TEMA 5 II – Mutàgens ambientals i químics II (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 2º curso
Asignatura mutagenesi
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 29/05/2015
Descargas 11
Subido por

Vista previa del texto

MUTAGÈNESI PARCIAL 2 Tema 5 – Mutàgens àmbientàls i químics II MUTÀGENS FÍSICS 08 i 13/04/15 RADIACIONS IONITZANTS Clàssicament, les radiacions ionitzants s’han dividit en ondulatòries i corpusculars, segons si estan formades per ones electromagnètiques (com els rajos X i els γ (gamma)), i per partícules subatòmiques que han adquirit una alta energia per la seva velocitat (com els rajos α o , protons accelerats, neutrons...).
Tot i això, els conceptes moderns de física no permeten portar gaire lluny aquesta diferenciació, ja que qualsevol ona pot portar associada una partícula i qualsevol partícula en moviment implica una ona.
La unitat d’energia és l’electró-volt (EV), que és l’energia adquirida per un electró quan passa entre dos punts que tenen una diferència de potencial de 1 V.
La penetració que poden fer les radiacions en la matèria depèn de l’energia que porten.
ROENTGEN: quantitat de radiació que produeix 1 unitat electrostàtica (o de càrrega) en 1 cm3 d’aire, a 0ºC i 160 mmHg.
rad: dosi absorbida equivalent a 100 Hertz per gram. Per rajos X 1 rad és la quantitat d’energia equivalent a l’absorció de 1,08 R per 1 gram d’aigua.
Tenint en compte que el mateix nivell d’un efecte biològic pot resultar de diferents dosis absorbides en rads per diferents tipus de radiació ionitzant, es va definir la unitat de rem, o radiació equivalent. (Al principi, rem es referia a “roentgen equivalent medical”, i després va passar a ser “rad equivalent man”).
Aquesta quantitat s’obté de multiplicar la dosi absorbida en rads per un factor de qualitat per un tipus específic de radiació. Els valors dels factors de qualitat són: - 1: per a rajos X, γ, partícules  i electrons.
5: per a neutrons tèrmics.
20: per neutrons, protons, partícules α i partícules de càrrega múltiple (d’energia desconeguda).
Actualment, les unitats per la dosimetria de les radiacions són les del sistema internacional (SI): - Per la dosi absorbida s’utilitza el Gray (Gy) en comptes del rad. 1 Gy = 100 rads.
Per la dosi equivalent s’utilitza el Sievert (Sv). 1 Sv = 100 rems.
Per les unitats de desintegració s’utilitza el Bq en comptes del Curie (Ci). 1 Ci = 3,7·1010 dps. 1 Bq = 1 dps.
1 MUTAGÈNESI PARCIAL 2 Aquest és l’espectre de les diferents radiacions que hi ha: Ens interessen els efectes mutagènics i, en conseqüència, carcinogènics de les diferents radiacions. Les radiacions que poden causar-nos algun tipus de dany són les que van de la UV als rajos còsmics.
Els rajos còsmics no afecten a ningú. Com a màxim afectarien als astronautes, però donat que només van un cop a l’espai en tota la vida no passa res (ja s’han fet estudis sobre això i s’ha vist que no afecta per res). Podrien afectar als pilots d’avions de vols intercontinentals (també s’han fet estudis i s’ha vist que no).  Xoxejada.
Concepte important: LET (transferència lineal d’energia). És la quantitat d’energia dissipada per unitat lineal de trajectòria (suposant que és rectilínia). No hem de confondre LET amb LED (Lower Effective Dose). LED és la quantitat mínima necessària per matar un individu amb una determinada substància. Entre dos compostos, el que tingui la LED és més baixa és més potent, ja que se’n necessita menys quantitat per matar.
L’acció de les radiacions ionitzants pot ser: - Directa: provoquen dany directament en el material genètic.
Indirecta: creen radicals tòxics que posteriorment danyen el DNA.
En sistemes biològics, l’acció indirecta és molt important.
MECANISMES D’ACCIÓ DE LES RADIACIONS IONITZANTS La diana principal de les radiacions ionitzants és el DNA, que pot ser danyat, com ja hem dit, de forma directa o indirecta. Depèn de en quina molècula sigui el dany, però, les conseqüències seran diferents: - Bases nitrogenades: es dóna una desnaturalització local.
Pentosa o fosfat: es produeixen trencaments de cadena senzilla.
