© 2009 UNESA Asociación Española de la Industria Eléctrica UNESA c/ Francisco Gervás 3, 28020 Madrid teléfono: 915674800 fax: 915674987 email: info@unesa.es http://www.unesa.es Depósito Legal: Imprime: M-45526-2009 Gráficas MARCAR, SA Ulises 95 28043 Madrid EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Efectos biológicos de la exposición a dosis bajas de radiación ionizante ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 3 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Efectos biológicos de la exposición a dosis bajas de radiación ionizante Dr. Juan Bernar Solano Jefe División de Investigación UNESA Dr. Agustín Gómez de la Cámara Jefe de la Unidad de Epidemiología Clínica, Unidad de Investigación Hospital Universitario 12 de Octubre - Madrid CIBER de Epidemiología y Salud Pública Dr. Fernando García Escandón Jefe del Departamento de Medicina y Seguridad en el Trabajo de UNESA Dra. Amparo Fernández González Médico adjunto departamento de Medicina y Seguridad en el Trabajo de UNESA 4 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Índice PRÓLOGO 7 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Recuerdo histórico y primeras evidencias de efectos sobre la salud 1.2. Definición y características de las radiaciones ionizantes 1.3. Unidades, concepto de dosis y dosis equivalente 9 11 14 16 2. FUENTES DE EXPOSICIÓN A RADIACIÓN IONIZANTE 17 3. MECANISMOS DE LESIÓN POR RADIACIÓN IONIZANTE 3.1. Tipos de daño biológico 3.2. Mecanismos biofísicos del daño biológico 3.3. Mecanismos biológicos de lesión en organismos vivos, con especial atención al cáncer. Implicaciones para la Radiobiología 29 30 32 PROTECCIÓN RADIOLÓGICA 4.1. Recuerdo histórico 4.2. El modelo actual de Protección Radiológica. Modelo Lineal sin Umbral (LNT) 4.3. Estimaciones actuales de riesgo según el modelo LNT 4.4. Legislación aplicable en España 43 44 ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS DE BAJAS DOSIS 5.1. Cáncer en poblaciones expuestas a radiación ionizante 5.1.1. Estudios epidemiológicos en poblaciones expuestas a altos niveles de radiación natural 5.1.2. Cáncer en poblaciones expuestas a radiación por razones médicas 5.1.3. Supervivientes de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki 5.1.4. Estudios epidemiológicos tras accidentes nucleares 5.1.5. Estudios sobre personas expuestas en pruebas nucleares 57 58 4. 5. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 35 48 51 55 58 61 69 74 86 5 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 5.1.6. Cáncer en el entorno de instalaciones nucleares A) Estudios a nivel nacional B) Estudios de “clusters” o agrupamientos 5.2. 6 5.1.7. Cáncer y Exposición Laboral a Radiación Ionizante 5.1.7.1. Radiólogos y técnicos de radiología 5.1.7.2. Trabajadores de la industria nuclear (Estudio de la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer, IARC) 109 109 Patologías distintas al cáncer 5.2.1. Efectos genéticos 5.2.2. Mortalidad no relacionada con el cáncer. Riesgo cardiovascular 123 123 127 110 RESUMEN FINAL 131 ANEXO Consideraciones epidemiológicas y estadísticas 139 Los números entre paréntesis (1), (2), (…) son citas bibliográficas que se relacionan al final de la publicación. 6 88 90 94 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Prólogo El tratado constitutivo de la Comunidad Europea de la Energía Atómica (EURATOM) dispone que la Comunidad deberá establecer normas uniformes de protección sanitaria de los trabajadores y de la población de los riesgos que resulten de las radiaciones ionizantes. Los estudios epidemiológicos sobre radiaciones ionizantes tratan de establecer relación entre los estados de salud anormales con una causa potencial, mediante el exhaustivo proceso de recopilación y análisis de los datos. Desde el año 1988, UNESA colabora con la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer de Lyon (IARC). Asimismo, dentro del marco del Programa de Investigación Electrotécnica (PIE), se ha trabajado con diferentes centros nacionales sobre esta materia. Con este libro se pretende aportar una visión de conjunto que vierta más luz sobre esta problemática. Para ello, se recopilan aquí los estudios más significativos realizados hasta ahora. Este trabajo ha sido elaborado por el Dr. Juan Bernar Solano, Jefe de la División de Investigación UNESA, y el Dr. Agustín Gómez de la Cámara, Jefe de la Unidad de Epidemiología Clínica, Unidad de Investigación Hospital Universitario 12 de Octubre - Madrid CIBER de Epidemiología y Salud Pública, quienes han trabajado en estrecha colaboración con el equipo de Medicina y Seguridad en el Trabajo de nuestra Asociación, que dirige el Dr. Fernando García Escandón, con quien colabora la Dra. Amparo Fernández González. Actividades como las que se recogen en este libro vienen a unirse a otros muchos estudios e investigaciones llevados a cabo por Unesa, en colaboración con distintas instituciones científicas en el campo de la Medicina en el Trabajo, una actividad que UNESA ha venido desarrollando prácticamente desde sus orígenes en 1944 y en la que hoy goza de un merecido prestigio. Pedro Rivero Torre Presidente de UNESA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 7 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 1. Introducción ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 9 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE La radiación ionizante tiene multitud de aplicaciones en distintas actividades industriales y médicas y su uso está sujeto a unas directrices y limitaciones muy precisas. Existen normas nacionales e internacionales de obligado cumplimiento en lo que se refiere a la protección radiológica tanto del público en general como de los trabajadores. El objeto de esta publicación es describir las bases y los estudios científicos (sobre todo los epidemiológicos) que han formado el fundamento de la actual protección radiológica, incidiendo especialmente en los estudios recientes sobre trabajadores, en particular los del sector de generación eléctrica de origen nuclear, y los de poblaciones que viven cerca de instalaciones nucleares. Por el nivel de dosis que pueden recibir estos colectivos, se revisarán de forma especial los estudios de bajas dosis, definidos por el Comité del BEIR VII (1) como las que están en el rango entre casi 0 y 100 milisieverts (mSv) de radiación de baja transferencia lineal de energía (rayos X y Gamma) que, en general, son los que interesan desde el punto de vista de la generación eléctrica. Los efectos a los que se prestará especial atención son los llamados estocásticos (cáncer y efectos hereditarios) sobre todo a nivel biológico y poblacional o epidemiológico. Los diferentes organismos que han analizado la evidencia científica de estos efectos proponen un modelo causal probabilístico en el que cualquier exposición entrañaría un riesgo potencial y, por tanto, en el que no existe un umbral por debajo del cual el riesgo sea nulo. Fig. 1. La primera radiografía 10 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Por lo tanto, asumiendo el modelo lineal sin umbral (LNT), el riesgo de efectos estocásticos guarda una relación lineal dependiente de la dosis desde la exposición cero. Los límites de dosis actualmente en uso se establecen para limitar su incidencia y evitar la exposición a niveles de riesgo inaceptables. Aunque existe una cierta controversia sobre los modelos utilizados para establecer los riesgos de una exposición a bajas dosis de radiación ionizante, consideramos, al igual que el reciente informe, Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR VII) (1) y la International Commission on Radiological Protection (2), que por el momento el modelo lineal sin umbral (LNT, Lineal No Threshold) es el más conservador y el que proporciona una adecuada protección. Se hará mención a esta controversia pero sólo para ilustrar los nuevos conocimientos en el área de la interacción biológica de la radiación ionizante. La validez de los límites de exposición en vigor queda subrayada por la reciente publicación del ICRP de 2007 (2) que tomando en cuenta los nuevos estudios, ratifica los límites propuestos para los trabajadores y público en general. 1.1. Recuerdo histórico y primeras evidencias de efectos sobre la salud Wilhelm Conrad Roentgen fue el primero que describió la producción y el uso médico de los Rayos X en 1895. Inmediatamente se generó un enorme interés por el uso de esta nueva tecnología de forma que durante los siguientes 25 años, además de aplicarse para la visualización de los huesos, se aplicó con gran entusiasmo, y ningún control, a casos como acné, y eliminación del vello facial (3). De forma muy simplista se argumentaba que un agente que no podía ser percibido por los sentidos, no podía hacer daño alguno. Es curioso que en la actualidad, éste mismo argumento (aplicado tanto a la radiación ionizante como a la no ionizante) es el que más miedo desata entre la población. Ya en 1896 se empezaron a referir problemas: a los tres meses de la publicación de Roentgen, cuyo efecto más llamativo era poder ver los huesos, (de hecho para llamar la atención sobre su descubrimiento, mandó una radiografía de la mano de su mujer a varios científicos. Fig. 1), un investigador tratando de visualizar una moneda a través de los huesos de su cabeza se produjo una alopecia (pérdida de pelo) local (4). Thomas Edison y Tesla notaron molestias y enrojecimiento de los ojos tras experimentos de larga duración. Edison advirtió de estos posibles efectos de los Rayos X (5) y Stevens describió la producción de un eritema (enrojecimiento de la piel) doloroso como consecuencia de la exposición (6). Estos avisos llegaron demasiado tarde para el ayudante de Edison quien tras sufrir varias radiodermitis (era quien en las demostraciones públicas metía su mano en el fluoroscopio) sufrió la amputación de su brazo y murió de cáncer en 1904 (3). ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 11 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Antes de que pasara un año del descubrimiento de los rayos X, además de constatarse quemaduras en muchos de los que los manipulaban, se empezaron a referir problemas sistémicos. Un técnico de laboratorio que ya había tenido varias dermatitis, empezó a tener fiebre alta, diarrea y vómitos y otro, cuyos experimentos producían una exposición de su abdomen a estos rayos durante 2 horas al día, se quejaba de dolor abdominal y diarrea que desapareció tras unos días en el campo, para volver a aparecer cuando reanudó sus experimentos y sólo desaparecieron cuando decidió proteger su cuerpo con plomo (7). Curiosamente éste incipiente reconocimiento de que los rayos X podían tener efectos biológicos llevó a algunos médicos ya en 1896 a tratar a una mujer con cáncer de mama con esta radiación (8). La causa de estos efectos se debatió durante varios años y los argumentos variaban desde decir que los rayos X no tenían efectos (9), a decir que eran las cargas eléctricas, las partículas de platino del tubo, los rayos ultravioletas (10) o la formación de ozono en los tejidos (11) las responsables de los efectos. Existe sin embargo un artículo de 1896 (12) que achacaba los efectos a los propios rayos X. La confirmación de que esto era cierto, tuvo que esperar a los experimentos realizados en ratas en 1900 y confirmados en 1901 (13, 14). A los rayos X se unió poco después otro descubrimiento: la radioactividad natural, descubierta por Becquerel tan solo dos meses después de la publicación de los trabajos de Roentgen; sin embargo, no se le dio importancia a este fenómeno hasta que en 1898 Marie y Pierre Curie publicaron su descubrimiento del Radio. Tampoco se estimó como peligroso. Tanto Becquerel como Pierre Curie sufrieron eritemas en la piel por llevar muestras de materiales radioactivos en los bolsillos. El Radium fue visto durante los años 20 como una panacea, una fuente de salud; de 1925 a 1930 se vendieron 400.000 botellas de una poción conteniendo este compuesto para el tratamiento de problemas que iban desde úlceras de estómago a impotencia. En algunos sitios (como Salzburgo) se inhalaba radón por sus, presuntamente, propiedades curativas. Primeros casos de cáncer: Tan sólo cuatro años después de describirse estos primeros efectos locales (radiodermitis) comenzaron a aparecer carcinomas cutáneos escamosos sobre las lesiones de dermatitis (15). Los tumores eran muy malignos, posiblemente porque la exposición continuada a radiación aceleraba el proceso cancerígeno. Empezaron a contabilizarse numerosas muertes. Cuando en 1936 la Sociedad Roentgen de Alemania levantó un monumento a la memoria de sus miembros muertos, se registraron 169 nombres a los que se añadieron en 1959 otros 191 (16). Los nombres provenían de 22 países. La causa de muerte en las tres cuartas partes de los casos fue cáncer de piel, seguida de anemia, leucemias, accidentes y otras causas entre las que se listaban desde astenia hasta quemaduras en el pecho por el transporte del Radio. Francia era el país con más muertos, 65 nombres, seguido de Alemania con 59; se incluyen 4 españoles en la lista. 12 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Los primeros casos de leucemia se refirieron en una publicación científica en 1911 (16). Se trataba de cuatro casos que habían experimentado una prolongada exposición a radioactividad. A estos se añadieron en los siguientes 20 años muchos más, lo que llevó a sospechar que este tipo de leucemia podría tener alguna relación con la radiación. Sin embargo en 1934 cuando se revisaron los daños producidos o atribuidos a los Rayos X o al Radio no se pudo decidir si se debía incluir la leucemia o no (11). Ese año Marie Curie murió de una leucemia mieloide crónica. A pesar de que ése año se vio que la irradiación de animales les producía leucemia (17), no fue hasta 10 años después cuando se pudo establecer una fuerte relación epidemiológica entre radiación y leucemia en seres humanos. En 1944 se emparejó la lista de los miembros de la Sociedad Americana de Rayos Roentgen con las listas de muertes aparecidas en tres revistas médicas y encontró que de las 173 muertes con causa conocida el 4,57% fueron debidas a leucemias frente al 0,44% de más de 50.000 muertes entre no radiólogos (18) publicadas en otras revistas médicas. Este riesgo 10 veces superior era estadísticamente significativo. Desde antiguo se sabía que los mineros de las montañas de Harz, Alemania tenían una tasa de mortalidad elevada por lo que se llamaba “enfermedad de la montaña”. En 1879 se demostró que era cáncer de pulmón. Entre 1875 y 1912 el 42% de las muertes tenían éste diagnóstico. En las minas en las que trabajaban se había extraído de forma sucesiva, plata, níquel, cobalto, bismuto, arsénico y pechblenda hasta que, dos años después del descubrimiento de Roentgen, el matrimonio Curie aisló el Radio de unos óxidos procedentes de estas minas. Con posterioridad se extrajo el Radio y luego Uranio. En 1939 se midió la radioactividad del aire en las minas arrojando un promedio de 3 micro curios/m3. La idea de que los cánceres podrían ser atribuidos al radón se propuso en 1921, aunque otros autores señalaron que factores como la pneumoconiosis, el arsénico y otros podrían haber intervenido también. El Radio tuvo una de sus aplicaciones más trágicas en la pintura de esferas de reloj. Se añadía Radio a la pintura de sulfuro de Zinc para que se hiciera fosforescente. La forma de pintar las esferas era con un pincel y, para mayor rapidez, las trabajadoras “afilaban” la punta del pincel con los labios. Las trabajadoras estaban expuestas no sólo a esta contaminación interna sino también externa por el acúmulo de esta pintura en el sitio de trabajo y a la inhalación de radón. En 1925 un dentista de Nueva York publicó un artículo identificando una nueva enfermedad que llamó “mandíbula de Radio” entre ex-trabajadores de la fábrica, y la atribuyó a la toxicidad del fósforo. Sin embargo un patólogo reconoció las lesiones como causadas por Radio y unos años después publicó un estudio donde demostraba la asociación (19). Se encontraron significativos depósitos de Radio en sus huesos y el hecho de que el 27% de las muertes lo fueran por sarcoma óseo frente al 0,1% de la población general y que el cáncer asentaba en zonas de hueso con osteítis previas, le llevó a concluir que la radioactividad era la causante de los cánceres. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 13 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Sobre una población de casi 3000 trabajadoras se contabilizaron 55 sarcomas óseos, y casi un tercio habían muerto de cánceres como leucemias y cáncer de mama (20). Otros tipos de cáncer (labio, laringe, faringe, tiroides) se han relacionado también con la radiación por haberse originado en sitios donde había cicatrices por el uso de altas dosis; se observaron 20-40 años post-radioterapia para enfermedades como hipertiroidismo o tuberculosis cutáneas y óseas. No se contaba con la prueba definitiva de que estos cánceres fueran producidos por la radiación, pero se asumía, puesto que se daban en sitios donde ya había cicatrices de radiación y en zonas donde el cáncer era poco frecuente. La teoría genética del cáncer no se había enunciado todavía, pero en 1930 McCombs ya había propuesto la hipótesis de que “el cáncer es debido principalmente a una mutación en una célula somática debida, en algunos casos, posiblemente a la ionización” (21) e incluso planteó que dicho mecanismo podría estar involucrado en la gran incidencia de cáncer entre las trabajadoras de esferas luminosas de reloj. La posibilidad de dañar el material genético se demostró en 1907 cuando Bardeen irradiando espermatozoides de sapos produjo malformaciones en su descendencia (22). Veinte años más tarde en 1927, Muller (23) demostró que los rayos X podían producir mutaciones en moscas y que el efecto era aproximadamente proporcional a la dosis administrada. Estos estudios sentaron la base de la radiobiología e inspirarían los intentos de protección frente a los efectos nocivos de las radiaciones ionizantes. 1.2. Definición y características de las radiaciones ionizantes. Dentro del espectro electromagnético (Fig. 2), la radiación ionizante engloba aquéllas ondas cuya frecuencia está entre 1016 y 1022 Hz (Hertzios, o ciclos por segundo). La frecuencia de una onda está íntimamente ligada a la energía de la misma: A mayor frecuencia, mayor energía. La energía que deposita éste tipo de radiación al atravesar un medio biológico es muy alta (entre mil y un millón de veces más alta que la de la luz visible), lo suficiente como para desplazar electrones de los átomos, producir ionización, y alterar la estructura de las moléculas. En comparación, en el lado opuesto del espectro electromagnético encontraríamos el campo estático terrestre (0 Hz) y también los campos electromagnéticos de frecuencia extremadamente baja (50 Hz) como son los campos producidos por el uso de la electricidad. En este rango de frecuencias la energía es insuficiente para producir ionización o calentamiento del medio biológico que atraviesen. La energía del fotón a 50 Hz es menor de 10–12 eV (electrón voltios) mientras que para la luz visible es de 1,5-3,6 eV y para la radiación ionizante es superior a 105 eV. La línea divisoria entre radiación ionizante y no ionizante se sitúa en el ultravioleta alto (1015 Hz). 14 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Podemos dividir la radiación ionizante en dos grupos, según lo que se conoce como Transferencia Lineal de Energía (LET en sus siglas inglesas, Linear Energy Transfer): Radiaciones de alta LET y las de baja LET. Las radiaciones de alta LET producen una densidad de ionización (ionizaciones por unidad de distancia recorrida) unas mil veces mayor que las de baja LET. • • Radiación de alta transferencia lineal de energía (alta LET). Son las partículas subatómicas como partículas alfa, neutrones y protones que ionizan la materia al chocar directamente con ella. Las partículas alfa, por su gran masa y relativa poca velocidad, depositan toda su energía en un trayecto corto, por ejemplo sobre una célula, a veces no penetrando ni siquiera la capa más externa de la piel. Son especialmente peligrosas caso de ingestión. Radiación de baja transferencia lineal de energía (baja LET), los fotones, como los rayos X y Gamma, cuya frecuencia se sitúa entre los 1017 y 1020 Hz y su energía entre 100 KeV (105 eV) de los rayos X y 120.000 keV de los rayos Gamma; por su alta velocidad y poder penetrante, distribuyen su energía en un trayecto más largo, es decir la densidad de ionización es menor. Producen daño biológico sobre todo de forma indirecta a través de los llamados radicales libres que pueden dañar otras moléculas. Fig. 2. El espectro Electromagnético. l, longitud de onda. F, frecuencia ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 15 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 1.3. Unidades, concepto de dosis y de dosis equivalente (o efectiva) La exposición a la radiación se mide como “dosis absorbida”, que expresa la energía transmitida a un volumen de masa definido y se mide en Julios/Kg; a esta unidad se le ha dado el nombre de Gray (Gy). Los efectos biológicos por unidad de dosis son diferentes según el tipo de radiación y la parte del cuerpo que está expuesta. Así, a igualdad de dosis absorbida, las radiaciones de alta LET (neutrones, protones, partículas alfa) tienen mayor capacidad de dañar el medio que atraviesan; por ello, a efectos de protección radiológica se usa una ponderación (dosis equivalente) o su promedio sobre todos los órganos del cuerpo (dosis efectiva). Para evitar confusiones la dosis equivalente se expresa en Sievert (Sv). Para la radiación de baja LET (fotones, electrones) la dosis absorbida es igual a la dosis equivalente. Por ello, en este documento se usarán Sv y Gy (y sus submúltiplos) de forma intercambiable. Para la radiación de alta LET la dosis equivalente o efectiva es igual a la dosis absorbida multiplicada por un factor de calidad o ponderación que incorpora su mayor efectividad. La tabla 1 muestra las diferentes equivalencias usadas en el ámbito de la radiación ionizante. Este documento se va a referir a las dosis de baja LET y más específicamente a dosis bajas de este tipo de radiación (menores de 100 mSv, ó 0,1 Sv), aunque en ocasiones y para explicar determinadas prácticas de la protección radiológica habrá que referirse a estudios realizados a altas dosis y a estudios que pueden incorporar en ocasiones radiaciones de alta LET, como los estudios de los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki. Tabla 1. Unidades 16 Unidad Símbolo Factor de conversión Becquerel (SI) Bq Curie Ci Gray Gy 1 J/kg = 100 rads Rad Rad 0,01 Gy = 100 erg/g Sievert Sv 1 j/kg = 100 rem Rem Rem 0,01 Sv 1 desintegración/s = 2,7 x 10 3,7 x 10 10 -11 Ci desintegraciones/s = 3,7 x 10 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 10 Bq EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 2. Fuentes de exposición a radiación ionizante ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 17 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Todo el mundo está expuesto de forma continua a radiación ionizante. Más del 80% de la radiación que recibe una persona se debe a la radiación natural y el 18% a fuentes artificiales (1). La exposición media de origen natural (tabla 2 y fig. 3) a nivel mundial es de 2,4 mSv por año. De ella, la mitad aproximadamente (1,2 mSv) proviene de la inhalación de los descendientes o progenie del gas radón existente en el interior de los edificios (en su mayoría partículas alfa); la mayor parte de la restante radioactividad natural proviene de la radiación cósmica primaria y secundaria (que se origina al interaccionar la radiación primaria con la atmósfera, produciendo una serie de partículas de muy elevada energía principalmente protones, neutrones y piones ) que es apantallada en cierta medida por la atmósfera y de los rayos gamma terrestres provenientes de isótopos de las series del uranio (U-238), thorio (Th232), potasio (K-40) y otros materiales radioactivos presentes en la tierra. La dosis depende de la latitud, altitud y actividad solar. Se estima que la dosis se duplica cada 1500 m de altitud y, por ejemplo, una persona que vuele unas 100 horas al año recibiría unos 0,5 mSv extra. La dosis también varía con la composición del terreno; zonas de China, Brasil e India ricas en Thorio multiplican por 3 las dosis medias y en zonas de Irán (Ramsar a la orilla del Mar Caspio) (http://www.taishitsu.or.jp/radiation/index-e.html), se pueden recibir hasta 260 mGy al año. Tabla 2. Promedio de dosis a nivel mundial. Radiación natural (Datos de UNSCEAR 2000 http://www.unscear.org) DOSIS EFECTIVA (mSv por año) RANGO DE DOSIS (mSv por año) 0,4 0,5 0,3 – 1,0 0,3 – 0,6 INTERNAS: Inhalación (Radón) Ingestión 1,2 0,3 0,2 – 10 0,2 – 0,8 TOTAL 2,4 1 – 10 ORIGEN EXTERNAS: Radiación cósmica Radiación gamma Terrestre 18 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Fig. 3. Contribución relativa de las fuentes de radiación natural según LET Contribuyen el 82% de la dosis que recibe una persona Radiación natural ALTA LET Ingestión 5% BAJA LET Radiación terrestre 20% BAJA LET Radiación Cósmica 12% RADON 52% ALTA LET Radiación Cósmica 4% BAJA LET Ingestión 7% Las fuentes artificiales (tabla 3 y fig. 4), son las responsables del 18% de la dosis total que recibe un individuo. De ellas, la mayor parte de la exposición (casi el 80%) proviene de las exploraciones médicas con Rayos X, que contribuye unos 0,4 mSv por año en promedio (con un rango de 0,04 a 10 mSv por año); una radiografía de tórax, por ejemplo, contribuiría alrededor de 0,01 mSv, una mamografía unos 3 mSv y un TAC abdominal entre 8 y 25 mSv (tabla 4). Un 16% proviene de materiales de construcción, redes de distribución de agua y, en menor medida de televisiones, y pantallas de ordenador. El tabaco también contribuye a la dosis total; los pulmones de un fumador de un paquete diario reciben una dosis de 13 mSv al año por isótopos como Polonio 210 (24, 25). Menos de un 5% proviene de las exposiciones laborales, incluyendo las actividades nucleares. Por último, la radiación proveniente de las más de 500 pruebas nucleares atmosféricas, incluyendo las bombas de Hiroshima y Nagasaki, contribuyen con una dosis anual de 0,005 mSv. El accidente de Chernobyl en 1986 añade 0,002 mSv al año y, finalmente, la generación nuclear añade en promedio unos 0,0002 mSv al año. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 19 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 3. Promedio de dosis a nivel mundial. Fuentes Artificiales (Datos de UNSCEAR 2000) ORIGEN DOSIS EFECTIVA (mSv por año) RANGO DE DOSIS (mSv por año) PRUEBAS MEDICAS DIAGNÓSTICAS 0,4 0,04 – 10 PRUEBAS NUCLEARES ATMÓSFERICAS 0,005 Máximo en 1963: 0,15 ACCIDENTE DE CHERNOBYL 0,002 Máximo en 1986: 0,04 CENTRALES NUCLEARES 0,0002 Fig. 4. Contribución relativa de diferentes fuentes artificiales (Datos del Informe BEIR VII) Contribuyen el 18% de la dosis total que recibe una persona Radiación artificial Pruebas Nucleares atmosféricas 2% Productos de consumo 16% Ciclo del combustible 1% Laboral 2% RAYOS X Médicos 58% Medicina Nuclear 21% 20 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 4. Dosis en órganos de interés por procedimientos radiológicos Datos tomados de Brenner (26) y Berrington (27) Tipo de estudio Órgano Dosis (mSv) Radiografía dental Cerebro 0,005 Radiografía tórax Pulmón 0,01 – 0,07 Radiografía de abdomen Colon y estómago 1,6 Angiografía coronaria o cateterismo cardíaco Pulmón 37,69 Angiografía cerebral Médula ósea 9,27 Urografía intravenosa Colon 5,1 Mamografía Mama 3 TAC Abdominal en adulto Médula ósea 5,6 TAC columna cervical Tiroides 43,9 TAC Abdominal en adulto Estómago 10 – 22,2 Estudio con papilla de Bario (contraste digestivo) Colon 15 TAC Abdominal neonatal Estómago 20 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 21 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE La situación en España En España la dosis media anual debida a la radiación natural es un 30% menor que la media mundial, alrededor de 1,6 mSv con un rango muy amplio, entre 0,6 y 19,1mSv (Tabla 5). La inhalación de Radón y Thorio contribuye el 34%, la radiación gamma terrestre el 30%, la cósmica 18% y el 18% restante se debe a la ingestión (28). Las fuentes artificiales (rayos X médicos, otras pruebas de medicina nuclear y productos de consumo principalmente) contribuirían alrededor de unos 0,4 mSv extras. Zonas de alta radioactividad natural son el sur de Galicia, los Arribes del Duero en Salamanca, La Vera en Cáceres y la Sierra de Guadarrama en Madrid. La zona de mayor nivel de radiación en España está en el entorno de Villar de la Yegua en Salamanca, donde algunas evaluaciones han arrojado valores superiores a 40 mSv al año (29). En el resto del país, la dosis anual efectiva es muy variable. El mapa del Proyecto MARNA (Fig. 5) desarrollado por el Consejo de Seguridad Nuclear, la Junta de Galicia y ENUSA Industrias Avanzadas, muestra la distribución de la dosis equivalente de radiación gamma en todo el territorio. Es de especial interés considerar las dosis anuales de radiación de origen natural en las regiones cercanas a las centrales nucleares (tabla 6) (30). La dosis más alta se encuentra en la zona de Almaraz, más de dos veces superior a la media española, debida sobre todo a los niveles elevados de gas Radón que alcanzan los 3 mSv año de media mientras que por ejemplo en las cercanías de Cofrentes se calculan niveles de 0,32 mSv. Tabla 5. Promedio de dosis de origen natural en España ORIGEN EXTERNAS: Radiación cósmica Radiación gamma terrestre INTERNAS: Inhalación (Radón) Ingestión TOTAL 22 DOSIS EFECTIVA (mSv por año) 0,28 0,48 0,54 0,28 1,6 (rango, 0,6 – 19 mSv) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 6. Dosis de radiación natural anual en el entorno de las centrales nucleares españolas (mSv). Promedio (y rango de variación) en las diferentes regiones estudiadas Origen cósmico Radiación gamma en exteriores Radiación gamma en interiores Dosis anual por Radón Dosis Total anual Garoña 0,30 (0,28-0,32) 0,04 (0.02-0,08) 0,20 (0,10-0,40) 0,46 (0,21-0,94) 1,00 (0,62-1,73) Cofrentes 0,31 (0,27-0,36) 0,04 (0,01-0,09) 0,19 (0,10-0,40) 0,32 (0,08-1,09) 0,86 (0,46-1,94) Almaraz 0,29 (0,28-0,32) 0,11 (0,04-0,17) 0,65 0,26-1,52) 3,02 (0,50-13,7) 4,07 (1,08-15,7) ASCOVandellos 0,28 (0,27-0,30) 0,05 (0,02-0,10) 0,24 (0,11-0,47) 0,84 (0,15-4,19) 1,41 (0,55-5,06) Zorita 0,32 (0,30-0,33) 0,04 (0,01-0,07) 0,22 (0,08-0,42) 0,85 (0,23-2,41) 1,43 (0,62-3,23) Trillo 0,33 (0,31-0,36) 0,05 (0,01-0,08) 0,27 (0,08-0,49) 0,85 (0,23-2.41) 1,50 (0,63-3,34) También las dosis de radiación gamma tanto en exteriores como en los interiores de las viviendas son superiores a la media de las encontradas en las cercanías de las otras instalaciones. Para comparar, se dispone de los niveles de radiación a las poblaciones vecinas de las centrales derivados del funcionamiento de las mismas (Fig. 6. Informe del Consejo de Seguridad Nuclear al Congreso de los Diputados y al Senado (31) http://www.csn.es/publicaciones/ resu02.pdf) La dosis total efectiva en el período 1991-2001 es de menos de 10 microSv/año; es decir, la dosis debida a radiación natural es 100 veces mayor que la debida a la actividad normal de las centrales nucleares y, en el caso de Almaraz, la radiación natural es 400 veces superior (30). ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 23 Fig. 5. Proyecto Marna. Radiación gamma natural en España Zonas de alta radioactividad natural son el sur de Galicia, los Arribes del Duero en Salamanca, La Vera en Cáceres y la Sierra de Guadarrama en Madrid EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 24 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Fig. 6. Dosis efectiva anual (mSv) debida al funcionamiento de las centrales nucleares españolas entre 1991 y 2001 (CSN 2002, ref. 31) EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 25 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Exposición laboral Las dosis citadas anteriormente son las contribuciones relativas de las diferentes fuentes de radiación a la exposición de la población mundial. Sin embargo existen poblaciones que por cuestiones laborales pueden recibir dosis significativamente superiores a las consideradas como normales. Las dosis que reciben estos trabajadores se pueden ver en la tabla 7 (32). En España la dosis individual media para el personal de plantilla de las centrales nucleares fue en el año 2008 de 0,87 mSv, mientras que para el personal de instalaciones radiactivas médicas fue de 0,63 mSv y de 1,07 mSv para el personal de instalaciones radiactivas industriales (31). Tabla 7. Promedio de dosis en diferentes ambientes laborales Exposición de trabajadores a fuentes naturales Dosis media (mSv/año) Minería (excepto carbón) 2,7 Minería del carbón 0,7 Personal de vuelo (aerolíneas) 3 Exposición de trabajadores a fuentes artificiales 26 Ciclo del combustible nuclear (incluye minería de uranio) 1,8 Usos industriales de la radiación 0,5 Usos médicos de la radiación 0,3 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Conclusiones La exposición a radiación ionizante es ubicua y forma parte de la vida normal en nuestro planeta. La radiación ionizante es un tipo de radiación muy energética capaz de desplazar electrones de los átomos, producir ionización y alterar la estructura de moléculas. Más del 80% de la dosis de radiación que recibe una persona es de origen natural, sobre todo por la inhalación de gas radón, la radiación cósmica y la radiación gamma terrestre. Del 18% de la radiación que recibimos de fuentes artificiales, la mayor parte se debe a las exploraciones médicas con rayos X (y otros procedimientos médicos) y a la ingestión o inhalación de productos de consumo. En determinados ambientes laborales, las dosis recibidas anualmente pueden ser iguales o algo superiores a las recibidas de forma natural en el mismo período de tiempo. La dosis media recibida por la población como consecuencia del funcionamiento de centrales nucleares es, en España, entre 100 y 400 veces menor que la debida a fuentes naturales y unas mil veces inferior a la recibida tras algunas pruebas médicas diagnósticas. La dosis individual media del personal de plantilla de las centrales nucleares españolas en el año 2008 fue la mitad de la dosis media anual recibida de fuentes naturales. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 27 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 3. Mecanismos de lesión por radiación ionizante ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 29 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 3.1. Tipos de daño biológico Clásicamente se ha considerado al material genético de la célula, el ADN, como la diana de la radiación ionizante y que sus efectos se derivan del daño que se provoca en el mismo. Según el tipo de células afectadas, los efectos biológicos de las radiaciones pueden ser: A) EFECTOS EN CÉLULAS SOMÁTICAS: Cuando afectan a las células que forman parte de los diferentes tejidos del cuerpo, excepto los tejidos reproductores (gonadales). A medio o a largo plazo, estos efectos pueden dar origen al cáncer y a cambios fisiológicos y estructurales degenerativos. B) EFECTOS EN CÉLULAS GERMINALES: Llamados también efectos genéticos o heredables, se denominan así cuando se dan en las células germinales –y sus precursores– de los tejidos reproductores, llamados también gametos (ovocitos y espermatozoides). Cualquier mutación que sufran estas células y que no comprometan su viabilidad, puede ser transmitida de una generación a otra. Según el período de latencia, los efectos biológicos de las radiaciones se clasifican en: A) 30 EFECTOS DETERMINÍSTICOS, AGUDOS O A CORTO PLAZO: Son debidos al daño o muerte celular tras altas dosis de radiación. Los efectos determinísticos se presentan a partir de una dosis umbral que para una exposición de cuerpo entero es de aproximadamente 500 mSv, y en un corto período de latencia. Los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki, los estudios sobre pacientes expuestos a altas dosis de radiación, los accidentes con liberación de radiactividad y algunos experimentos animales son los que más han contribuido al conocimiento de estos efectos determinísticos. La severidad o gravedad del efecto aumenta a partir de la dosis umbral; se establece una relación clara entre el agente causante y el efecto. Estos efectos dan lugar a lo que denominamos Síndrome Agudo por Radiación con manifestaciones clínicas hematopoyéticas (a partir de 2 Gy se produce una disfunción de la médula ósea), gastrointestinales (por descamación del epitelio intestinal a partir de 10 Gy) y del sistema nervioso central (a partir de 20 Gy) y son consecuencia de la muerte de muchas células en el tejido expuesto, deteriorando su funcionamiento. Los efectos se ven a las pocas horas (si la dosis es muy alta) o días de la irradiación, aunque alguno como las cataratas, o hipotiroidismo pueden tardar en verse hasta años. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Otros efectos determinísticos son esterilidad temporal en varones a partir de una dosis en testículos de 0,15 mGy, y permanente si la exposición es de 3,5-6 Gy, mientras que en mujeres dosis de 2,6-6 Gy causarían esterilidad (2). Por último, efectos determinísticos que han recibido especial atención son, el retraso mental y malformaciones congénitas como consecuencia de la irradiación prenatal. La ICRP (2), que para estos efectos prefiere el término “reacciones tisulares” hace notar en su nuevo informe que “para dosis absorbidas en el rango de 100 mGy (de alta o baja LET) no se considera que los tejidos reflejen ninguna afectación funcional”. Esto se aplica tanto a dosis agudas (recibidas en un solo momento) como a situaciones en las que estas dosis bajas se reciben de forma fraccionada y se acumulan, por ejemplo anualmente. La ICRP manifiesta que por debajo de 100 mGy no cabe esperar malformaciones congénitas. Para el caso de retraso mental, la irradiación en el período más sensible (8-15 semanas de gestación) apoya la existencia de un umbral en los 300 mGy, por debajo del cual no se espera un efecto; incluso disminuciones del coeficiente intelectual, no serían significativas por debajo de los 100 mGy (2). Fig. 7. Esquema clásico de los efectos biológicos de la radiación ionizante ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 31 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE B) EFECTOS ESTOCÁSTICOS, PROBABILÍSTICOS, TARDÍOS O A LARGO PLAZO: Son el cáncer producido por mutaciones en células somáticas y los efectos heredables debidos a mutaciones en las células germinales. Aparecen en función de la dosis, es decir, la probabilidad de que aparezca el efecto, pero no su gravedad, es proporcional a la dosis recibida. En este caso, no existe una dosis umbral o valor mínimo de dosis. La ICRP (2) dice que los estudios epidemiológicos y experimentales proporcionan evidencia de un efecto cancerígeno de la radiación ionizante aunque existen incertidumbres a dosis de 100 mGy o menores. En cuanto a efectos heredables, no existe una evidencia directa de que la exposición paterna a radiación ocasione un aumento de enfermedades hereditarias, pero la evidencia de la experimentación animal hace que este riesgo deba ser tenido en cuenta. Ante la aparición de un cáncer no se puede saber con certeza si éste ha sido causado por la radiación, pero sí se puede estimar la probabilidad de que ese cáncer haya sido producido por la radiación en función de la dosis recibida. El resto de esta publicación se referirá a los efectos estocásticos. 