con frecuencia infecciones ocasionales como la tuberculosis, infecciones por hongos y enfermedades parasitarias.