¿Qué sucede con las moléculas de agua cuando se irradia?
Cuando las moléculas de agua (H₂O) están expuestas a radiación ionizante (como rayos X, rayos gamma o partículas de alta energía), pueden absorber energía y sufrir varios cambios:
1. ionización: Este es el evento más significativo. La radiación puede eliminar un electrón de una molécula de agua, dejándola cargada positivamente (h₂o⁺). Este proceso crea una especie de radical libre, una especie altamente reactiva con un electrón no apareado.
2. Excitación: En lugar de expulsar un electrón, la radiación puede energizar la molécula, moviendo sus electrones a niveles de energía más altos. Este estado excitado es temporal, y la molécula eventualmente volverá a su estado fundamental, liberando energía en forma de calor o luz.
3. Radiolisis: El efecto combinado de la ionización y la excitación conduce a la descomposición de las moléculas de agua en varias especies reactivas:
* radical hidroxilo (• OH): Un radical libre altamente reactivo que puede dañar el ADN, las proteínas y otras moléculas biológicas importantes.
* Radical de hidrógeno (• H): Otro radical libre reactivo que puede contribuir al daño biológico.
* Electron hidratado (e⁻aq): Un electrón libre rodeado de moléculas de agua, que puede participar en reacciones químicas.
* Peróxido de hidrógeno (H₂o₂): Una molécula estable que puede contribuir al estrés y daño oxidativo.
¿Por qué el agua no se vuelve radiactiva?
Si bien las moléculas de agua sufren cambios significativos cuando se irradian, no se vuelven radiactivas. He aquí por qué:
* No hay cambio en el núcleo: La radiactividad surge de los cambios dentro del núcleo de un átomo. La energía absorbida por las moléculas de agua durante la irradiación no afecta su estructura nuclear.
* No hay cambio en el número atómico: El número atómico de un elemento está determinado por el número de protones en su núcleo. La ionización y la excitación de las moléculas de agua no alteran el número de protones en los átomos de oxígeno o hidrógeno.
La importancia de la radiolisis del agua en biología:
La radiolisis del agua es un factor crítico en los efectos biológicos de la radiación. Los radicales libres altamente reactivos producidos pueden dañar las células, lo que lleva a:
* Daño de ADN: Esto puede causar mutaciones, muerte celular o crecimiento celular no controlado (cáncer).
* Daño de la proteína: Esto puede interrumpir la función de la proteína y los procesos celulares.
* peroxidación lipídica: Esto daña las membranas celulares, lo que lleva a la disfunción celular.
Conclusión:
Si bien el agua no se vuelve radiactiva cuando se irradia, sufre cambios significativos que pueden tener importantes consecuencias biológicas. La producción de especies reactivas como los radicales hidroxilo es un mecanismo clave por el cual la radiación daña a los organismos vivos.