3.2 Mecanismos biofísicos del daño biológico La radiación ionizante es un tipo de radiación electromagnética, que tiene la propiedad (por su alta energía) de ionizar átomos o moléculas (Fig. 8), es decir, desplazar electrones de las moléculas. Al desplazar un electrón de un átomo, se crea un par de iones: Un ión positivo (al que se le ha quitado el electrón), y un electrón que tiene una carga negativa. Desde el punto de vista de la física los efectos son distintos para los distintos tipos de radiación. Las radiaciones de alta LET (partículas subatómicas: alfa, neutrones y protones) interaccionan con la materia de forma directa y pueden producir dos fenómenos: • • Excitación atómica, cuando los electrones son impulsados a un nivel superior, volviendo posteriormente al estado inicial tras emitir fotones luminosos, Ionización, cuando los electrones son expulsados del átomo o molécula. Dependiendo de la energía del fotón incidente las radiaciones de baja LET, pueden interactuar con los átomos de tres formas diferentes originando la aparición de partículas cargadas (Fig. 8): 32 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE • • • Produciendo el efecto fotoeléctrico, que supone la absorción de toda la energía del fotón por el átomo. Esa energía es transferida a un electrón cortical que es expulsado del átomo. Dispersión de Compton: el fotón incide sobre el electrón y parte de su energía es transferida al electrón, saliendo el fotón en dirección distinta a la inicial, con una menor energía y frecuencia. Sucede a energías de 0,5 a 10 MeV. Formación de pares: se produce un electrón y un positrón (electrón cargado positivamente). Sucede dentro del campo eléctrico del núcleo atómico y a altas energías, por encima de 1,02 MeV. Con energías bajas, el efecto fotoeléctrico es dominante pero se hace menos común al aumentar la energía del fotón. Fig. 8. Esquema de interacción de los fotones EFECTO EFECT O FOTOELECTRICO FOTOELECTRICO RADIACION GAMMAEFECTO FOTOELECTRICO BAJA ENERGÍA RADIACION GAMMAEFECTO FOTOELECTRICO 0,2 - 4 MeV BAJA ENERGÍA 0,2 - 4 MeV RADIACION GAMMA BAJA ENERGÍA 0,2 - 4 MeV EFECTO COMPTON EFECTO EFECT O COMPT COMPTON ON RADIACION GAMMA ENERGÍA MEDIA EFECTO COMPTON RADIACION GAMMA ENERGÍA MEDIA RADIACION GAMMA ENERGÍA MEDIA Electrón (-) Electrón (-) Electrón (-) Radiación Gamma Baja energía Radiación Gamma Baja ener gía energía Electrón (-) Radiación Gamma Baja energía Electrón (-) Electrón (-) Electrón (-) PRODUCCION DE PARES RADIACION GAMMA PRODUCCION DE PARES ALTA ENERGÍA PARES RADIACION GAMMA PRODUCCION DE PARES 1,2 MeV ALTA ENERGÍA 1,2 MeV RADIACION GAMMA ALT AL TA ENERGÍA ALTA 1,2 MeV Electrón (-) Electrón (-) Positrón (+) Positrón (+) Positrón (+) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 33 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Desde el punto de vista biológico, al final de estas interacciones se produce un electrón de alta energía. En el caso de la radiación gamma el efecto biológico se va a producir principalmente de forma indirecta al actuar éste electrón con otras moléculas. Normalmente la diana del electrón es el agua, porque es el compuesto más común en la célula. Se produce entonces la radiolisis de la misma, dando lugar a iones y radicales libres, como el peróxido de hidrógeno que es un poderoso agente oxidante. Estos radicales libres pueden provocar roturas en los enlaces químicos de la molécula de ADN, dando lugar a roturas de las dos hebras de ADN (DSB en sus siglas inglesas, Double strand breaks) o de una sola hebra (SSB, Single strand breaks) además de otros daños al ADN (Fig. 9 y 10). El 75% del daño causado por la radiación se debe a estos radicales libres Estas roturas también ocurren de forma natural en el cuerpo. Se estima que en cada célula del cuerpo, cada día ocurren 150.000 SSB como consecuencia de procesos químicos y físicos. La exposición a 10 mSv añadiría unos 20 SSB adicionales. (33). Fig. 9. Efectos directos e indirectos 34 Fig. 10. Esquema de los dos tipos de daño a las hebras de ADN: Roturas dobles y simples ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 3.3. Mecanismos biológicos de lesión en organismos vivos, con especial atención al cáncer El mecanismo clásico por el que la radiación puede producir daño es la rotura de las dos hebras de ADN. La rotura tiende a ser reparada por los diferentes mecanismos de reparación de las células; pero el mecanismo de reparación de este tipo de roturas en los mamíferos no es muy preciso y pueden no repararse adecuadamente. En este caso se pueden producir mutaciones o importantes alteraciones cromosómicas. Lo más probable es que estas alteraciones inactiven genes protectores o (menos probable) activen genes relacionados con la proliferación celular (34). Por el mismo mecanismo se podrían alterar genes responsables de un correcto desarrollo embrionario y producir malformaciones congénitas. Este daño celular puede provocar diferentes respuestas: • • • • • • Ningún efecto, si no se afectan partes importantes del genoma. La célula puede retrasar el inicio de la división, como respuesta a un estrés inducido por la radiación y en un intento de reparar el daño del ADN. Apoptosis (muerte celular programada); el daño inducido por la radiación provoca una respuesta específica que hace que la célula muera. La célula muere en la primera o siguientes divisiones por las mutaciones provocadas. Mutación. La célula sobrevive pero se han provocado cambios en la estructura de su material genético. Transformación. La mutación provoca la adquisición de características cancerosas. La hipótesis actual sobre el desarrollo del cáncer habla de tres estadios: • • • Primero, iniciación, se identifica con la mutación inicial producida por la radiación ionizante. Segundo, promoción, sería consecuencia del primero y se refiere a que la célula tiene una ventaja o predisposición para seguir dividiéndose. Tercero, progresión en el que la célula pierde el control sobre su capacidad de división y prolifera desordenadamente invadiendo tejidos adyacentes. Cuanto mayor sea el número de partículas a las que se esté expuesto, mayor será la probabilidad de que se afecte una zona crítica del material genético. De ahí que se haya establecido una relación lineal dosis-respuesta entre “cantidad de dosis” y probabilidad de un efecto. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 35 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Estudios recientes sobre el cáncer (35) han descrito las diversas cualidades que debe tener una célula para poder generar un cáncer. Se enumeran seis: • • • • • • Potencial ilimitado para dividirse. Las células adultas tienen predeterminado un número de divisiones celulares pasadas las cuales envejecen y mueren. Independencia de señales que estimulan su crecimiento. La célula puede autoestimularse para seguir creciendo, independientemente de que le lleguen señales del exterior para que lo haga. Insensibilización a las señales externas que puedan frenar su crecimiento. Capacidad sostenida de angiogénesis, es decir de poder crear y mantener una red de vasos sanguíneos que la alimenten. Capacidad para escapar a la apoptosis. La apoptosis es un tipo de muerte celular que sucede cuando existen determinadas alteraciones celulares. Es como un control de calidad que asegura que las células alteradas no puedan seguir creciendo. Capacidad para invadir tejidos adyacentes y metastatizar. Es difícil explicar cómo un suceso tan concreto como una sola mutación, un solo impacto, pudiera dar lugar a tantas características. En todo caso, con altas dosis o altas tasas de dosis, existiría una mayor probabilidad de que todo esto se pueda producir, pero, en el caso de las bajas dosis de radiación, habría que responsabilizar de la adquisición de todas estas características a un único evento (una partícula impactando una zona del material genético de una sola célula). En la actualidad se empieza a barajar la hipótesis de que este escenario simplista no sea del todo correcto sino que lo que la radiación ionizante produce son una serie de alteraciones (genéticas o no) en un gran número de células y no en una sola. Investigando qué otras cosas podrían suceder tras la exposición a una dosis de radiación ionizante se han identificado ciertos fenómenos que empiezan a cambiar nuestra forma de pensar sobre cómo la radiación ionizante puede producir efectos biológicos. Estos fenómenos, conocidos como “EFECTOS NO DIRIGIDOS” (25, 34, 36-38), son entre otros: • 36 Inestabilidad genómica: se refiere a que en la célula irradiada se ha producido una inestabilidad de su material genético, que provoca en su descendencia nuevas alteraciones genéticas (Fig. 11). Así, tras varios ciclos de división habría células con diferentes alteraciones genéticas (mutaciones, micronúcleos, alteraciones cromosómicas, etc.) y se incrementaría la posibilidad de transformación tumoral. El tipo de mutación que aparece en la descendencia de la célula irradiada es diferente a la que suele producir la radiación, por lo que el mecanismo no parece ser la radiación ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE sino otro proceso inducido por la misma. Esta inestabilidad se podría inducir por alteraciones en los cromosomas o por la producción de radicales libres, y persiste durante muchos ciclos de división celular (36-38). La inestabilidad genómica proporciona un mecanismo para explicar cómo pueden suceder diferentes mutaciones en una célula de forma que se convierta en una célula con capacidad tumoral. Fig. 11. Inestabilidad Genómica (Adaptada de Brooks AL. WSU Radiation Safety Seminar. www.tricity.wsu.edu/ faculty/brooks/WSU Radiation Safety Seminar.ppt) La inestabilidad genómica se expresa en la descendencia de la célula irradiada, como mutaciones, muerte celular, micronúcleos o alteraciones cromosómicas Fallo mitótico Aneuploidia • Efectos en las células vecinas (“by-stander effects”). Utilizando haces de radiación que permiten ver qué célula y qué parte de la célula se irradia, se ha visto que se producen efectos biológicos en las células que no han sido atravesadas por la radiación (Fig. 12). Al irradiar de forma que sólo un 1% de los núcleos celulares fuera atravesados por una haz de radiación se vieron efectos en alrededor del 30% de las células. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 37 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Fig. 12. Efectos sobre células vecinas (Adaptada de Brooks AL. WSU Radiation Safety Seminar. www.tricity.wsu.edu/faculty/brooks/WSU Radiation Safety Seminar.ppt) EFECTOS SOBRE CÉLULAS VECINAS Los efectos se ven en células no directamente atravesadas por la radiación Señalización Respuesta Haz de radiación Célula diana Células afectadas Comunicación intercelular Células potencialmente dañadas Muerte celular Radiación Los efectos que se pueden ver son: variaciones en la expresión de ciertos genes, muerte celular y apoptosis, transformación tumoral, inestabilidad genómica, aumento en niveles de radicales libre, y mutaciones (38). Estos efectos se han visto tanto con radiación de baja LET como con partículas alfa (39). Con rayos X a dosis bajas de entre 1,2-5 mGy también se ha visto un aumento en las roturas dobles de las hebras de ADN (40). Las células irradiadas transmitirían señales a las no irradiadas de su entorno, dando lugar en éstas últimas a alteraciones genéticas, principalmente mutaciones, aunque también pueden provocar cambios en la expresión de determinados genes. Estas señales pueden transmitirse a través de estructuras que físicamente unen unas células con otras (llamadas en inglés “gap-junctions”), o a través de sustancias que se segregan por la célula y son reconocidas por otras. Estas señales podrían ser igualmente las responsables de la inestabilidad genómica en células no directamente atravesadas por la radiación (41). Un caso especial sería la irradiación del citoplasma de la célula en vez del núcleo (donde está el ADN). En ciertas situaciones se ha visto que la irradiación del citoplasma provoca mutaciones en el ADN de la célula (42). 38 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE El efecto sobre células vecinas se ha visto no sólo en células aisladas sino también in vivo, en animales de experimentación. Por ejemplo, ratones expuestos a dosis altas (3 Gy) de rayos X y cuyas cabezas estaban apantalladas a la radiación (43), desarrollaron un tipo de tumor cerebral (meduloblastoma) además de evidenciarse en células del cerebelo roturas dobles de las hebras de ADN y muerte celular por apoptosis. • Respuesta adaptativa. En un experimento (44) de 1984 (Fig. 13), se vio que al tratar células humanas con una pequeña dosis de radiación, previa a una más alta, el número de lesiones genéticas era menor que si se administraba solo la dosis más alta; es decir, parecía que la primera dosis ejercía un efecto protector (aumentando los mecanismos de reparación del ADN) frente a dosis más altas. En cultivos celulares parece existir una “ventana” en la dosis necesaria para producir la respuesta adaptativa; esta ventana está entre los 10 y 200 mGy de radiación de baja LET. Por encima de 200 mGy casi no se produce esta respuesta (38). También el ritmo o tasa de dosis parece influir en la respuesta. Fig. 13. Experimento inicial sobre la respuesta adaptativa (44) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 39 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Este efecto se ha visto a nivel celular, de tejidos y de animales completos, además de en células humanas y se ha demostrado no solo para lesiones de ADN sino para mutaciones, muerte celular, reparación de ADN y transformación celular (45). Sin embargo es verdad que no en todas las líneas celulares ni en todos los modelos animales se ve esta respuesta. Tampoco se ve esta respuesta en la irradiación prenatal o en individuos con problemas en la reparación del daño genético radioinducido. Los mecanismos que podrían explicar la respuesta adaptativa son poco conocidos, pero parecen estar implicados la activación de los mecanismos de reparación y/o de protección del ADN, la respuesta inmune, la activación de mecanismos de eliminación de radicales libres y la activación de mecanismos de muerte celular (apoptosis) eliminando células dañadas. Se sabe también que esta respuesta se puede dar no solo en células irradiadas, sino en células próximas a ellas, es decir la respuesta adaptativa también es un efecto sobre células vecinas. En algunos estudios se ha visto que esta respuesta puede modificar la tasa natural de cáncer en animales. Los dos últimos mecanismos mencionados se pueden dar al tiempo en un mismo cultivo celular, aunque parece que la respuesta adaptativa es más típica de la exposición a radiación gamma, mientras que los efectos en células vecinas se asocian con la radiación alfa de alta LET (46). La respuesta adaptativa parece ser transitoria (dura de 4-48 horas) por lo que su relevancia para personas crónicamente expuestas (trabajadores de la industria nuclear, por ejemplo) sería escasa. Conclusiones e implicaciones para la Radiobiología La interacción de la radiación ionizante con el material biológico ha sido objeto de estudio durante décadas. El modelo o paradigma inicial por el que un haz de radiación produce un efecto puntual en el material genético de la célula que atraviesa, transmitiéndose este daño a toda su descendencia, está siendo revisado en la actualidad para incorporar nuevas observaciones. Estas nuevas observaciones podrían tener implicaciones para la protección radiológica, por lo menos en el rango de bajas o muy bajas dosis donde los posibles efectos son extrapolaciones de los efectos vistos a altas dosis. La investigación en nuevas áreas de la biología ha llevado a proponer un cambio de paradigma en lo que se refiere a los efectos de la radiación ionizante: En este nuevo paradigma, la mutación del material genético (el ADN) por la acción directa o indirecta (radicales libres) de un haz de radiación sobre el núcleo de la célula, no es el único mecanismo por el que se pueden provocar efectos biológicos. De hecho la producción de una mutación por un haz de 40 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE radiación ionizante se consideraría un fenómeno raro; la inducción de inestabilidad genómica en una célula o células vecinas sería más determinante y proporcionaría el substrato para las nuevas mutaciones necesarias para conferir capacidad maligna a las células. También los mecanismos de la respuesta adaptativa jugarían un papel importante a la hora de provocar una respuesta celular. Estos mecanismos parecen estar determinados genéticamente por lo que la constitución genética de un individuo entra a formar parte de la respuesta a la radiación ionizante. Por tanto, estos tres nuevos mecanismos podrían ser determinantes y modular la respuesta de un organismo a la radiación ionizante. La forma en que una célula responda, es decir, el que se dé uno u otro tipo de respuesta tras la irradiación (sobre todo a bajas dosis), puede ser tan importante como el nivel de dosis al que se está expuesto (41). Estos nuevos fenómenos nos llevan a pensar, por una parte, que no es necesario que la energía de un haz de radiación se deposite sobre una célula para originar un cáncer y por otra, que no hay una correlación directa entre el número de células expuestas a la radiación y el número de células que pueden mostrar efectos biológicos (mutaciones, daño cromosómico o muerte celular). Hoy día se aboga por un modelo de protección radiológica que toma como base el modelo lineal sin umbral (llamado en inglés Linear No-Threshold Model o LNT). Los efectos de la respuesta adaptativa (sobre todo a bajas dosis), los efectos indirectos, la capacidad de reparación del ADN, etc., podrían variar esta relación lineal tanto sobreestimando como subestimando los riesgos, pero no hay todavía un conocimiento suficiente sobre si estos mecanismos tienen uno u otro efecto ni si se dan todos ellos a nivel del organismo completo o sólo suceden en experimentos de laboratorio sobre cultivos celulares. Estas incertidumbres han llevado a la ICRP y BEIR VII a concluir que por el momento la forma más prudente de ejercer la protección radiológica es seguir utilizando el modelo LNT. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 41 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 4. Protección radiológica ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 43 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 4.1. Recuerdo histórico Quizás el pionero de la protección radiológica fue un dentista americano, William Rollins, quien empezó a hablar de dosis tolerable y recomendó medios para apantallar los aparatos de rayos X. Su criterio para ésto último consistía en situar una placa fotográfica fuera del tubo de rayos X. Si en 7 minutos la placa no se ennegrecía, el apantallamiento era adecuado. Durante el período 1900 - 1904 publicó más de 200 artículos en los que aconsejaba a los médicos usar la mínima dosis posible y sugería métodos para reducir la exposición tanto del radiólogo como del paciente; reconoció también la posibilidad de producir cataratas y efectos teratogénicos tras la exposición aguda del feto a la radiación ionizante y fue el primero en avisar de los peligros de hacer radiografías para el diagnóstico del embarazo. Uno de los problemas importantes para limitar la exposición era la ausencia de una unidad de exposición a la radiación. La primera sugerencia de cómo limitar la exposición se hizo en 1902 al recomendar un valor equivalente a 10 rads al día (0,1 Gy ó 30 Gy al año); éste valor era fácilmente detectable, puesto que era el que producía un ennegrecimiento de una placa fotográfica expuesta a rayos X. El roentgen como unidad no se adoptó hasta 1928. A pesar de ello, en 1913 la Sociedad Radiológica Alemana fue la primera en publicar ciertas reglas o recomendaciones para la radio protección. Una nueva tecnología, desarrollada en este mismo año usaba voltajes más altos, lo que permitía reducir el tiempo de exposición de radiólogos y pacientes; cuando se usaban voltajes bajos, tiempos de exposición de una hora eran relativamente frecuentes. En 1915 la Sociedad Roentgen de Gran Bretaña recomienda también ciertas reglas para la protección, motivadas por la rápida expansión del uso de los rayos X para atender heridos en la Primera Guerra Mundial. En los años 20 todavía no existía una unidad de dosis de radiación. Mutscheller sugirió como unidad de dosis que podía considerarse tolerable, una fracción de la llamada Dosis de Eritema (47); es decir una fracción de la cantidad de radiación necesaria para producir enrojecimiento de la piel. Propuso la centésima parte de la dosis necesaria para producir este enrojecimiento lo cual, trasladado a las dosis de hoy día, equivaldría a 700 miliSieverts (comparar con el límite actual anual para trabajadores que es de 20 mSv). En 1928 el Comité Internacional para la Protección frente a Radio y Rayos X adopta algunas de las recomendaciones sugeridas entre 1920 y 1922 por la Sociedad Americana de Rayos Roentgen y el Comité Británico de rayos X y Protección frente al Radio; estas recomendaciones, junto con el establecimiento de una unidad de dosis en 1928, llevaron a la adopción, en 1934, de unos límites de exposición por parte de la ICRP de 0,2 rad/día, (con un límite anual equivalente a 60 rads, unos 500 mSv). Este límite se mantendría inalterado hasta después de la Segunda Guerra Mundial. 44 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Durante todos estos años está claro que el énfasis estaba puesto en la prevención de los efectos agudos o a corto plazo de la radiación, a pesar de la publicación de los primeros informes sobre cánceres radioinducidos. En esta época se pensaba que las recomendaciones eran suficientes para garantizar un uso seguro de la radiación; los efectos agudos (eritemas, radiodermitis) y el riesgo de anemia progresiva se habían evitado, o por lo menos minimizado. El riesgo de causar un cáncer, que todavía no se aceptaba como relacionado con la mutación, se pensaba que era mínimo al evitar los daños agudos macroscópicos y el riesgo genético (que sí se aceptaba como debido a mutaciones y capaz de originarse por cualquier dosis por pequeña que fuera) podía evitarse protegiendo las gónadas. Sólo el informe de March en 1944 (18) sobre leucemias en radiólogos hacía presagiar que los efectos a largo plazo iban a tener un papel determinante en la Protección Radiológica. El cambio fundamental para la protección radiológica tuvo lugar en 1949 durante una conferencia en Canadá donde se concluyó que “puede que exista cierto riesgo a cualquier nivel de exposición” y también que “puede que el riesgo para un individuo no pueda determinarse de forma precisa, pero por muy pequeño que sea se estima que no es cero”. Este principio es el que inspiró posteriormente toda la filosofía de la protección radiológica. La ICRP (International Commission on Radiological Protection) ha construído su filosofía sobre tres bases: 1) 2) 3) El uso de la radiación debe estar justificado a fin de que el riesgo esté contrarrestado por el beneficio. Siguiendo este principio por ejemplo, se ha abandonado la rutinaria práctica de hacer radiografías como parte de los reconocimientos médicos laborales. En 1990 el NRPB británico (48) estimó que un 20% de todas las radiografías realizadas en ese país no eran útiles clínicamente. Optimización. Todas las exposiciones deben mantenerse tan bajas como sea posible, tomando en cuenta todos los factores económicos y sociales. El mismo informe de 1990 del NRPB, menciona que la dosis total acumulada con motivo de exámenes médicos en Gran Bretaña es de 16.000 Sieverts-persona y que usando ciertos métodos de reducción de dosis podría bajarse a la mitad. Limitación. Todas las exposiciones deben estar por debajo del límite apropiado. La evolución de la Protección radiológica puede verse de forma simplificada en la tabla 8, adaptada de Lambert (49) y la tabla 9 muestra la evolución de las recomendaciones sobre exposición a radiación ionizante de la ICRP y NCRP (National Council on Radiation Protection and Measurements). ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 45 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 8. Evolución de las ideas en protección radiológica (49) 1896 1904 1904 1913 1924 1925-29 1928 1934 1949 1955 1958 1961 1977 1988 1990-97 1990 1996 2007 46 Edison y Tesla refieren las primeras lesiones producidas por rayos X El ayudante de Edison muere a raíz de las graves complicaciones de una radiodermitis. Rollins, un dentista, publica recomendaciones de protección y avisa sobre el peligro de la radiación para las mujeres embarazadas. La Sociedad Radiológica de Alemania publica las primeras normas, voluntarias, de protección radiológica. Un dentista describe la “mandíbula de radium” en los trabajadores que pintan las esferas de reloj, pero lo atribuya a la ingestión de fósforo. Se identifica el Radio como la causa de los cánceres de mandíbula en los trabajadores de esferas de reloj. Se establece el Comité Internacional para la Protección frente a Radio y Rayos X; más tarde se transformaría en el Comité Internacional de Protección radiológica (ICRP). Se adopta el Roentgen como unidad internacional. Se recomienda un límite de 1 rad a la semana. Se publican informes sobre la muerte de más de 200 radiólogos por cánceres radioinducidos. La ICRP concluye que no hay un umbral de dosis para el cáncer radio-inducido y que la optimización de cualquier exposición es necesaria. Conceptos de dosis absorbida (medida en rad), dosis equivalente (rem) y de Efectividad Biológica Relativa (RBE). La ICRP recomienda limitar la exposición del público en general. Se crea el Comité Científico para los Efectos de la Radiación Atómica de las Naciones Unidas (UNSCEAR). A. Stewart refiere que "bajas dosis" de rayos X en mujeres embarazadas pueden dar lugar a Leucemias en los hijos. Gran Bretaña publica normas sobre el uso de sustancias radioactivas. La ICRP actualiza sus recomendaciones sobre protección radiológica y establece riesgos en función de los límites de dosis. Establece el concepto de Dosis Efectiva Equivalente y adopta el concepto ALARA (As Low As Reasonable Achievable, Tan Bajo Como sea Posible). Se formulan en Gran Bretaña normas sobre dosis de radiación a pacientes. El NRPB informa que el 20% de las radiografías son probablemente poco útiles desde el punto de vista clínico; que el 50% de la dosis colectiva recibida por pacientes podría evitarse, y que las dosis individuales para una misma radiografía podrían variar en 100 veces dependiendo del hospital donde se realice. La ICRP en su publicación No 60 concluye que el riesgo de cáncer radioinducido es 4 ó 5 veces mayor que el estimado en 1977, y reduce el límite de exposición laboral a 20 mSv año. Directiva de la Unión Europea sobre Radiación Ionizante basada en la ICRP 60. De obligado cumplimiento en los estados miembros. La publicación 103 de ICRP ratifica los límites de exposición vigentes ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 9. Evolución de las recomendaciones sobre exposición a Radiación Ionizante (Equivalencias: 1 rad = 0,01 Gy (grey) Dosis absorbida, y 1 rem = 0,01 Sv (sievert) Dosis equivalente. Para rayos X, 1 rad= 1 rem= 0.96 roentgen) ICRP NCRP Año Población Expuesta Limite Equivalente Anual Limite Equivalente Anual 1931-34 Trabajadores 0,2 rad/día 60 rad 0,1 rad/día 30 rad 1949-54 Trabajadores 0,3 rem/semana 15 rem 0,3 rem/semana 15 rem 1957-58 Trabajadores 5 rem/año 5 rem (15 rem máximo) 5 rem/año 5 rem (15 rem máximo) Público 5 rem/30 años 10 rem/30 años 1/3 rem promedio 5 rem 5 rem (15 rem máximo) 1971 170 mrem promedio Trabajadores 500 mrem/año (individual) 170 mrem/año (promedio) Público Trabajadores 50 mSv/año Público 5 mSv/año 1977 1987 50 mSv 5 mSv máximo 0,5 mSv promedio Trabajadores 50 mSv/año Público 1mSv/año (continua) 5mSv/año (ocasional) Trabajadores 20 mSv/año promediado en 5 años 20 mSv Público 1 mSv año promediado en 5 años 1 mSv 1990 Trabajadores 50 mSv/año Edad x 10 mSv 1993 1 mSv/año (continua) 5 mSv/año (ocasional) Público 2007 Trabajadores Público 20 mSv/año promediado en 5 años 1 mSv año promediado en 5 años 500 mrem (individual) 170 mrem (promedio) 50 mSv 10-20 mSv promedio 1 mSv (continua) 5 mSv (ocasional) 20 mSv 1 mSv ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 47 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 4.2. El modelo actual de Protección Radiológica Las estimaciones de riesgo de cáncer derivan de los estudios epidemiológicos realizados sobre poblaciones expuestas a altas dosis: los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki, pacientes expuestos a radiación por diferentes motivos, y determinados estudios sobre trabajadores expuestos a radiación. Todos estos estudios se basan principalmente en personas que han recibido dosis altas de radiación y que además la recibieron en un plazo corto de tiempo, por lo que los efectos que se ven en esas personas no son directamente extrapolables a personas que reciben dosis muy bajas a lo largo de varios años, como es el caso de los trabajadores de centrales nucleares, o de pacientes sometidos a irradiaciones por diferentes motivos (por ejemplo en exploraciones médicas). Hasta el momento los estudios realizados con supervivientes de la bomba atómica han mostrado un aumento de la mortalidad a consecuencia de varios tipos de cáncer. Se ha observado que la aparición de procesos neoplásicos sigue una pauta determinada. Primero aparece la leucemia tras un período de latencia corto, de dos o tres años aproximadamente, alcanza una frecuencia máxima alrededor de los seis u ocho años, y luego decrece y casi tiende a desaparecer más o menos a los 25 años de haberse producido la exposición. Otros tipos de cáncer tienden a aparecer por lo general, tras un período de latencia de 10 años después de haber ocurrido la exposición y luego muestran un aumento progresivo que guarda relación con la dosis de radiación recibida y la edad a la que se estuvo expuesto. Algunos autores sugieren que la dosis más baja de radiación gamma o rayos X, que puede conllevar un aumento en el riesgo de cáncer es de 10 – 50 mSv, si se reciben de forma aguda, y de 50 – 100 mSv si se reciben a lo largo de un cierto período de tiempo (50), aunque como se verá más adelante, en los estudios de los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki, los trabajadores que intervinieron en los primeros meses en Chernobyl y el estudio combinado de trabajadores de la industria nuclear no se ve un aumento de riesgo significativo por debajo de los 100 mSv. Para poner estos valores en perspectiva, conviene reiterar que la exposición media a nivel mundial es de 2,4 mSv, variando entre 1-10 mSv según donde se viva; por ejemplo en EE.UU., la exposición media es de 3 mSv por los niveles de radón, en la comarca de Campo Arañuelo donde está la central nuclear de Almaraz la dosis es de 1,7 mSv, y en la zona de La Vera es de 4 mSv (51), principalmente debida al gas radón. En el rango de dosis a las que han estado expuestos colectivos como los de Hiroshima y Nagasaki, la relación entre dosis recibida y riesgo de cáncer parece ser lineal, es decir proporcional: a más dosis, más riesgo de cáncer. La figura 14 representa esta relación, conocida como el Modelo Lineal sin Umbral (modelo Linear No threshold, LNT en inglés). Este modelo parece bastante adecuado por lo menos hasta valores de dosis de 50 – 60 mSv. 48 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Para estimar el riesgo en poblaciones expuestas a dosis mucho más bajas, lo que se hace es prolongar la línea recta presuponiendo que toda exposición a radiación, por pequeña que sea la dosis podría, en principio, producir determinados efectos sobre la salud cuya magnitud sería proporcional a la dosis total de radiación absorbida. Esta hipótesis es el fundamento de las normas nacionales e internacionales de protección radiológica (Fig. 14, línea a). Sin embargo, la existencia de un umbral por debajo del cual el riesgo sería nulo (Fig. 14, línea b, que se podría situar por debajo de 10-50 mSv), no ha sido descartada de forma concluyente. De igual forma, las investigaciones sobre los llamados “efectos no dirigidos” podrían modificar la forma de la curva disminuyendo los riesgos a bajas dosis (línea c, por la llamada Fig. 14. El modelo LNT A dosis altas los efectos y la respuesta lineal es bien conocida. La zona incluida en el círculo es la zona de dosis bajas (menor de 50-100 mSv), peor conocida, y donde la relación lineal está sujeta a distintas especulaciones RIESGO DE CÁNCER a Efectos conocidos d b e c Dosis altas Bajos niveles de dosis (0,0-0,1 Gy) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 49 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE respuesta adaptativa y/o estimulación de los mecanismos de reparación) o aumentándolos (línea d), por un efecto amplificador de la radiación sobre las células vecinas y la inestabilidad genómica). Por último, algunos autores han postulado la presencia de “hormesis”, efectos beneficiosos de la radiación a muy bajas dosis (línea e). Las estimaciones de riesgo (ver más adelante) por debajo de los 50-100 mSv, no son entonces reales, sino calculadas usando el modelo LNT. Si este modelo no fuera válido a esas dosis bajas, estas estimaciones de riesgo no serían adecuadas. 4.2.1. Objeciones de la Academia Francesa de Ciencias al modelo Lineal sin Umbral (LNT) El modelo LNT especifica que aun para la menor de las dosis de radiación ionizante, existe una proporcionalidad entre la dósis recibida y el efecto cancerígeno. Este modelo depende en última instancia de dos premisas: Primera, que la probabilidad de una mutación es constante cualquiera que sea la dosis o tasas de dosis y segunda que un cáncer radioinducido se puede desarrollar a partir de una sola célula dañada, independientemente de lo que pase en otras células de ese tejido. La Academia Francesa de Ciencias ha emitido un informe (http://www.academiesciences.fr/publications/rapports/pdf/dose_effet_07_04_05.pdf) que cuestiona este modelo y dice que no está justificado para dosis menores de 10 mSv. Los argumentos que utiliza son entre otros, los siguientes: 1) 2) 50 Desde el punto de vista epidemiológico, argumenta que no hay estudios convincentes que demuestren un aumento del riesgo de cáncer para dosis menores de 100 mSv. Argumentan que los estudios de los supervivientes de las bombas atómicas que supuestamente apoyan un efecto cancerígeno a bajas dosis incluyen individuos que recibieron dosis de 125 a 500 mSv. Además se apoyan en estudios de trabajadores contaminados con radio y torio, cuyo período de seguimiento es más largo que el de los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki. En estos colectivos dicen ver un umbral por debajo del cual no hay un riesgo de cáncer; el umbral se situaría en los 10 Gy para el cáncer de hueso en los contaminados por radio y en 2 Gy para el tumor hepático en contaminados por torio. En lo que se refiere a estudios sobre animales, dicen que los datos tampoco avalan un efecto por debajo de los 100 mSv. El informe del BEIR VII reconoce al igual que el francés que la relación dosis respuesta en los estudios animales no sigue un modelo lineal sino más bien lineal-cuadrático y que alguno pudiera sugerir la existencia de un umbral. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 3) Por último, sus objeciones se apoyan desde el punto de vista de mecanismos biológicos, en los mecanismos de defensa de las células y en la respuesta adaptativa. Los mecanismos de defensa eran prácticamente desconocidos cuando se formuló el modelo LNT. Los mecanismos de defensa incluyen la protección frente a radicales libres, la reparación de las roturas del ADN y los mecanismos de eliminación de las células dañadas. Sobre estos mecanismos de defensa dicen que son más efectivos a menores dosis y tasas de dosis de radiación ionizante; además la respuesta adaptativa ocasionaría una disminución de la radiosensibilidad tras una dosis baja de radiación ionizante administrada horas o días antes. Concluyen que los datos sugieren una ausencia de efectos nocivos para dosis de 3-5 mSv, la dosis a las que las células han estado expuestas a lo largo de los 3.500 millones de años de evolución. Esta controversia ha sido discutida en numerosos y recientes estudios (52-55). 4.3. Estimaciones de riesgo actuales El último informe BEIR VII sobre bajas dosis (1) confirma los valores de riesgo definidos en informes previos. Exceso de riesgo relativo (ERR: Un Exceso de Riesgo Relativo (ver anexo) se refiere al exceso de riesgo comparado con alguien que no ha recibido radiación. En este documento se hace referencia al ERR por Sievert (ERR/Sv) por ser este uno de los parámetros más usados en los estudios epidemiológicos; sin embargo hay que hacer notar que 1 Sv es una cantidad de radiación muy elevada, unas 500 veces la dosis media que recibimos de forma natural anualmente y más de 1000 veces la dosis media anual de un trabajador de una central nuclear. El ERR de cáncer por Sievert, excluyendo leucemias, oscila entre 0,17 y 0,31 (comparado con 0,33 de los expuestos en Hiroshima y Nagasaki) y, el ERR de leucemia excluyendo la linfocítica crónica, entre 1,4 y 2,4 (comparado con 1,54 usando un modelo lineal cuadrático ó 3,15 usando modelo lineal en los expuestos en Hiroshima y Nagasaki). En general, para la población de EE.UU. estas cifras predicen que 1 de cada 100 personas expuestas a 100 mSv a lo largo de su vida, desarrollaría un cáncer, frente a 42 que desarrollarían un tumor sólido o una leucemia por otras causas. Este modelo predice también que 1 de cada 100 personas desarrollaría un cáncer por la exposición a lo largo de su vida a la radiación natural de baja LET. Para poner estos valores del BEIR VII en perspectiva, se presenta la siguiente tabla (Tabla 10, tomada de ref.1) en la que se estiman el número de casos y las muertes que se podrían esperar en una población de 100.000 personas (similar a la americana actual) expuestas ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 51 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 10. Estimaciones de riesgo de cáncer (incidencia y mortalidad) en 100.000 personas expuestas BEIR VII (1) Tumores sólidos (rango) Varones Exceso de casos por 800 exposición a 100 mGy (400-1600) Leucemia (rango) Mujeres Varones Mujeres 1300 (690-2500) 100 (30–300) 70 (20–250) 590 Número de casos en ausencia de exposición a radiación ionizante 45.500 36.900 830 Exceso de muertes por la exposición a 100 mGy 410 (200–830) 610 (300–1200) 70 (20–220) Número de muertes en ausencia de exposición a radiación ionizante 22.100 17.500 710 50 (10–190) 530 a 100 mGy; se presenta para comparar, el número de casos que cabría esperar en ausencia de exposición a radiación ionizante. En varones, los 900 casos de cáncer (800 sólidos y 100 leucemias) serían imposibles de detectar en un fondo de 46330 casos de cáncer que ocurrirían de forma natural en la población; lo mismo se puede decir del exceso de muertes por cáncer, 410 en varones sobre una base de 22810 muertes por cáncer en ausencia de radiación. El informe BEIR VII también destaca que el riesgo de cáncer es hasta 3 veces mayor si la exposición se recibe en la infancia comparado con el riesgo si se recibe pasados los 35 años. La tabla 11 resume el exceso de casos de tumores sólidos por exposición a la radiación según la edad a la que se reciba la dosis y también según se reciba de forma aguda o crónica. Estas estimaciones de riesgo son compatibles con las expresadas por UNSCEAR en su informe del año 2000 (32). 