RADIOLISIS DEL AGUA
Es la ruptura de los enlaces
covalentes de la molécula de agua
producidos por la radiaciones
ionizantes.
Los RL participan de procesos químicos de oxidación-
reducción (redox)
La radiación ionizante impacta en las células por a través
de dos mecanismos:
“directo e indirecto”
Directo: cuando la radiación impacta con las
macromoléculas, desestabilizando sus enlaces químicos.
Indirecto: cuando la radiación impacta con la molécula más
abundante del medio celular: el agua.
Las ilustraciones e imágenes de la web son utilizadas solo con fines educativos
Acción de la radiación ionizante sobre la molécula de agua:
Radió-lisis del agua.
Dependiendo de la cantidad de energía que impacta
en la molécula de agua la radió-lisis se
produce en dos etapas:
Excitación
Ionización
Primera Etapa Excitación:
H
2
O → H
2
O* → HO ∙ + H ∙
molécula excitada hidroxilo oxidante hidrógeno reductor
Se denomina Reductor a la especie que cede los electrones.
Se denomina Oxidante a la especie que capta los electrones.
En la Etapa de Excitación el agua recibe una cantidad de
energía tal que produce la ruptura de un enlace covalente.
Esta ruptura da origen a dos productos uno oxidante y otro
reductor:
Hidroxilo oxidante (HO∙)
Hidrógeno reductor (H∙)
Ambos productos se transforman en radicales libres.
RL: liberan energía rompiendo enlaces
simples covalentes
de las moléculas que encuentren a su paso.
RL: participan de procesos químicos de
oxidación-reducción (redox) que, son
reacciones donde se producen
transferencias de electrones.
Segunda Etapa: Ionización
irradiacion
H
2
O → H
2
O +_ ------------ → e-
molécula ionizada
H
2
O H
3
O +
/\ / /\
H + HO ∙ e- ac H∙ H
2
O
reductor oxidante reductor reductor oxidante
/\
H
2
O H
3
O +
H∙ + HO∙ H∙ + H
2
O
¿Qué es un RL?
Es un átomo o fracción molecular con
uno ó más electrones desapareados.
Pueden o no tener cargas eléctricas y
son muy reactivos.
EL ELECTRON ACUOSO:
El fenómeno de la ionización de la molécula de agua entrega una
cantidad de energía aún mayor que en la primera etapa, y produce
ruptura de enlaces covalentes que dan origen a los productos llamados
radicales libres similares en ambas etapas.
Sin embargo aparece un tercer elemento: el electrón acuoso que tiene
la capacidad de romper enlaces dobles y triples covalentes, por lo que
resulta ser más nocivo aún que los anteriores.
Su vida útil culmina una vez que ha entregado toda su energía cinética la
cual se irá perdiendo por colisiones en el medio celular.
El electrón acuoso desaparecerá en el momento en que sea atrapado
por moléculas de agua altamente polarizadas. Este electrón vagabundo
se comporta como un bi-radical debido a su alta reactividad, que
produce un daño molecular muy grande.
El exceso de energía producido en la radiolisis se propaga
en el interior de la célula por medio de la transmigración
de esa energía, por lo que los RL podrán dañar otras
macromoléculas, multiplicándose así el daño biológico.
El daño celular pasará por momentos diferentes:
inicial: se originan los radicales libres
intermedia: propagación del daño
terminación: acción de enzimas biológicas y/o
antioxidantes que reparan el daño.
Los RL pueden volver a recombinarse entre sí debido al
carácter reversible que en la química, tienen esos procesos
(redox).
Se puede favorecer o no la formación de nuevas moléculas
de agua. Se pueden observar otras reacciones químicas,
como por ejemplo:
H. + H. → H
2
HO. + H. → H
2
O
HO. + HO. → H
2
O
2
H+ + H
2
O → H
3
O
“RENDIMIENTO G” ó
“RADIOQUIMICO”
Las recombinaciones de los RL alteran la
composición química de la estructura celular
dañándolas químicamente.
La probabilidad de recombinación dependerá
del grado de concentración de los radicales
libres, lo que se ha dado en llamar Rendimiento
Radioquímico ó G.
Rendim. G= Nº de moléculas alteradas
100 ev. de energía absorbida.
PROTECTORES QUIMICOS
Protectores: sustancias que atenúan la acción de
la radiación tal como es el caso de los
compuestos SH y NH
2 ej cisteamina.
Potenciadores: potencian la acción de la
radiación por ej. la presencia del O
2
El O
2
se caracteriza por comportarse como un
radical doble debido a la cantidad de electrones
desapareados a los que puede dar origen su
estructura atómica.
El Oxigeno es un sensibilizante aumenta
el efecto de la irradiación
Para las radiaciones de TLE baja es
necesario en ausencia de oxigeno
multiplicar la dosis por un factor
comprendido entre 2 y 3 para obtener el
mismo efecto que en presencia de
oxigeno y esto es así sea cual sea la célula
o la sustancia química.
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