52 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE UNSCEAR habla de un riesgo absoluto (ver anexo) de desarrollar cáncer de entre un 47% tras recibir una dosis de 1 Gy. El último informe de UNSCEAR (32) establece una relación lineal-cuadrática para riesgo de leucemia. Este modelo supone un riesgo por unidad de dosis que es menor a dosis bajas que a dosis altas. Se estima que el riesgo de leucemia a lo largo de la vida tras recibir una dosis única de 1 Sv es del 1% y, tras una dosis de 0,1 Sv, de 0,05% (se reduce en veinte veces cuando la dosis se ha reducido en diez). Para otros tipos de cáncer UNSCEAR refiere un riesgo de muerte por cáncer a lo largo de la vida de una persona que ha recibido una dosis instantánea Tabla 11. Estimaciones de riesgo de tumor sólido (incidencia y mortalidad) en el informe BEIR VII (1) por edad y tipo de exposición Número de casos de Cáncer sólido por 100.000 personas expuestas Tipo de exposición Incidencia Mortalidad Varones Mujeres Varones Mujeres Exceso de casos por exposición a 100 mGy 800 (400-1600) 1300 (690-2500) 410 (200–830) 610 (300–1200) 100 mGy a los 10 años de edad 1330 (660-2660) 2530 (1290-4930) 640 (300-1390) 100 mGy a los 30 años de edad 600 (290-1260) 1000 (500-2020) 320 (150-650) 100 mGy a los 50 años de edad 510 (240-1100) 680 (350-1320) 290 (140-600) 1 mGy al año durante toda la vida 550 (280-1100) 970 (510-1840) 290 (140-580) 460 (230-920) 10 mGy al año de 2600 los 18 a los 65 (1250-5410) años de edad 4030 (2070-7840) 1410 (700-2860) 2170 (1130-4200) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 1050 (470-2330) 490 (250-950) 420 (210-810) 53 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE de 1 Sv, de un 9% para varones y un 13% para mujeres, con unos amplios márgenes de incertidumbre. Para exposiciones crónicas los riesgos pueden ser un 50% menores, pero no se conoce con exactitud. Tabla 12. Estimaciones de riesgo de leucemia (incidencia y mortalidad) en el informe BEIR VII (1) por edad y tipo de exposición Número de casos de Leucemias por 100.000 personas expuestas Tipo de exposición Incidencia Mortalidad Varones Mujeres Varones Mujeres Exceso de casos por exposición a 100 mGy 100 (33-300) 72 (21-250) 69 (22–220) 52 (14-190) 100 mGy a los 10 años de edad 120 (40-360) 86 (25-300) 70 (21-240) 53 (13-210) 100 mGy a los 30 años de edad 84 (31-230) 62 (22-170) 64 (23-180) 51 (17-150) 100 mGy a los 50 años de edad 84 (24-290) 62 (16-230) 71 (20-250) 54 (14-210) 1 mGy al año durante toda la vida 67 (19-230) 51 (13-200) 47 (13-180) 38 (9-160) 10 mGy al año de los 18 a los 65 años de edad 360 (110-1140) 270 (79-920) 290 (84-970) 220 (61-820) 54 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 4.4. Legislación aplicable en España Límites establecidos por el Real Decreto 783/2001 de 6 de Julio 2001 Límites de dosis para trabajadores (mSv) Exposición homogénea cuerpo entero o Dosis Efectiva (suma de la dosis por exposición externa y la dosis comprometida a 50 años por incorporaciones durante el periodo) 100 mSv en 5 años 50 mSv máximo anual Cristalino 150 mSv (anual) Piel, manos, antebrazos, tobillos 500 mSv (anual) Mujeres en edad de procrear Igual que los hombres Mujeres gestantes (dosis al feto) 1 mSv durante la gestación Limites anuales de dosis para los miembros del público (mSv) Dosis Efectiva Cristalino Piel 1 mSv 15 mSv 50 mSv ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 55 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 5. Estudios epidemiológicos ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 57 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 5.1. Cáncer en poblaciones expuestas a radiación ionizante 5.1.1. Estudios epidemiológicos en poblaciones expuestas a altos niveles de radiación natural Como se ha comentado anteriormente existen zonas(56), en las que los niveles de radiación natural son mucho más altos que los habituales. Las zonas más conocidas son: Ramsar en la costa del Mar Caspio en Irán con una dosis media de 10 mSv/año pero que puede llegar hasta 260 mSv. Guarapari en Brasil, con una media de 5,5 mSv/año y máximos de hasta 35mSv/año; Kerala en India con 3,4 mSv/año de media y hasta 70 mSv/año de máximo y Yangjiang en China con 3,5 mSv y máximos de hasta 54 mSv/año. Otras menos conocidas son el delta del Nilo en Egipto, zonas de Francia (región central y sudoeste), y de Italia (Orvieto). En la mayoría de los casos el exceso se debe a arenas ricas en Thorio, y en algunos (Ramsar) a aguas ricas en radón. Los estudios en Yangjiang, China (57) comenzaron en 1972 y continúan en la actualidad. Los datos epidemiológicos publicados abarcan hasta el año 1995. Estos estudios incluyen más de 80,000 personas expuestas a una dosis media de 6,4 mSv al año (lo que equivale a una dosis media acumulada de 320 mSv para una persona de 50 años) proveniente de arenas ricas en Thorio. No se detecta un aumento en la mortalidad por cáncer en esta población comparada con una zona vecina que recibe la tercera parte de la dosis. El último estudio publicado (58) calcula un ERR/Gy de –0,11 con un intervalo de confianza al 95% (IC95%) que va de -0,67 a 0,69 lo que podría invocar un efecto protector por la respuesta adaptativa en esta población, aunque si se eliminan del cálculo los tumores de hígado y nasofaríngeos, cuya causa en estas poblaciones puede estar relacionado con virus, el ERR/Gy es de 0.24 (IC95%: –0.53; 1.49), compatible con el calculado para los supervivientes de la bomba atómica (ver más abajo). En esta población se ha estudiado la incidencia de anomalías cromosómicas en células de personas expuestas a dosis de 2,20 – 4,23 mGy/año frente a células de personas expuestas a 0,56-0,70 mGy/año (59) y a dosis acumuladas de entre 30-359 mGy frente a controles cuya dosis acumulada era de 6-59 mGy (60), encontrándose una discrepancia entre anomalías inestables (roturas cromosómicas que forman los llamados dicéntricos y cromosomas en anillo) que sí se encuentran aumentados y las estables (translocaciones cromosómicas) que no se ven incrementadas, sin contar con una buena explicación para ello. La posible respuesta adaptativa también se ha invocado en estudios del área de Ramsar en Irán, donde la exposición puede llegar a 260 mSv año proveniente de manantiales ricos en radón. En células de voluntarios de esta población se ha visto primero, una mayor susceptibilidad al daño genético y, segundo utilizando el llamado análisis de micronúcleos, una clara respuesta adaptativa (había menos micronúcleos en las células de voluntarios de esa zona 58 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE tras una dosis de 4 Gy administrada in Vitro) y una mayor capacidad de reparar el material genético dañado (61). En la zona de Kerala en India donde se pueden recibir dosis de entre 4 y hasta 70 mGy/año, proveniente de arenas ricas en Thorio, no se ha referido un aumento de anomalías cromosómicas (62), ni de abortos, enfermedades genéticas o malformaciones congénitas (63). Se acaba de publicar (64) el útimo estudio epidemiológico sobre esta población, no encontrándose un incremento de riesgo de cáncer. En este estudio se siguió a más de 69.000 residentes de la zona durante 10 años. La dosis media acumulada al final del período de seguimiento fue de 161 mGy. Se vieron 1370 casos de cáncer incluyendo 30 leucemias; se estimó la dosis acumulada por los participantes en el estudio mediante dosimetrías tanto en el exterior como interior de las viviendas. El ERR para cáncer excluyendo leucemias fue de –0,13 por Gy (IC95%; -0,58; 0,46) similar al encontrado en China. Para las leucemias y para la mortalidad por causas distintas al cáncer, tampoco se vio un exceso significativo. Aunque tanto el estudio de China como el de Kerala son insuficientes (por el tamaño de la cohorte y las dosis recibidas) para calcular con precisión los riesgos de cáncer a bajas dosis, sí se puede decir en base a ellos, que es poco probable que las estimaciones de riesgo que manejan actualmente los organismos internacionales sean subestimaciones. En Europa se han llevado a cabo dos estudios, intentando relacionar niveles de radiación natural en distintas localidades y riesgo de leucemia en niños. El primero (65), un estudio de incidencia de leucemia (casi 6700 casos) en niños menores de 15 años en Inglaterra, Gales y áreas de Escocia a lo largo de 15 años no mostró una relación con niveles de radiación natural, fuera o dentro de las casas. El segundo, en Francia (66), analiza 5330 casos de leucemia en menores de 15 años. No se vio una relación entre leucemia y dosis gamma terrestre (en el rango de 0,22-0,90 mSv), o dosis gamma total (rango de 0,49-1,28 mSv); sí se vio en cambio una relación significativa con la dosis estimada de Radón dentro de las casas. La conclusión de los estudios en áreas de altos niveles de radiación natural es que en ellas no hay un aumento de enfermedades genéticas o anomalías cromosómicas; en algunos estudios de daño genético se ha invocado una respuesta adaptativa frente a la radiación en los habitantes de estas zonas. Tampoco está aumentada la incidencia de cáncer en estas poblaciones en relación con la exposición a radiación gamma. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 59 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 13. Resumen de estudios sobre poblaciones expuestos a dosis altas de radiación natural Población estudiada Yangjiang (China) Exposición y dosis Cohorte y seguimiento Radiación gamma externa 80.000 personas 1975-1995 Dosis Media, 6,4 mSv/año. 710 casos de cáncer, Acumulada, 320 mSv. 33 Leucemias Radiación Gamma externa y en domicilios 69.000 personas seguidas 10 años. Kerala (India) Dosis media acumulada, 161 mGy 1349 casos de cáncer Resumen ERR/Gy (intervalo de confianza al 95%) No aumento en riesgo de cáncer. ERR –0,11 (-0,67; 0,69) No aumento en la incidencia de cáncer Comentarios No aumento de mortalidad por causas diferentes al cáncer. Discrepancia entre estudios de anomalías cromosómicas No aumento de mortalidad por causas diferentes al cáncer. No aumento de enfermedades genéticas o anomalías cromosómicas. ERR –0,13 (-0,58; 0,46) 30 Leucemias Gran Bretaña Radiación Gamma externa y en domicilios. Radón en domicilios Radiación Gamma externa y en domicilios. Francia Dosis entre 0,49 y 1,28 mSv/año Radón en domicilios 60 6691 Leucemias en No aumento en menores de la incidencia de 15 años Leucemia 1969-1983 5330 Leucemias en No aumento en menores de la incidencia de 15 años Leucemia 1990-2001 Aumento de incidencia en relación con niveles de Radón en las casas. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 5.1.2. Pacientes expuestos a bajas dosis de radiación ionizante por motivos médicos En este apartado se revisan los estudios de incidencia de cáncer en pacientes, tanto en niños (incluyendo la exposición prenatal) como adultos, expuestos a radiografías médicas diagnósticas y a tratamientos de radioterapia para enfermedades no malignas. No se incluyen los estudios de cáncer secundario a la irradiación recibida como parte del tratamiento de pacientes con algunos tipos de cáncer porque, en general, las dosis en éste grupo son mayores, la supervivencia está comprometida por el diagnóstico previo y hay otros tratamientos con quimioterápicos que podría introducir un sesgo a la hora de valorar el riesgo de un nuevo cáncer. • Cáncer en niños expuestos prenatalmente a radiografías médicas El riesgo de cáncer tras exposición a rayos X durante el embarazo se analizó por primera vez en Reino Unido en un estudio que, empezando en 1955 e incluyendo 1416 casos de muerte por cáncer en menores de 16 años, encontró una relación entre exposición a rayos X (y número de radiografías realizadas) y mortalidad por cáncer (67). El estudio ha continuado hasta incluir en el informe más reciente unos 15000 casos de cáncer. En la mayoría de los casos las radiografías se realizaron en el último trimestre del embarazo. La conclusión (tabla 14) es que existe un aumento de riesgo (RR 1,39 IC95%: 1,30; 1,49), tanto de leucemia como de otros cánceres, conforme aumenta el número de radiografías hechas en el último trimestre del embarazo (68-70); este riesgo relativo puede ser de 1,4 (un aumento de riesgo del 40% comparado con la incidencia normal de cáncer) con dosis al feto de 10 mGy. Traducido a riesgo absoluto, quiere decir que en 1700 fetos expuestos a 10 mGy, puede esperarse un caso extra de cáncer achacable a la exposición a radiación ionizante. El riesgo ha ido descendiendo conforme pasan los años de forma que es mayor para los expuestos en los años 40 que para los expuestos en los 50 y 60, posiblemente por ir disminuyendo la dosis de radiación que se recibe en cada radiografía. Los resultados de este estudio se han visto confirmados por otro, americano, que en el período 1947-1967 encontró un riesgo de 1,47 (IC95%: 1,22; 1,77) y otro japonés hecho entre 1969-1977 (ambos revisados en Wakeford R, 2008 (70)), que encontró un riesgo de 1,60 (IC95%: 1,42; 1,79). Dos son las principales críticas que se ha hecho a estas conclusiones: primero, que el riesgo es igual para leucemias y linfomas que para tumores sólidos, algo que parece estar en contra de los conocimientos actuales de la radiobiología y de los resultados de los supervivientes de las bombas atómicas. Segundo, que el riesgo de cáncer no se ha visto aumentado en diferentes estudios que han utilizado un diseño de cohortes, aunque en (68) se ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 61 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 14. Estudios caso-control más importantes sobre riesgo de cáncer por exposición prenatal a rayos X Adaptada de Doll R. (68) Estudio Años Nº casos Riesgo Intervalo de confianza al 95% Reino Unido (mortalidad) 1953-1981 569 1,39 1,30; 1,49 EE.UU., (mortalidad) 1947-1967 94 1,47 1,22; 1,77 Japón (incidencia) 1969-1977 738 1,60 1,42; 1,79 argumenta que si se calculan y se combinan los riesgos relativos en esos estudios, se evidencia un aumento de riesgo, aunque en menor medida que en los estudios tipo caso-control. Se ha estimado (71) que un 5% de todos los cánceres infantiles podrían haber sido causados por las exploraciones radiológicas durante el embarazo (pelvimetrías) aunque recientes estudios (72, 73), cuestionan este aumento de riesgo. La nueva publicación de ICRP (1) mantiene su conclusión de que el riesgo de cáncer tras exposición a radiación in utero, sería similar al riesgo tras irradiación en la infancia es decir, como mucho, unas tres veces superior al de la población en su conjunto. Como se verá más adelante en los niños expuestos prenatalmente a radiación de la bomba atómica de Hiroshima y Nagasaki, el riesgo parece ser menor que el de la exposición postnatal. • Cáncer en niños por exposición a Rayos X y radioterapia para enfermedades benignas Los estudios sobre cáncer (en especial leucemias) en niños expuestos a radiografías médicas (revisados en Wakeford R. 2008 (70)) no son tan concluyentes como los de niños expuestos prenatalmente. El análisis inicial de la cohorte del Reino Unido mostró un riesgo relativo no significativo de 1,09 (IC95%: 0,83; 1,43); con posterioridad, se han publicado estudios con riesgos que varían entre un no significativo 0,80 (IC 95%: 0,69; 0,93) y 1,29 (IC95%: 62 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 15. Resumen de algunos estudios de cáncer en niños expuestos a radioterapia y Rayos X. (SIR: Tasa estandarizada de incidencia, RR: riesgo relativo) Motivo de la irradiación Tipo de cáncer (nº de casos) Cabeza/cuello (60) -meningiomas - Tumores cerebrales malignos Tiña cuero cabelludo Cáncer de Mama (13) Dosis media (y rango) en órgano relevante 1,5 Gy (entre 1-6) ERR/Gy Intervalo de confianza, ic 95% 8,4 (RR) 4,8; 14,8 4,63 2,43; 9,12 1,98 0,73; 4,69 160 mGy Riesgo ! sin especificar Cáncer de Tiroides (159) 45-490 mGy 20 Leucemia (14) 300 mGy Riesgo ! sin especificar 1,4 Gy (0,03–10) 9 4; 24 (IC90%) 0,69 Gy (0,02-7,5) 2,48 1,1; 5 1,07 Gy (0,01 – 4,34) 4,92 1.16; 10,2 0,39 Gy (0,01 – 5,8) 0,38 0,09; 0,85 Leucemia (20) 130 mGy 1,6 -0,6; 5,5 Mama (77) 0,11 Gy (0-1,7) 5,4 1,2; 14,1 Cáncer (87) 135 "Sv 0,99 (SIR) 0,79; 1,22 1,08 (SIR) 0,74; 1,52 (Rayos X) Cáncer de Agrandamiento de Tiroides (37) Timo (Rayos X) Hemangiomas cutáneos Cáncer de Mama (22) Cáncer de Tiroides (17) Cáncer de (Radiación !, X, " Mama (75) 226 y Ra Escoliosis (Rayos X) Rayos X diagnóstico Leucemia (33) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 11,8; 32,3 63 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 1,04; 1,60). Las razones para la disparidad podrían estar en el tipo de controles usados en algunos estudios, la inclusión en el estudio de radiografías hechas justo antes del diagnóstico de la enfermedad (se hacen más radiografías porque el niño ya está enfermo) y los diferentes tipos de radiografías incluídas en el estudio (por ejemplo dentales, de extremidades, etc.) lo que impide un análisis preciso de las dosis recibidas. El último estudio sobre radiografías médicas en niños se ha publicado en 2009 (74); se siguió a casi 100.000 niños que habían estado expuestos a diferentes procedimientos radiológicos, cuya dosis media acumulada fue de 135 microSv (rango, de 0 a 343 mSv). Se vieron 87 casos de cáncer, de los cuales 33 fueron leucemias. La tasa estandarizada de incidencia no fue significativa ni para el cáncer considerado en conjunto ni para las leucemias o linfomas. Los resultados no pueden compararse directamente con ningún otro estudio porque las dosis eran muy bajas; por ejemplo sólo un 2% de los casos había acumulado dosis mayores de 1 mSv, y el 60% de los niños había recibido sólo una radiografía. Los estudios que se comentan a continuación no son directamente relevantes para bajas dosis, tal y como las consideramos en este documento (100 mSv ó menos), aunque partes concretas de los mismos sí pueden ser relevantes. Los datos están tomados de la revisión BEIR VII (1) Entre los años 40 y 60 como parte del tratamiento de la tiña del cuero cabelludo (una infección de la piel por un hongo) se irradió con rayos X a los pacientes con dosis promedio de 1,5 Gy (calculadas en el cerebro), divididas normalmente en cinco sesiones (75). Se registró un aumento significativo en la incidencia de cáncer de piel (cáncer de células basales), tumores de cabeza y cuello e incluso de leucemias (con dosis estimadas en médula ósea de 0,3 Gy). El ERR/Gy para tumores cerebrales malignos (76) fue de 1,98 (IC95%: 0,73; 4,69). También se analizó la incidencia de cáncer de mama (dosis estimada en mama en niñas, alrededor de 16 mGy) y se vio un aumento en la incidencia de cáncer si la irradiación se produjo a la edad de 5-9 años, aunque este resultado se basaba solo en 13 casos (77). El último estudio publicado sobre estos niños analiza la incidencia de cáncer de tiroides (76) transcurridos 54 años de la exposición. La dosis al tiroides variaba entre 45 y 495 mGy; se registraron 159 casos de cáncer de tiroides y el ERR/Gy fue de 20,2 (IC95%: 11,8; 32,3). Otra patología que se trataba con dosis altas de rayos X era el agrandamiento de la glándula timo en los niños, lo que provocó la irradiación del tiroides con dosis de 30 a 10 Gy (media de 1,4 Gy). Al igual que en el estudio anterior, se vio un aumento significativo de cáncer de tiroides con un ERR/Gy de 9 (IC95%: 4; 24), incluso en el grupo irradiado con dosis menores de 300 Gy (78). También experimentaron un aumento los tumores benignos de tiroides, incluso en aquéllos casos con irradiaciones menores de 250 mGy. En esta cohorte se ha investigado la incidencia de cáncer de mama (dosis promedio en 64 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE mama, 690 mGy) y se vio un aumento en la incidencia con un ERR/Gy de 2,48 (IC95%: 1,1; 5,2), basado en 22 casos de cáncer de mama (79). Los tratamientos de los tumores vasculares llamados hemangiomas, se hicieron desde los años 20 hasta los 50, con rayos X y/o gamma, más partículas Beta y aplicaciones de Ra226 (80), provocando dosis en tiroides de 1,07 Gy y un ERR/Gy de cáncer de tiroides de 4,92 (IC95%: 1,26; 10,2), dosis en mama 390 mGy (81) con un ERR/Gy de cáncer de mama de 0,38 (IC95%: 0,09; 0,85). Para las leucemias (20 casos con dosis promedio de 130 mGy en médula ósea), en esta misma cohorte, no se vio un aumento significativo ni en niños ni adultos; entre los que recibieron dosis en médula ósea superiores a 100 mGy el ERR/Gy fue de 1,6 (IC95%: -0,6; 5,5). El seguimiento de una cohorte de más de 5500 mujeres menores de 20 años irradiadas como seguimiento de su escoliosis (82) identificó 77 casos de cáncer de mama tras una dosis media acumulada en mama de 110 mGy, siendo el riesgo estadísticamente significativo y se calculó un ERR/Gy de 5,4 (IC95%: 1,2; 14,1). Estos resultados se exponen de forma resumida en la Tabla 15. • Cáncer en adultos expuestos a Rayos X En la primera mitad del siglo pasado, como parte del tratamiento de la tuberculosis, a veces se colapsaba deliberadamente el pulmón afectado (mediante un neumotórax); para controlar y seguir este pulmón colapsado en estos pacientes se hacían exámenes radiográficos repetidos (fluoroscopias). Un estudio sobre unos 25.000 pacientes con dosis medias en pulmón de 1,02 Gy (cada fluoroscopia depositaba 11 mGy de media), identificó 1178 muertes por cáncer de pulmón (83) sin encontrar una asociación entre dosis y riesgo de cáncer (ERR/Gy 0.00 (IC95%: -0,06; 0,07). También se analizó la mortalidad por cáncer de mama en diversas áreas geográficas (dosis media en mama, entre 0,79 y 2,1 Gy dependiendo de dónde se hicieran las exploraciones) encontrando (84) un riesgo relativo significativamente aumentado (RR= 1,29 IC95%: 1,1; 1,5) y un ERR/Gy de 3,56 (IC95%: 1,85; 6,82) en la provincia con más dosis y 0,40 (IC95%: 0,13; 0,77) en las demás. En las provincias donde se había recibido más dosis, las dosis se habían recibido de forma menos fraccionada. Otro estudio (85) sobre 4940 mujeres con dosis medias en mama de 0,79 Gy, identificó 147 cánceres de mama con un riesgo significativo y un ERR/Gy de 0,61 (IC95%: 0,3; 1,01). En cuanto a estudios de adultos expuestos a radiografías convencionales revisados en el informe BEIR VII, ninguno presenta estimaciones de ERR; en uno de ellos se encontró una asociación significativa con tumores de la glándula parótida y un tipo de leucemia, en otro no se encontró asociación con riesgo de leucemia o linfoma No-Hodgkin, pero sí con el mieloma múltiple y por último uno sobre riesgo de cáncer de tiroides tampoco encontró asociación con la dosis recibida. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 65 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Pese a ello, y asumiendo que cualquier dosis de radiación ionizante por pequeña que sea puede inducir un cáncer, se ha estimado (27) por ejemplo en Reino Unido que los diferentes procedimientos radiológicos que se hacen anualmente en el país serían la causa de 700 casos de cáncer (para una incidencia anual de cáncer en este país de 289.000 casos según Cáncer Research UK ). • Cáncer en adultos expuestos a Yodo 131 La glándula tiroides concentra el yodo y también el yodo radioactivo (I131) que se usa para estudiar su funcionamiento. Este yodo es un emisor Beta y Gamma. Se han llevado a cabo muchos estudios (sin describir ERR por dosis) sobre poblaciones que han recibido este isótopo para diagnóstico de distintas enfermedades del tiroides. En un estudio (86) donde la dosis media a distintos órganos era de menos de 10 mGy, no se vio un aumento de riesgo de cáncer en general, aunque sí de leucemias, linfomas y tumores del sistema nervioso central entre los 5 y 9 años después de recibir el yodo, pero no en años posteriores. En otro estudio (87) donde la dosis acumulada en médula ósea fue de 14 mGy, se vio un aumento de leucemias (SIR 1,09 IC95%: 0,94; 1,25). Por último otro estudio (88) con dosis al tiroides de 1,1 Gy identificó un aumento de incidencia de cáncer de tiroides (67 casos y SIR de 1,35 IC95%: 1,05; 1,71) aunque sin relación con la dosis y sólo en aquéllos que habían recibido el Yodo para descartar la presencia de un tumor de tiroides. En el caso de pacientes que reciben éste isótopo como tratamiento de enfermedad tiroidea, los estudios son muy numerosos, las dosis en tiroides pueden llegar a ser muy altas (60-100Gy) y los resultados no proporcionan mucha información cuantitativa; de 7 estudios revisados en el informe BEIR VII, dos muestran un aumento de cáncer de tiroides, y en algún otro, pequeños aumentos de cáncer en otros órganos. • Cáncer en adultos por radioterapia para enfermedades benignas La radioterapia (Rayos X y gamma) se ha utilizado para enfermedad benigna de la mama, enfermedades ginecológicas diversas, enfermedades de la columna (espondilitis anquilosante) y úlcera digestiva. Para la enfermedad inflamatoria benigna de la mama (mastitis postparto) se han estudiado dos cohortes; la primera (89) en EE.UU., de 600 mujeres que recibieron dosis promedio en mama de 3,8 Gy vio un aumento del riesgo de cáncer de mama con un ERR/Gy 0,4 (IC90%: 0,2; 0,7). Igualmente una cohorte sueca (90) de 1200 mujeres con dosis promedio 66 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 16. Resumen de estudios de riesgo de cáncer en adultos expuestos a radioterapia, especialmente a Rayos X (SIR: Tasa de incidencia estandarizada) Motivo de la irradiación Seguimiento de tratamiento de tuberculosis Tipo de cáncer (nº de casos) Dosis media (y rango) en zona relevante en Gy ERR/Gy Intervalo de confianza 95% Pulmón (1178) Mama (147) 1,02 0,79 0,00 0,61 -0,06; 0,07 0,30; 1,01 Leucemia (195) Tiroides (67) 0,014 1,1 SIR 1,09 SIR 1,35 0,94; 1,25 1,05; 1,71 Estomago (11) Páncreas (14) Pulmón (21) 8,9 8,2 1,1 0,20 0,34 0,43 0,0; 0,73 0,09; 0,89 0,12; 1,35 Mama (51) Mama (47) 3,8 5,8 0,4 1,63 0,2; 0,7 0,77; 2,89 Leucemia 2,3 0,05 -0,06; 0,33 Cáncer (741) Leucemia (35) Leucemia (115) Mama (84) 2,6 4,44 0,39 0,59 0,18 12,4 SIR 1,40 0,08 0,10; 0,27 2,3; 52,1 1.0; 1,92 -0,3; 0,65 Rayos X Estudio de tiroides Iodo 131 Ulcera Rayos X Mastitis Rayos X Enf. ginecológica benigna Rayos X Espondilitis anquilopoyetica Rayos X ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 67 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE de 5,8 Gy, encontró un riesgo aumentado con ERR/Gy 1,63 (IC95%: 0,77; 2,89) entre los que habían recibido menos de 3 Gy, y un ERR/Gy de 1,31 (IC95%: 0,79; 2,04) entre los 75 expuestos que habían recibido menos de 5 Gy. En esta cohorte no se vio un aumento de riesgo de leucemias ni otros cánceres, excepto para el de estómago (dosis promedio en estómago 0,66 Gy). Para la tratados con radiación por úlcera péptica, se ha estudiado una cohorte (91) de 1831 pacientes irradiados entre 1937 y 1965. Se vio un aumento significativo para cáncer de estómago, páncreas y pulmón con dosis promedio de 15, 13 y 1,7 Gy respectivamente en estos órganos. Un análisis posterior (92) confirmó estos resultados y estimó un ERR/Gy de 0,20 (IC95%: 0; 0,73) de cáncer de estómago para los que habían recibido 10 Gy o menos en estómago. Para el cáncer de páncreas era de 0,34 (IC95%: 0,09; 0,89) para dosis de 8,2 Gy y para el de pulmón 0,43 (IC95%: 0,12; 1,35) para dosis medias en pulmón de 1,1 Gy. Para enfermedades ginecológicas benignas se utilizaban implantes de Ra226 o Rayos X. En un estudio en el que se habían utilizado implantes intrauterinos de Ra226 (93) se vio un aumento significativo de diversos cánceres, incluyendo el de útero, colon y leucemias. En el caso de las leucemias la dosis media en médula ósea fue de 0,53 Gy y el ERR/Gy 0,19 (IC95%: 0,08; 0,32). Otro estudio que analiza mujeres con implantes de Radio y otras tratadas con rayos X exclusivamente (94) mostró igualmente un riesgo de leucemia estadísticamente significativo, que era menor si se había tratado a la mujer con rayos X en vez de Radio, aunque la dosis media fuera mayor (2,3 Gy) con rayos X que con radio (0,6 Gy). En una cohorte (95) de 15577 pacientes con espondilitis anquilopoyética tratados entre 1935 y 1957 y que recibieron una dosis media corporal total de 2,6 Gy, se encontró un incremento significativo de leucemia, mieloma múltiple, cáncer de esófago, colon páncreas, pulmón huesos, próstata, vejiga y riñón, con un ERR/Gy de cáncer, exceptuando la leucemia, de 0,18 Gy (IC95%: 0,10; 0,27). Para la leucemia (96), con dosis en médula ósea de 4,44 Gy, el ERR/Gy fue de 12,4 (IC95%: 2,3; 52,1). Un estudio sueco (97) con dosis menores en médula ósea (promedio de 0,39 Gy), también vio un ligero aumento en la incidencia y en la mortalidad por leucemia. Todos estos estudios se presentan de forma resumida en la Tabla 16. En conclusión, la exposición prenatal a Rayos X parece aumentar el riesgo de cáncer (leucemias y tumores sólidos) a partir de una exposición de 10 mGy. Para la exposición en la infancia, los resultados son contradictorios, aunque el estudio más reciente sobre Rayos X diagnósticos, no se ha visto una mayor incidencia de cáncer. Otras exposiciones a dosis más altas de radiación por motivos terapéuticos (tiña, hemangiomas, enfermedad ginecológica benigna, etc.), tanto en la infancia como en adultos, se 68 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE han asociado a una mayor incidencia de diversos tipos de cáncer. La mayoría de los procedimientos utilizados en esos estudios no se utilizan en la actualidad. 5.1.3. Datos de los supervivientes de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki Las explosiones de Hiroshima y Nagasaki ocasionaron entre 150.000 y 200.000 muertes de forma instantánea o en los pocos días siguientes a las mismas. Tras las explosiones nucleares se reconoció que no se sabía lo suficiente como para predecir qué iba a pasar con los supervivientes que habían estado expuestos a la radiación. En 1946 se constituyó la ABCC (Atomic Bomb Casualty Commission) para estudiar los efectos genéticos y somáticos de la radiación. Los aspectos genéticos se estudiaron en principio desde el punto de vista epidemiológico y se encaminaron a investigar la prevalencia de malformaciones congénitas, abortos, muertes neonatales, peso al nacer y medidas antropométricas, así como a investigar una posible desviación en las tasas de nacimiento de varones y mujeres. La investigación sobre efectos somáticos se desarrolló poco a poco, seleccionando en un principio un grupo reducido de supervivientes y realizando en ellos exámenes clínicos periódicos. Los supervivientes se clasificaron según la distancia al centro de la explosión y la presencia o ausencia de síntomas de irradiación aguda. Pronto se vieron evidencias de un riesgo aumentado de leucemia (98) y cataratas (99) en los supervivientes, y de retraso mental en los niños nacidos a mujeres embarazadas que habían estado más cerca del centro de la explosión (100). Dos años después de la publicación de estos artículos científicos tuvo lugar la explosión de una bomba de hidrógeno que tenía 1000 veces la potencia de las de Japón sobre el Pacífico con la consecuente distribución global atmosférica de desechos radioactivos. Como consecuencia de la guerra fría, otras potencias llevaron a cabo pruebas similares. La consecuencia inmediata fue una gran preocupación sobre los efectos de las dosis bajas de radiación y la conclusión de que no se sabía lo suficiente sobre las mismas. Se iniciaron entonces estudios epidemiológicos alguno de los cuales todavía continúa: El LSS (Life Span Study) sobre una cohorte de unas 120.000 personas de Hiroshima y Nagasaki (aunque los datos publicados se refieren sobre todo a 87.000 personas que estaban en la ciudad cuando el bombardeo y para los cuales se puede estimar una dosis) que es el estudio que ha proporcionado las mejores estimaciones sobre los efectos de la radiación, un estudio de mortalidad sobre 2800 personas expuestas durante la gestación, y un registro de todos los tipos de cáncer acaecidos. Como se ha comentado, en un principio la preocupación fueron los efectos genéticos y somáticos y no fue hasta 1957-58 cuando se establecieron los primeros registros de cáncer en ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 69 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Hiroshima y Nagasaki. En la actualidad casi la mitad de aquéllos supervivientes siguen vivos, incluyendo el 90% de los que tenían menos de 10 años cuando se produjeron las explosiones; por ello todavía habrá que esperar por lo menos diez años para tener respuestas sobre los riesgos de cáncer en una población tan joven. Riesgo de cáncer por irradiación prenatal La mortalidad e incidencia de cáncer en las personas expuestas durante la gestación (in utero) se ha analizado desde 1970; si bien al principio no se vio un aumento de riesgo (principalmente debido a los pocos casos descritos) conforme la cohorte ha ido envejeciendo y se han acumulado casos de cáncer la evidencia de una relación con la dosis ha ido aumentando. Un estudio (101) sobre 807 niños irradiados (que habían recibido por lo menos 10 mSv) durante la gestación en Hiroshima y Nagasaki, mostró que se produjeron 10 casos de cáncer, incluyendo 2 leucemias. Para el conjunto de cánceres se calculó un ERR de 2,4 por Sv (IC95%: 0,3; 6,7), similar al riesgo de los niños irradiados postnatalmente y antes de los 5 años. Al haber solo dos casos de leucemia no se pudo calcular de forma fiable un exceso de riesgo. El seguimiento de esta cohorte, específicamente para tumores sólidos, se ha publicado muy recientemente (102), abarcando 2452 personas de 12 a 55 años de edad en el período 1958-1999. El 52% de los expuestos recibieron dosis entre algo más de 0 y 500 mSv. Se analizaron 94 casos de cáncer en esta cohorte y 649 casos en la cohorte de más de 15.000 niños que se estudió como comparación: niños menores de 6 años cuando estallaron las bombas. En general los tipos de cáncer diagnosticados eran del mismo tipo que los que se dan en la población japonesa no expuesta (aparato digestivo, estómago sobre todo). El ERR para los expuestos in utero era de 1,3 por Sv (IC95%: 0,2; 2,8). Con este modelo 9 de los 94 casos de cáncer se asociarían a la radiación. Para el grupo de los niños menores de 6 años en el momento del bombardeo el ERR era de 2,0 IC95%: 1,4; 2,8), asociándose a la radiación 87 de los 649 casos de cáncer. En el análisis por nivel de dosis, no parece haber un riesgo de tumor sólido estadísticamente significativo en los que recibieron dosis menores de 200 mSv ni durante la gestación ni en la infancia. Por encima de esta dosis, el riesgo es significativo sobre todo para los expuestos en la infancia. Por tanto este estudio sigue mostrando una relación entre dosis y riesgo de cáncer tanto para los expuestos antes de nacer como para los expuestos en la infancia. El autor de este estudio sugiere, también en base a sus datos, que el riesgo de cáncer en los expuestos in utero puede ser menor que el de los expuestos en la infancia. 70 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Riesgo de cáncer por irradiación externa tras el nacimiento En 1975 se creó la Radiation Effects Research Foundation (RERF) para sustituir y continuar los trabajos de la Atomic Bomb Casualty Commission. Se pudo reconstruir entonces la dosimetría individual de 86.572 habitantes de Hiroshima y Nagasaki. Los datos obtenidos en el LSS son relevantes también para bajas dosis de radiación, ya que el 65% de los afectados estuvo expuestos a dosis menores de 100 mSv, y un 35% recibió dosis entre 5 y 200 mGy (103). Dosis de algún mSv e incluso decenas de mSv pueden darse en ciertos procedimientos radiológicos (scanner abdominal) y terapéuticos por lo que los resultados del LSS en este rango de dosis son especialmente útiles. Fig. 15. Gráfico del exceso de tumores sólidos y leucemias según distancia al centro de la explosión (Adaptada de Brooks AL. WSU Radiation Safety Seminar. www.tricity.wsu.edu/ faculty/brooks/WSU Radiation Safety Seminar.ppt) Supervivientes de las bombas atómicas 3 Km AREA CONTROL 2. Km Exceso Tumores Tumores Solidos Exceso leucemias 1 Km 64 113 113 28.2 116 116 27.7 99 18.9 41 10.4 44 4.7 2 479 Total Total 4.0 Exceso Total Total de Cáncer 0.1 572 Preston et al. 2004 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 93 Total Total 71 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 17. Datos de mortalidad. Tumores sólidos y leucemias según dosis en el LSS. 11 Congreso de IRPA, Madrid Mayo 23-28, 2004 Leucemias Dosis (Sv) Nº <0,005 37521 91 0,005-0,1 30036 0,1-0,2 Cáncer sólido % Atribuido Nº 0,1 0 38507 4270 2 0 65 3,8 6 29960 3387 44 1 6229 16 4,1 26 5949 732 41 6 0,2-0,5 6485 26 10,8 42 6380 815 99 12 0,5-1 3741 29 17,4 60 3426 483 116 24 1-2 2064 33 26,1 79 1764 326 113 35 >2 879 33 31,7 96 625 114 64 56 Total 86611 293 94,2 32 86611 10127 479 5 Dosis bajas 5 – 200 mSv 74 % 40 % 8% 75 % 70 % 18 % Casos Exceso Casos Exceso % Atribuido Tabla 18. Dosis y ERR de tumores sólidos en supervivientes de las bombas atómicas (Datos presentados por DL: Preston en el 11 Congreso de IRPA, Madrid Mayo 23-28, 2004) 72 Intervalo de Dosis (Sv) ERR/Sv IC 90% 0-0,05 0,5 -0,1; 1,7 0-0,1 0.69 0; 0,49 0-0,15 0,68 0,36; 0,49 0-0,2 0.53 0,16; 0,95 0-4 0,42 0,36; 0,49 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE La incidencia de leucemia empieza a aumentar 2 años después de la exposición, llega a un máximo a los 7-10 años, para bajar después hasta llegar casi a cero 30 años después de la exposición. Los tumores sólidos tienen latencias de unos 10 años y luego aumentan siguiendo más o menos la incidencia natural de estos tumores según la edad. Existen riesgos significativamente aumentados para la mayoría de los cánceres: esófago, cavidad oral, estómago, colon, hígado, pulmón, mama, ovario, vejiga, sistema nervioso, cáncer de tiroides y de piel (no melanomas). No parece haber, de momento un exceso de riesgo significativo para cáncer de páncreas, próstata, riñón, recto, vesícula biliar y útero, aunque para éste último parece existir un riesgo aumentado si la exposición ocurrió en la infancia. Según datos presentados en el 11 Congreso de IRPA, (Madrid Mayo 2004) para mortalidad, se han contabilizado 10127 muertes por tumores sólidos, 479 de las cuales se pueden atribuir a la radiación. En este mismo período, de las 293 muertes por leucemia, 94 se pueden atribuir a la radiación (Fig. 15 y Tabla 17). A las dosis bajas de radiación (5-200 mSv) se pueden atribuir el 18% de las muertes por tumores sólidos y el 8% de las leucemias. En lo que se refiere a incidencia, para tumores sólidos (17448 casos) el estudio de Preston de 2007 (103) atribuye un 11% de todos ellos a la radiación. El riesgo varía con la edad a la que resultó irradiada una persona. Así, se puede estimar que, el riesgo de cáncer a lo largo de la vida, para una persona de esta cohorte que recibiera 1 Sv sería del 18-22% si recibió la dosis a los 10 años, 9% si sucedió a los 30 años, y del 3% a los 50 años (104). La conclusión de los diferentes estudios sobre esta cohorte apunta a que el riesgo de muerte por cáncer a lo largo de la vida es del 10% por Sv, siendo el 10% de ellas debidas a leucemias (105). El exceso de riesgo para tumores sólidos es significativo en el intervalo de 0 a 150 mSv y por debajo de los 100 mSv no es significativo como se aprecia en la tabla 18. Conclusión Los resultados de los estudios sobre estas poblaciones son compatibles con una relación lineal entre exposición a radiación a partir de 150 mSv (y hasta 4 Sv) y un exceso de tumores. Entre 5 y 150 mSv existe una incertidumbre aunque, según datos recientes (Preston 2007) el exceso de riesgo sí es significativo y lineal. Para el caso de las leucemias esta relación no está tan clara, y a bajas dosis parece existir más que una relación lineal, una relación lineal cuadrática, en la que los riesgos a bajas dosis son menores de los esperados. Esta relación lineal cuadrática se ha visto sobre todo al incorporar al análisis, algunos errores en la estimación de las dosis recibidas (106). ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 73 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 5.1.4. Estudios epidemiológicos tras accidentes nucleares De forma accidental han existido personas que han estado expuestas a diferentes tipos de radiación (diferente de la de las bombas atómicas) por ejemplo en el accidente de Chernobyl, en Three Mile Island, o en el incendio de un reactor en Sellafield. • Chernobyl El accidente de Chernobyl, el más grave en la historia de la industria nuclear, tuvo como consecuencia inmediata la muerte de 30 empleados de la central y bomberos en las primeras semanas y la evacuación de más de 100.000 personas de las zonas colindantes. Los radionucleidos emitidos por el fuego del reactor fueron principalmente I-131, Cs134, Cs-137. El I-131 tiene una vida media de sólo 8 días pero puede pasar de forma relativamente fácil a las personas a través de la leche y verduras. El Iodo se localiza en el tiroides preferentemente. Esto es especialmente grave para los niños ya que estos alimentos son los que más consumen; además los niños tienen un tiroides relativamente grande con un metabolismo alto, por lo que las dosis de radiación en ellos son mayores que en los adultos. Los isótopos del Cs tienen vidas medias relativamente más largas (de 2 a 30 años) y provocan exposición más a largo plazo, también por ingestión, pero también por exposición externa como consecuencia de haberse depositado en el suelo. Las dosis medias recibidas por los 240.000 trabajadores involucrados en la reparación y otras tareas en la central fue de unos 100 mSv. Para las 116.000 personas evacuadas, fue de unos 30 mSv, y para los que se quedaron en las zonas contaminadas, 10 mSv durante el período 1986-2005. En la actualidad todavía viven en zonas contaminadas (con Cs-137, unos 37kBq/m2 ) unos cinco millones de personas (107). La dosis media en países europeos fue como máximo de 1 mSv en el primer año después del accidente, bajando progresivamente después. La dosis durante la vida de una persona en estos otros países se ha estimado que no ha sido muy diferente a la dosis de fondo natural (en 20 años una persona en Europa recibe 20 mSv de media como radiación natural). De los 600 trabajadores que estaban en la central cuando ocurrió el accidente, 134 recibieron dosis de entre 0,7-13,4 Gy y tuvieron consecuentemente síntomas de irradiación aguda. De ellos, 28 murieron en los tres primeros meses y otros 2 poco después. Además durante 1986 y 1987 más de 200.000 trabajadores recibieron dosis de entre 10 y 500 mGy. Estos trabajadores, deberán ser seguidos de la misma forma que lo han sido los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki. Los estudios sobre cáncer en esta población se han revisado recientemente por Moysich (108). El hallazgo más importante de estos estudios de cáncer ha sido a gran incidencia de 74 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE cáncer de tiroides (hasta cien veces superior a lo normal) en niños de las áreas más contaminadas. El tiroides es el órgano que ha recibido mayores dosis, sobre todo por la ingestión de leche contaminada con I131. La dosis media en el tiroides variaba en las distintas poblaciones expuestas entre 2 mGy (en la Federación Rusa) y 1 Gy de algunos pueblos de Bielorusia. En alguna ciudad, como Priyat, la mayor ciudad cerca de Chernobyl se repartieron pastillas de yodo para impedir la acumulación del yodo radioactivo, y la dosis media en esa ciudad fue de 170 mGy. El número de casos de cáncer de tiroides diagnosticados en Bielorusia, Ucrania y las áreas más contaminadas de Rusia entre 1986 y 2002 en menores de 17 años es de unos 5000 (107). Diversos estudios epidemiológicos (107) muestran un ERR por Gy que oscila entre 4,5 y 18,9, siempre estadísticamente significativo. Los primeros estudios en adultos, incluyendo los llamados “liquidadores” (que recibieron dosis de 200-250 mGy) no parecía haber un aumento 9 años después del accidente (109). Sin embargo los nuevos estudios sobre más de 100.000 “liquidadores” han detectado 87 casos de cáncer de tiroides entre 1986 y 2003. La tasa estandarizada de riesgo es tres veces superior (SIR 3,47 IC95%: 2,8; 4,2) entre estos trabajadores (110, 111), y seis veces superior entre los que intervinieron de forma inmediata tras el accidente, entre Abril y Julio de 1986. Fig. 16. Evolución de la incidencia de cáncer de tiroides (107) Incidencia anual de cáncer de Tiroides en Bielorusia 12 10 8 Niños (0-14 años) Adolescentes (15-18 años) Adultos (19-34 años) 6 4 2 0 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 75 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Para otros cánceres como la leucemia infantil no se ha demostrado todavía un aumento en la incidencia en las áreas más expuestas. Un estudio pan-europeo, el ECLIS (European Childhood leukemia-lymphoma Incidence Study) especialmente diseñado para analizar el impacto del accidente de Chernobyl, mostró un ligero aumento en la incidencia pero sin relación alguna con las variaciones geográficas de dosis (que por lo general eran de alrededor de 1 mSv) (112). En Grecia un estudio (113) refirió una incidencia aumentada, pero otros en zonas más expuestas de Bielorrusia no han visto tal efecto (114). Estos estudios sin embargo no son lo suficientemente precisos como para detectar un pequeño aumento en la incidencia de leucemia infantil. El último estudio publicado (115) analiza la incidencia de leucemia en las áreas de Bielorrusia, Rusia y Ucrania, en niños que tenían menos de 6 años cuando se produjo el accidente. La dosis media de las personas incluidas en el estudio fue menor de 15 mGy, y tampoco se vio una relación entre leucemias infantiles y la dosis de radiación recibida, excepto en la población de Ucrania; los autores del estudio comentan que es posible que este resultado esté motivado por una diferente forma de seleccionar los controles en Ucrania y que ello haya llevado a una sobresestimación del riesgo. Tan sólo un estudio caso-control parece encontrar una relación con leucemia en varones cuyas dosis eran superiores a 10 mSv (116); sin embargo los casos incluidos en este estudio forman parte del estudio anterior que no ha visto una clara relación entre las dosis y la mortalidad por leucemia.. En resumen, de momento no existe evidencia clara de que las tasas de leucemia infantil en Europa hayan aumentado como consecuencia del accidente; los resultados de los estudios, o no muestran resultados significativos, o no siguen un patrón correlacionado con el nivel de radiación. Los estudios de leucemia en adultos se han realizado sobre los trabajadores que limpiaron la central tras el accidente (los “liquidadores”) y sobre personas que vivían en las áreas más contaminadas. La mayoría de los estudios de “liquidadores” refieren un riesgo elevado de leucemia (32, 117). Los primeros estudios compararon el riesgo de leucemia en “liquidadores” de la Federación Rusa según el nivel de dosis recibida (dosis medias de 100-200 mGy), encontrando en ocasiones riesgos discrepantes (110, 118). La discrepancia parece deberse a problemas en la estimación de dosis y en la verificación de los diagnósticos histopatológicos. El último estudio en esa cohorte (http://bmj.com/cgi/eletters/319/7203/145/a#31231) encuentra, sobre 42 casos de leucemia (excluyendo 16 casos de linfocítica crónica) un riesgo aumentado en los que recibieron dosis de 150 a 300 mGy, pero no en los que recibieron dosis menores. Otro estudio sobre “liquidadores” en Ucrania (119) analiza 71 casos de leucemia 76 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE (39 linfocítica crónica y 32 de otros tipos); por intervalo de dosis no se encuentra un riesgo estadísticamente significativo hasta superar los 150 mSv (Tabla 19). La tendencia a aumentar el riesgo con la dosis recibida sí es significativa se puede calcular un ERR/Gy de 3,44 (IC95%: 0,47; 9,78) para el conjunto de leucemias. Tabla 19. Riesgo (OR) de leucemia en general por rango de dosis en “liquidadores” en Ucrania Rango de dosis (mGy) Dosis media (mGy) Casos/controles OR 0-1,9 0,6 17/157 1 2,0-19,9 8,8 17/143 1,28 0,59; 2,75 20-149,9 62,2 20/131 1,71 0,80; 3,64 150-3220 377,4 17/70 2,50 1,17; 5,33 Ic 95% El riesgo no es estadísticamente significativo para la leucemia excluyendo la linfocítica crónica (ERR/Gy 2,73 IC95%: <0; 13,5). Este último valor no es muy diferente del que se encuentra en el estudio del IARC (ver más adelante); también se ve un riesgo aumentado, aunque no significativamente, de leucemia linfocítica crónica; las razones de este hallazgo, que discrepa de otros estudios epidemiológicos, no están claras. Otra cohorte estudiada es la de “liquidadores” rusos, bielorusos y de los países bálticos, que habían trabajado en Chernobyl entre 1986-87 (120). Esta cohorte incluye 40 casos de leucemia, 20 linfomas No-Hodgkin y 10 cánceres linfoides o hematopoyéticos. Casi el 80% de estos “liquidadores” había recibido dosis menores de 50 mGy y sólo el 14% recibió 100 mGy o más. Los trabajadores bielorusos recibieron 5,91 mGy de media, los rusos 91,1 y los de los países bálticos 43,5 mGy. Al igual que en el estudio anterior, el riesgo de tumores hematopoyéticos considerados de forma conjunta, es estadísticamente significativo para los trabajadores que recibieron más de 200 mGy (OR 3,71 IC90%: 1,20; 11,5) y no es estadísticamente significativo ni para todos los tumores linfohematopoyéticos ni para el conjunto de leucemias (ERR/100 mGy 0,48 IC90%: nd; 3,31), sus subtipos, ni para los distintos países considerados de forma individual (tabla 20). ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 77 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 20. ERR por 100 mGy en “liquidadores de Bielorusia, Rusia, y países bálticos (nd: no definido, LLC Leucemia linfocítica crónica) Todos los tumores hematopoyéticos En conjunto Países Casos/controles ERR/ 100 mGy (ic 90%) 70/287 0,60 (-0,02; 2,35) 44/185 16/63 10/39 0,64 (-0,57; 4,44) 0,25 (nd; 2,83) 1,54 (-0,04; 33,90) Todas 40/165 0,48 (nd; 3,31) Excl. LLC Leucemia aguda 19/83 6/25 0,50 (-0,38; 5,70) 6,27 (-0,11; nd) Linfoma No Hodgkin 20/80 2,81 (0,09; 24,3) Bielorusia Rusia Países bálticos Leucemias Para el linfome No-Hodgkin (20 casos) y las leucemias agudas (6 casos) los riesgos sí son estadísticamente significativos. A parte de los “liquidadores”, dos estudios han analizado adultos de las áreas más expuestas. El primero (121) encuentra un aumento en leucemias y linfomas entre 1980 y 1993 pero sin un incremento en el período tras el accidente. El segundo (122), llega a similares conclusiones. En cuanto a otros tipos de cáncer (tumores sólidos) hay poca evidencia de que haya aumentado el riesgo entre los expuestos aunque debido al período de latencia de los tumores sólidos, futuros estudios deberán pronunciarse sobre el particular. Un estudio sobre una cohorte de 55000 “liquidadores” (123) no vio un aumento de cáncer en general y otro sobre residentes de la zona contaminada de Kaluga en Rusia (122), tampoco ha visto un aumento en la incidencia de otros cánceres. Existen estudios sobre cáncer de mama que apuntan a una mayor incidencia. Por ello se han llevado a cabo estudios más detallados (124) y se ha visto un aumento en zonas de Bielorrusia y Ucrania, aunque no se sabe si es debido a una mejora en el diagnóstico o en los registros de cáncer. Debido a su importancia este es un tipo de cáncer que habrá de seguirse con especial atención. La Organización Mundial de la Salud (OMS), ha publicado dos análisis (125, 126) revisando la información completa del accidente y sus consecuencias. En el más actual, publicado con motivo del 20 aniversario del accidente se concluye: 78 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE • • • • • • Con la excepción del cáncer de tiroides en las regiones más contaminadas, no se ve una tendencia a aumentar la incidencia o mortalidad por cáncer que pueda atribuirse a la radiación del accidente de Chernobyl. Por tanto, en base a los estudios efectuados hasta la fecha, no es posible deducir el impacto sobre el cáncer debido al accidente. La estimación del impacto debe basarse en modelos de riesgo desarrollados a partir de otras poblaciones expuestas a radiación ionizante. Estos modelos predicen que, en Europa hasta el 2006, la radiación puede haber provocado 1.000 casos de cáncer de tiroides (intervalo de confianza al 95%, 200-4.400 casos) y 4.000 (entre 1.700 y 10.000) de otros cánceres. Para 2065, en toda Europa, los modelos predicen unos 16.000 casos de cáncer de tiroides (3.400-72.000) y 25.000 (11.000-59.000) de otros cánceres. Dos terceras partes de los casos de cáncer de tiroides se darán en Bielorusia, Ucrania y las áreas más contaminadas de Rusia (tabla 13). El número de casos de cáncer hasta la fecha representa el 0,01% de todos los cánceres en Europa desde que sucedió el accidente. Es por tanto muy poco probable que el impacto del mayor accidente nuclear hasta la fecha pueda ser detectado en las estadísticas que registran los casos de cáncer. En cuanto al impacto en la zona y en los trabajadores directamente involucrados, concluye que el número de muertes achacables al accidente será de 4000; este número incluye los 50 trabajadores que fallecieron de forma aguda (síndrome de irradiación aguda), 9 niños que han muerto de cáncer de tiroides y la estimación de que en el futuro morirán 3940 personas por cáncer y leucemias entre los 200.000 trabajadores que estuvieron durante la emergencia, los 116.000 evacuados y los 270.000 residentes de las áreas más contaminadas. En lo que se refiere a efectos genéticos, existe disparidad sobre si han aumentado las mutaciones en las células de personas expuestas o en su descendencia. En países europeos investigados no se ha visto una incidencia aumentada de malformaciones congénitas (127) tras el accidente de Chernobyl. En conclusión, el hallazgo más importante de estos estudios es la gran incidencia de cáncer de tiroides en niños de las áreas más contaminadas. Para otros tipos de cáncer como la leucemia infantil, no se ha demostrado todavía un aumento en la incidencia en ésas áreas. En lo que se refiere a los trabajadores que intervinieron de emergencia, (los más de 100.000 llamados “liquidadores”) han detectado también una tasa de cáncer de tiroides entre 3 y 6 veces superior a la esperada. La mayoría de los estudios de “liquidadores” refieren un riesgo elevado de leucemia (solo significativo para las leucemias agudas) y otros tumores hematopoyéticos (como el ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 79 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE linfoma No-Hodgkin), aunque no se encuentra un riesgo estadísticamente significativo hasta superar exposiciones de 150–200 mGy. Tabla 21. Impacto del accidente de Chernobyl (125) Resumen de las poblaciones investigadas, dosis medias recibidas, y previsión del número de muertos por cáncer en diferentes estudios. Población “Liquidadores”, evacuados y residentes de zonas estrictamente controladas “Liquidadores” evacuados, residentes en zonas controladas y personas que viven en zonas “contaminadas” Europa • Muestra Dosis Muertos media por cáncer acumulada previstos (mSv) % de muertos por cáncer debido a la radiación, sobre el total en esa misma población 600.000 66 4.000 3,5 % 6.000.000 14 9.000 0,9 % 570.000.000 0,5 16.000 0,01 % Otros incidentes o accidentes Las dosis recibidas por personas que vivían en la cercanía de instalaciones nucleares involucradas en accidentes han sido en general mucho menores que las de Chernobyl. El accidente de 1979 en Three Mile Island en EE.UU. expuso a la población vecina de la central a dosis medias de 0,10 mSv o menos (128, 129) de radiación gamma, y el 15% recibió 80 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Ambos Incidencia Mortalidad Mortalidad Hatch (129) (1990) Talbott (128) (2000) Talbot (130) (2003) INCIDENCIA/ MORTALIDAD Hatch (129) (1990) ESTUDIO DOSIMETRÍA 1975-85 1979-92 1979-98 Residentes en un radio de 5 millas Residentes en un radio de 5 millas Modelo de dispersión basado en datos de la monitorización Modelo de dispersión basado en datos de la monitorización Modelo de dispersión basado en datos de la monitorización Medidas en el 1975-85 exterior tomadas en 1976 AÑOS Residentes en 10 millas 0-24 años residentes en un radio de 10 millas POBLACIÓN ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Mortalidad total y específica Mortalidad total y específica Cáncer total; cáncer infantil (014, 0-24) Leucemia (0-14, 0-24) linfoma Leucemia ENFERMEDAD 1216 807 5493 104 (0-24) 4 (0-14) Nº CASOS (EDAD) Tabla 22. Estudios de cáncer tras el accidente de Three Mile Island. Dosis media de radiación gamma, 0,10 mSv Impacto no relevante Impacto no relevante Ninguna evidencia de efecto sobre la incidencia de cáncer Aumento de riesgo comparando el cuartil más alto con el más bajo; cáncer infantil y Leucemia RESULTADOS EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 81 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE dosis superiores a 0,4 mSv. Esta población es posiblemente la cohorte de expuestos a radiación ionizante mejor controlada y seguida del mundo y para los cuales las dosis recibidas son más precisas. Dos estudios realizados sobre la población (128, 129) no mostraron evidencias de un aumento de cáncer en las cercanías de la central. El último publicado (130), tiene especial interés por su rigor metodológico que se basa en un largo periodo de seguimiento, 1979-1998, el tamaño de la cohorte seguida, 32.135 personas, junto con la existencia de un registro personal del estado vital y una estimación de la exposición en el punto de residencia en el momento del accidente. Son datos más completos y detallados que los de la mayoría de los estudios de este tipo. Se calcularon razones de mortalidad estandarizadas (RME) para verificar la experiencia de mortalidad de la cohorte comparada con la población local del entorno. La mortalidad total de cáncer en esta cohorte fue similar a la de la población local, RME = 103.7 hombres; 99.8 mujeres. El riesgo relativo mostró que no había una relación significativa predictiva entre la máxima radiación gamma o la probable exposición a la radiación gamma en relación con los tumores malignos de bronquio, tráquea y pulmones; tampoco con la mortalidad por enfermedad cardiaca, después de haber ajustado por distintos factores de confusión. El riesgo relativo estimado, en relación con el incremento de exposición gamma (menor o igual a 8, 8-19, 20-34, mayor o igual de 35 mRems) de tumores linfáticos o del tejido hematopoyético, muestra una tendencia a la elevación: RR = 1, 1.16, 2.54, 2.45, respectivamente para hombres y son sugestivos de una potencial relación dosis respuesta, aunque el test de tendencias no fue significativo. También se observó una tendencia creciente de riesgos relativos y de razón de mortalidad estandarizada para los niveles de máxima exposición gamma en relación con el cáncer de mama en mujeres RR = 1, 1.08, 1,13, 1.31; razón de mortalidad estandarizada = 104.2, 113.2, 117.9. Aunque la monitorización dentro de la cohorte no aporta datos consistentes de que la radioactividad liberada en el accidente nuclear haya tenido impacto significativo en la mortalidad total de estos residentes, persisten algunas elevaciones y no se puede excluir definitivamente cierta relación dosis respuesta por lo que el seguimiento debe continuarse. En 1957 hubo un accidente con incendio en el reactor de Sellafield; los trabajadores expuestos recibieron dosis menores de 0,015 Sv (15 mSv). Los estudios realizados sobre ellos (131) no han mostrado tampoco un aumento en la incidencia de cáncer, aunque la potencia estadística de ese estudio era muy pequeña al contar tan sólo con 470 trabajadores. Entre 1944 y 1957 la instalación nuclear de Hanford en EE.UU. liberó a la atmósfera grandes cantidades de iodo radioactivo. Se ha realizado un estudio sobre 3441 personas nacidas entre los años 1940 y 46 en las zonas colindantes. Las dosis recibidas por las personas se calcularon usando información por ejemplo de las cantidades de leche consumida. La dosis media al tiroides era algo menor de 200 mSv aunque algunos valores estaban por encima de los 82 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 2 Sv. No se encontró asociación alguna entre cáncer o tumores benignos de tiroides y las dosis de radiación, ni entre hipotiroidismo o tiroiditis autoinmune y dosis de radiación (132). En la antigua Unión Soviética la producción de Plutonio comenzó en 1949 en Mayak al sur de los Urales. Durante los primeros años grandes cantidades de materiales radioactivos fueron eliminadas en el río Techa; la gente que vivía cerca del río recibió dosis (promedio para todo el cuerpo) tanto externas como internas (por estroncio, cesio y plutonio) que llegaron en algunos casos hasta 1 Sv. Además algunas de estas personas también estuvieron expuestas a la explosión de un contenedor de residuos radioactivos que ocurrió en 1957 (conocido como el accidente de Kyshtym) que contaminó parte de la zona este y sur de los Urales. Desde 1960 se ha seguido a unas 29.800 personas residentes en la zona del río Techa durante los años 1949-52 cuando la contaminación fue máxima. Este estudio, que podría ser importante por las diferentes edades de las personas expuestas, las dosis y por la forma en que se han recibido (no de forma instantánea como en Japón, sino a lo largo de años) ha encontrado problemas a la hora de seguimiento de las personas de interés: para el 30% de la cohorte no se sabía si vivían o no, y en el 30% de los que habían muerto la causa de muerte es desconocida. La población recibió dosis tanto externas de los sedimentos de los ríos, como internas por incorporación de radionucleidos (Sr 90 y Cs 137) del agua del río y por consumo de productos de la zona contaminada. La dosis media acumulada en médula ósea en el momento del diagnóstico era de unos 500 mGy (133). Para tumores sólidos (134) se calcula una dosis en estómago de unos 40 mGy; el 55% de la dosis se estima que se debe a contaminación interna.. Hasta el momento no se han referido alteraciones en la fertilidad, tasa de natalidad de la población o muertes neonatales (1). Los primeros estudios (135, 136) indicaban, al igual que en Japón, un aumento en la incidencia de leucemias (61 casos) y tumores sólidos (1842 casos) con un ERR que en el caso Tabla 23. Resumen de la cohorte del Río Techa. (LLC, leucemia linfocítica crónica) Cáncer Dosis LEUCEMIAS Dosis media acumulada, 500 mGy en médula ósea TUMORES SÓLIDOS 40 mGy en estómago Casos ERR/ 100 mGy (ic 90%) Excl LLC, 60 0,46 (0,17; 1,23) Todas, 83 0,35 (0,15; 0,81) 1836 0,1 (0,03; 0,19) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 83 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE de los tumores sólidos era de 0,092 por 100 mGy, (IC al 95%: 0,02; 0,17), parecido al encontrado en la cohorte de Semipalatinsk y en el estudio IARC sobre trabajadores de instalaciones nucleares (ver más adelante). Los autores estiman que un 3% de todas las muertes por cánceres sólidos se asocian a la radiación. Para las leucemias (excluyendo la linfocítica crónica) el ERR por 100 mGy fue inicialmente de 0,65 (IC95%: 0,18; 2,4) (134), estimando que un 63% de las muertes por leucemia son debidas a la radiación. Nuevos estudios de seguimiento de esta cohorte (133, 134) han afinado estos resultados con un mayor período de seguimiento y encuentran un ERR/100 mGy para la leucemia, excluyendo la linfocítica crónica, de 0,46 (IC90%: 0,17; 1,23) y para tumores sólidos de 0,1 (IC90%: 0,03; 0,19) confirmado los resultados iniciales. Existe también un proyecto de estudio sobre los hijos de las personas contaminadas. Este estudio abarca más de 10400 niños de los cuales casi 4000 nacieron entre 1950-1956 cuando la contaminación fue máxima. De momento sólo se han identificado 25 muertes por cáncer y no hay resultados definitivos (137). En 1982, en Taiwan (138) una cierta cantidad de Co60 se recicló en una acería de Taiwan y se incorporó a barras de metal que con posterioridad se usaron en la construcción de unos 200 edificios, incluyendo escuelas. Para cuando se identificaron los edificios, en 1992, unas 10.000 personas habían estado recibiendo tasas de dosis de entre 0,5 a 270 mGy/hora. Esta cohorte aunque pequeña comparada con otras analizadas en este documento, proporciona información interesante sobre dosis y tasas de dosis muy bajas. Estudios sobre esta población han mostrado alteraciones genéticas en células sanguíneas (linfocitos), una mayor incidencia de cataratas, y un mayor riesgo de anomalías del tiroides. En cuanto al riesgo de cáncer, se ha seguido a una cohorte de más de 7000 personas desde 1983 hasta 2005 (138). Para más de 6000 personas se disponía de una estimación de dosis recibida. Esta cohorte recibió una dosis extra acumulada, por el hecho de vivir en estos edificios, de 48 mGy (con un rango de <1 a 2363 mGy y una mediana de 6,3 mGy). Se registraron 128 cánceres, 117 entre aquéllos para los que se disponía de dosis estimadas; estos 117 casos forman la cohorte analizada. No se encontró una asociación estadísticamente significativa entre dosis recibida y cáncer en general, ni para el cáncer excluyendo las leucemias. Para los tumores sólidos el ERR por 100 mGy era de 0,04 (IC90%: -0,03; 0,08) no estadísticamente significativo. Sin embargo, sí se observa una relación significativa para la leucemia (basada en 6 leucemias), con un riesgo por 100 mGy de 1,19 (IC90%: 1,01; 1,31), y una relación casi significativa (R por 100 mGy 1,12 IC90%: 0,99; 1,21) para el cáncer de mama (basada en 17 casos). Los resultados (tabla 24) presentan, para los cánceres sólidos y para las leucemias, un exceso de riesgo relativo menor, pero compatible con los resultados de los supervivientes de las 84 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 24. Riesgo de tumor sólido y leucemia en la cohorte de Taiwan Cáncer Casos R/ 100 mSv IC 90% Todos los cánceres 117 1,04 0,97; 1,08 Cánceres sólidos 106 1,03 0,96; 1,09 Cáncer, excluyendo Leucemia 111 1.02 0,95; 1,08 Cáncer de mama 17 1,12 0,99; 1,21 Pulmón 12 1,09 0,96; 1,19 Tiroides 8 0,81 0,21; 1,15 Hígado 8 1,03 0,76; 1,19 Estómago 8 1,10 0,88; 1,25 Recto 6 0,48 0,02; 1,10 Leucemia, excl. Linfoide crónica 6 1,19 1,01; 1,31 bombas atómicas, y otras cohortes como la del IARC (ver más adelante), y la del río Techa tras los vertidos de la central productora de plutonio de Mayak. En conclusión, de estos incidentes o accidentes sólo en los casos del Río Techa y Taiwan se han registrado aumentos en la incidencia de cáncer. La cohorte del Río Techa recibe diferentes tipos de radiación por diferentes vías (externas e ingestión). La de Taiwan encuentra a dosis muy bajas, un aumento en el riesgo de leucemias, aunque basándose en pocos casos. El seguimiento de estas cohortes será de gran utilidad en el futuro para afinar más los riesgos relacionados con las bajas dosis de radiación. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 85 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 5.1.5. Estudios sobre personas expuestas en pruebas nucleares Varios estudios (revisados en 139) han analizado el riesgo de cáncer en personas expuestas a radiación como consecuencia de pruebas nucleares atmosféricas. A diferencia de los supervivientes de las bombas atómicas, estas personas se encontraban a muchos kilómetros del sitio de la explosión por lo que su exposición se debió a incorporación de radionucleidos (como Iodo) y a radiación gamma en algunas ocasiones. Se ha calculado (32) que la dosis mundial anual promedio tuvo un máximo de 150 microSv en 1963 y desde entonces ha ido disminuyendo hasta 5 microSv en el año 2000. Las dosis promedio anuales son un 10% mayores en el hemisferio Norte donde se llevaron a cabo la mayoría de las pruebas nucleares. Estas dosis han sido sólo un 7% superiores a las dosis de fondo naturales. Por la exposición a Iodo radioactivo se ha prestado especial atención al cáncer de tiroides. Entre los habitantes de las Islas Marshall en el Pacífico expuestos a varios Sv como consecuencia de una prueba nuclear en el año 1954 se ha visto un aumento en la prevalencia del cáncer de tiroides, aunque el número de casos es muy pequeño como para ser enteramente fiable (139). En una cohorte de expuestos como consecuencia de las pruebas nucleares en el estado americano de Nevada en los años 50, también se ha visto una mayor incidencia de cáncer de tiroides, aunque al igual que en el estudio anteriormente mencionado el número de casos era muy pequeño. Un estudio caso-control sobre leucemia en un estado vecino a Nevada encontró una asociación entre dosis (principalmente de radiación gamma) de 300 mSv y mortalidad por leucemia entre los expuestos en la infancia y adolescencia. En una cohorte de 200.000 militares americanos que participaron en el programa de pruebas nucleares la mortalidad por cáncer fue similar a la del grupo control excepto para la leucemia que estaba aumentada entre los que participaron en las mencionadas pruebas de Nevada (estudios revisados por Muirhead y cols. (139). Hace relativamente poco, un informe elaborado por el Instituto Nacional del Cáncer, el Centro para el Control de Enfermedades y el Departamento de Salud americanos (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=10621), ha investigado los efectos sobre la población de las distintas pruebas nucleares americanas. Según el informe, todas las personas que han vivido en EE.UU. desde el año 1951 han estado expuestas a radiación como consecuencia de estas pruebas; en mayor parte los habitantes de zonas próximas a Nevada, pero también los de Nueva York y, como consecuencia de las pruebas realizadas en el Pacífico, las zonas de California y otros estados occidentales. Este informe estima que el riesgo de cáncer por esta contaminación se eleva en un 0,03%, desde un riesgo de 20% (20% de los americanos desarrollarán cáncer a lo largo de su vida, por la causa que sea) a un 20,03%. 86 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Existe un estudio en los países escandinavos (140) que muestra un aumento en la incidencia de leucemia infantil durante los años 50-60 cuando las pruebas nucleares fueron más numerosas, y en zonas de la antigua Unión Soviética donde unas 50.000 personas recibieron dosis promedio de 0,25 Sv (entre los años 1949 y 1962) también como consecuencia de pruebas nucleares en Semiapalatinsk y otros sitios (141, 142). Estos últimos estudios están actualmente en marcha. Una de las áreas del mundo donde más pruebas nucleares se han realizado es la Semipalatinsk en Kazastán. Entre 1949 y 1989 se llevaron a cabo 450 ensayos. Se ha seguido (143) una cohorte de 9850 personas expuestas durante los años 1960 a 1999. Se ha calculado que esta cohorte recibió una dosis media de 634 mSv (rango de 70 – 4140 mSv). En esta cohorte se encontró un exceso de riesgo relativo (ERR) para tumores sólidos, de 0,81 por Sv (0,46; 1,33), superior al encontrado en la cohorte de los supervivientes de las bombas atómicas. Los riesgos más elevados se encontraron entre los tumores de aparato digestivo y los de pulmón. El aumento de ERR comparado con la cohorte de las bombas atómicas puede deberse a que se recibieron dosis tanto externas como internas por incorporación de radionucleidos de emisión alfa (con alta efectividad biológica) tales como plutonio. Un caso especial es el de las pruebas nucleares subterráneas en las que no se esperaría una liberación significativa de radionucleidos al ambiente; sin embargo se ha llevado a cabo un estudio en el estado americano de Mississipi donde en 1960 se llevaron a cabo dos explosiones subterráneas. Los residentes de la zona manifestaron su preocupación por el posible aumento de cánceres relacionados con la exposición a tritio. El estudio (144) no demostró que las tasas de cáncer en esa zona fueran superiores a la del mismo estado, ni que la mortalidad por cáncer estuviera relacionada con la distancia al centro de la detonación. En el Reino Unido se ha seguido desde el año 1958 a más de 20.000 personas miembros del ejercito y civiles que tomaron parte en las pruebas nucleares experimentales que este país llevó a cabo en Australia y el Océano Pacífico en los años 50 y 60 (145). Se dispone de dosis registradas en dosímetros para 4808 personas de las cueles solo 1716 registraron una dosis superior a cero. En este grupo la dosis media de radiación gamma fue de 9,9 mSv. Los análisis previos no habían mostrado efecto alguno en esperanza de vida o en el riesgo de cáncer en general; sin embargo, el primer análisis (con seguimiento hasta el año 1983) sugería un aumento del riesgo de leucemia y linfoma en los expuestos comparados con los controles. En el último análisis en el que se ha aumentado el seguimiento hasta 1998 no se ha confirmado la mayor mortalidad por mieloma múltiple. La tasa estandarizada de mortalidad (SMR) de la cohorte era de 93 y de 92 para los controles. El RR de mieloma respecto a los controles fue de 1,14 (IC90%: 0,74; 1,74) para el seguimiento completo, por tanto no significativo. La mortalidad por leucemia fue similar a las tasas de mortalidad nacionales ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 87 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE mientras que la tasa de mortalidad por leucemia en los controles fue significativamente menor, apuntando por tanto un riesgo mayor (RR 1,45 IC90%: 0,96; 2,17); excluyendo la leucemia mieloide crónica que no parece tener relación con la radiación, el RR era de 1,83 (IC90%: 1,15; 2,93). Este aumento en el riesgo de leucemia puede ser debido a las bajas tasas de leucemia en los controles, o ser un hallazgo fortuito, especialmente porque las dosis recibidas por este colectivo eran muy bajas. Sin embargo, no se puede descartar un pequeño exceso de leucemia en esta cohorte. En un estudio de personal militar americano (147) que participó en pruebas atmosféricas se ha referido un aumento significativo de mortalidad en general y por cánceres linfohematopoyéticos en conjunto, aunque el número de casos en este grupo era muy reducido. La dosis de radiación gamma en este grupo fue de 5 rem (50 mSv). En conclusión, de éstas cohortes la de Semipalatinsk con dosis medias de más de 600 mSv, es la que muestra excesos de riesgos más elevados (incluso superiores a los de Hiroshima y Nagasaki) para diversos tumores, lo que podría atribuirse a diferentes radionucleidos, incluyendo emisores alfa. Para las demás cohortes, aunque muchos de los estudios no han encontrado aumentos significativos de cáncer, no puede descartarse que exista un ligero aumento de cáncer de tiroides, leucemias o cánceres linfohematopoyéticos en alguna de ellas. 5.1.6. Cáncer en el entorno de instalaciones nucleares La repercusión de las instalaciones nucleares en la salud de los ciudadanos que habitan en sus proximidades ha sido motivo de interés desde mediados del siglo pasado provocando un enorme caudal de estudios y líneas de investigación científica (148). Es permanente la referencia al reportaje periodístico sobre la incidencia de leucemia en el entorno de las instalaciones nucleares de Sellafield ya que desató una polémica que no ha finalizado todavía. Los estudios se centran fundamentalmente en la incidencia y distribución epidemiológica del cáncer como consecuencia de la observación de los efectos de las radiaciones ionizantes en las poblaciones de Hiroshima y Nagasaki. Hay que destacar entre todos los estudios las revisiones institucionales por comités de expertos como la del Comité para el estudio de los efectos biológicos de las de las radiaciones ionizantes de la Academia de Ciencias de los EEUU, informe BEIR VII (1), y el Comité de expertos sobre aspectos médicos de las radiaciones en el medio ambiente del gobierno del Reino Unido, informe COMARE nº 10 y 11 (149, 150). En el ámbito de la Salud Pública el estudio del estado de la salud y sus determinantes en las poblaciones o grupos de ciudadanos se realiza a través de procedimientos epidemiológicos. 88 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE La mortalidad y sus causas así como el comportamiento de la incidencia de las enfermedades son objetivos de esta disciplina. Cuando se pretende estudiar el efecto sobre la salud de las radiaciones ionizantes se recurre a los métodos epidemiológicos utilizando estadísticas poblacionales o bien estudios específicos sobre poblaciones o sujetos de interés. Estudios poblacionales. El abordaje metodológico primordial son los denominados estudios poblacionales que identifican y resumen las características comunes de los miembros de un colectivo. Estos estudios utilizan datos agregados que se expresan mediante tasas o indicadores que hacen referencia al conjunto de la población, por ejemplo, la tasa de mortalidad o de incidencia de una enfermedad en una determinada población y periodo de tiempo. Variedades de estudio poblacional son los estudios ecológicos, estudios de cohorte, estudios de casos-controles y estudios de “cluster” o agrupaciones. Estudios ecológicos. Un estudio ecológico es un tipo de estudio epidemiológico donde las unidades de estudio son las poblaciones. Ignora, porque se desconoce (o no se utiliza) la información sobre la relación de cada en individuo concreto con el factor de exposición y la enfermedad en la población en estudio. Son útiles para describir variaciones del estado de salud desde una visión geográfica, social o ambiental. Sin embargo presentan limitaciones que vienen presididas por la incapacidad para determinar la exposición individual. No aportan una estimación directa cuantitativa del riesgo en relación con la dosis y por tanto no permiten establecer relaciones causales o putativas. Algunos otros inconvenientes son: 1) 2) 3) 4) 5) Falacia ecológica: Es un error que consiste en atribuir características de grupo al individuo. No se considera el grado de exposición individual y dado que ésta no suele ser homogénea las inferencias causales se limitan. La asociación exposición-efecto se realiza por las características grupales, no individuales. Multicausalidad: En una misma población es difícil separar los efectos procedentes de la exposición a dos o más agentes. Ausencia de información individual. Muchos datos individuales (ocupación laboral, dieta, hábitos) no están disponibles cuando están agregados en la población. Ambigüedad temporal: A menudo no se puede determinar si la exposición precede a la enfermedad. En los estudios de tendencias es difícil de separar las influencias de cambios en un intervalo corto de tiempo de las influencias de un intervalo grande de tiempo. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 89 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Estudio de cohortes. Cuando se presta especial atención al seguimiento en el tiempo de un grupo poblacional conocido y definido por su edad, residencia, exposición, etc., el estudio se denomina de cohortes. Casos y controles. La exposición de los casos de estudio se compara con la de sujetos control. No se conoce o no se puede definir con precisión la población de la que proceden los casos y la exposición hace referencia a acontecimientos pasados. Posee características metodológicas específicas que se explican en el anexo. Estudios de “cluster” o agrupamientos. En ocasiones el objeto del estudio es verificar si la agregación esporádica temporal o geográfica de unos pocos casos con una pretendida vinculación causal común no se explica por el azar. Su capacidad inferencial se reduce a la generación de hipótesis que deben ser verificadas con otros diseños. En estos estudios las variables de interés son aquellas que definen a la población objeto de estudio o de comparación (población estándar) según ámbito geográfico y/o temporal (período) concreto. La variable de resultado expresa la enfermedad o característica sanitaria que se pretende analizar. En general se trata de la incidencia de cáncer (aparición de nuevos casos en una población dada en un período de tiempo prefijado) y mortalidad por cáncer. Interesa conocer el factor de exposición para poder establecer su relación con el efecto. Idealmente sería la exposición individual mediante dosimetría pero en los estudios epidemiológicos esto es infrecuente y se utiliza una estimación agregada del conjunto de la población o bien se utiliza indirectamente áreas geográficas de residencia o bien solo la simple distancia como indicador de exposición. El ideal sería un tipo de estudio basado en: 1) una estimación exacta de la dosis individual recibida, preferiblemente sobre el órgano de interés: 2) que contenga una cantidad numerosa de individuos expuestos en el rango de dosis a estudiar; 3) con un seguimiento suficientemente prolongado como para incluir un número conveniente de casos de la enfermedad ; 4) siendo el seguimiento completo y sin sesgos. A) Estudios poblacionales en distintos países Se han realizado muchos estudios en diferentes países sobre poblaciones que viven en el entorno de instalaciones nucleares. La mayoría define la exposición por la distancia a la instalación. Muy pocos utilizan mediciones dosimétricas específicas en el entorno o definen la naturaleza de la radiación. Ninguno presenta estimaciones individuales de dosis recibida. La mayoría también utiliza como medida del efecto la incidencia de cáncer y sólo algunos la tasa de mortalidad específica. 90 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Aunque algunos estudios informan sobre un incremento en la ocurrencia de cánceres que pudiera estar en relación con la exposición ambiental a radiaciones, ninguno aporta una estimación cuantitativa directa del riesgo en relación con la dosis de radiación. Los estudios en cercanías de instalaciones nucleares tienen como principal problema el escaso número de cánceres o leucemias que se investigan por lo que además les resta potencia estadística. Por ello, desde el año 1990, se han venido abordando estudios de mayor envergadura en un intento de tener una base estadística más amplia. En EEUU han sido realizados varios estudios. El más extenso de todos (tanto en EEUU como en el resto del mundo) (151) abarca 62 instalaciones, a lo largo de 35 años, e incluye 900.000 casos de cáncer, de ellos 37.500 leucemias. Compara la incidencia en la demarcación geográfica de la instalación nuclear con otras tres demarcaciones de control. La conclusión principal es que no se demuestra un aumento de cáncer o leucemia en las poblaciones que viven alrededor de las instalaciones nucleares. Para la leucemia infantil (grupo de edad de 0 a 10 años) tampoco se constata un riesgo aumentado. Sólo en un lugar se observa un aumento del riesgo de leucemia en este grupo de edad pero ya lo estaba antes del inicio de actividad de la instalación nuclear, (en el grupo usado como control para esta zona, la incidencia de leucemia era anormalmente baja). Un estudio discrepante es el de Mangano (152). Este estudio determinó la incidencia de cáncer en menores de 10 años que vivían en un radio de 30 millas (48 kilómetros) alrededor de cada una de las 14 plantas nucleares del Este de los Estados Unidos (49 provincias con una población de 16,8 millones) ofreciendo cifras que exceden la media nacional. La tasa de incidencia fue de 12.10 casos observados frente a 10.80 por 100.000 casos esperados. El exceso de 12.4 % de riesgo sugiere que 1 de cada 9 cánceres entre los niños que residen cerca de reactores nucleares puede asociarse a la emisión de radioactividad. Según este estudio la mortalidad infantil por cáncer excede el promedio nacional en 7 de las 14 áreas estudiadas. No aporta datos dosimétricos de ningún tipo. El incremento de todos los tipos de cáncer en la infancia visto en este estudio no tiene precedente ni se reproduce en ningún otro estudio publicado en el mundo hasta la fecha. Francia es otro país con una gran producción nuclear que también ha estudiado el tema en profundidad. Son de especial interés dos estudios. El primero (153) sobre 6 instalaciones en un periodo de 30 años, estudió la mortalidad por cáncer usando para ello más de 3000 casos de cáncer, entre ellos 58 leucemias. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los casos y los controles. El segundo (154) realizado en 1995 sobre 13 instalaciones abarcó el período 1968-89. Estudió zonas a menos de 5 Km, entre 5-10, 10-13, y 13-16 Km alrededor de las instalaciones, el grupo de edad entre 0 y 24 años y analizó leucemias (69 casos) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 91 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE exclusivamente. Al igual que en el estudio anterior, no se encontró un aumento de riesgo estadísticamente significativo para la población que vive en la proximidad de las instalaciones nucleares. Un estudio específico sobre leucemia infantil en las proximidades de centrales nucleares (155) analiza los casos de esta enfermedad en un radio de 20 km alrededor de 29 instalaciones nucleares francesas. Se localizan 670 casos cuando lo esperado era 729. Tampoco se encuentran tasas elevadas utilizando radios de cercanía distintos (entre 0 y 5 km, 5 y10, 10 a 15 y 15 a 20 km). Los autores concluyen que no se encuentra evidencia de un incremento generalizado del riesgo de leucemia alrededor de las centrales francesas estudiadas. Un nuevo análisis (156) que toma en cuenta la distribución de los escapes gaseosos, confirma que no hay evidencia de aumento de esta enfermedad alrededor de las centrales nucleares francesas, 750 casos observados por 705.01 esperados. En ninguna de las cinco zonas delimitadas por las dosis estimadas la Razón de Incidencia estandarizada (SIR) fue mayor de 1. Una extensión de estos estudios en respuesta al estudio alemán de 2008 (ver más adelante) no ha encontrado un riesgo aumentado entre menores de 5 años ni una relación con la distancia a la central nuclear (157). En el Reino Unido se han llevado a cabo dos estudios importantes sobre leucemia infantil. El primero (158) en Inglaterra y Gales, sobre 23 instalaciones nucleares y las poblaciones que viven en un radio de 25 Km. Se analizaron 11.283 casos de leucemia y linfoma no-Hodgkin en niños menores de 15 años, en el período 1966-87. Aparte del caso de Sellafield ya conocido (ver más adelante), sólo la población de Burghfield mostró un aumento en el riesgo de leucemia. Los autores desestiman este resultado porque los niveles de emisiones radiactivas son menores que en otro grupo de instalaciones en los que no se encuentran riesgos de leucemia aumentados. Analizando aparte las centrales nucleares de generación eléctrica (8 centrales) no se encuentran en sus alrededores riesgos de leucemia aumentados (480 casos observados frente a 490 esperados). El segundo (159) se realizó en Escocia, usando métodos iguales al anterior excepto que el período en estudio era de 1968 a 1993. Sobre 1287 casos de leucemia, no se detectaron riesgos aumentados, excepto el ya citado de la central de reprocesamiento de Dounreay. En cuanto a otras patologías, se ha estudiado la incidencia de tumores cerebrales y otros tumores en niños cerca de las centrales nucleares de Escocia (160). Se estudiaron 7 localizaciones, incluyendo Dounreay (central de reprocesamiento). Solo se encontró un aumento de tumores cerebrales en el astillero de Rosyth que los autores achacan a un aumento ya conocido de tumores cerebrales en esa parte del país. En general no se encontró evidencia de un aumento de riesgo en tumores cerebrales, otros tumores sólidos ni de enfermedad de Hodgkin en los 20 años de estudio. 92 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE El undécimo informe COMARE (150) ratifica los datos del décimo informe de 2005 (149), sobre un estudio de 32.000 casos de cáncer infantil en Gran Bretaña durante los años 1960-1993. En el caso de la leucemia y el linfoma no Hodgkin, se analizaron 12415 casos en menores de 15 años. En un radio de 25 Km alrededor de las centrales generadoras de energía eléctrica no se encontró un aumento del riesgo. Persisten algunos aumentos de riesgo en zonas cercanas a otro tipo de instalaciones nucleares (reprocesamiento, armas, etc.) aunque se discute su relación con la radiación ionizante. En el caso de tumores sólidos, se analizan 19908 casos. Tampoco se observa un riesgo elevado en las cercanías de centrales de generación; persiste un cierto aumento cerca de otro tipo de instalaciones nucleares que pueden tener distintas explicaciones exceptuando el caso de Seascale cerca de Sellafield así como en Rosyth donde debería hacerse una investigación más exhaustiva. En sus conclusiones los autores señalan: “Podemos por tanto decir bastante categóricamente que en este extenso estudio no hay evidencia de que vivir en un radio de 25 Km de una central nuclear de generación eléctrica se asocie con aumento en el riesgo de cáncer”. Por lo tanto no hay base científica para la hipótesis de que las descargas radiactivas sean una causa en general de los cánceres infantiles en el Reino Unido. Como respuesta al estudio alemán de 2008 (ver más adelante) se ha hecho un análisis entre menores de 5 años residentes a diferentes distancias de las centrales eléctricas, sin encontrarse un riesgo aumentado como en Alemania (161). En Alemania se han llevado a cabo dos tipos de estudios. Unos sobre el “cluster” encontrado cerca de la central de Krümmel (reactor de agua en ebullición) y en el que se sigue trabajando (ver estudios tipo “clusters”). Otro tipo de estudios son los que han analizado globalmente las poblaciones cercanas a las centrales nucleares y que han abarcado 979 casos de leucemia en el período 1980-95 (162). La conclusión de este estudio es que ni las leucemias ni otros cánceres son más frecuentes en las poblaciones situadas cerca de las centrales que en las poblaciones alejadas de las mismas. Datos discrepantes aporta otro reciente estudio, the KiKK study (163), que con un diseño de casos y controles apareado examina la relación entre la distancia de la residencia en el momento del diagnóstico a una central nuclear y el riesgo de cáncer en la infancia. Los casos, 1592, proceden del registro alemán de tumores de la infancia y los controles, 4735, por selección geográfica aleatoria. La “Odds ratio” estimada para todos los tipos de cáncer es de 1.47 (intervalo de confianza, límite inferior de 1.16); este resultado se debe principalmente a las leucemias. Otro estudio analiza los resultados de las leucemias en mayor detalle (164); los resultados muestran un aumento en el riesgo de leucemia para los niños menores de 5 años y ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 93 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE que viven en un radio inferior a 5 Km (OR de 2,19 con un límite inferior del intervalo de confianza al 95% de 1,51 basado en 37 casos). Dadas las limitaciones de este tipo de diseños los autores concluyen que no pueden excluir el que los datos se deban a factores de confusión no esclarecidos o puro azar. Es importante remarcar que la Comisión de Protección Radiológica de Alemania (http://www.ssk.de) indica que las emisiones de radioactividad emitidas por las centrales nucleares implicadas y las atribuidas a exposición médica representarían ente 1000 y 100.000 veces menos que la exposición natural en esta población. Dado que este hecho anularía la plausibilidad causal del estudio concluye la citada Comisión que el estudio no es el apropiado para la establecer una correlación con la exposición a la radiación de las centrales nucleares. Todas las circunstancias radioecológicas y de riesgo revisadas en el estudio indican que la exposición a las radiaciones ionizantes causada por las centrales nucleares no pueden explicar los datos observados en el estudio. En España se han publicado dos estudios. En el primero (165), los resultados del estudio están en consonancia con los realizados en otros países como EE.UU., Francia, Inglaterra o Alemania. Efectivamente, el estudio español no encuentra tasas estandarizadas de mortalidad ni riesgos relativos significativamente aumentados para distintos cánceres hematológicos en el conjunto de las poblaciones que viven en un radio de 0 -30 Km de las centrales nucleares españolas o de las instalaciones de combustible nuclear de nuestro país. En las proximidades de dos instalaciones se detectan riesgos relativos aumentados para dos patologías puntuales. Es el caso del mieloma en Zorita y de leucemia en Andujar. En ninguna otra instalación nuclear se muestran riesgos relativos estadísticamente significativos. Es singular el dato sobre el mieloma ya que se debate si es un tumor radioinducido. El segundo estudio, de los mismos autores, se refiere a tumores sólidos (166) y no encuentra un exceso de cáncer en cercanías de centrales nucleares; para las instalaciones del ciclo de combustible encuentran riesgos ligeramente aumentados para cáncer de pulmón y de riñón. Los autores señalan la importancia de contar con dosimetrías en futuros estudios especialmente en las áreas en las que las instalaciones nucleares han estado funcionando más tiempo. En el año 2006 se ha aprobado la realización de un nuevo estudio epidemiológico en los alrededores de estas centrales. B) Estudios tipo “cluster” Dos de los “clusters” (agrupamiento temporo-espacial de casos) más importantes se han descrito en las proximidades de dos instalaciones de reprocesamiento de combustible nuclear en el Reino Unido, en Sellafield (4 casos de leucemia observados frente a 0,25 esperados) (159) 94 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE y en Dounreay (6 casos observados frente a 0,51 esperados) (167). En el primero de ellos, un estudio epidemiológico (168) sugirió que podría estar relacionado con la exposición a radiación ionizante en los padres durante los meses previos a la concepción del niño que luego desarrolló leucemia. Un estudio epidemiológico en Dounreay (169) determinó, al contrario que en Sellafield, que la exposición paterna no tenía relación con la incidencia de leucemia. Similares conclusiones han alcanzado otros en West Berkshire (170), Escocia (171) y en Ontario, Canadá (172). La polémica continúa por algún nuevo estudio que ha vuelto a poner en tela de juicio la inocuidad de las muy altas dosis de radiación en los padres de niños con leucemia (173) pero, por diferentes consideraciones epidemiológicas y genéticas, en la actualidad no se considera que éste pudiera ser el mecanismo que explique el exceso de cáncer. Un último “cluster” se ha descrito en 1987 en las cercanías de la fábrica de armas nucleares de Aldermaston y Burghfield (158) pero al estudiar diferentes períodos y áreas geográficas la evidencia se debilitó mucho. Una revisión de los estudios epidemiológicos realizados sobre instalaciones nucleares del Reino Unido, concluyó (16), que aunque efectivamente se apreciaban estos “clusters”, la exposición a radiación tanto externa como interna, por inhalación o ingestión era demasiado pequeña como para ser la causante. El estudio epidemiológico sobre cáncer en hijos de trabajadores de centrales nucleares del Reino Unido ha concluido (174) que los hijos de estos trabajadores no tienen un riesgo aumentado de cáncer. Los autores consideran tal y como se ha apuntado más arriba que lo más probable es que la explicación a ésa observación haya que buscarla en aspectos diferentes al de la radiación. Se ha descrito otro “cluster” (175) en las proximidades de un reactor de agua en ebullición en Alemania (Krümmel) y de una instalación nuclear de investigación. En la comunidad de Elbmarsch, en un radio de 10 Km de la central se descubrieron 9 casos de leucemia entre los 1990-96 cuando lo esperado era 2,7 casos (176). Con posterioridad el número de casos ha aumentado hasta 14 en un radio de 5 Km de la instalación (177) y para el período 1990-2005 haciendo de este “cluster” el mayor de todos los analizados hasta el momento. Al igual que en el Reino Unido, la exposición de la población (valorada con un contador de cuerpo entero) y los análisis de productos de fisión en los alrededores de la central, no revelaron una exposición fuera de lo normal. En la actualidad continúa la investigación concentrándose en la posibilidad de escapes o emisiones radiactivas por encima de lo normal de forma aislada y además ampliando el estudio a leucemias del adulto. En Francia se ha informado de un “cluster” en la zona próxima a la central de reprocesamiento de La Hague. Cuatro estudios previos realizados en esta misma zona no habían mostrado riesgos de leucemia aumentados (en cuatro estudios entre los años 1989 y 1995, los ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 95 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE riegos oscilaban entre 0,4 y 2,5 sin ser ninguno estadísticamente significativo). En 1995 (178) se observó un exceso de casos de leucemia (basado en cuatro casos) en la zona de 10 Km de la central, que aunque no era estadísticamente significativo se consideró que debía investigarse en profundidad. En 1997, un estudio caso-control sobre 27 casos de leucemia (179) en esta zona mostró algunos factores de riesgo en relación con la leucemia, tales como el uso de las playas de la zona por parte de los niños y/o las madres (durante el embarazo) y el consumo de pescado local. El estudio fue criticado por el reducido tamaño de la muestra analizada, algunos sesgos y por la interpretación de los autores que no parecía corresponderse con los resultados reales. Dos nuevos estudios se publicaron con posterioridad. Se creó un nuevo registro de casos de cáncer a nivel local y se vio que entre 1993 y 1996 no aparecieron nuevos casos de cáncer en un radio de 10 Km de la central (180). El último estudio publicado extiende el tiempo de seguimiento de las leucemias hasta el año 1998 (181); los autores todavía observan un ligero exceso de leucemia en la población. Otros estudios realizados al mismo tiempo analizaron los efluentes y emisiones de la central (y otras próximas) así como los niveles de radiación ambiental en la zona. La conclusión fue que era muy poco probable que la radiación proveniente de las centrales nucleares locales contribuyera de forma importante al exceso de leucemia observado. Un nuevo estudio (182) da fuerza a las hipótesis demográficas, en concreto la “mezcla poblacional” y una causa infecciosa para el origen de las leucemias. En España se ha publicado un pequeño estudio (183) sobre riesgo de cáncer en la proximidad de dos centrales nucleares, Zorita y Trillo. Es un estudio tipo caso-control sobre poblaciones que viven en tres áreas definidas por su distancia a la central nuclear: entre 0 y 10 Km de la central, 10-20 Km y 20-30 Km. Los resultados muestran una tendencia a aumentar el riesgo de cáncer radioinducible en las poblaciones según nos acercamos a la central; este riesgo se considera significativo en Trillo pero no en Zorita. En el caso de Trillo también se encuentra un riesgo de cáncer radioinducible, pequeño pero estadísticamente significativo, en la zona más próxima a la central de Trillo. Los resultados se ofrecen globalmente para todos los cánceres radioinducibles. No se individualiza ni el riesgo ni la frecuencia según tipo de cáncer para casos y controles. Se incluyen el de pulmón y el de vejiga (son los dos más frecuentes, 28% del grupo de todos los cánceres radioinducibles), dos tipos de cáncer relacionados con la exposición al tabaco pero la exposición a este agente no se ha tenido en cuenta en el estudio. También en este grupo se incluye el cáncer de piel sin tener en cuenta que en la población eminentemente agrícola de la zona la exposición solar puede ser importante. Tampoco se tienen en cuenta otras exposiciones laborales que pudieran ser importantes en la génesis de otros tipos de cáncer. El estudio no hace mención alguna al riesgo específico de leucemia puesto que solo se contabilizan 21 casos de esta enfermedad en el entorno de Trillo y Zorita. 96 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Los autores del estudio no encuentran una relación entre dosis y cáncer cuando se usa la dosimetría disponible en el Consejo de Seguridad Nuclear, por lo que se especula con la posibilidad de que el efecto sea debido a irradiación interna por incorporación de radionucleidos y los autores advierten de las limitaciones del estudio al interpretar los datos. Vistas estas limitaciones este estudio solo puede considerarse como preliminar y pendiente de confirmarse mediante un adecuado control de diferentes variables, un análisis más específico de los cánceres de interés (en especial la leucemia), una comparación con la mortalidad por distintos tipos de cáncer en la provincia y un seguimiento a lo largo de los próximos años. Otros estudios. Se han llevado a cabo otras investigaciones en el entorno de otras instalaciones nucleares en California, Colorado (Rocky Flats), Washington (Hanford), Tennessee (Oak Ridge), que no han evidenciado un exceso en la incidencia o mortalidad por leucemia en estas zonas (184-186). Entre 1982 y 1984 se registró un exceso de leucemias alrededor de la central nuclear de Pilgrim en Massachusetts, pero durante 1985-86 se registraron menos casos de los esperados (187, 188). En otros países como Israel (Central de Dimona) (189) o Francia (190) no se han visto excesos de cáncer. Consideraciones sobre la aparición de “clusters” o agrupamientos El problema de la aparición de los “clusters” o agrupamientos de casos de cáncer o leucemia se da en muchos sitios y como ilustración es interesante decir que también se ha visto excesos de casos de leucemia en sitios donde se pensaba instalar centrales nucleares (158, 191). En algunos casos como Cambuslang en Escocia y Sittensen en Alemania estos agrupamientos alcanzaban significación estadística (192, 193). En relación a estos agrupamientos, es importante señalar un estudio europeo (194) que ha analizado 13.351 casos de leucemia diagnosticados entre 1980 y 1989, en 17 países y que estaban referidos a 26425 zonas geográficas concretas. Se analizó si los agrupamientos estaban asociados a ciertas variables demográficas y/o proximidad a ciertos agentes tóxicos medioambientales. Se vio que los agrupamientos estaban relacionados con la densidad poblacional y otras características demográficas que podrían indicar variaciones en la exposición a agentes infecciosos (ver más adelante). No se apreció una relación entre los agrupamientos y el hecho de vivir cerca de instalaciones nucleares. Las investigaciones realizadas, sobre todo en el Reino Unido, para intentar explicar los “clusters” o agrupamientos de casos de leucemia en los alrededores de algunas instalaciones nucleares han revisado diferentes hipótesis. La más verosímil y argumentada de ellas, originalmente propuesta en el año 1988 (195) propone un origen causal infeccioso de las leucemias. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 97 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Según esta hipótesis, conocida como “mezcla poblacional”, la leucemia sería una respuesta anómala del organismo a una infección contra la cual no tiene defensas adecuadas. El hecho de que el pico de máxima incidencia de leucemia infantil suceda alrededor de los tres años (que es la edad a la que muchos niños empiezan a ir a guarderías y, por tanto, empiezan a estar expuestos a nuevos agentes infecciosos) apoyaría indirectamente esta teoría. El nombre de “mezcla poblacional” viene de que, cuando se mezclan dos o más grupos de población como resultado del desplazamiento de personas desde diferentes áreas geográficas, se juntan personas portadoras de distintos tipos de infecciones y con diferentes susceptibilidades a las mismas, produciéndose epidemias de algunas infecciones; la leucemia podría ser una respuesta anormal a las mismas. Esta teoría infecciosa predice que, una vez inmunizada la población (después de la epidemia), se registrarán menos casos de leucemia en los siguientes años, algo que también se ha observado en algunas zonas estudiadas. Varios estudios a lo largo de los últimos años han mostrado que esta teoría puede explicar el aumento de la incidencia de leucemia en zonas del Reino Unido y Francia (196, 197) donde se habían mezclado poblaciones rurales con urbanas, por ejemplo en ciudades donde se han llevado a cabo grandes proyectos de construcción o en áreas rurales a donde se desplazó la gente durante la Segunda Guerra Mundial. Un estudio ha demostrado (198) que dicha teoría puede explicar el exceso de casos de leucemia en los alrededores de la planta de reprocesamiento de combustible nuclear de Sellafield. Según los autores del último estudio realizado en Sellafield, puesto que el riesgo de contraer leucemia aumenta cuando se mezclan poblaciones distintas, “cualquier investigación sobre la causa de esta enfermedad en niños debe ajustarse para [tomar en cuenta] esta mezcla poblacional, ya que sus efectos podrían enmascarar los de cualquier otra exposición”. Según el prestigioso epidemiólogo Sir Richard Doll, una vez analizado este último estudio, “ha llegado el momento en que la hipótesis de la mezcla poblacional como una causa de leucemia linfoblástica infantil debe considerarse como establecida” (199). En apoyo de esta teoría un nuevo estudio del Grupo Inglés sobre Cáncer en la Infancia (200) concluye que una menor exposición a infecciones en los primeros meses de vida aumenta el riesgo de leucemia linfoblástica aguda. La exposición a infecciones durante un período crítico haría que la respuesta ante futuras infecciones sea la adecuada La tabla 25 muestra de forma resumida los estudios que incluyen varias centrales e instalaciones nucleares, sobre el riesgo de leucemia infantil (que ha sido la patología más estudiada) en distintos países. La tabla 26 detalla otros estudios hechos en instalaciones nucleares individuales o sobre tumores distintos de las leucemias. 98 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EE.UU. (Jablon (151) 1991) Mortalidad Todas las próximas a los 62 Mortalidad reactores de EE.UU. 15 Centrales eléctricas y 8 posibles emplazamientos 107 condados 16 km 14 localidades Área del estudio Reino Unido (Cook Mazafari (191) 1989) Mortalidad Tipo de estudio 16 km 6 Centrales de generación eléctrica Nº y tipo de instalaciones Reino Unido 14 Centrales (Forman eléctricas y otras Mortalidad (202) 1987) instalaciones Reino Unido (Baron (201) 1984) País (Autor y año de publicación) 0-9 0-24 0-24 0-14 Edad 1950-84 1969.78 1959-80 1963-79 Período estudiado Riesgo Relativo global 2 Riesgo global, 1,5. Sin cambios comparando el año de inicio de operaciones con 5-10 años después Conclusiones 1/3 1390 / 1376,2 No exceso significativo. Sin diferencias entre antes del comienzo de operación y después. Exceso significativo en un solo sitio pero que ya existía antes de instalar la central. 635 y 189 en Exceso de mortalidad del los posibles 15% alrededor de las emplazamientos instalaciones, similar al No se dan exceso en los posibles casos emplazamientos esperados 44 / 39,2 33 / 21,9 Casos (Leucemias) observados / esperados Tabla 25. Estudios de leucemia infantil en diferentes países (n.d.: no se dan casos esperados) EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 99 100 14 Centrales 6 Centrales eléctricasde generación eléctrica Otras instalaciones Nº y tipo de instalaciones ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Canada (McLaughlin (172) 1993) EE.UU. Alemania (Jablon (151) (Mohner 1991) (204) 1993) Alemania (Grosche (193) 1992) Reino Unido Alemania (Cook (Michaelis (203) Mazafari 1992) (191) 1989) Incidencia Mortalidad Otras instalaciones 5 Centrales eléctricas Mortalidad 5 Centrales eléctricas y Incidencia otras instalaciones Todas las 3 Centrales próximas a los 62 Mortalidad eléctricasde y reactores Incidencia otras EE.UU. instalaciones 20 Centrales Centrales 15 eléctricas yy 8 6 eléctricas posibles posibles emplazamientos emplazamientos Área del estudio 25 km 107 condados 15 km 10 km 15 km km 16 16 16 km km 14 Mortalidad Incidencia localidades 16 km Tipo de estudio 6 Centrales Reino Unido 14 Centrales Francia (Hill eléctricas eléctricas y (Forman y otras Mortalidad Mortalidad (153) (202) 1992) otras 1987) instalaciones instalaciones Reino Unido (Baron (Goldsmith (201) 1984) (186) 1992 País (Autor y año de publicación) 0-14 0-9 0-14 0-14 0-14 0-24 0-24 0-24 0-14 0-9 Edad 1964-86 1950-87 1950-84 1979-88 1983-89 1980-90 1969.78 1959-80 1968-87 1963-79 1971-80 Período estudiado Riesgo Relativo global 2 No exceso significativo Riesgo global, 1,5. Sin No exceso alrededor de cambios comparando centrales eléctricas. el año de inicio de operaciones con 5-10 Exceso significativo años después alrededor de Sellafield Conclusiones 2/3 95 / 88,8 54 / 46,1 No exceso significativo 635 y 189 en Exceso de mortalidad del No riesgo significativo los posibles 15% alrededor de las excepto para niños de 0-4 emplazamientos 274 / 294,6 instalaciones, similar al años viviendo en un radio No se dan exceso de en 5los posibles km casos emplazamientos esperados No riesgo significativo No exceso significativo. 16 / 11,4 excepto alrededor de una Sin diferencias central entre antes del comienzo de operación y después. 1390 / 1376,2 Exceso significativo en un 19 / 15,1 No exceso de riesgo solo sitio pero que ya existía antes de instalar la central. 44 47 // 39,2 54,6 173 / 137,4 33 / 21,9 27 / 27,4 Casos (Leucemias) observados / esperados Tabla 25. Estudios de leucemia infantil en diferentes países (n.d.: no se dan casos esperados) EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE (193) Incidencia Incidencia 6 Centrales eléctricas y otras instalaciones 6 Centrales eléctricas y otras instalaciones Escocia (Sharp (159) 1996) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 25 km 15 km 0-14 0-14 0-14 1968-93 1983-92 1980-90 399 / 410,9 65 / 70 656 / n.d. 33 / 31,1 Alemania (Van Santen (208) 1995) Suecia 1973-87 Incidencia 0-14 4 Centrales eléctricas 18 municipios Suecia (Waller (207) 1995) Mortalidad 1968-89 18 Centrales eléctricas 0-24 3694 / 3726,6 95 / 88,8 54 / 46,1 19 / 15,1 Japon (Iwasaki (206) 1995) 16 km 1966-87 1964-86 1950-87 1979-88 69 / 86,2 Mortalidad 0-14 0-14 0-14 13 Centrales eléctricas y otras instalaciones 25 km 25 km 15 km Francia (Hattchouel (154, 205) 1995) Incidencia Mortalidad Incidencia 406 / 397,4 23 Centrales eléctricas Otras instalaciones 5 Centrales eléctricas otras instalaciones 3 Centrales eléctricas y otras instalaciones 6 posibles emplazamientos Reino Unido (Bithell (158) 1994) Canada (McLaughlin (172) 1993) Alemania (Mohner (204) 1993) 1992) No exceso significativo, excepto alrededor de Dounreay No exceso significativo Riesgo de Leucemia más alto cerca de las centrales. No exceso significativo No exceso significativo No exceso significativo, excepto alrededor de Sellafield, Burghfield No exceso significativo No exceso de riesgo central EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 101 102 Área del estudio 16 km 15 km 5 Centrales eléctricas EE.UU. (Mangano (152) 2003) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Francia (WhiteKoning (155) 2004) 29 Centrales eléctricas y otras instalaciones Incidencia 20 km Todas las EE.UU. próximas a los 62 107 (Jablon Mortalidad Japon reactores de condados 20 Centrales 20 (151) (Yoshimoto 1991) Mortalidad eléctricas municipios EE.UU. (209) 2004) 49 condados Incidencia en Pensilvania Mortalidad Mortalidad 15 Centrales 12 Centrales eléctricas y 8 eléctricas y posibles otras emplazamientos instalaciones Reino Unido España (Cook (Lopez Mazafari Abente (191) 1989) (165) 1999) 14 Mortalidad Incidencia localidades 15 km Tipo de estudio 16 km 15 km Centralesde 6 3Centrales eléctricas generacióny otras eléctrica instalaciones Nº y tipo de instalaciones Reino Unido 14 Centrales 20 Centrales (Forman eléctricas y otras Mortalidad Alemania eléctricas y (202) 1987) instalaciones (Kaatsch Incidencia otras (164) 2008) instalaciones Alemania Reino Unido del Este (Baron (201) (Kaletsch 1984) (162) 1997) País (Autor y año de publicación) 0-14 0-9 0-24 0-14 0-9 0-24 0-24 0-24 0-14 0-14 Edad 19901998 1950-84 1972-97 1988-97 1969.78 1975-93 1980-95 1959-80 1991-95 1963-79 1991-95 Período estudiado No exceso significativo Riesgo global, 1,5. Sin cambios comparando el año de inicio de No exceso significativo operaciones con 5-10 años después Conclusiones 3/3 Riesgo Relativo global 2 No riesgo significativo excepto para niños de 0-4 461 / 456,4 años viviendo en un radio 635 y 189 en demortalidad 5 km Exceso de del los posibles 15% alrededor de las emplazamientos instalaciones, similar al 25 se / 19,6 No exceso significativo No dan exceso en los posibles casos emplazamientos esperados Exceso del 11% No exceso significativo. 482 / n.d. comparado con tasas Sin diferencias nacionalesentre antes del comienzo de operación y después. 1390 / 1376,2 No diferencias 84 / n.d Exceso significativo en un significativas con 54 / n.d. solo sitio pero que ya municipios control existía antes de instalar la central. No exceso significativo, ni 670 / 729,1 tendencia a aumentar con la distancia 44 / 39,2 182 178,4 33 19/ /21,9 21 Casos (Leucemias) observados / esperados Tabla 25. Estudios de leucemia infantil en diferentes países (n.d.: no se dan casos esperados) EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 16 Centrales eléctricas 29 centrales eléctricas 13 centrales eléctricas Alemania (Kaatsch (164) 2008) Francia (Laurier (157) 2008) Reino Unido (Bithell (158) 2008) Mundial (Baker (210) 2007) Incidencia 23 Centrales eléctricas y otras instalaciones Francia (Evrard (156) 2006) 40 km 25 km 136 instalaciones Incidencia nucleares Mortalidad Incidencia Incidencia <16, <35 0-50 km 0-20 km Distancia Incidencia máxima 80 km Incidencia 13 centrales eléctricas y 15 instalaciones Reino Unido (149) 2005 0,9,25 0-4 0-4 0-4 0-14 0-15 -- 1969-04 1990-98 1980-03 19902001 1969-93 18 / 14,58 en < 5 km y 1599 / 1655,18 en < 50 km Riesgo aumentado sin causalidad confirmada No riesgo aumentado en < 5km (SIR 1,23 ic95% 0,73-1,95) ni tendencia a aumentar con la distancia 5 / 5,2 en < 5 km y 114 / 108,1 en < 20 km -- No riesgo significativo (SIR 0,96) en radio de 5 km, y 1,03 en radio de 20 km. ni tendencia a aumentar con la distancia 593 / n.d. No exceso significativo, ni asociación con efluentes gaseosos Exceso global de 1,33 en un radio de 10 km y de 2,19 en 5 km. Tendencia significativa a aumentar con distancia aun después de excluir la central de Kruemmel 750 / 795 2638 / 3188 No exceso cerca de centrales. Agrupamientos cerca de otras instalaciones. EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 103 104 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Incidencia Incidencia Incidencia Black (212) 1994 Black (213) 1994 Viel (178) 1995 Hoffman Mortalidad incidencia Viel (211) 1993 Hattchouel (205) 1996 Incidencia INCIDENCIA/ MORTALIDAD Sofer (189) 1991 ESTUDIO AÑOS Menores de 25 años que viven cerca de la 1978central de 92 reprocesamiento de La Hague Francia Entorno de 13 1968centrales en 89 Francia (16km) Entorno central 1990- Distancia a la Distancia a la central Distancia a la central Distancia Leucemia y linfoma No Hodgkin 196891 Niños y adultos jóvenes en Dounreay Leucemia Cáncer 0 – 64 años Leucemia 0-24 años Leucemia Leucemia ENFERMEDAD Cáncer; 18 tipos específicos Distancia a la central de Neguev DOSIMETRÍA Entorno de La Distancia a la Hague. Nord 1978instalación de Cotentin. 90 reprocesamiento Francia de combustible (35 Km) Residentes en la Medidas 1975bahía de rutinarias de 90 Dalgety, escocia monitorización Niños y adultos jóvenes que 1960viven cerca de 85 una central nuclear en Israel POBLACIÓN 5036 25 12 en la zona más cercana 211 en total 23 192 Nº CASOS RESULTADOS 1/2 No exceso de riesgo Agrupamiento de casos localizadas cerca de la central Ninguna evidencia de aumento sobre lo esperado. Evidencia de aumento comparado con lo esperado en la zona más cercana No exceso de riesgo Ningún aumento en general. Cierto aumento con el paso del tiempo entre los 09 años en Neguev occidental. Aumento en chicas de 0-4 años entre 1970-79 Tabla 26. Otros estudios de riesgo de cáncer en el entorno de instalaciones nucleares EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Incidencia Incidencia Incidencia Incidencia mortalidad Bouges (190) 1999 Grosche (176) 1999 Grosche (176) 1999 Laurier (215) 2000 LopezAbente (166) 2001 Incidencia Guizard (180) 1998 Incidencia Incidencia Pobel (179) 1997 Gulis (214) 1998 Ambos Hoffman (175) 1997 199096 Entorno central de Krümel (10 Km) Alemania Entorno de 1991Savannah River 95 (instalación de combustible) EEUU Región de Nord 1978Cotentin, 4 IN 96 (10Km) Francia Entorno de 4 Centrales eléctricas y 4 del 1975ciclo del 93 combustible (030 Km vs 50100 km) Menores de 25 años que viven Distancia a la 1985instalación de 95 reprocesamiento Entorno de Marcoule (35 km) Francia ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Distancia a la central e instalaciones Distancia a la instalación Distancia a la central (estimaciones emisiones de tritio) Distancia a la central 198695 Distancia a la central zonas 030 km Distancia a la instalación Distancia a la instalación Distancia a la central Residentes de Trnava, Eslovaquia Francia (16km) Entorno central 1990de Krümel 95 (5Km) Alemania Entorno de Nord Cotentin. 1978Francia 93 (35 Km) Entorno de Nord Cotentin. 1993Francia 96 (35 Km) 63 Leucemia aguda, linfomas y c. Tiroides en < 15 a. Mortalidad por tumores sólidos Leucemia 0-24 años 12.245 4 casos. 9 (registro Leucemia < 15 alemán años de cáncer infantil) Leucemia < 15 41 años (Registro regional de cáncer) ¿ 8 27 6 13 tipos de cáncer Leucemia 0-24 años Leucemia Mortalidad en <15 años Factores asociados a Leucemia infantil 105 Aumento sobre lo No explica el riesgo observado en esa población. No exceso de riesgo cerca de centrales. Exceso de riesgo de cáncer de pulmón y riñón cerca de instalaciones de ciclo combustible. No exceso de riesgo Riesgo aumentado No exceso de riesgo Sugiere aumento en la incidencia conforme se acerca a la central No exceso de riesgo Alguna evidencia causal Exceso inexplicable EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 106 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA Mortalidad incidencia Hattchouel Boice (216) 2003 incidencia Incidencia (182) Incidencia Viel (178) 1995 2002 Black (213) 1994 Boutou Black (212) 1994 Guizard Viel (181) (211) 2001 1993 LopezAbente Sofer (166) (189) 2001 1991 Laurier ESTUDIO (215) 2000 Entorno a 2 instalaciones de combustible Niños y adultos jóvenes en Nord Cotentin, Dounreay Francia Menores de 25 años que viven cerca de la central de reprocesamiento de La Hague Francia Entorno de 13 (instalación de combustible) EEUU Región de Nord INCIDENCIA/ POBLACIÓN Incidencia Cotentin, 4 IN MORTALIDAD (10Km) Francia Entorno de 4 Centrales Niños y adultos eléctricas y 4 del jóvenes que mortalidad ciclo del viven cerca de Incidencia combustible (0una central 30 Km vs 50nuclear en Israel 100 km) Menores de 25 años quede viven Entorno La cerca de la Hague. Nord central de incidencia Cotentin. reprocesamiento Francia de (35 La Hague, Km) Franciaen la Residentes Incidencia bahía de Dalgety, escocia Distancia a la Distancia a la central e central de instalaciones Neguev Distancia a la DOSIMETRÍA instalación 199397 1968- 197892 98 196891 1979- 197590 Distancia a la instalación Distancia a la Medidas Indice dede rutinarias mezcla monitorización poblacional por unidad Distancia geográfica (comuna) basado en número de trabajadores Distancia a la nacidos fuera central del departamento de La Manche Distancia a la Distancia ade la 1978instalación 98 instalación 90 reprocesamiento de combustible 1975196093 85 1978AÑOS 96 (estimaciones emisiones de tritio) Incidencia de cáncer en adultos Cáncer Leucemia Leucemia y Leucemia linfoma No infantil en Hodgkin menores de 25 años Cáncer; 18 tipos específicos Leucemia Leucemia 0-24 años Mortalidad por tumores sólidos Leucemia 935. Registro Estatal (581) 5036 25 12 en la zona más 38 cercana 211 en total 38 23 12.245 192 Nº Leucemia 4 casos. ENFERMEDAD CASOS 0-24 años regional de cáncer) 2/2 No exceso de riesgo Ninguna evidencia de Tasa de incidencia aumento sobre lo2,7 en comunas rurales esperado. en el tercil de más alto de Evidencia aumento mezcla poblacional, comparado con lo comparado las esperado en con la zona comunas urbanas: más cercana Tendencia positiva para la Leucemia según aumentade el Agrupamiento índice de mezcla casos localizadas poblacional. Riesgo cerca de la central más alto para Leucemia linfocítica aguda en niños de 1-6 No exceso de riesgo años. Aumento sobre lo esperado en áreas No exceso de riesgo más cercanas (10 km) de la central No explica el riesgo RESULTADOS observado en esa población. No exceso de riesgo Ningún aumento en cerca de centrales. general. Cierto Exceso de riesgo de aumento con el paso cáncer deentre pulmón del tiempo los y0riñón en cerca de 9 años Neguev instalaciones de ciclo occidental. Aumento combustible. en chicas de 0-4 años entre 1970-79 Tabla 26. Otros estudios de riesgo de cáncer en el entorno de instalaciones nucleares EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE incidencia mortalidad Incidencia Mortalidad Incidencia Incidencia Boice (216) 2003 Boice (217) 2003 SilvaMato (183) 2003 Grossman (218) 2003 Reino Unido (149) 2005 Spix (163) 2008 199397 16 centrales eléctricas 13 centrales eléctricas y 15 instalaciones 198003 196993 Entorno a 2 1950instalaciones de 95 combustible Entorno de Trillo y Zorita.<10,20,30 km. España Hanford “Downwind” 1944(Washington) 1995 EEUU Entorno a 2 instalaciones de combustible 0-5 km 25 km “Ocurrencia de cáncer” en general “Cercanías” de la instalación de producción de plutonio 0-4 años Edad, 0-15 años Exceso de cáncer en general Mortalidad por cáncer en adultos Incidencia de cáncer en adultos Distancia a las centrales Distancia a la instalación Distancia a la instalación departamento de La Manche No exceso cerca de centrales eléctricas. Agrupamientos cerca de otras instalaciones. Exceso (OR 1,61) achacable a las Leucemias. No para otros tipos de cáncer 1592 casos de cáncer Exceso de riesgo injustificable Exceso de riesgo con distancia pero no con dosimetría. No exceso de riesgo No exceso de riesgo 5.209 tumores sólidos 294 838 935. Registro Estatal (581) 39287 Registro Estatal más alto para Leucemia linfocítica aguda en niños de 1-6 años. EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 107 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Consideraciones finales Los estudios revisados muestran una heterogeneidad metodológica importante que se explica por la diferente naturaleza de las circunstancias y propósito de los estudios y que puede implica una disparidad importante en el resultado final sobre el efecto de las instalaciones nucleares en la salud de las poblaciones de su entorno. Algunas consideraciones metodológicas que merece repasar son: 1) 2) 3) Ausencia de datos sobre exposición cuantificada individual. Predominan las estimaciones demográficas y geográficas como medición indirecta de exposición. Se han utilizado en unos casos circunscripciones concéntricas, en otros administrativas (provincias, cantones o condados) que no necesariamente guardan la misma relación de exposición. Sólo en algún caso se traza el vector más probable de exposición (dirección del viento, corrientes fluviales, etc., que reflejarían con más exactitud la exposición). Las poblacionales de estudio son dinámicas, los sujetos que las componen no son los mismos. Diferentes tipos de estudio: hemos podido observar estudios de poblaciones de países enteros como EEUU, Francia o España. En otras ocasiones han sido poblaciones censales regionales o algún tipo de circunscripción poblacional local. Sólo hay una cohorte específica que es la de TMI. Por otro lado unas poblaciones son padrones simples y en otros casos, los mejores, registros de morbi mortalidad específicos. Diferentes parámetros de estimación: hemos observado como indicadores de efecto la Razón de Mortalidad Estandarizada (RME) o bien la Razón de Incidencia Estandarizada (RIE) o bien Odds Ratio (OR), Riesgo Relativo (RR), Exceso de Riesgo Relativo (ERR) o Riesgo atribuible o ratios simples de casos observados /esperados. Estos indicadores muestran aspectos diferentes de la asociación o impacto de una exposición a un efecto y no son comparables, todo lo más complementarios. Una veces los esperados se calculan por estandarización simple otros mediante regresión (extrapolación de datos). Se utilizan diferentes poblaciones de comparación. Unas son de distinta naturaleza y otras de mayor o menor calidad informativa. El efecto sobre los datos finales de estas circunstancias puede ser muy importante. Un aspecto muy importante es que la plausibilidad causal no se satisface por ausencia de cuantificación individual de la exposición pero también porque allí donde se conocen las emisiones radiactivas, éstas no alcanzan dosis suficiente como para tener impacto alguno sobre la salud humana de acuerdo a los modelos causales que se aceptan científicamente en la actualidad. 108 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE En conclusión, la revisión del potencial efecto de las radiaciones ionizantes en las poblaciones circundantes de las instalaciones nucleares no puede ir más allá de lo que permite la calidad y tipo de información disponible. Depende de lugares, periodos y métodos de estudio. La revisión de los mayores estudios realizados permite concluir que no existe un riesgo dado de cáncer por el hecho de vivir cerca de una central de generación eléctrica nuclear. El riesgo absoluto sobre la salud humana, donde lo hay, es difícilmente detectable. El riesgo relativo es muy puntual y específico en las escasas circunstancias donde se ha observado (Sellafield en Reino Unido y Krummel en Alemania). En algunos emplazamientos (Dounreay, Aldermaston Rosyth en el Reino Unido, La Hague en Francia) de instalaciones no relacionadas con la generación eléctrica se han visto agrupamientos de casos de cáncer. Estos hallazgos aislados deben investigarse en detalle considerando otras posibles exposiciones (agentes químicos, hipótesis de mezcla poblacional, por ejemplo), así como posibles sesgos y factores de confusión no incluidos en estudios originales. Atribuir el exceso de riesgo en estos casos, a la contaminación radiactiva está en contradicción con todo lo que se sabe en la actualidad sobre el efecto cancerígeno de la radiación ionizante. La conclusión principal, de acuerdo con otros organismos como COMARE es que, a pesar de algunos estudios aislados que parecen indicar un riesgo aumentado de cáncer en la cercanía de algún tipo de instalación nuclear (principalmente instalaciones de reprocesamiento de combustible nuclear), los resultados globalmente considerados son bastante contundentes a la hora de excluir un aumento de riesgo de leucemia y otros cánceres en niños y adultos que viven cerca de instalaciones nucleares. 5.1.7. Cáncer y exposición laboral a radiación ionizante 5.1.7.1. Radiólogos y técnicos de radiología Tal y como se ha comentado en la sección de recuerdo histórico, el riesgo de cáncer en médicos y otros trabajadores expuestos en su trabajo diario, ha sido investigado desde los años 1940 cuando ya se apreció un aumento de leucemia entre los radiólogos comparados con otras especialidades médicas. Los estudios sobre este colectivo han sido revisados (219, 220) de forma muy exhaustiva. Este colectivo fue probablemente el primero que tuvo una exposición laboral a la radiación, el primero en el que se reconoció el cáncer de piel inducido por la radiación (en 1902) y el primero en el que en los años 1940-1950 se evidenció un exceso de mortalidad por leucemia. Se han estudiado varias cohortes, en EE.UU., Gran Bretaña, Dinamarca, China, Japón y Canadá, totalizando casi 280.000 personas seguidas desde 1897 (en el caso de Gran Bretaña). ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 109 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Los dosímetros individuales no se empezaron a usar hasta los años 50, por lo que no se dispone de dosis individuales, salvo para algunos de los últimos estudios. Se ha calculado que en los años 1920-1930 podrían haber estado expuestos a 1 Sv/año, bajando en EE.UU. en los años 40 a un promedio de 0,01 Sv/año (con máximos calculados de hasta 0,15 Sv) y en 1993 0,005 Sv/año. En los últimos estudios, se ha podido estimar que la dosis promedio acumulada por radiólogos daneses entre 1954 y 1982 fue de 18,4 mSv y en el caso de Canadá para el período 1951-1987 fue de 3,8 mSv para personal médico (219). Varios de los estudios han mostrado tasas estandarizadas de mortalidad elevadas aun cuando se comparen con otros médicos no expuestos a radiación ionizante. Para las leucemias y linfomas se ha visto un riesgo elevado en personal expuesto en los primeros años en EE.UU. (SMR de 2,01 en los expuestos entre 1920-39) y Gran Bretaña (SMR 6,15 entre la subcohorte 1897-1920) comparados con expuestos más tarde cuando las dosis habían disminuido. También se ha visto (datos de EE.UU. referidos en Yoshinaga S.) un aumento de cáncer de mama en mujeres que trabajaron antes de 1949 comparadas con las que empezaron después de 1960, y de cáncer de piel (riesgo de muerte hasta 10 veces superior en los que trabajaron entre los años 1920-29). Los datos para otros cánceres son contradictorios. En resumen, a pesar de no aportar datos concretos que se puedan relacionar con la dosis, los estudios son suficientemente coherentes como para afirmar que el riesgo de leucemia y cáncer de piel en este colectivo estuvo aumentado durante los primeros años de la radiología. Sería importante continuar estos estudios ya que el colectivo de radiólogos y técnicos de radiología es muy grande (según UNSCEAR unos 2,3 millones de personas en todo el mundo) y están expuestos a dosis y tasas de dosis muy bajas por lo que la información podría ser muy relevante. 5.1.7.2. Trabajadores de la industria nuclear Como industria nuclear nos referimos a centrales nucleares de generación eléctrica, fábricas de armamento nuclear, y de enriquecimiento y reprocesamiento de combustible nuclear. Los trabajadores de la minería del uranio no se incluyen. Los trabajadores de la industria nuclear forman un colectivo especialmente interesante para estimar los efectos de las bajas dosis de radiación, por estar perfectamente controlados tanto desde el punto de vista dosimétrico como médico. En España por ejemplo, se dispone de dosis recibidas mes a mes por cada trabajador considerado como profesionalmente expuesto y desde el punto de vista médico, las centrales e instalaciones nucleares cuentan con un protocolo de seguimiento médico estandarizado. Los estudios sobre trabajadores de la industria nuclear recogen los resultados de exposiciones a rayos X, gamma y neutrones principalmente. En algunos casos se ha estudiado 110 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE la contaminación interna (por inhalación, ingestión, o absorción cutánea) por tritio, plutonio, uranio u otros radionucleidos. Las cohortes más estudiadas han sido las de Hanford, Oak Ridge y Rocky Flats en EE.UU., las de Sellafield y del Atomic Weapon Establishment en el Reino Unido y en Canadá la de Chalk River. Los resultados han sido muy variables y las estimaciones de riesgo incluían siempre un amplio intervalo de confianza. Para intentar estimar de una forma más precisa los riegos para estos trabajadores, se decidió analizar de forma conjunta una cohorte de trabajadores de 15 países. Los resultados de este estudio se han publicado recientemente (221, 222) y se discuten a continuación en detalle por ser el estudio más amplio de todos y porque en él participaron trabajadores de instalaciones nucleares españolas. Este estudio, junto con los resultados individualizados de algunos países han sido ya publicados. El último análisis publicado ha sido el seguimiento de la cohorte del Reino Unido (223) que incluye además de trabajadores con exposiciones a radiación gamma, aquéllos con dosis por rayos X, partículas Beta y neutrones. Los resultados de este último estudio vienen a confirmar los resultados del estudio de IARC. • Estudio de la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) El objetivo del estudio del IARC (Agencia Internacional para la Investigación sobre el cáncer) era estimar el riesgo de muerte por cáncer, incluida la leucemia, tras la exposición a dosis bajas de radiación de fotones de alta energía (principalmente radiación gamma) en trabajadores de la industria nuclear de varios países. De forma más concreta, los objetivos específicos eran: 1) 2) Proporcionar una estimación directa del riesgo de muerte por cáncer radioinducido tras una exposición prolongada a radiación ionizante, que pueda ser comparada con las estimaciones derivadas de los datos de los supervivientes de las bombas atómicas. Estimar directamente, y de la forma más precisa posible, el riesgo de cáncer excluyendo leucemias y el riesgo de leucemia excluyendo la leucemia linfocítica crónica, en un colectivo internacional de trabajadores de la industria nuclear. Este estudio se llevó a cabo para ver si las estimaciones de riesgo derivadas de poblaciones con exposiciones a bajas dosis durante un período largo (como las que reciben los ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 111 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE trabajadores de la industria nuclear) corroboran científicamente las normas actuales, basadas preferentemente en los supervivientes de las bombas atómicas que estuvieron expuestos a una dosis alta en un plazo de tiempo muy corto. El estudio del IARC ha analizado a 407 391 trabajadores de la industria nuclear de un total de 154 instalaciones nucleares (104 centrales eléctricas) utilizaban dosímetros personales y que habían trabajado por lo menos un año en la industria nuclear de alguno de los 15 países. Se incluyeron trabajadores de centrales nucleares, investigación nuclear, manejo de residuos radiactivos, producción de combustible, isótopos o armas. Se excluyeron trabajadores que tuvieron una exposición importante a neutrones o contaminación interna (por ejemplo por plutonio) porque las medidas de estas exposiciones en el pasado podían ser poco fiables. La contribución española incluye todas las centrales nucleares españolas, así como una fábrica de combustible y una instalación de almacenamiento de residuos de actividad baja y media. Las demás cohortes se detallan en la tabla 27. Se estableció la causa de muerte para cada trabajador fallecido. Para cada trabajador se tomó, de los centros o registros dosimétricos de cada país, la dosis de radiación recibida y se calculó la dosis total a lo largo de la vida del trabajador. Se tomaron en cuenta las diferencias en los procedimientos de medida de la radiación entre los países, instalaciones y a lo largo del tiempo. En la tabla 28 se pueden ver las dosis recibidas y las muertes en los diferentes países. Se utilizaron modelos estadísticos para ver si los trabajadores con las dosis más altas de radiación tenían un mayor riesgo de cáncer. Estos modelos toman en cuenta otros factores relacionados con el cáncer, tales como edad, sexo, período de tiempo, duración del empleo, y estatus socioeconómico. Ya que el cáncer es una enfermedad con un período de latencia o inducción muy largo, las dosis se retardaron dos años para la leucemia y diez años para otros cánceres. Esto significa que las dosis recibidas en los dos ó diez últimos años no se incluyen en la estimación de riesgo ya que se piensa que se han recibido demasiado recientemente como para tener una influencia en el riesgo de cáncer. Las causas de muerte estudiadas fueron: todos los cánceres combinados (excepto la leucemia) y todas las leucemias combinadas (excepto la linfocítica crónica). Estos resultados se compararon con los de los estudios de los supervivientes de las bombas atómicas ya que éstos forman la base de las normas de protección radiológica actuales. En este estudio no se dispuso de información sobre si los trabajadores fumaban o no, y sin embargo el fumar puede ser un factor importante porque está fuertemente relacionado con el riesgo de algunos cánceres. Por tanto, se realizaron análisis adicionales sobre cánceres relacionados y no relacionados con el fumar para ver si el fumar pudiese explicar los hallazgos. El riesgo de cáncer global también se estudió tras excluir la leucemia, el cáncer de pulmón y de pleura ya que estos dos últimos cánceres están fuertemente asociados con el fumar o la exposición a amianto. 112 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 27. Cohortes incluídas en el Estudio de los 15 Países Número instalaciones CC.NN. Otras instalaciones Inicio Seguimiento trabajadores en la cohorte Australia 1 0 1 1959 1972-1998 2 327 Bélgica 5 2 3 1953 1969-1994 7 201 Canadá 4 3 1 1944 1956-1994 54 492 Finlandia 3 2 1 1960 1971-1997 11 966 9 1 8 1946 1968-1994 29 857 22 22 0 1956 1968-1994 22 397 Francia CEACOGEMA Francia EDF Hungría 1 1 0 1982 1985-1998 3 444 Japón 33 16 17 1957 1986-1992 114 900 Corea del Sur 4 4 0 1977 1992-1997 9 189 Lituania 1 1 0 1984 1984-2000 4 986 Eslovaquia 1 1 0 1973 1973-1993 2 776 España 10 8 2 1968 1970-1996 3 727 Suecia 6 4 2 1954 1954-1996 30 233 Suiza 4 4 0 1957 1969-1995 1 822 Reino Unido 32 20 12 1946 1955-1992 121 686 Hanford 1 0 1 1944 1944-1986 44 106 EE.UU. -INEL 1 0 1 1949 1960-1996 63 988 15 15 0 1960 1979-1997 60 657 ORNL 1 0 1 1943 1943-1984 8 314 TOTAL 154 104 50 - - 598 068 EE.UU.- EE.UU.CC:NN. EE.UU. - CEA-COGEMA: Commissariat a l’Energie Atomique – Compagnie Generale des Matieres Nucleaires; EDF: Electricite De France; CC.NN: centrales nucleares de generación eléctrica; INEL: Idaho National Engineering Laboratory; ORNL :Oak Ridge National Laboratory. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 113 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 28. Distribución de trabajadores, causas de muerte y dosis Muertes Dosis Número de trabajadores Personas- Todas años las Cáncer, ex. causas Leucemia Leucemia ex LLC colectiva acumulad a (Sv) Dosis Individual media acumulada (mSv) Australia 877 12 110 56 17 0 5.4 6.1 Bélgica 5 037 77 246 322 87 3 134.2 26.6 Canadá 38 736 473 880 1 204 400 11 754.3 19.5 Finlandia 6 782 90 517 317 33 0 53.2 7.8 14 796 224 370 645 218 7 55.6 3.8 Francia EDF 21 510 241 391 371 113 4 340.2 15.8 Hungría 3 322 40 557 104 39 1 17.0 5.1 Japón 83 740 385 521 1 091 413 19 1 526.7 18.2 Corea del Sur 7 892 36 227 58 21 0 122.3 15.5 Lituania 4 429 38 458 102 24 1 180.2 40.7 Eslovaquia 1 590 15 997 35 10 0 29.9 18.8 España 3 633 46 358 68 25 0 92.7 25.5 Suecia 16 347 220 501 669 190 4 291.8 17.9 Suiza 1 785 22 051 66 24 0 111.2 62.3 Reino Unido 87 322 2 201 54 1 810.1 20.7 Francia CEACOGEMA EE.UU. 1 370 101 7 983 29 332 678 833 5 564 1 279 35 695.4 23.7 EE.UU. NPP 49 346 576 682 983 314 19 1 336.0 27.1 EE.UU. INEL 25 570 505 236 3 491 886 26 254.6 10.0 EE.UU. ORNL 5 345 136 673 1 029 225 12 81.1 15.2 TOTAL 407 391 6 519 196 7 892.0 19.4 Hanford 114 5 192 710 24 158 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Resultados La tasa estandarizada de mortalidad (SMR) de los trabajadores es baja en todos los países; en todos se observa el conocido “efecto del trabajador sano” del ámbito laboral general (las personas sanas son las que trabajan y tienen menos mortalidad que la población general). En España, la SMR general (mortalidad por cualquier causa) es de 45 (IC95%: 35; 57). La menor se da en Hungría (40 con IC95%: 33; 48) y la mayor en Finlandia 86 (IC95%: 77; 96). La SMR por cáncer en su conjunto, es baja también, oscilando entre 57 (IC95%: 38; 83) de España a 103 (IC95%: 65; 153) de Corea del Sur. La mayoría de los países están entre 60 y 80. 1) Dosis recibidas La mayoría de los trabajadores eran varones (90%) y la dosis media total acumulada por trabajador fue de alrededor de 19 mSv; en España la dosis media acumulada fue de 25,5 mSv, intermedia entre los 3,5 de Francia (CEA-COGEMA) y 62,3 de Suiza. Las diferencias parecen deberse sobre todo a distintos protocolos a la hora de decidir qué trabajadores llevan dosímetro; así en Francia al principio se daban dosímetros a todos los trabajadores independientemente de que pudiesen estar expuestos a radiación ionizante o no. La distribución de las dosis estaba muy sesgada. En la cohorte completa más del 90% del colectivo ha recibido una dosis acumulada menor de 50 mSv, menos del 5% supera una dosis acumulada de 100 mSv, y menos del 0,1% ha recibido más de 500 mSv. Para comparar, en el caso de los supervivientes de las bombas atómicas, la dosis media recibida fue de 200 mSv, el 9% recibieron más de 500 mSv y el 4% recibieron dosis por encima de 1 Sv. Solo el 6% de esta cohorte internacional ha muerto, con un total de 6519 cánceres, excluidas las leucemias y 196 leucemias excluyendo la linfocítica crónica. 2) Riesgo de cáncer en general 2.1) El Exceso de Riesgo Relativo (ERR) para todos los cánceres excluyendo la leucemia es de 0,97 por Sv, con un intervalo de confianza (IC) al 90% de 0,27 a 1,80. Este riesgo disminuye y no es significativo si se excluyen los cánceres relacionados con el consumo de tabaco: ERR de 0,62 (IC90%: -0,5; 2,2) basado en 2033 cánceres no relacionados con el tabaco. Excluir del análisis los cánceres de pulmón y pleura (para valorar la contribución del tabaco), disminuye la potencia estadística del estudio ya que elimina casi un 30% de las muertes. Sin embargo la estimación de riesgo de cáncer en general excluyendo la leucemia y de cáncer en general excluyendo leucemias, cáncer de pulmón y pleura, son similares a dosis superiores a 200 mSv, por lo que por lo menos a esas dosis el exceso de riesgo no se puede atribuir en su totalidad al efecto del tabaco. Será necesario incluir el hábito tabáquico en futuros estudios para establecer ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 115 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Fig. 17. ERR/ Sv para todos los cánceres exceptuando la leucemia en aquéllas cohortes que incluyen más de 100 muertes Adaptado de (221) Tabla 29. Exceso de Riesgo para todos los cánceres excepto leucemias, según dosis acumulada 116 N ERR/Sv IC 90% RR / 100 mSv TODAS DOSIS 5.024 0,97 0,27; 1,8 1,10 <400 mSv 5.012 1,18 0,37; 2,11 1,12 <200 4937 2,52 1,31; 3,87 1,25 <150 4863 1,39 0,02; 2,92 1,14 <100 4772 1,51 -0,29; 3,51 1,15 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE el impacto real de este factor de riesgo en la mortalidad por cáncer de los trabajadores nucleares En el análisis por países (Fig. 17), se apreció que el ERR/Sv y el RR por 100 mSv sólo estaba aumentado de forma estadísticamente significativa, en Canadá, con un ERR considerablemente más alto (6,65 IC90%: 2,56; 13) que en otros países con un número equivalente de muertes. Cuando se excluye Canadá del análisis global de mortalidad por cáncer, el ERR disminuye a 0,58 por Sv (IC 90%: -0,1; 1,39) y ya no estadísticamente significativo. No se ha encontrado una explicación para éste riesgo tan alto en Canadá. 2.2) El único tipo de cáncer que muestra un riesgo estadísticamente significativo es el de pulmón, con un ERR de 1, 86 (IC90%: 0,49; 3,63). Los riesgos para el cáncer de pulmón estaban significativamente aumentados en Canadá, España y en ORNL, y significativamente disminuidos en INL (Idahoe National Laboratoy, EE.UU.). En el análisis según dosis acumulada (tabla 29), se ve que el riesgo de cáncer está significativamente aumentado para dosis acumuladas superiores a 100 mSv. 3) Riesgo de leucemia Para las leucemias, excluyendo la LLC (tablas30 y 31), el ERR por Sv fue de 1,93 (IC90%: <0; 7,14), no estadísticamente significativo, y que corresponde a un RR de 1,19 por 100 mSv. El resultado es compatible con los modelos derivados de los supervivientes de las bombas atómicas y el estimado por BEIR VII. En efecto, está entre el encontrado usando el modelo lineal (ERR 3,15/Sv) y el cuadrático (ERR 1,54/Sv) de los supervivientes de la bomba atómica y es similar al referido en el informe BEIR VII (ERR 1,1 – 2,3 /Sv) y al encontrado en el estudio de los 3 países (ERR 2,21). No se encontró asociación con la dosis de radiación recibida para ningún subtipo de leucemia aunque la potencia estadística de estos sub-análisis era baja. En el análisis por países, solo se vio un riesgo estadísticamente aumentado en Francia (ERR/Sv 242, IC90%: 42,2; 1510) basado en 11 muertes. En ORNL, sin embargo el riesgo estaba significativamente reducido, pero también basado en un número escaso de fallecimientos (12 muertos). 4) Análisis por tipo de instalación En el análisis por tipo de instalación (tabla 30), el ERR para cáncer en general excluyendo la leucemia y para cáncer de pulmón estaba significativamente aumentado en las instalaciones mixtas pero no en centrales de generación. Sin embargo el ERR para la leucemia (excluyendo LLC) era más alto, aunque no estadísticamente significativo, en centrales de generación. La tabla 30 resume los resultados comentados. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 117 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 30. Resumen según tipos de cáncer, y tipo de instalación nuclear CANCER EX. LEUCEMIA CANCER EX. PULMON, PLEURA, y LEUCEMIA LEUCEMIA Nº ERR/Sv Nº ERR/Sv Nº ERR/Sv TOTAL 5024 0,97 (0,27; 1,8) 3528 0,59 (-0,16; 1,51) 196 1,93 (<0; 7,14) ESPAÑA 25 1,02 (<0; 13,93) 21 - 0,93 (-2,25; 6,99) - - CC.NN 1186 -0,02 (-1,29; 1,7) 65 3,58 (<0; 18) ACT. MIXTAS 3838 1,23 (0,4; 2,2) 131 1,5 (-0,8; 7,37) Conclusiones 1) 118 Los riesgos estimados son estadísticamente compatibles con los calculados a partir de los de los supervivientes de las bombas atómicas. Igualmente son compatibles con los recientemente estimados en el informe del BEIR VII. El riesgo de cáncer en general es algo más alto, pero estadísticamente compatible con los encontrados (tabla 31) en los supervivientes de las bombas atómicas (ERR= 0,33) y el estimado recientemente por BEIR VII (ERR= 0,26). Es más alto que el estimado en un estudio previo que combinaba cohortes de 3 países y similar al nuevo estimado en Reino Unido (223). Es importante señalar que la principal diferencia entre el estudio de los 3 países y el actual, es la exclusión en éste último de trabajadores que hayan podido recibir una dosis significativa (> del 10% de la dosis) como consecuencia de exposición a neutrones y/o por contaminación interna con radionucleidos que no fueran tritio. El efecto de esta exclusión es una importante disminución en el número de muertes de trabajadores incluídos en los intervalos de dosis más altas. Otras diferencias entre los estudios son la exclusión de trabajadores ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE con menos de 1 año de empleo (en el otro estudio el criterio era menos de 6 meses), el seguimiento más largo de algunas cohortes y la estratificación según el tiempo trabajado. Este último aspecto tiene una gran importancia en el riesgo de cáncer en general excluyendo la leucemia. 2) Según los resultados de este estudio, una exposición acumulada de 100 mSv conllevaría un aumento de mortalidad del 10% por cáncer de cualquier tipo y del 5% para la leucemia. Sin embargo, es importante tener en cuenta que menos de 5% de los trabajadores recibieron una dosis acumulada de 100 mSv y la mayoría la recibieron en los primeros años de la industria nuclear. 3) Uno de los datos más significativos de éste estudio es que Canadá contribuye de forma importante al riesgo estimado. Excluyendo del estudio a Canadá, reduce la estimación de riesgo en un 40% hasta un valor que ya no es estadísticamente significativo. El ERR de Canadá en este estudio es mayor que el publicado en un estudio previo, 6,65 /Sv frente a 2,8/Sv (224); la diferencia principal se debe a la exclusión de Ontario Hydro, cuya cohorte no incluía datos de estatus socioeconómico. Si se incluye esta cohorte, sin embargo el ERR no varía mucho: ERR 0,89/Sv (IC90%: 0,21; 1,69). Una revisión de las prácticas dosimétricas y de los registros de Canadá no ha aportado una explicación para el valor tan alto en este país. 4) Solo se ve un riesgo estadísticamente significativo de cáncer (excluyendo la leucemia), en los trabajadores de actividades mixtas. Aunque ello pueda reflejar diferencias en la exposición entre centrales de generación y las actividades mixtas, hay que señalar que la potencia estadística para detectar un aumento de cáncer en las centrales de generación era baja, al tener este grupo un número tres veces menor de muertes, un seguimiento más corto, y niveles menores de dosis acumuladas. La conclusión de los autores del estudio es la siguiente: “Este estudio proporciona estimaciones de riesgo debidas a la radiación basadas en el mayor colectivo jamás estudiado de trabajadores de la industria nuclear. El estudio sugiere que existe un pequeño aumento en el riesgo de cáncer aún a las bajas dosis y bajas tasas de dosis recibidas por los trabajadores nucleares de este estudio. Las estimaciones de riesgo de este estudio son compatibles con aquéllas en las que se basan las actuales normas de protección radiológica”. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 119 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Valoración e implicaciones del estudio Este estudio tiene importantes ventajas. El uso de una metodología común en todas las instalaciones y países ayuda a asegurar la precisión de las estimaciones de riesgo. Este estudio se restringe a trabajadores con exposiciones a radiación relativamente bien medidas, lo que reduce el posible error de las malas medidas de otras exposiciones como neutrones o contaminación interna. Los riesgos estimados en este estudio son estadísticamente similares a los datos de los supervivientes de la bomba atómica con la misma dosis de radiación, pero la incertidumbre en las estimaciones sugiere que el riesgo de cáncer por unidad de dosis puede oscilar entre ser menor que el encontrado en el estudio de las bombas atómicas o hasta 6 veces mayor. Los resultados para el riesgo de leucemia son estadísticamente compatibles con una ausencia de riesgo en los trabajadores nucleares expuestos y con un aumento de riesgo tres veces mayor por unidad de dosis que el encontrado en los supervivientes de las bombas atómicas. En conjunto, las estimaciones de riesgo encontradas en este estudio sugieren que entre un 1 y un 2% de las muertes por cáncer (incluyendo la leucemia) entre los trabajadores estudiados puede haber sido causada por la exposición a radiación. En la tabla 31 (tomada de (222)) y adaptada para incluir los resultados del nuevo estudio de Reino Unido (223) se compara el ERR para diferentes cohortes analizadas en los últimos años. Los datos de Hiroshima y Nagasaki analizados por IARC están ajustados a una edad similar a la de los trabajadores del estudio del IARC. La Fig. 18, (tomada de 222) muestra el ERR por intervalo de dosis, comparada con el intervalo de <5 mSv, para el cáncer en general y las leucemias. Los intervalos de confianza se muestran al 90%. 120 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 196 4770 5024 1. Varones entre 20 y 60 años cuadrático Modelo lineal- Modelo Lineal Leucemia excepto LLC Tumores sólidos excepto Leucemias Todos los cánceres, Nº (<0; 7.14) 1.93 (0.16; 1.71) 0.87 (0.27; 1.80) 0.97 ERR/Sv (90% IC) (119) Estudio -15-países 296 10127 Nº (0.2; 7.9) 2.3 (0.15; 0.41) 0.26 ERR/Sv (95% IC) BEIR VII 83 3,259 Nº 1 (-0.76; 4.61) 1.54 (1.79; 5.18) 3.15 (0.07; 0.47) 0.32 ERR/Sv (90% IC) IARC Supervivientes Bomba Atómica 119 3830 Nº (0.1; 5.8) 2.21 (-0.34; 0.35) -0.02 ERR/Sv (90% IC) Estudio -3- Países 198 7455 Nº (223) (0.06; 4,3) 1,71 (0.02; 0.56) 0.27 ERR/Sv (90% IC) UK NRRW Estudios anteriores de trabajadores nucleares Tabla 31. ERR/Sv en trabajadores de la industria nuclear y en supervivientes de la bomba atómica Adaptada de (222) EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 121 Fig. 18. ERR por intervalo de dosis, comparada con el intervalo de <5 mSv, para el cáncer en general y las leucemias EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 122 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 5.2. Otras patologías 5.2.1. Efectos genéticos Tras las explosiones de Hiroshima y Nagasaki los primeros efectos que se empezaron a investigar fueron los genéticos. Se ha estudiado la producción de malformaciones congénitas y muertes neonatales, alteraciones cromosómicas en descendientes de irradiados, alteraciones en proteínas de los glóbulos rojos de la sangre, además de hacerse estudios epidemiológicos de varias enfermedades, incluyendo el cáncer en niños de padres expuestos. La tabla 32 resume los estudios realizados y en marcha en supervivientes de la bomba atómica. La preocupación para acometer estos estudios era doble: por un lado, que la radiación hubiera podido provocar cambios genéticos en espermatozoides u óvulos que pudieran manifestarse como alteraciones cromosómicas, malformaciones o muertes neonatales; por otro, que aunque en un primer momento no se vieran efectos, se hubieran producido mutaciones que en el futuro pudieran aumentar el riesgo de enfermedades como cáncer y otras como diabetes, hipertensión, enfermedad cardiovascular, etc. Tabla 32. Efectos genéticos en supervivientes de la bomba atómica (225) Estudio Nº de personas Período de estudio Malformaciones y efectos nocivos durante la gestación 77.000 1948-1954 Razón de sexos 140.000 1948-1966 Citogenética 16.000 1967-1985 Bioquímica 23.000 1975-1984 Seguimiento epidemiológico 77.000 1946- Tipo de análisis realizado Malformaciones congénitas, abortos tardíos muertes neonatales Mutaciones letales ligadas al sexo Tinción cromosómica para ver alteraciones Variantes electroforéticas y de actividad enzimática Mortalidad por cualquier causa e incidencia de cáncer ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 123 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Que la radiación podía producir mutaciones a dosis más bajas que las necesarias para producir esterilidad era algo que no se dudaba. Asumiendo que todos los organismos tienen una tasa de mutación propia “natural”, el parámetro que se planteó investigar fue lo que se denominó como la tasa de duplicación, la dosis necesaria para duplicar esa tasa “natural” de mutación. En el año 1956 sólo se conocía para las plantas y era de entre 30 y 80 rads (300-800 mGy). En la actualidad, se calcula que para radiación de baja LET, lo más probable es que esté entre 1,7 y 2,2 Gy (227). Los experimentos sobre ratones indican que para situaciones de tasas bajas de dosis el efecto se situaría en 4 Gy. Los estudios epidemiológicos se fijaron en la desviación de la tasa esperada entre nacimientos de varones y de mujeres y la supervivencia de los nacidos. Ya en el año 1962 se obtuvo una primera respuesta tras analizar a más de 140.000 niños, 74.000 de los cuales tenían uno o dos progenitores en el grupo expuesto a radiación. No se vio ninguna evidencia de cambios (227). Hasta el momento no se ha visto evidencia de daño genético de ningún tipo en los descendientes de irradiados: Ni la supervivencia de los nacidos, ni alteraciones citogenéticas o mutaciones que alteran la movilidad electroforética de algunas proteínas de la sangre se han visto que estén asociadas a la exposición a radiación. En lo que se refiere a malformaciones congénitas, crecimiento y desarrollo de los niños expuestos durante la gestación no se han visto diferencias achacables a la exposición paterna (225). Tras 40 años de experimentación no se han visto diferencias significativas en ninguno de estos parámetros, por lo que los riesgos genéticos para dosis de 400 mSv (recibidas por los supervivientes), si existen, son muy pequeños comparados con la tasa natural. Los estudios en poblaciones expuestas a altas dosis de radiación natural no han mostrado una mayor incidencia de alteraciones cromosómicas ni enfermedades genéticas, tal y como se ha comentado anteriormente. Una excepción es el estudio de alteraciones cromosómicas inestables (cromosomas dicéntricos y en anillo) en una zona de China. Estos datos junto con los derivados de la experimentación animal han sido analizados por (2). Según este organismo, el umbral para producir malformaciones congénitas en un feto se sitúa en los 100-200 mGy o más, siendo las más probables alteraciones en el sistema nervioso central entre las semanas 8 y 25 de gestación. Para alcanzar una dosis de 100 mGy en el feto es necesario realizar más de 3 tomografías axial computarizadas (TAC) a nivel pélvico en una mujer embarazada o más de 20 exploraciones con rayos X convencionales. Con exposiciones superiores a 100 mGy se pueden empezar a ver descensos en el coeficiente intelectual de los irradiados. En torno a los 1000 mGy, se ve retraso mental claro y microcefalia, más importante si la irradiación se ha dado en torno a las 8-15 semanas (parece causar una reducción de 25 ó 30 puntos porcentuales porque es cuando se están generando 124 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE neuronas de forma más activa) y algo menos si ha sucedido entre la 16 y 25 semanas. Pasada la semana 25, y si la dosis ha sido menor de 1000 mGy no se han referido casos de retraso mental. Por último, se ha analizado la incidencia de las llamadas enfermedades multifactoriales del adulto entre los hijos de los supervivientes de las bombas atómicas. Las enfermedades multifactoriales, como la hipertensión, diabetes, hipercolesterolemia, infarto de miocardio, angina de pecho o derrames cerebrales) son aquéllas para las que sabemos que el componente genético juega un papel importante, aunque los factores ambientales también son determinantes en su aparición. Una mayor incidencia de estas enfermedades podría suponer que la radiación provocaría alteraciones genéticas que en el adulto provocarían la aparición de estas enfermedades. Los resultados del primer estudio de este tipo (228) no apuntan a una mayor prevalencia de estas enfermedades. Este estudio incluye casi 12000 adultos (edad media 48 años) participantes; El riesgo para una dosis paterna de 1 Gy era de 0,91 (IC95%: 0,81; 1,01) y para dosis materna de 1 Gy, de 0,98 (IC95%: 0,86; 1,10). Esta cohorte será seguida en los próximos años, ya que su edad media es relativamente joven y la aparición de este tipo de enfermedades suele ser tardía. Las estimaciones de riesgo para enfermedades multifactoriales con componente genético son muy bajas y oscilan entre 0,12% y 0,2% por Gy del BEIR VII e ICRP, respectivamente. En lo que se refiere a muerte durante el embarazo y malformaciones congénitas (229) no se encontró un riesgo aumentado entre 27000 niños nacidos de trabajadores de la industria nuclear, y tampoco se encontró una mayor incidencia en problemas de aprendizaje en estos niños (230). Por último dentro de esta cohorte, se estudió si en los trabajadores existían problemas de fertilidad (231) no constatándose una diferencia significativa entre los trabajadores expuestos y no expuestos a radiación ionizante, aunque el número de mujeres empleadas es demasiado bajo como para extraer conclusiones precisas. En cuanto a malformaciones congénitas y mortalidad pre y perinatal en la cercanía de instalaciones nucleares, conocemos 3 estudios sobre el particular: Un estudio ha analizado mortalidad prenatal en las cercanías de la central de reprocesamiento de combustible de Sellafield en el reino Unido. Este estudio (232) de cohorte retrospectivo abarca 40 años e incluye más de 4000 casos de muerte perinatal. No se encontró evidencia alguna de que el vivir en un radio de unos 25 Km de la central estuviese asociado con mayor mortalidad. La única variación en la incidencia se daba en localidades alejadas más de 25 Km de la central. Dos estudios, uno cerca de Hanford (estado de Washington, EEUU., y otro cerca de la central de Paks en Hungría, han abordado el tema de las malformaciones congénitas. En Hanford (233), analizando 454 casos de malformaciones no se detectó un aumento en la incidencia comparada con otras poblaciones. En cuanto a defectos específicos, sólo los defectos ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 125 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE del tubo neutral (espina bífida, por ejemplo) cuya causa es multifactorial (no parecen deberse a una causa única, y en su génesis interviene la deficiencia de ácido fólico en una población) estaban representados de una forma superior a la media (1,72 casos por mil nacidos, frente a 0,99 casos por mil nacidos). En la conclusión los autores dicen que este exceso no parece quedar explicado por el trabajo de los padres en la instalación de Hanford o por posible emisiones radiactivas de la misma. El segundo estudio (234), más reciente, más amplio (1400 casos de malformaciones congénitas) y más fiable en cuanto a que usa un registro nacional de malformaciones que lleva funcionando más de 35 años, no encontró un aumento significativo en la incidencia de malformaciones comparando el período antes con el de después (1982) del inicio de actividad en la central. En cuanto a hijos de trabajadores profesionalmente expuestos a radiación ionizante, un primer estudio (235) sobre 9200 embarazos en 6730 radiólogos no mostró un aumento en el riesgo de malformaciones, RR 1.0, (IC95%: 0.9; 1.2). En cuanto a anomalías cromosómicas (exceptuando el síndrome de Down) el riesgo, aunque aumentado, tampoco era significativo, RR 1,4 (IC95%: 0,8; 2,3), y se basaba en solo cinco casos; el riesgo de cáncer, igualmente basado en cinco casos tampoco era significativo, RR 2.7, (IC95%: 0.9; 6.5). Cáncer por irradiación preconcepcional En lo que se refiere a riesgo de cáncer por irradiación preconcepcional (materna o paterna), no se ha visto una mayor incidencia o mortalidad por cáncer (236, 237), en hijos nacidos más de un año después a los supervivientes de los bombardeos atómicos. El RR asociado a dosis de 100 mSv fue de 0,96 (IC95%: 0,92; 1) para exposición paterna y 1,01 (IC95%: 0,98; 1,04) para exposición materna. Otro estudio (238) en EE.UU. sobre hijos de técnicos de radiología, analizó más de 100.000 niños nacidos entre 1921 y 1984 a este colectivo. Se detectaron 63 leucemias y 115 tumores sólidos. Una dosis preconcepcional paterna acumulada de 82 mGy encontró un riesgo aumentado, aunque no de forma significativa (RR 1,8 IC95%: 0,7; 4,6 basada en seis casos). La exposición materna preconcepcional no se encontró asociada a un riesgo mayor de leucemias o tumores sólidos. Los autores del trabajo concluyen que no hay una evidencia convincente de que exista un riesgo aumentado de cáncer en hijos de técnicos de radiología. Un conjunto de estudios bajo la denominación de Estudio de la Familia de la Industria Nuclear (“Nuclear Industry Family Study”) ha analizado desde 1999 la incidencia de diversos problemas en los hijos (menores de 25 años) de los trabajadores de la industria nuclear británica. El estudio (174) incluye 48440 hijos de trabajadores (8883 nacidos a mujeres que trabajaban en la industria nuclear). Se contabilizaron 111 casos de los cuales 28 eran leucemias. La incidencia se estimó similar a la de la población general, aunque no se 126 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE pudo descartar que aquéllos padres que hubieran recibido dosis muy altas (>100 mSv) antes de la concepción del hijo tuvieran un riesgo aumentado. El último estudio publicado, también del Reino Unido (239), analiza una cohorte ya estudiada entre los años 1952 y 1986 pero que ahora se ha seguido hasta 1999, incluyendo casi 17.000 casos nuevos de cáncer nacidos de mujeres que trabajaban con radiación antes o durante la gestación. El riesgo relativo de todos los cánceres en conjunto para estas mujeres fue de 1,90 (IC95%: 0,84; 4,58) basado en 19 casos. Para las leucemias y linfoma No Hodgkin era de 1,20 (IC95%: 0,31; 4,97), tampoco estadísticamente significativo. El riesgo para irradiación durante la gestación, estaba aumentado, aunque no de forma significativa y se basaba únicamente en 7 casos, por lo que los autores estiman que es debido al azar. El único estudio sobre los hijos de trabajadores de la industria nuclear que encontró un riesgo de cáncer (y que motivó la realización del estudio de la familia de la industria nuclear) fue el de los empleados de la central de reprocesamiento nuclear de Sellafield en el Reino Unido (168) que concluía que la irradiación paterna era la causante del aumento en la incidencia de leucemia y linfoma entre niños de la ciudad de Seascale. Estudios posteriores sobre poblaciones similares (170-172, 240), no encontraron tal relación y por otra parte para explicar el efecto encontrado por Gardner (168) habría que invocar una efectividad biológica desde el punto de vista genético, muy poco plausible. Una revisión global de toda la evidencia concluyó que la asociación de la leucemia en niños con la dosis de radiación paterna previa a la concepción se debió probablemente al azar (16, 241), aunque se apuntaba la posibilidad de una causa infecciosa (la hipótesis de Kinlen, referida anteriormente) como el origen de los linfomas no Hodgkin en hijos de trabajadores (241). 5.2.2. Mortalidad no relacionada con el cáncer La evidencia sobre un aumento en la mortalidad por causas distintas del cáncer empezó a verse en 1999 en los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki. Se ha visto una correlación entre dosis de radiación y niveles aumentados de colesterol, hipertensión, enfermedad cardíaca y derrames cerebrales. También se han descrito excesos de riesgo significativos para enfermedad cardíaca, ictus, enfermedades digestivas y respiratorias (104). En general existe en esta cohorte un aumento de riesgo del 14% por Sievert. El riesgo se aprecia para irradiaciones de 750 mSv pero su causa no está clara, aunque podría deberse a alteraciones en el sistema inmune de los supervivientes. No está claro si la mortalidad por estas causas sigue un modelo lineal, uno cuadrático puro, o si existe un umbral alrededor de los 500 mSv, por debajo del cual la mortalidad por causas distintas al cáncer no estaría aumentada. Se ha investigado (242) también si existe un mayor riesgo de estas enfermedades (sobre todo cardiovasculares) en una cohorte de 500 personas expuestas antes de nacer (in utero) a ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 127 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE dosis de radiación de entre 0 y 1,70 Gy; no se ha encontrado en ellos un riesgo aumentado aunque esta cohorte es todavía joven, menores de 60 años. Sí se encontró un riesgo aumentado de enfermedad cardiovascular (no relacionada con elevaciones de colesterol) e hipertensión en la cohorte de 1000 personas expuestas en la infancia (menores de 10 años en el momento de la exposición) a una dosis media de 120mGy. Los estudios de los “liquidadores” de Chernobyl, que recibieron una dosis media de 100 mSv apuntan a un mayor riesgo de hipertensión, enfermedad cardíaca y cerebrovascular, pero estos estudios tienen importantes deficiencias ya que no se tomaron en cuenta factores de confusión como tabaquismo y consumo de alcohol (243), por lo que sus conclusiones sólo pueden considerarse como preliminares. En lo que se refiere a trabajadores de la industria nuclear, la evidencia no está tan clara (244). El análisis de la cohorte del IARC para mortalidad por causas distintas al cancer (244) es el mayor estudio realizado en la población profesionalmente expuesta. La cohorte son 275.000 trabajadores expuestos a una dosis media acumulada durante su vida profesional de 20,7 mSv. De ellos, 11.255 han muerto por causas distintas al cáncer. La diferencia entre esta cohorte y la del estudio original del IARC (222) es que no se incluyen los trabajadores de Japón (solo contaban con mortalidad por cáncer), de la empresa Ontario Hydro de Canadá ni Idahoe US National Laboratory porque no contaban con datos fiables sobre estatus socioeconómico. Para esta cohorte, el ERR por Sv para todas las causas de muerte distintas del cáncer (y excluyendo causas externas como accidentes) era de 0,24 (IC95%: -0,23; 0,78), no estadísticamente significativa y sin evidenciarse una relación con la dosis recibida. Las muertes por causas cardiocirculatorias y cerebrovasculares tampoco mostraban un riesgo estadísticamente significativo ni relación con la dosis. Los riesgos para otras causas de muerte como enfermedad respiratoria, digestiva o cirrosis hepáticas, aunque algo aumentados, tampoco eran estadísticamente significativas (Tabla 33). No se vieron riesgos claramente aumentados en ningún país concreto ni tampoco cuando se separaban los trabajadores de las centrales de producción eléctrica de los de otras instalaciones nucleares. La discrepancia entre los estudios de los trabajadores y los de la bomba atómica podría radicar en la edad de los pacientes ya que la edad media de los primeros era de 46 años, jóvenes para muchas de estas enfermedades. En el Reino Unido se ha analizado también una extensa cohorte (casi 65.000 trabajadores) de la empresa British Nuclear Fuels (245) que engloba trabajadores de procesamiento y reprocesamiento de uranio, producción de combustible nuclear, manejo de residuos radiactivos, producción de tritio y trabajadores de dos centrales nucleares de producción eléctrica. En conjunto habían recibido una dosis media acumulada durante su vida laboral de 53 mSv, el tiempo de seguimiento era mayor que el del estudio del IARC al igual que la edad media que en esta cohorte era de 57 años. Se encontró un exceso de riesgo de muerte 128 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 33. Riesgo de muerte por causas distintas al cáncer en trabajadores y en supervivientes de las bombas atómicas (244) Estudio IARC (15 países) Supervivientes bombas atómicas (varones 20-60 años: análisis del IARC) Causa de muerte Nº ERR/Sv (ic 95%) Nº ERR/Sv (IC 95%) No cáncer 11255 0,24 -0,23; 0,78 4563 0,12 0,01; 0,24 Circulatorias 8412 0,09 -0,43; 0,70 2571 0,16 0,02; 0,32 Respiratorias 792 1,16 -0,53; 3,84 911 0,04 -0,17; 0,30 Digestivas 620 0,96 <0; 4,52 370 -0,03 -0,35; 0,40 Cirrosis hepática 263 1,54 <0; 9,67 167 0,02 <0; 0,73 principalmente asociado a causas cardiovasculares (ERR por Sv, 0,65 IC90%: 0,36; 0,98), aunque encuentran ciertas discrepancias en el estudio que no les permite concluir que haya una relación causal. Sugieren analizar en mayor detalle posibles sesgos en la dosimetría, el papel de factores de confusión como el estatus socioeconómico, y considerar dosis por contaminación interna ya que el estudio del IARC excluye trabajadores con posible contaminación interna, mientras que éstos forman una parte importante de los trabajadores de British Nuclear Fuels que habían recibido una dosis acumulada significativa. El riesgo de muerte por causas cardiovasculares se ha revisado en la literatura científica (246, 247) sin llegarse a concluir que exista una relación causa efecto por lo menos a niveles de bajas dosis de radiación. También se han pronunciado en el mismo sentido, UNSCEAR en el año 2006 (248) que concluye que los datos no permiten establecer una relación causal entre enfermedades cardiovasculares y radiación ionizante para dosis menores de 1-2 Gy, y el informe BEIR VII (1) que comenta la incertidumbre asociada a los estudios de bajas dosis y no establece estimaciones de riesgo para esta categoría de enfermedades. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 129 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 6. Resumen final ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 131 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE A dosis bajas de radiación gamma, el interés por las posibles repercusiones nocivas sobre la salud humana se centra en el cáncer y las enfermedades hereditarias, es decir los llamados efectos estocásticos. Aun así, es útil incluir aquí también las conclusiones recientes sobre los efectos deterministas. 1. EFECTOS DETERMINISTAS 1) La inducción de efectos deterministas (a los que la ICRP se refiere en su nuevo documento como “reacciones tisulares”) se caracteriza por aparecer a partir de un umbral de dosis. El umbral es necesario para producir el daño y que éste se exprese clínicamente. Para el caso que nos ocupa, las dosis bajas de radiación ionizante de baja LET, el nuevo informe de la ICRP dice que “para dosis absorbidas en el rango de 100 mGy (de alta o baja LET) no se considera que los tejidos reflejen ninguna afectación funcional”. Esto se aplica tanto a dosis agudas (recibidas de forma instantánea) como a situaciones en las que estas dosis bajas se reciben de forma fraccionada a lo largo del tiempo. Este valor se aplica igualmente al daño en los tejidos de un feto humano durante la gestación; por debajo de 100 mGy no cabe esperar malformaciones congénitas ni retraso mental. El umbral para producir malformaciones congénitas en un feto se sitúa en los 100-200 mGy o más, siendo las más probables alteraciones en el sistema nervioso central entre las semanas 8 y 25 de gestación. Para alcanzar una dosis de 100 mGy en el feto es necesario realizar más de 3 tomografías axial computarizadas (TAC) a nivel pélvico en una mujer embarazada o más de 20 exploraciones con rayos X convencionales. Para el retraso mental severo parece existir un umbral en los 300 mGy, y exposiciones inferiores a 100 mGy no tendrían un impacto significativo. En torno a los 1000 mGy, se ve retraso mental claro y microcefalia, más importante si la irradiación se ha dado en torno a las 8-15 semanas (parece causar una reducción de 25 ó 30 puntos porcentuales porque es cuando se están generando neuronas de forma más activa) y algo menos si ha sucedido entre la 16 y 25 semanas. Pasada la semana 25, y si la dosis ha sido menor de 1000 mGy no se han referido casos de retraso mental. 2) De los diferentes estudios epidemiológicos analizados, cabe resaltar las siguientes conclusiones: Los estudios sobre hijos de radiólogos no evidencian un aumento de malformaciones. Las investigaciones sobre hijos de trabajadores de la industria nuclear no han encontrado un riesgo aumentado de muerte durante el embarazo o malformaciones congénitas; tampoco se encontró una mayor incidencia en problemas de aprendizaje en estos niños. 132 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE En lo que se refiere a malformaciones congénitas, crecimiento y desarrollo de los niños expuestos durante la gestación en Hiroshima y Nagasaki, no se han visto diferencias achacables a la exposición paterna. Por último, según la OMS, tras el accidente de Chernobyl no ha habido un aumento en la mortalidad pre o postnatal, efectos adversos en los fetos o un aumento en problemas de salud de los niños. Se ha referido un ligero aumento en malformaciones congénitas tanto en áreas contaminadas como no contaminadas de Bielorusia por lo que es posible que el aumento esté más en relación con una mayor alerta hacia estos problemas que con la radiación. En otros países europeos investigados no se ha visto una incidencia aumentada de malformaciones congénitas tras el accidente de Chernobyl. Los estudios realizados en el entorno de centrales nucleares no han mostrado un aumento en la incidencia de malformaciones congénitas o muerte fetal. 2. EFECTOS ESTOCÁSTICOS Los efectos estocásticos (cáncer y enfermedades hereditarias) son de naturaleza probabilística. Los diferentes organismos que han analizado la evidencia científica de estos efectos proponen un modelo causal probabilístico en el que cualquier exposición entrañaría un riesgo potencial y, por tanto, en el que no existe un umbral por debajo del cual el riesgo sea nulo. Por lo tanto, asumiendo el modelo lineal sin umbral (LNT), el riesgo de efectos estocásticos guarda una relación lineal dependiente de la dosis desde la exposición cero. Los límites de dosis actualmente en uso se establecen para limitar su incidencia y evitar la exposición a niveles de riesgo inaceptables. La ICRP y el BEIR VII apoyan la utilización del Modelo Lineal sin Umbral (LNT) para extrapolar los riesgos de altas dosis y tasas de dosis a dosis bajas, menores de 100 mSv que son las de interés para la mayoría de la población. Ambos organismos justifican esta decisión en que por el momento no se conocen bien los distintos factores biológicos (respuesta adaptativa, efectos sobre las células vecinas, etc.) que podrían modificar esta extrapolación lineal. Cáncer 1) Los documentos de la ICRP y BEIR VII concluyen que los estudios epidemiológicos y experimentales proporcionan evidencia de un efecto cancerígeno de la radiación ionizante a dosis superiores a 100 mSv; existen incertidumbres a dosis de 100 mGy o menores. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 133 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 2) 3) 4) Para la ICRP, “a estas bajas dosis la variabilidad estadística en el riesgo natural, así como posibles sesgos (incontrolables) en los estudios tienden a enmascarar la evidencia de cualquier daño. Esta incertidumbre es la principal razón por la que generalmente es imposible determinar, basándose sólo en la epidemiología, si existe, o no, un mayor riesgo de cáncer asociado con la exposición a radiación en el orden de pocas decenas de mSv o menos”. La existencia de un umbral a dosis bajas y en ciertos tejidos (cáncer testicular, cáncer de piel tipo melanoma, leucemia linfocítica crónica) no es inverosímil para la ICRP. Para irradiación prenatal se acepta que existe un riesgo de cáncer a dosis recibidas por el feto superiores a 10 mSv. Aunque los estudios sobre los supervivientes de las bombas atómicas han mostrado una relación entre dosis y riesgo de cáncer que puede ser menor cuando la dosis se recibe antes del nacimiento que cuando se recibe en la infancia, la nueva publicación de ICRP mantiene su conclusión de que el riesgo de cáncer en ambos grupos sería similar y tanto este organismo como el BEIR VII destacan que el riesgo de cáncer es hasta 3 veces mayor si la exposición se recibe en la infancia que si se recibe pasados los 35 años. Para el caso de la irradiación anterior a la concepción (en colectivos de radiólogos o trabajadores de la industria nuclear) no se ha encontrado un riesgo de cáncer aumentado en la descendencia, aunque a dosis muy altas (superiores a 100 mSv) no se puede descartar que dicho riesgo exista. Por otra parte, el análisis de la literatura científica revisada en este documento nos permite extraer algunas conclusiones para exposiciones y efectos concretos: • Los resultados de los estudios sobre diferentes cohortes son bastante compatibles entre sí. • En el caso de los supervivientes de la bomba atómica, existen riesgos significativamente aumentados para la mayoría de los cánceres. El riesgo de muerte por cáncer a lo largo de la vida es del 10% por Sv, siendo el 10% de ellas debidas a leucemias. Los resultados son compatibles con una relación lineal entre exposición a radiación a partir de 150 mSv (y hasta 4 Sv) y un exceso de tumores. Entre 5 y 150 mSv existe una incertidumbre aunque, según algunos datos recientes el exceso de riesgo sí podría ser significativo y lineal. Para el caso de las leucemias esta relación no está tan clara, y a bajas dosis parece existir más que una relación lineal, una relación lineal cuadrática, en la que los riesgos a bajas dosis son menores de los esperados. 134 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE • El hallazgo más importante de los estudios de cáncer en los expuestos tras el accidente de Chernobyl ha sido a gran incidencia de cáncer de tiroides en niños de las áreas más contaminadas. Para otros cánceres como la leucemia infantil no se ha demostrado todavía un aumento en la incidencia en las áreas más expuestas. En lo que se refiere a los trabajadores que intervinieron de emergencia, se ha detectado también una tasa de cáncer de tiroides entre 3 y 6 veces superior a la esperada. La mayoría de los estudios de “liquidadores” refieren un riesgo elevado de leucemia y otros tumores hematopoyéticos, aunque no se encuentra un riesgo estadísticamente significativo hasta superar exposiciones de 150 –200 mGy. • El accidente de 1979 en Three Mile Island en EE.UU., expuso a la población vecina de la central a dosis medias de 0,25 mSv o menos, es decir, menos que la exposición al fondo natural durante un año. Esta población es posiblemente la cohorte de expuestos a radiación ionizante mejor controlada y seguida del mundo y para los cuales las dosis recibidas son más precisas. Ninguno de los estudios realizados sobre esta población ha mostrado evidencias de un aumento de cáncer en las cercanías de la central. • El vertido de residuos radioactivos de la fábrica de plutonio de Mayak al río Techa tuvo como consecuencia una irradiación importante de la población que habitaba aguas abajo. Los autores estiman que un 3% de todas las muertes por cánceres sólidos y un 63% de las leucemias en esa población se deben a la radiación. • En Taiwan, donde la irradiación (a dosis muy bajas) se debió a contaminación de materiales de construcción de viviendas, no se encontró una asociación estadísticamente significativa entre dosis recibida y cáncer en general, ni para el cáncer excluyendo las leucemias. Sin embargo, sí se observó una relación significativa para la leucemia y casi significativa para el cáncer de mama. Los resultados muestran un exceso de riesgo relativo menor, pero compatible con los resultados de las otras cohortes analizadas en este documento. • La revisión de los mayores estudios realizados en el entorno de instalaciones nucleares, permite concluir que no existe un riesgo elevado de cáncer por el hecho de vivir cerca de una central de generación eléctrica nuclear. Se han detectado riesgos elevados de forma puntual cerca de alguna central nuclear eléctrica (Sellafield en Reino Unido y Krummel en Alemania). En algunos emplazamientos (Dounreay, Aldermaston Rosyth en el Reino Unido, La Hague en Francia) de instalaciones no relacionadas con la generación eléctrica se han visto ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 135 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE agrupamientos de casos de cáncer. Estos hallazgos aislados deben investigarse en detalle considerando otras posibles hipótesis (mezcla poblacional), así como posibles sesgos y factores de confusión no incluidos en estudios originales. La conclusión principal, de acuerdo con otros organismos como COMARE es que, a pesar de algunos estudios aislados que parecen indicar un riesgo aumentado de cáncer en la cercanía de algún tipo de instalación nuclear (principalmente instalaciones de reprocesamiento de combustible nuclear), los resultados globalmente considerados son bastante contundentes a la hora de excluir un aumento de riesgo de leucemia y otros cánceres en niños y adultos que viven cerca de instalaciones nucleares. • Para los trabajadores de la industria nuclear los riesgos estimados son estadísticamente compatibles con los calculados a partir de los de los supervivientes de las bombas atómicas y los estimados en el informe del BEIR VII. En este colectivo, dosis acumuladas menores de 100 mSv no se relacionaron con un riesgo significativo de cáncer. Las estimaciones de riesgo de cáncer en este colectivo son coherentes con los modelos en los que se basa la protección radiológica. Magnitud del riesgo de cáncer • • • • 136 El nuevo informe de BEIR VII, predice que, de 100 personas expuestas a lo largo de su vida a 100 mSv, una desarrollaría un cáncer por la radiación ionizante, frente a 42 que desarrollarían un tumor sólido o una leucemia por causas no relacionadas con la exposición a radiación ionizante. UNSCEAR (2000) estima que el riesgo de leucemia a lo largo de la vida tras recibir una dosis única de 1 Sv es del 1% y, tras una dosis de 100 mSv, de 0,05% (se reduce en veinte veces cuando la dosis se ha reducido en diez). Para otros tipos de cáncer, refiere un riesgo de muerte por cáncer a lo largo de la vida de una persona que ha recibido una dosis instantánea de 1 Sv, de un 9% para varones y un 13% para mujeres, con unos amplios márgenes de incertidumbre. Para exposiciones crónicas los riesgos pueden ser un 50% menores, pero no se conoce con exactitud. Para el caso de la exposición prenatal, un aumento de riesgo del 40% con dosis al feto de 10 mGy, se traduciría en que de 1700 fetos expuestos a 10 mGy, puede esperarse un caso extra de cáncer achacable a la exposición a radiación ionizante. Para la exposición laboral, según el estudio de IARC, una exposición acumulada de 100 mSv (registrada en menos de 5% de los trabajadores del estudio) conllevaría un aumento de mortalidad del 10% por cáncer de cualquier tipo y del 5% para la leucemia. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Enfermedades hereditarias • • En cuanto a efectos heredables, para la ICRP, no existe una evidencia directa de que la exposición paterna a radiación ocasione un aumento de enfermedades hereditarias, pero la evidencia de la experimentación animal hace que este riesgo deba ser tenido en cuenta. Hasta el momento no se ha visto evidencia de daño genético de ningún tipo en los descendientes de supervivientes de las bombas atómicas: Ni la supervivencia de los nacidos, ni alteraciones citogenéticas o mutaciones en algunas proteínas de la sangre se han visto que estén asociadas a la exposición a radiación. Tampoco parece existir un incremento en enfermedades multifactoriales. En los estudios de irradiados tras el accidente de Chernobyl, existe disparidad sobre si han aumentado las mutaciones en las células de personas expuestas o en su descendencia. Otras enfermedades • • • Entre los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki, se ha visto una correlación entre dosis de radiación y niveles aumentados de colesterol, hipertensión, enfermedad cardíaca y derrames cerebrales. También se han descrito excesos de riesgo significativos para enfermedad cardíaca, ictus, enfermedades digestivas y respiratorias sin encontrar una explicación causal plausible. En general existe en esta cohorte un aumento de riesgo del 14% por Sievert. El riesgo se aprecia para irradiaciones de 750 mSv pero su causa no está clara. También se ha investigado si existe un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares en los expuestos prenatalmente y no se ha encontrado en ellos un riesgo aumentado, aunque esta cohorte es todavía joven. Sí se encontró un riesgo aumentado de enfermedad cardiovascular en la cohorte de 1000 personas expuestas en la infancia. Entre los trabajadores de la industria nuclear, la evidencia no está tan clara. Para la cohorte de IARC, no hay un riesgo aumentado ni relacionado con la dosis para causas de muerte distintas del cáncer, incluyendo cardiocirculatorias y cerebrovasculares. Los riesgos para otras causas de muerte como enfermedad respiratoria, digestiva o cirrosis hepáticas, aunque algo aumentados, tampoco eran estadísticamente significativas. En el Reino Unido entre los trabajadores de la empresa British Nuclear Fuels, se encontró un exceso de riesgo de muerte principalmente asociado a causas cardiovasculares, aunque ciertas discrepancias en el estudio no les permite concluir que haya una relación causal con la radiación ionizante. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 137 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE • 138 La ICRP estima que los datos disponibles no permiten una estimación de riesgo para otras enfermedades distintas del cáncer en el caso de dosis menores de 100 mSv. Ello concuerda con UNSCEAR (248), que concluye que los datos no permiten establecer una relación causal entre enfermedades cardiovasculares y radiación ionizante para dosis menores de 1-2 Gy; el informe BEIR VII comenta la incertidumbre asociada a los estudios de bajas dosis y no establece estimaciones de riesgo para esta categoría de enfermedades ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE ANEXO Consideraciones epidemiológicas y estadísticas ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 139 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE La epidemiología es la disciplina científica que estudia la frecuencia y distribución de los fenómenos relacionados con la salud y de sus factores determinantes en las poblaciones humanas. El objetivo primordial de cualquier estudio epidemiológico analítico es verificar si existe una asociación causal entre la exposición (causa) a un determinado factor y una enfermedad o alteración (efecto). La metodología de estudio epidemiológica trata de dotar de validez y fiabilidad a las observaciones de tal modo que se reduzca lo más posible la presencia de errores o sesgos. Los errores sistemáticos, también denominados sesgos, pueden estar causados por la manera en que han sido seleccionados los sujetos de estudio, por la forma en que se ha obtenido la información (definiciones/verificación de casos/ medición de la exposición), o bien por la presencia de otras variables de confusión que puedan alterar los resultados (una asociación dada puede ser inducida por diferencias entre los sujetos que a su vez están provocadas por la presencia de otra variable que no ha sido medida o que no ha sido tenida en cuenta a la hora del análisis). Afectan a la exactitud (validez) de los datos y su efecto puede infra o sobreestimar una determinada asociación. El error aleatorio también juega un efecto importante. Surge a través de la variabilidad de los fenómenos naturales, de la variabilidad de las observaciones y sobre todo a través de la consistencia que ofrezca el tamaño muestral de un estudio. Repercute sobre la precisión de los datos, fiabilidad, y afecta a la significación estadística. En el tema que nos ocupa la validez y fiabilidad de los estudios debe garantizarse prestando especial atención a las siguientes consideraciones: 1. Tipos de estudios epidemiológicos en el área de las radiaciones ionizantes Tres tipos de estudios son los más frecuentemente usados: • Estudios de cohorte. En este tipo de estudios se parte, en su esquema más simple, de dos grupos de individuos (cohortes), todos ellos libres de la enfermedad sometida a vigilancia: uno expuesto al presunto factor de riesgo y otro libre de tal exposición. Los dos grupos se siguen en su evolución a lo largo del tiempo para determinar la proporción de cada uno que llega a desarrollar la enfermedad (incidencia). Es deseable que el período de seguimiento se extienda durante suficiente tiempo, tantos más años cuanto más rara sea la enfermedad y más prolongado el tiempo de latencia. Por ello actualmente muchos de los estudios de cohortes se realizan de forma retrospectiva, sobre la base de registros históricos. La cohorte tiene que estar constituida por poblaciones singulares, bien definidas y conocidas, trabajadores de centrales nucleares, habitantes de ciertas áreas de interés, etc. 140 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Son muy útiles para explorar los diversos efectos que pueden derivarse de un único factor de exposición y pueden permitir controlar ciertos problemas de seguimiento y calidad de la información. Su principal inconveniente es su elevado coste (en términos económicos y de tiempo), ya que hay que conseguir muchos datos sobre todos y cada uno de los miembros de la cohorte, tales como dosis recibida, estatus vital, causa de muerte, etc. • Estudios de casos y controles. Son los diseños epidemiológicos que con más frecuencia se han venido utilizando en la investigación de efectos o enfermedades raras, como por ejemplo, los posibles efectos de la exposición a campos electromagnéticos generados por las líneas eléctricas de alta tensión. En este tipo de estudios se elige un grupo de individuos afectados por la enfermedad de interés, y otro, el de los “controles” en los que ésta se encuentra ausente. Ambos grupos se comparan respecto a una exposición que se sospecha está asociada a dicha enfermedad. La función del grupo de control es estimar la proporción de exposición esperada en un grupo que no tiene la enfermedad. La validez de los estudios de casos y controles depende fundamentalmente de la medida en que los controles sean realmente representativos de la población a que pertenecen los casos, condición que en la práctica no siempre es fácil de satisfacer. Su mayor ventaja estriba en su eficiencia para ofrecer información, de forma rápida y económica, en el estudio de enfermedades poco frecuentes (por lo tanto a partir de un número reducido de casos), y con tiempos de latencia prolongados. Su limitación más importante es que son muy susceptibles a la introducción de sesgos, tanto en el momento de la selección de los grupos, como a la hora de obtener información de calidad sobre los factores de riesgo (exposición, dosis, hábitos nocivos coincidentes). • Por último cabe citar a los estudios llamados “ecológicos” que tienen como sujeto de estudio a las poblaciones y no a los individuos. Analizan la relación entre la frecuencia de la enfermedad y factores ambientales específicos característicos de una población. Se utiliza como indicador de “dosis recibida” de ese agente una estimación promedio geográfica y temporal pero no la dosis real individual (objetiva y cuantificada, porque se desconoce dosimetría, lugar y años de residencia en una zona concreta). Es un tipo de estudio útil para generar hipótesis epidemiológicas pero el uso de esa “dosis no real” limita mucha su aplicabilidad. Mientras la dosimetría individual se desconozca, siempre quedará la duda sobre si la incidencia de un fenómeno está asociado con la radiación ionizante o no. Además, en muchas ocasiones los factores de confusión no se consideran o se desconocen y otros factores de riesgo distintos de la radiación ionizante, como exposición a tabaco, productos químicos, o características demográficas como el estatus socio-económico, migraciones, etc. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 141 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE no se toman en consideración con el consecuente efecto de confusión. La falacia ecológica consiste en atribuir una característica grupal a un individuo (una población puede tener un alto índice de fumadores, lo que no quiere decir que todo individuo de esa población sea fumador). 2. Criterios para la selección del diseño de un estudio Los principales tipos de investigación en epidemiología analítica son los diseños de casos y controles y de cohortes, o bien aquellos derivados de estos mismos. Hay muchos factores que pueden influir en la decisión de un determinado tipo de estudio. Las razones para la elección deben expresarse e indicarse, sobre todo cuando no se utilizan diseños habituales. Las principales indicaciones se observan en la tabla 34. El tipo de diseño más común es el de cohorte histórica (130, 165, 166) ya que utiliza información existente sobre los efectos de interés en poblaciones identificadas en censos, padrones y registros oficiales. En este tipo de diseño se reconstruye el seguimiento adoptando una direccionalidad anterógrada (exposición > efecto) pero con temporalidad histórica, datos ya existentes, pudiendo estimarse la incidencia de eventos (morbilidad o mortalidad) en un denominador (población) previamente definido. Permite por tanto comparar las incidencias con Tabla 34. Criterios para la selección del diseño de un estudio Propósito de la investigación Tipo de estudio Investigación de una enfermedad rara como es el cáncer y sus posibles causas Estudio caso-control. Investigación de los efectos de una exposición rara como es la radiación nuclear de origen industrial Estudio de cohortes en población donde la exposición está presente. Investigación etiológica de una exposición múltiple como son los efectos combinados de radiaciones y agentes químicos. Estudio caso-control. Investigación de resultados múltiples como mortalidad (tipos de cáncer) y/o malformaciones, por distintas causas. Estudio de cohortes. Estimación de tasas de incidencia en poblaciones expuestas. Sólo estudio de cohorte. Investigación de co variables que cambian en el tiempo. Preferentemente estudio de cohorte. 142 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE poblaciones de referencia y calcular el riesgo relativo o la razón de mortalidad o incidencia estandarizada. Es por tanto un diseño idóneo. En los diseños de casos y controles (179, 218) los casos están constituidos por individuos con la enfermedad de estudio, en general, cáncer en sus distintos tipos y variedades según grupo de edad. Los controles son poblaciones definidas y elegidas al efecto (o construidas para el estudio, p.e. enfermos no tumorales) y se compara entre ambas la exposición respectiva a las radiaciones ionizantes. La exposición a la radiación recibida se estima indirectamente. Por ejemplo, suele asumirse que la residencia en determinada demarcación geográfica es indicativo de la dosis de radiación recibida. En otras ocasiones esta medición se complementa mediante encuestas y estimación de hábitos de vida. Es un criterio cuestionable pero asumido internacionalmente. Los estudios caso-control no tienen una base poblacional conocida y por tanto no permiten el cálculo de la incidencia y como consecuencia no se puede calcular el riesgo relativo. La aproximación a la estimación del riesgo se realiza a través del estimador de asociación conocido como Odds Ratio. 3. Evaluacion de la calidad de la identificación de los casos A) Definicion correcta de caso El cálculo de la incidencia requiere una estimación fiable del número de individuos con la enfermedad en cuestión. El método utilizado para definir los casos afecta la estimación de la frecuencia de enfermedad. I) 2) Identificación de casos por evaluación Clínica: Los valores de incidencia se influencian por las características y puesta a punto del procedimiento diagnóstico así como por el rigor de los criterios diagnósticos utilizados para la clasificación de los pacientes como enfermos. Una búsqueda agresiva con una indefinición temporo-espacial puede sobrestimar la incidencia. Por el contrario sólo la inclusión de casos clásicos de la enfermedad, definidos mediante criterios diagnósticos estrictos, subestima la incidencia. Contrariamente, la inclusión de casos “probables”, de acuerdo con criterios diagnósticos más permisivos, puede sobrestimar la frecuencia de enfermedad. Es posible que algo de las situaciones mencionadas ocurra entre el conjunto de estudios epidemiológicos disponibles sin que podamos objetivamente cuantificarlo con la información que suministran. Identificación de casos mediante revisión de historias clínicas: El número de casos puede extraerse de historias médicas existentes. Las medidas de frecuencia de enfermedad basadas en este tipo de datos son válidas sólo hasta el punto de que estas historias médicas sean certeras y estén completas. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 143 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 3) 4) 5) Identificación de casos mediante entrevista personal: La información sobre la aparición de la enfermedad obtenida mediante entrevista personal o mediante cuestionarios puede alterarse por un sesgo de recuerdo. Las incidencias que se calculan a partir de dichos datos obtenidos mediante sondeos pueden diferir espectacularmente de incidencias basadas en datos obtenidos mediante observación objetiva. Hay estudios que (179, 218) podrían ser motivo de análisis y debate más detenido por esta causa. Identificación de casos mediante registros de cáncer específicos. Son fuentes de información de calidad comprobada y son los preferidos para realizar este tipo de estudios. Los casos más representativos son los de Hoffman 1997 (175), Grosche 1999 (176), Bouges 1999 (190) o White-Koning 2004 (155) que utilizan registros específicos de incidencia de cáncer. Identificación de casos mediante certificado de defunción o registros de mortalidad. A pesar de los defectos históricos de estas fuentes, su calidad actual es muy buena y son aceptados formalmente. Entre otros están los estudios de Hattchouel 1995,1996 (154, 205); López-Abente 1999, 2001(165, 166) ; Talbott 2003 (130). B) Contabilidad de las ocurrencias El cálculo de la incidencia puede complicarse por fenómenos de recurrencia. 1) Elección del concepto a medir. El concepto enumerado en el numerador puede ser bien el número de individuos que desarrollan la enfermedad al menos una vez o el número de veces que la enfermedad ocurre. Ejemplo: Silva-Mato 2003 (183) identifica varias recurrencias pero sólo contabiliza una. Grossman 2003 (218) registra las recurrencias habidas en los mismos sujetos. Definición del tiempo de aparición. El cálculo de la incidencia requiere una estimación muy exacta del tiempo de instauración o de aparición de la enfermedad en estudio y una delimitación precisa del periodo que se utiliza para la estimación de la ocurrencia de los casos. El tiempo de aparición puede definirse como la fecha en la que se realizó un diagnóstico definitivo. Adquiere especial interés en los “cluster” temporales o geográficos como en los estudios del entorno de Krümel , Hoffman 1997 (175), Grosche 1999 (176) y Le Hague, Viel 1993 (211), Pobel 1997 (179) Laurier 2000 (215) Guizard 1998 (180). Al utilizarse distintos periodos de referencia y delimitaciones geográficas los resultados son variables e incluso contradictorios. El tiempo de inducción debe considerarse para poder establecer asociaciones causales en el caso de la exposición a radiaciones ionizantes y cáncer. Este periodo se conoce a partir de los estudios de seguimiento de los afectados por explosiones nucleares en Japón. La mayoría de los estudios tienen en cuenta esta consideración. 2) 3) 144 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 4) Plausibilidad biológica/epidemiológica. Debe existir algún razonamiento científico y biológico explicativo del efecto observado. En el estudio de Talbott 2000 (128) se observó un aumento de mortalidad por insuficiencia cardiaca entre los “afectados” por al accidente de TMI en una primera aproximación estadística. Análisis más adecuados (ajuste multivariable para factores de confusión) hicieron desaparecer ulteriormente esa asociación biológicamente no plausible y por tanto espúrea. El nivel de exposición en el entorno de Krümel es muy inferior al mínimo considerado como de riesgo por lo que la relación causal resulta inexplicable con los conocimientos actuales. 4. Definicion correcta de las poblaciones y selección de la muestra. Definición de la población de estudio La distinción entre la población diana (p.e. Silva-Mato 2003 (183), habitantes del entorno de Trillo y Zorita, es decir, población de la que se pretenden conocer los resultados, 27812 habitantes,); población muestral, (muestra bruta, pacientes ingresados en el hospital de Guadalajara, población seleccionada para ser incluida en el estudio, 4492 casos elegibles, 9876 controles elegibles) y la población de estudio, la población real para la que los datos están disponibles y sobre la que se basa el análisis (población neta, 838 casos y 802 controles) es de ayuda a la hora de evaluar a qué población debemos referir los resultados y verificar si estos son válidos y hasta qué punto podrían ser generalizados. Otros ejemplos ilustrativos son los de Boice 2003 (216), que encuentra 935 casos elegibles de los que sólo usa 581 al validar la zona real de residencia y el de Talbott (128) que inicialmente identifica 35946 pero tras exclusiones razonadas sólo incluye para el análisis a 32135 sujetos. La mayoría de los estudios al respecto (cohortes históricas) utilizan poblaciones denominadas dinámicas. Se asume por convenio que en la población de un municipio o una región a lo largo de un periodo de seguimiento, entran y salen, nacen y mueren, individuos constantemente, pero que su tamaño y estructura por edad y sexo permanece constante. Es un recurso epidemiológico formal pero a veces pueden alejarse peligrosamente de la realidad y estudiarse con cuidado ya que las oscilaciones pueden ser de capital importancia. Hasta tal punto es así que una de las tesis para explicar la incidencia de ciertos brotes de leucemia (Sellafield, Cotentin Nord, Krümel) consiste en lo que se denomina mezcla poblacional o “population mixing”, situación en la que hay una incorporación y renovación brusca de la composición de una población (incorporación masiva y heterogénea de familias acompañando a trabajadores de nuevas instalaciones que aportarían agentes leucemogénicos, infecciosos o importaría predisposiciones, o alterarían la inmunidad de grupo). Menos originales son los fenómenos que produce la indefinición de la población, Grossman 2003 (218), o bien dispersión o mala identificación como señala Boice 2003 (216). ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 145 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Por su parte Talbott, 2000 y 2003 (128, 130) es la única autora que aporta una población identificada, registrada y seguida ex profeso desde el inicio de la exposición (Three Miles Island). El resto ofrece poblaciones dinámicas (denominadores) procedentes de registros y censos oficiales. Más problemática es la adscripción de los sujetos a la población de estudio versus población diana: ciertas consideraciones prácticas limitan la visión de un estudio epidemiológico. Por ejemplo, la incidencia puede que se haya calculado por error en el área tributaria o población que acude a un hospital o centro de salud en vez de la población general. Por lo tanto los resultados obtenidos en la población de estudio pueden extrapolarse a la población general solo tras revisar criterios de validez y precisión de los datos. 5. Tamaño muestral Cada estudio cuantitativo requiere una decisión cuidadosa sobre el tamaño muestral necesario. Los cálculos sobre el poder estadístico deben basarse en los requerimientos, bien de los test estadísticos de significación o bien en función de la precisión deseada de las estimaciones. La comparación de mortalidad o la estimación de la incidencia de eventos raros como es el cáncer suele requerir de muestras enormes. La investigación debe ser suficientemente grande para encontrar asociaciones importantes pero no debe ser mayor de lo necesario. Un buen estudio debe incluir un cálculo formal sobre el poder de la muestra utilizada y aportar razones pragmáticas sobre la muestra final que se ha utilizado. El cálculo debe tomar en cuenta tasas de no respuesta, así como análisis de subgrupos. Obsérvese que se van a requerir grandes muestras cuando la incidencia de los eventos en el estudio es pequeña. Viel 1993 (211), Hattchouel 1995 (154), Hattchouel 1996 (205), White-Koning 2004 (155), hacen mención expresa del poder estadístico del poder de su estudio, otros solo consideran su potencial efecto. Es una cuestión difícil ya que la utilización de poblaciones enormes aumenta la precisión de los datos (intervalos de confianza estrechos) pero dispersa geográficamente el área de exposición, provocando un efecto de dilución de los casos en un denominador excesivamente amplio y por tanto de disminución de la incidencia. Los estudios de Viel 1997 (178), White-Koning 2004 (155), Boice 2003 (216) podrían servir reflexión al respecto. Por otro lado la utilización de pequeños espacios no reuniría efectivos suficientes o bien aumentarían la densidad de incidencia dando lugar a estimaciones sobrevaloradas, sirvan para reflexión los artículos del entorno de Krümel, Hoffman 1997 (175), Grosche 1999 (176) y Le Hague, Viel 1993 (211), Pobel 1997 (179) Laurier. 2000 (215) y Guizard 1997 (180). 146 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 6. Población de referencia o grupo de comparación Todos los estudios epidemiológicos de naturaleza observacional se basan en comparaciones entre poblaciones expuestas y no expuestas o bien entre sujetos enfermos y no enfermos. Evidentemente, la elección del grupo de comparación correcto es crucial a la hora de obtener unos resultados válidos. En los estudios de casos y controles, los antecedentes de exposición entre los casos, deben compararse con los antecedentes de exposición entre los controles, personas que son similares en todos los aspectos, excepto en que no tienen la enfermedad. Teóricamente, esto se obtiene de una manera ideal extrayendo una muestra aleatoria de la población en la que aparece la enfermedad. Como esto generalmente no es posible, es importante verificar si la selección de la muestra de la población ha podido introducir algún tipo de sesgo. Los controles del estudio de Pobel (179) se buscan en las consultas del médico general donde fueron diagnosticados los casos de leucemia infantil (hasta 10 intentos de emparejamiento). En el estudio de Bouges 1999 (190) los casos se localizan por “rastreo” activo entre centros médicos y sanitarios de la zona. El estudio de Silva-Mato 2003 (183) se extraen aleatoriamente de los listados de alta del hospital. Todas estas situaciones son evidentemente susceptibles de debate. En la mayoría de los estudios de cohortes las tasas de mortalidad e incidencia se estiman sobre la población oficial de la zona y se promedian las incidencias para el conjunto de años de seguimiento. La población de comparación o referencia se extrae utilizan poblaciones oficiales de censos comarcales, provinciales, regionales o estatales en periodos que oscilan entre cuatro a cuarenta años. En algunos casos existen registros específicos de cáncer que ofrecen tasas de referencia según grupos de edad, Grosche 1999 (176). En otras ocasiones se utiliza el certificado de defunción p.e. López-Abente 1999 y 2000 (165, 166) o bien otros registros de mortalidad, Talbott 2000 y 2003 (128, 130). Todos los estudios utilizan registros de mortalidad o de incidencia de cáncer epidemiológica y legalmente admitidos excepto los utilizados por Grossman 2003 (218) que curiosamente ni los menciona. No obstante los autores no siempre aportan una descripción integral de la población de estudio y de la muestra de la población en términos de distribución de edad, lugar de residencia, periodo de estudio, nacionalidad, raza, etc. Además, el número total de sujetos en términos brutos y en términos netos, así como la presencia de subgrupos de interés, deben también describirse e identificarse ya que pueden ser claro motivo de discusión. López Abente 1999 y 2000 (165, 166) podría estar incluyendo trabajadores del sector nuclear entre los casos o en la población de referencia del estudio. Debe valorarse también si la población de estudio es una muestra aleatoria de la población diana, es decir, si todos los miembros de la población de interés tienen la misma oportunidad de estar incluidos en la muestra. Esta situación puede ser violada en los estudios ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 147 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE de casos y controles si por ejemplo: 1) los controles se seleccionan de una lista incompleta (guía telefónica, listados, registros no formales), 2) la selección del control no incluye instituciones como por ejemplo residencias de tercera edad, 3)los sujetos enfermos están excluidos de la selección de los controles, 4) los sujetos sanos están excluidos de la selección de los controles (controles hospitalarios), 5) los tiempos de entrevista no son adecuados (horario laboral). A menudo no es posible obtener una muestra aleatoria de la población elegible total. Sin embargo, cualquier modificación o manipulación en el muestreo puede introducir sesgos. La magnitud del sesgo puede verificarse revisando si: a) se han utilizado los mismos criterios de selección; b) se han utilizado los mismos criterios de inclusión para casos y controles, por ejemplo edad, raza, lugar de residencia, clase social, nivel o situación laboral, etc.; c) el porcentaje de personas incluidas en la muestra es el mismo para los principales subgrupos de interés como son hombres y mujeres, grupos de edad, etc., y d) si en el caso de que hubiera controles hospitalarios, una variedad amplia de diagnósticos distintos está presente en el grupo de control. En general no se menciona una descripción de las personas que no se han incluido en el estudio. Silva-Mato 2003 (183) argumenta bien la selección de casos y controles mientras que cuesta identificar la validez de los controles en el estudio de Pobel 1997 (179). 7. Recogida de los datos, verificación de la exposición y sesgo de información La variable principal de resultado que generalmente es el diagnóstico de cáncer, o bien, la causa de muerte, debe ser extraída de historias clínicas, de informes médicos de patólogos, o de certificados de defunción. En los estudios de casos y controles, los datos sobre la exposición de los individuos se recogen a través de cuestionarios, entrevistas o recopilación, a partir de historias clínicas. Para cada fuente de información la exactitud y la validez de los datos puede presentar distintos problemas. Los errores de medición (sesgos) son la mayor fuente de variabilidad en los estudios y resultados epidemiológicos. Los sesgos de información cuando son los mismos para los enfermos y los no enfermos o para los expuestos y no expuestos, producen el efecto denominado de “mala clasificación no-diferencial”. En esta situación las estimaciones están sesgadas anulando por dilución el efecto, la precisión disminuye y el poder se reduce. Si la mala clasificación no afecta por igual a los casos o a los controles, el sesgo puede tener cualquier dirección e incluso ser contrario al efecto verdadero. Se denomina sesgo de “mala clasificación diferencial”. En los estudios de cohortes la mala clasificación diferencial puede ocurrir cuando se utilizan los certificados de defunción para un grupo, pero se utiliza otro tipo de información con el grupo de comparación. Así por ejemplo en los estudios de cohortes los 148 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE casos observados se reclutan activamente en un área geográfica arbitraría a partir de informes médicos o historias clínicas pero los casos esperados se calculan a partir de tasas regionales o nacionales impersonales. Entre los estudios revisados tenemos varios ejemplos en los que podría darse está circunstancia en distinto grado. En los estudios de casos y controles este problema puede aparecer cuando los casos y los controles se entrevistan por distintos procedimientos. La técnica correcta para la verificación de la exposición es muy dependiente de los factores de riesgo que se estén estudiando (exposición ambiental, exposición ocupacional, dieta o hábitos de vida). El sesgo de recuerdo (“recall bias”) es un tipo error sistemático de los estudios de caso-control que aparece cuando en la entrevista los enfermos o sus familiares recuerdan con más viveza antecedentes sospechosos de estar vinculados con su enfermedad que los propios controles que tienen a olvidar algo que no les resulta de interés vital. El efecto de este sesgo es el de sobrevalorar la asociación. Sin embargo, pueden considerarse algunos criterios de calidad para la mayor parte de los problemas de medición, incluyendo problemas en el diagnóstico y en la verificación de la exposición. La calidad en la recogida de la información, es a menudo mejor valorada si se advierte o muestra que los procedimientos de muestreo y la de recopilación de datos han sido verificados y ensayados en un estudio piloto o si hay estudios adicionales que han validado los instrumentos, los cuestionarios o los procedimientos diagnósticos, p.e. Bouges 1999 (190), hace una exhaustiva validación de sus métodos. Para verificar si ha ocurrido una mala clasificación y decidir si esta es diferencial o no diferencial debemos examinar si la recogida de datos es idéntica o al menos similar para los casos y controles o bien para la cohorte expuesta y la no expuesta, por ejemplo: 1.- Persona/s entrenada/s han medido la exposición de casos y controles. 2.- Las técnicas de cálculo de incidencia son las mismas para todas las poblaciones del estudio. 3.- Casos y controles han sido entrevistados en el mismo lugar (domicilio u hospital). 4.- Si es posible, los entrevistadores no deben estar al corriente del estatus de los entrevistados. Debemos sospechar errores diferenciales si las tasas de no respuesta difieren entre los casos y controles o si el porcentaje de datos perdidos para alguna variable difieren entre los casos y controles o bien entre la cohorte expuesta y la no expuesta. 8. Análisis estadístico: indicadores de asociación y de efecto El análisis estadístico debe resumir los datos crudos de una manera clara, verificar la probabilidad de que las diferencias entre los grupos (niveles de exposición) sea o no debido simplemente al azar (variabilidad aleatoria) y verificar si las diferencias persisten cuando se controlan matemáticamente las variables de confusión. Los análisis estadísticos no pueden ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 149 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE atenderse cuando las muestras son excesivamente pequeñas o cuando no se controlan los sesgos del diseño del estudio. El protocolo del análisis estadístico debe haber sido fijado previamente al análisis. Debe hacerse una distinción clara entre lo que es la verificación de hipótesis y lo que son otro tipo de estudios más exploratorios. En la mayoría de las investigaciones, la modelización exploratoria debe realizarse obligatoriamente y las limitaciones de estos resultados deben ser discutidas p.e. Bouges 1999 (190) López-Abente 1999 y 2000 (165, 166), Talbott EO 2000 (128), White-Koning 2004 (155) , Baker 2007 (210). El análisis estadístico debe siempre iniciarse con una descripción integral de los datos, incluyendo tasas de respuesta, muestras brutas y netas y desviación de la población analizada con respecto a la población que se pretendía alcanzar. En una segunda parte, deben realizarse análisis crudos y estratificados donde se utilicen modelos estadísticos para verificar la asociación entre los factores de riesgo y enfermedad. La mayor parte de los estudios, quizás por el restringido espacio de los artículos científicos, apenas dan información explícita sobre la composición y estructura de las poblaciones utilizadas. A veces hay lagunas evidentes. Por ejemplo la omisión en las tablas de resultados de los casos esperados tras los cálculos con la población de referencia incomoda al lector. Algunos criterios para verificar si se ha realizado un análisis estadístico con estándares aceptables pueden ser: 1) 2) 3) 4) 5) 150 Se define, a priori, la estrategia global de análisis estadístico que se pretende. Se realiza una distinción clara entre los análisis planificados y los análisis ad hoc. La descripción del análisis debe ser suficiente y ser comprensible sobre lo que se va a hacer, sobre lo que se ha hecho y sobre su reproducibilidad. Por ejemplo, los test estadísticos y los procedimientos de estimación deben ser descritos, las variables utilizadas en el análisis deben ser identificadas y definidas, las transformaciones de las variables continuas, como por ejemplo los logaritmos, deben ser explicadas, las reglas para la categorización de las variables continuas, también deben ser presentadas, si hay situaciones que no se incluyen en el análisis deben ser razonadas, así como el tratamiento que se otorga a los datos ausentes. Debe verificarse si el análisis ajusta por factores de confusión importantes. Aunque es más bien difícil verificar si el ajuste es el adecuado, se necesitan verificar una serie de puntos: ¿Qué factores de confusión se señalan?, ¿Cómo se definen los factores de confusión y cómo se define la importancia de cada uno?, ¿Cómo se realizó el ajuste? ¿Se realizaron emparejamientos, modelización multivariable o estratificación?. Si se utilizan modelos estadísticos, la construcción del proceso de modelización debe ser transparente. Debe establecerse qué variables fueron incluidas o excluidas del análisis ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE 6) 7) 8) multivariante y verificar y mostrar los resultados de diferentes modelos a la hora de mostrar los datos. Es conveniente incorporar análisis de sensibilidad si se han utilizado a la hora de realizar distintas asunciones en los modelos estadísticos. Deben realizarse estimaciones del intervalo de confianza para todas las estimaciones. Si el tamaño muestral es escaso deben utilizarse procedimientos estadísticos exactos. Deben ser investigados sesgos potenciales y su influencia en los resultados. Por ejemplo utilizando los resultados del estudio de evaluación o realizando análisis de sensibilidad Una vez que se han recogido los datos deben utilizarse técnicas estadísticas apropiadas para estimar si las diferencias observadas entre el grupo de tratamiento y de control se deben o no al azar. Destacan por la corrección de sus análisis estadísticos los estudios de Bouges 1999 (190), Talbott 2000 (128), White-Koning 2004 (155) y López-Abente 1999 (165, 166). También pueden utilizarse procedimientos estadísticos específicos para controlar sesgos o fuentes de sesgos desconocidos. Talbott 2000 (128) y Mangano 2003 (152) destacan aquí. Sin embargo, ni el más sofisticado de los análisis estadísticos puede rescatar un pobre diseño o un trabajo ejecutado con desgana. 9. Estimación de la frecuencia de ocurrencia de un suceso Obviamente el momento culminante en un estudio epidemiológico que persigue la valoración del efecto de una exposición es la contabilidad del suceso. Para eso se utilizan indicadores de frecuencia y asociación. Indicadores de frecuencia: INCIDENCIA. La incidencia de una enfermedad se refiere al número de nuevos casos de enfermedad que aparecen en una población a riesgo durante un periodo específico de tiempo. El concepto de incidencia incluye dos dimensiones diferentes: EL RIESGO Y LA TASA DE INCIDENCIA. El RIESGO como concepto epidemiológico indica la probabilidad de que un individuo libre de la enfermedad sufra una enfermedad o suceso en un periodo dado, condicionado a que no muera por otra causa durante ese periodo. En otras palabras es la proporción de individuos de una población que enferman por una determinada causa en un periodo de tiempo. El RIESGO se determina a través de la INCIDENCIA ACUMULADA que se define como: La proporción de personas en un grupo predefinido y de tamaño fijo que desarrollan la enfermedad durante un periodo específico de tiempo. Se deduce en este planteamiento que todos los miembros de la población a riesgo son seguidos hasta que el periodo de observación acaba. En los estudios revisados aunque se utiliza con frecuencia el término de riesgo no se calcula en ningún caso ya que al ser estudios poblacionales dinámicos y amplios se pierde la capacidad de cálculo. Solo hay un caso excepcional en los estudios revisados es la cohorte de ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 151 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE TMI, Talbott 2000 (128), que sigue a la misma población fija, 35946 ciudadanos (tras exclusiones documentadas 32135), en un periodo de tiempo conocido. En todos los casos se utiliza (excepto casos y controles) La TASA DE INCIDENCIA que representa el potencial, la fuerza de aparición de casos en una población en función del tiempo. La TASA DE INCIDENCIA se determina a través de la DENSIDAD DE INCIDENCIA y se refiere a la aparición de nuevos casos por unidad de tiempo y en una población determinada libre de enfermedad. En otras palabras, refleja el potencial instantáneo de cambio en el estado de enfermedad o fuerza de morbilidad. De otra manera, la densidad de incidencia estima la velocidad media o tasa media (promedio) de aparición de nuevos casos en una población sobre un periodo específico de tiempo. La densidad de incidencia se calcula utilizando la siguiente fórmula: DI = I / PT I: Número de casos nuevos en el periodo de calendario (to,t); PT: Es la población tiempo acumulada por la población candidata observada durante el Periodo (to,t). Producto del número de personas (P) por el tiempo de exposición de cada una de ellas (T). Obsérvese que el denominador tiene en cuenta la variación de los intervalos de seguimiento de los distintos individuos, el denominador se expresa en personas/tiempo, es decir, el número de años libres de enfermedad o de exposición a un factor de riesgo o de observación en un estudio, que cada individuo aporta a la población de estudio hasta la fecha de diagnóstico, abandono, muerte por otra causa, fin del estudio o aplicación de los criterios de exclusión, etc. No se trata del número de individuos a riesgo en esa población sino del conjunto persona-tiempo que cada individuo aporta. El concepto de persona/tiempo puede expresarse utilizando varias unidades de tiempo (persona/días, persona/meses, persona/años). Debe entenderse que la tasa de incidencia no se refiere a una experiencia individual sino a un fenómeno grupal. Una desventaja al utilizar el denominador persona/tiempo en el cálculo de la densidad de incidencia es que reúne disparatados tiempos de seguimiento. Por ejemplo, 10 individuos seguidos durante 10 años y 100 individuos seguidos durante 1 año contribuirían en ambas situaciones a 100 personas/años en el denominador. (a) Si los individuos con escaso periodo de seguimiento son notablemente diferentes de aquellos con un periodo de seguimiento mas largo pueden producirse importantes sesgos en la estimación de la densidad de incidencia. Por ejemplo, Si la duración promedio entre la exposición y la aparición de una enfermedad es 4 años, un valor de densidad de incidencia que se base en 100 individuos seguidos durante 1 año subestiman la verdadera tasa a la que aparecen nuevos casos de la enfermedad. 152 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Dos formas de calcular el denominador en personas año: a) b) Los periodos de seguimiento (en riesgo, expuestos) de los individuos libres de la enfermedad son conocidos: Sumatorio de periodos individuales: PT=S ∆ti donde ti = Duración del periodo de seguimiento para cada individuo “i”. Ningún estudio entre los revisados lo utiliza. Los periodos de seguimiento individuales no son conocidos Asumimos una población dinámica estable y constante: PT = N' (∆t ) ; donde N' = Tamaño de la población y (∆t ) = Duración del periodo de seguimiento del estudio. Ejemplos: 1) 2) 3) 10. La población de Krümel aporta 28900 personas-año entre 1990 y 1995. La población de la TMI conforma 403000 personas-año. Son 32135 personas seguidas desde 1979 a 1992, Talbott 2000 (128). Bouges 1999 (190), obtiene 1164442 personas-año al seguir 106000 niños menores de 15 años durante 11 años. Dado que ha habido 48 casos en dicho periodo la tasa de incidencia de leucemias es de: 4,12 por 100000 personas-año. (Los casos esperados fueron 47,68). Medidas de asociacion (medida de la magnitud de las asociaciones) Comparan el riesgo de desarrollar una enfermedad entre los individuos expuestos a un factor sospechoso con aquellos que no están expuestos a dicho factor. Las medidas de asociación o de comparación más conocidas se denominan RIESGO RELATIVO Y ODDS RATIO. Estas medidas proporcionan una verificación CUANTITATIVA de la magnitud de la asociación entre un factor de riesgo y una enfermedad. 10.1. RIESGO RELATIVO EL riesgo relativo compara la probabilidad de un resultado entre los individuos que presentan una determinada característica o que han estado expuestos a un determinado factor de riesgo con la probabilidad de que ocurra este mismo resultado entre individuos que no poseen dicha característica o que no han estado expuestos a determinado factor de riesgo. En otras palabras es la RAZON de la incidencia de dicho resultado entre los expuestos frente a la incidencia entre los individuos no expuestos. Los datos que se utilizan para calcular el riesgo relativo se resumen en la tabla 35: ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 153 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 35. Ejemplo Datos recalculados a partir de Bouges 1999 (190) Expuesto (F+) No expuesto (F-) casos nuevos Personas/año 5 4 100000 100000 RR = 1.25 (0.34 – 4.65), p= 0.7388. No significativo INTERPRETACIÓN DEL RR a) El rango puede extenderse desde 0 Æ • ; 1 = no asociación. b) La enfermedad es RR veces más probable que ocurra entre aquellos individuos expuestos al factor de riesgo que entre aquellos que no están expuestos. c) Cuanto más grande sea el valor de RR, más fuerte es la asociación entre la enfermedad en cuestión y la exposición a ese factor de riesgo. d) Valores de riesgo relativo cercanos a 1 indican que la enfermedad y la exposición al factor de riesgo no están asociados (el riesgo de ocurrencia es el mismo tanto entre los expuestos como entre los no expuestos). e) Valores de RR inferiores a 1 indican una asociación negativa entre el factor de riesgo y la enfermedad (un efecto protector en vez de un efecto de riesgo). EXCESO RELATIVO DEL RIESGO Otra manera de expresar el riesgo es a través del concepto de exceso de riesgo relativo o exceso relativo del riesgo ERR. Se obtiene substrayendo 1 al valor del riesgo relativo. ERR = RR – 1 ; (Re/Rn) – 1; (Re-Rn) / Rn. Donde Re es riesgo en los expuestos (incidencia) y Rn en los no expuestos. Ambos conceptos tienen sentido propio y pueden convertirse uno en otro fácilmente. Por ejemplo, diversos estudios muestran que las personas expuestas en la infancia a radiaciones externas tienen un exceso de cáncer de tiroides de 7’7 por Gray de dosis sobre la glándula tiroides. Significa que quien reciba esa dosis tendrá aumentado 7’7 veces el riesgo de fondo (background). El riesgo total seria la suma de ambos 8’7. Puede expresarse por unidad de dosis: RR = 8’7; ERR = 8,7 - 1 = 7,7 / Gray; o también por unidad de seguimiento: RR = 8’7; ERR = 8,7 -1 = 7,7 /1000-personas/año. RIESGO RELATIVO Y DISEÑO DEL ESTUDIO a) El riesgo relativo únicamente puede calcularse directamente en un estudio de cohortes o en un estudio experimental. b) Dado que la incidencia no puede estimarse en un 154 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE estudio de casos y controles el riesgo relativo no puede calcularse directamente en este tipo de diseños. Bajo ciertas circunstancias, el riesgo relativo en un estudio de casos y controles puede estimarse a través de la medida denominada ODDS RATIO. 10.2. ODDS RATIO En determinados tipos de estudios, casos y controles, el número de sujetos enfermos y no enfermos viene dado por el investigador antes de la recogida de los datos. Por lo tanto determinados parámetros como la incidencia no pueden ser estimados. En estos casos la magnitud de una asociación se estima a través del concepto ODDS Ratio (OR). El OR compara la odds de que una enfermedad u otro tipo de aspecto ocurra entre los individuos que presentan una determinada característica o que han estado expuestos a determinados factores de riesgo con la odds de que la enfermedad ocurra en individuos que carecen de esta característica o que no han estado expuestos. ODDS RATIO: Es una RAZON entre dos Odds: OR = (a/c) / (b/d) = (a · d ) / (b · c) EJEMPLO: Cáncer según proximidad a Zorita, 0-10 Km. vs. 20-30 Km. Tabla 36 (Datos recalculados de (183)) Casos Controles (E +) (E -) Expuesto (F+) 144 125 269 No expuesto (F-) 102 112 214 246 237 483 OR = (144 x 112) / ( 125 x 102) = 1.26 ( 0.87-1.84), p = 0.2000 l) Se trata de un estudio Caso Control. 2) Las columnas son “fijas”, arbitrariamente elegidas por el investigador. 3) La OR de presentar un cáncer es 1.26 (no significativo) veces mayor entre los que viven a <10 que a < 30 Km. 4) Es 1.26 veces más probable encontrar individuos viviendo en < 10 Km. entre los casos que entre los controles (no significativo) ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 155 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE (Aunque no conocemos la probabilidad absoluta, incidencias en los respectivos grupos). 5) Si la prevalencia de cáncer en la población de estudio fuera baja, entonces: OR ≅ RR = 1.26 = riesgo cáncer entre los expuestos. Por lo tanto: a) La odds de tener la enfermedad en cuestión es OR veces más grande entre aquellos expuestos al factor de riesgo que entre los no expuestos a dicho factor. b) Para enfermedades raras (la mayoría de las enfermedades crónicas, que tienen una prevalencia inferior al 10%) la odds ratio OR en general se aproxima al riesgo relativo RR. b.1) El RIESGO de la enfermedad es aproximadamente OR veces más grande entre aquellos expuestos al factor de riesgo que entre aquellos que no están expuestos. b.2) Esto se debe a que el RR es [P(E+|F+)]/[P(E+|F )], donde RR = [a/(a+b)]/[c/(c+d)], cuando una enfermedad es rara en una población a y c son casi despreciables en comparación con b y c, y por lo tanto a/b se aproxima a a/(a b) y c/d se aproxima a c/(c d). c) Cuanto más grande el valor de OR, más fuerte es la asociación entre la enfermedad en cuestión y el factor de riesgo. d) Cuando el factor de OR es cercano a 1 la enfermedad y la exposición a dicho factor no están asociadas, esto es que la odds de que un individuo expuesto presente la enfermedad es la misma que entre aquellos que no están expuestos. e) Valores de OR inferiores a 1 indican una asociación negativa es decir un efecto protector entre el factor de riesgo y la enfermedad. f) Si el intervalo de confianza incluye el valor 1, el resultado es inconcluyente, no estadísticamente significativo. 11. Otras medidas de asociación: Razón de Mortalidad, y Razón de Incidencias Estandarizadas En un experimento ideal de laboratorio el investigador modifica sólo una variable en un momento dado y por tanto el efecto que observa, únicamente puede deberse a la modificación de dicha variable. La mayor parte de los estudios epidemiológicos son observacionales, no experimentales y se procede a comparar personas que pueden diferir en muchas características, tanto conocidas como desconocidas. Si dichas diferencias son las que realmente determinan el riesgo de la enfermedad independientemente de la exposición, se dice que la asociación observada está confundida, existen factores de confusión, es decir, se comete al valorar o estimar el efecto, un sesgo de confusión. Por ejemplo, podríamos decir que según una serie de estudios se observan tasas elevadas de cáncer de pulmón en los trabajadores de una determinada central o instalación nuclear. Podemos pensar que esto es una consecuencia de su propio trabajo pero esto sencillamente podría ser debido a que estos trabajadores fuman más que la población en promedio. En otras palabras, si no se tiene en cuenta el tabaco, la asociación entre trabajo y 156 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE cáncer de pulmón puede estar confundida, atribuyendo equivocadamente el exceso de cánceres de pulmón a las condiciones de trabajo, cuando en realidad se debe al exceso de tabaquismo en esta población de trabajadores, en comparación con la población general. La seguridad con que puede eliminarse o determinarse el efecto de los factores de confusión en una determinada asociación, tiene un impacto decisivo sobre una relación causal. Pueden aparecer asociaciones espurias cuando de hecho, no hay una relación causal, por otro lado también puede dar lugar a distorsiones u ocultación de una asociación que existe realmente derivándola hacia otras asociaciones. Los dos factores de confusión más conocidos son edad y sexo. Ejemplo, las tasas de mortalidad brutas por todas las causas, en hombres, se observaron más altas en la población A que en la población B, sin embargo, esta diferencia desapareció cuando las tasas de muerte se compararon ajustando por el tamaño de los respectivos grupos de edad. Esta diferencia que se había observado, no ocurría porque la población A fuera menos sana que la población B, sino porqué en la primera población había un número mayor de personas de edad avanzada que en la población B. La edad actuaba de factor de confusión. El tabaco es factor de confusión en el otro ejemplo y habrá que corregir o ajustar por la variable tabaco a la hora de hacer estimaciones válidas. El ejemplo nos muestra los peligros de extraer conclusiones etiológicas, comparando tasas o cifras brutas crudas o sin ajustar por los principales factores de confusión. Este problema suele ser solucionado comparando tasas específicas ajustadas por la edad y el sexo. En muchas ocasiones la obtención y manejo de estos datos es muy difícil y tiende a realizarse por procedimientos estadísticos que resumen la comparación, teniendo en cuenta, ajustando, las diferencias en edad y sexo de las poblaciones que se quieren comparar. Este procedimiento se denomina estandarización de tasas. Existen dos modalidades de estandarización, según la naturaleza de la información de que dispongamos. Hablamos de estandarización directa e indirecta. En el procedimiento de estandarización indirecta se elige en una población de comparación en la que se conocen las tasas. En los estudios de mortalidad, en general, son las tasas nacionales, o las tasas regionales de mortalidad. A continuación esas tasas de referencia se aplican a la población de estudio atendiendo, por lo tanto, a la estructura de la misma en lo que se refiere normalmente a edad y sexo. Esta operación nos aporta el número de muertes que la población de estudio tendría, si dada su composición por edad y sexo, tuviera las mismas tasas de mortalidad de la población de referencia que hemos utilizado. Este procedimiento nos aporta el número de muertes esperadas, que se comparan con las muertes que se han observado en la población de estudio. Esta comparación se convierte en un cociente [0/E] se expresa en tantos por ciento y se denomina razón de mortalidad estandarizada (RME) (Internacionalmente, Standard Mortality Ratio, SMR). Este mismo procedimiento se puede utilizar para estimar la incidencia, en ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 157 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE cuyo caso hablaríamos de razón de incidencia estandarizada (RIE) (Internacionalmente Standard Incidente Ratio, SIR). RME = muertes observadas/ muertes esperadas x 100 RIE = incidencia observada/ incidencia esperada x100 Por debajo de 100 la exposición tiene un efecto protector. Por encima de 100 la exposición es factor de riesgo. La utilización de intervalos matemáticos de confianza es decisiva para entender el significado de la RME o de la RIE. Si 100 está incluido en el intervalo, la exposición no está asociada al efecto. Distintos métodos pueden producir distintos intervalos que en algunos casos pueden ser contrapuestos. Hattchuel 1995 (154) observa 69 muertes por leucemias entre la población y periodo estudiado. La aplicación de la tasa nacional de mortalidad por leucemias sobre la población de estudio produce 86,15 muertes esperadas. Esto da lugar a una RME de 80 con un intervalo de confianza entre 62 y 101. La necesidad de corregir factores de confusión y de utilizar procedimientos estadísticos sensibles hace que el repertorio de abordajes matemáticos sea enorme y heterogéneo entre los estudios consultados. En general los procedimientos derivados de la regresión de Poisson son los más utilizados para la estimación de RME y RIE ya que permitan incorporar factores de confusión e incluir información de todo el periodo de seguimiento utilizando un substrato de densidad de incidencia (personas-año) muy útil. Pero dichos procedimientos son muy heterogéneos y merecen un estudio más detallado que escapa a los propósitos de este artículo. Es necesario prestar un especial atención al cálculo de los intervalos de confianza, (precisión) ya qué según el método elegido los resultados pueden cambiar notablemente. En otros casos se utilizan estimaciones para el riesgo relativo mediante procedimientos y programas informáticos sofisticados, de mucho interés, pero de acceso muy restringido sin que sepamos nada de su solvencia, Talbott 2000 (128). Otros abordajes novedosos son los basados en procedimientos Bayesianos como los que utiliza Bouges 1999 (190) para el cálculo de RMS. Pero su consistencia es todavía desconocida en la seguridad y exactitud de los cálculos. Mangano 2003 (152) utiliza un abordaje muy interesante que calcula el Riesgo Atribuible (RA). El RA cuantifica las posibles consecuencias en la población de la exposición a un determinado factor de riesgo en forma de diferencia de riesgos, exceso de riesgo (bien absoluto, casos, o porcentual) o diferencia de tasas. Medidas similares son la Fracción Atribuible En Los Expuestos (Fraccion Etiológica) y El Riesgo Atribuible Poblacional que no se utilizan en los artículos revisados. MEDIDAS DE IMPACTO. El cálculo de las medidas de impacto se basa en la asunción de que existe una relación causal entre la exposición a un factor de riesgo y la enfermedad. 158 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE RIESGO ATRIBUIBLE. El RA define el riesgo de enfermar que puede atribuirse al factor de riesgo por encima del experimentado por aquella población que no está expuesta. Por lo tanto provee una estimación del número de casos de la enfermedad que podrían haberse prevenido si la exposición a dicho factor se eliminara. Es útil para determinar la magnitud de un determinado problema de salud causado por dicha exposición. Solo puede estimarse en estudios de cohorte y experimentales porque requiere una estimación directa del riesgo (Incidencia). El riesgo atribuible se calcula utilizando la fórmula: RA = (Incidencia de la enfermedad entre los expuestos) / (Incidencia de enfermedad entre los no expuestos). Para Mangano 2003 (152) hay una diferencia de (+ 12%) de exceso de casos (cáncer 0-9 años) entre los que viven alrededor de las centrales nucleares con respecto a la población general norteamericana. De donde deduce que según sus datos 8 de cada 100 cánceres estaría causado por la “exposición geográfica” a una central nuclear. FRACCIÓN ATRIBUIBLE EN LOS EXPUESTOS (fracción etiológica) La fracción etiológica es el exceso de enfermedad en los expuestos exclusivamente atribuible al factor de exposición estudiado. Es la diferencia en la incidencia de la enfermedad entre los individuos que están expuestos al factor de riesgo y aquellos que no están expuestos dividida por la incidencia entre los expuestos. Es decir, FE = (ICE – Ico)/ ICE = (19,8715.50)/19.87= 0.21. Con los datos de Mangano 2003 (152) la FE sería igual a 21%. Es decir el 21 % de los cánceres de los niños de 0-9 años que viven en el entorno de las CN sería atribuible a esa circunstancia. Siguiendo estos razonamientos podría llegar a estimarse al porcentaje de casos de cáncer infantil atribuibles al efecto nuclear en el conjunto de la población general. Estos datos son un simple ejercicio de estimación de impacto. Hay aspectos del estudio de Mangano 2003 (152) que deberán matizarse sobretodo el significado de la variabilidad de las observaciones que presenta y la adición bruta de los datos en una cifra global. 12. Otros abordajes metodológicos. Revisiones sistemáticas y metanálisis Estas técnicas se basan en el análisis estadístico de una gran colección de resultados de trabajos individuales con el propósito de integrar los hallazgos obtenidos y obtener un avance conceptual sobre la información previa individual y aislada. Representa una nueva perspectiva en la acumulación del conocimiento, que debería caracterizarse por su reproducibilidad, un ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 159 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE principio inherente de la investigación científica. En el ámbito de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes en poblaciones existen dos ejemplos: los artículos de White-Koning 2004 (155) y Baker 2007 (210). Consisten en una estimación del efecto global de una situación mediante la agregación de datos parciales, debidamente dispuestos y ponderados, “pooled analysis”, que probablemente corrige el defecto observado en otros estudios de agregación simple de datos como el de Mangano 2003 (152). Este tipo de estudios metaanalíticos es conocido en otros campos de la epidemiología ofreciendo múltiples ventajas cuando se respetan obvias premisas de calidad y pertinencia estadística. En este caso ambos, una vez más ofrecen conclusiones contradictorias. White-Koning no encuentra exceso de leucemias pero Baker si. No obstante es necesario insistir que en este tipo de procedimientos debe realizarse un esfuerzo especial por la exigencia y calidad metodológica en su confección. La heterogeneidad de los datos ( mezcla de datos primarios y secundarios) , de la naturaleza de los estudios involucrados, del tiempo de exposición observado, del abordaje parcial o sectario de cada objetivo puede cuestionar seriamente los resultados (Baker, 2007(210)) e inducir más confusión que aclaración en la situación. Intervalos de confianza La medida de la magnitud de la asociación mediante el riesgo relativo no es más que una estimación del verdadero valor en la población, por lo tanto ha de ser dotada de un intervalo de confianza que determine los límites de variación atribuibles al azar que experimenta el estimador puntual, esto es, los límites de un rango de posibles valores dentro de los cuales el parámetro calculado tiene una probabilidad específica de estar. Los intervalos de confianza se calculan para un valor de nivel de confianza elegido arbitrariamente por el investigador. En ciencias de la salud se suele utilizar por conveniencia un valor del 95%, de tal forma que se construye un intervalo con una amplitud suficiente para que exista una probabilidad del 95% de que el autentico valor del parámetro poblacional se encuentre comprendido en el interior del mismo. Es decir, en 95 de cada 100 replicaciones del proceso de obtención de los datos, el intervalo de riesgos relativos calculado incluirá el valor real del riesgo relativo para la población de donde proviene la muestra, y sólo en 5 de cada 100 replicaciones nos equivocaremos en la estimación. Los intervalos de confianza presentan dos propiedades muy interesantes a la hora de interpretar los resultados de un estudio. En primer lugar, su amplitud depende del valor elegido como nivel de confianza (a mayor nivel, mayor amplitud del intervalo); del poder estadístico de la muestra utilizada (cuanto menor sea el tamaño muestral, tanto mayor será el intervalo); y de la variabilidad aleatoria presente en los datos manejados (a mayor variabilidad, mayor 160 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE amplitud). En segundo lugar si el intervalo de confianza incluye entre sus límites el valor nulo, la unidad en el caso de los riesgos relativos, se ha de admitir que la estimación carece de suficiente significación estadística, es decir, no se puede descartar que el resultado obtenido sea efecto del azar. En el ejemplo que se muestra en la figura 19, se puede observar el resultado de dos estudios que han aportado asociaciones positivas de una magnitud, medida mediante el riesgo relativo, de 2 en ambos casos. Esto significa que las personas expuestas presentan una probabilidad dos veces mayor de padecer el efecto que las personas no expuestas. El estudio A, con un intervalo de confianza de gran amplitud (IC 95%=0,5-4,0) muestra una importante imprecisión en la medida de la asociación. Carece de significación desde el punto de vista estadístico puesto que su límite inferior traspasa el valor nulo, y por tanto el resultado obtenido para el riesgo relativo es compatible tanto con la presencia como con la ausencia de efecto. No obstante, el que la frontera superior del intervalo se encuentre muy alejada de la unidad sugiere la posibilidad de que realmente estemos en presencia de un efecto. Por el contrario, el estudio B está dotado de un intervalo de confianza muy estrecho (IC 95%=1,7-2,4), mide con mucha más precisión la magnitud de la asociación y además da seguridad sobre la presencia real del efecto. Fig. 19 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 161 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE En síntesis, el intervalo de confianza resume los hallazgos de forma clara y sin ambigüedades puesto que, no sólo muestra el grado de significación estadística del estimador puntual, sino que simultáneamente nos da idea de la verdadera magnitud del efecto. Por lo tanto el intervalo de confianza es una medida de la información contenida en el resultado. Intervalos muy amplios incluyen muy poca información, y al contrario. Potencia estadística del estudio El tamaño de la muestra a analizar constituye un elemento importante a la hora de validar estadísticamente un estudio. Un buen estudio debe incluir un cálculo formal sobre el poder de la muestra utilizada. La pregunta que se puede plantear en el campo de las bajas dosis de radiación ionizante es la siguiente: A las bajas dosis a que está expuesta una población (los que viven cerca de una central nuclear por ejemplo), ¿cuántos individuos necesito incorporar al estudio para poder detectar de forma estadísticamente significativa un aumento de riesgo? Dicho de otra forma, ¿tiene dicho estudio una potencia estadística suficiente como para detectar de forma precisa un incremento de riesgo?. Un ejemplo de los datos de los supervivientes de las bombas atómicas sabemos que una exposición a 2 Sv dobla el riesgo (RR=2) de morir de cáncer. La posibilidad de que un estudio epidemiológico detecte tal incremento es buena, incluso un aumento de riesgo del 50% (RR= 1,5) tras la exposición a 1 Sv se puede detectar. Sin embargo, tras una exposición a 100 mSv el riesgo que predicen los modelos actuales es de RR= 1,05 es decir un aumento de riesgo del 5%, y tras 50 mSv es del 0,5% (RR= 1,005). En Suecia de cada 1000 personas el 18 % (180 personas) mueren de cáncer. El intervalo de confianza de este valor al 95% es de 153 a 207 individuos. Si (según datos de Muirhead) una exposición a 1 Gy añade un riesgo adicional de un 10% (es decir 100 individuos) probablemente se podrá detectar, pero un 0,5% adicional (que es lo que aportaría una dosis de 50mSv) significa sólo 5 individuos extra que estarían “diluidos” en el intervalo de confianza. Para tener una potencia estadística del 80% en un estudio a esta dosis, necesitaríamos que la cohorte en vez de ser de 1000 personas fuese de 57.000 ya que así se aportarían 285 casos a los 10260 (18%) que se espera que mueran de cáncer. Dicho de otra forma, para tener potencia y precisión estadística, el tamaño de la población bajo estudio aumenta con el valor inverso de la dosis, como se ve en la tabla 37: Se necesitarían 50.000 personas que reciban una dosis de 100 mSv para tener una posibilidad del 80% de detectar un exceso de leucemia (comparando con la población general), y unos 5 millones de personas si queremos detectar un aumento en el caso de una dosis de 10 mSv . Esto siempre que el seguimiento sea completo a lo largo de toda la vida de los individuos y que se conozcan bien las dosis para cada uno de ellos. 162 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Tabla 37. Tamaño de la muestra y precisión estadística DOSIS MEDIA RECIBIDA 2,5 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 150 200 TAMAÑO DE LA MUESTRA NECESARIA PARA DETECTAR UN AUMENTO DE RIESGO CÁNCER EN GENERAL 32.000.000 7.900.000 2.000.000 500.000 220.000 130.000 80.000 56.000 41.000 31.000 25.000 20.000 14.000 9.100 5.200 LEUCEMIA 74.000.000 19.000.000 4.700.000 1.200.000 520.000 300.000 190.000 130.000 99.000 76.000 61.000 49.000 25.000 11.000 3.900 Pero no solo el tamaño de la muestra analizada es importante a la hora de examinar un estudio epidemiológico. También es crucial el conocimiento de los posibles sesgos que se hayan podido producir en su diseño o en su interpretación. Sesgos o errores en un estudio epidemiológico Sesgo es todo error sistemático (que no ocurre al azar) que estando presente en el diseño, desarrollo o análisis de un estudio epidemiológico, origina una estimación falsa del efecto de una exposición sobre el riesgo de enfermar. Algunos ejemplos son: Sesgos por no controlar la presencia de Factores de confusión. Se acaban de mencionar en el caso de los estudios tipo caso-control. Un factor de confusión es un factor de riesgo para la enfermedad, diferente del estudiado, que estando asociado a la exposición, se distribuye de forma distinta entre los individuos expuestos y los no expuestos, pudiendo llegar a distorsionar o confundir la medida del efecto. Por ejemplo, si un grupo expuesto incluye más hombres que mujeres, la frecuencia de infarto de miocardio será mayor en este grupo simplemente porque el infarto de miocardio es más frecuente en hombres que ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA 163 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE mujeres. Si el agente que se esté estudiando aumenta el riesgo de infarto de miocardio entonces el riesgo se amplifica al sumarse la exposición y el hecho de ser varón. Otro ejemplo de factor de confusión podría ser el estudiar el riesgo de cáncer de pulmón en una población sin tener en cuenta quién fuma. Otro tipo de error son los Sesgos de selección. Son errores sistemáticos, que introducidos en el proceso de selección de los individuos, limitan la comparabilidad de los grupos de estudio. Ocurren por ejemplo cuando el investigador asigna inadvertidamente sujetos al grupo control (personas sin la enfermedad de interés) que difieren significativamente, en alguna característica clave, del grupo con la enfermedad (nivel socioeconómico, lugar de residencia, hábitos de vida, etc.). En los estudios de radiación ionizante pueden darse sesgos por ejemplo cuando se desconoce si un trabajador o una persona que vive cerca de una central nuclear se ha ido a vivir a otro sitio o ha dejado el trabajo, porque en el estudio seguirá contribuyendo como años extra de exposición susceptibles de generar un cáncer, cuando no es cierto. Incluso la razón por la que ha dejado el trabajo o se ha ido de la zona es importante si está ligada al efecto (aparición de un cáncer). Si una persona que tiene un cáncer se va porque no tiene una cobertura sanitaria adecuada la cohorte que se seleccione en esa zona para estudio puede estar sesgada. Existen otros factores que complican el cálculo de los riesgos asociados a la radiación ionizante, como la edad (riesgos algo mayores para los más jóvenes), el fumar (posiblemente interacciona con la radiación ionizante), tratamientos médicos recibidos (por ejemplo, la quimioterapia puede inducir leucemias), la tasa de radiación natural de la zona, etc. En resumen a la hora de valorar un estudio epidemiológico es importante prestar atención a: posibles sesgos, posibilidad de no haber controlado ciertos factores de confusión, potencia estadística, disponibilidad y calidad de las estimaciones de las dosis de radiación, disponibilidad y calidad de datos sobre posibles factores de confusión y factores modificadores del riesgo y disponibilidad y calidad de datos sobre incidencia de cáncer y subtipos de cáncer. 164 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE LA INDUSTRIA ELÉCTRICA UNESA EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN IONIZANTE Bibliografía 1. National Research Council (U.S.). 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