A més, les radiacions també afecten a la reparació i la síntesi del DNA.
Relacions dosi-resposta Poden ser de tipus lineal (una dosi, una resposta) o exponencial (CA). Les de tipus lineal només es donen quan l’agent provoca una mutació puntual o una deleció cromosòmica terminal.
Totes les altres anomalies cromosòmiques necessiten més d’un trencament, per la qual cosa necessiten més d’una dosi. És a dir, per a produir una deleció intersticial necessitem dos trencaments, per tant dues dosis. El mateix passa amb les inversions, les translocacions...
Que la relació dosi-resposta sigui lineal o exponencial depèn de la naturalesa de l’agent ionitzant.
2 MUTAGÈNESI PARCIAL 2 FONTS DE RADIACIO IONITZANT - - Naturals: radiació interna terrestre, radiació solar, radiació còsmica i radiació del radó.
La concentració del radó varia en diferents regions. Representen el 80% de les radiacions ionitzants.
Artificials: medicina nuclear, productes de consum i exposicions laborals. Representen el 20% de les radicacions ionitzants.
Veiem que les fonts naturals de radiació representen una gran part d’aquesta. Per tant, per molt que eliminéssim les artificials, continuaríem estant exposats a la radiació...
Quan es volen fer experiments s’ha de tenir en compte la dosi per tal de no matar les cèl·lules.
Les exposicions a radiacions ionitzants poden tenir efectes acumulatius. L’exposició crònica o successiva a radiacions ionitzants pot ser la raó de la inducció de mutacions somàtiques que poden acabar produint tumors. Per tant, sobretot en les persones que dia a dia s’exposen a radiacions (dentistes, radiòlegs...), se’ls recomana que disminueixen aquestes dosis.
Com que es molt difícil determinar la LED d’una radiació ionitzant, es fa servir la dosi més baixa que té efectivitat pel que es pretén (si no es coneix exactament la mínima dosi que mata, no ens arrisquem i utilitzem la dosi més baixa possible).
En els experiments fets en poblacions humanes s’ha vist que els efectes de la irradiació aguda són bàsicament les mutacions somàtiques, sobretot en les cèl·lules amb un alt índex mitòtic: cèl·lules troncals dels teixits hematopoètics, epitelis de revestiment... En canvi, a les cèl·lules germinals (espermogonis, cèl·lules dels ovaris...) pràcticament no afecten les radiacions ionitzants. Això pot ser perquè les cèl·lules germinals afectades degenerin abans de formar un gàmeta, o bé que els embrions moren just després de la fecundació (segurament perquè tenen delecions, translocacions, trencaments cromosòmics...). Llavors és normal que no es vegin efectes en aquestes cèl·lules.
En conclusió, com els efectes que tenen les radiacions sobre les cèl·lules germinals justament provoquen que els gàmetes o els embrions es perdin, podem dir que les radiacions tenen conseqüències més importants sobre els individus que els reben que sobre la seva progènie.
Les radiacions ionitzants a dosis elevades tenen diversos efectes negatius sobre els éssers vius: - Alteracions en el desenvolupament.
Alteracions fisiològiques.
Alteracions genètiques.
Esterilitat.
Càncer.
Mort.
La radioactivitat natural normalment no és prou intensa per causar augments significatius d’incidència de canvis genètics i malalties greus (càncer). Per tant el problema radica principalment en les fons artificials. Exemple: bombes atòmiques, accidents de centrals nuclears, aparells de radioteràpia obsolets o mal calibrats, abús de les proves de radiodiagnòstic...
3 MUTAGÈNESI PARCIAL 2 Recordem que de totes les radiacions que hem vist, només les ionitzants poden provocar aquests efectes. Aquestes són les que hi havia entre la llum UV i els rajos còsmics. La llum UV, de fet, només és ionitzant en una franja molt petita de les seves freqüències. És per això que en general no ens referim a la llum UV com una radiació ionitzant. La llum UV pot provocar dímers de pirimidines o la hidratació de pirimidines (que pot conduir a un aparellament incorrecte i a un canvi de base), però rarament causa cap altra mutació més greu. La hidratació de pirimidines es dóna en una freqüència molt baixa.
Els increments de temperatura en les gònades poden estar relacionades amb mutacions genètiques i infertilitat.
Tot i que han sortit estudis que diuen que els camps magnètics poden causar tumors cerebrals o leucèmia, això no pot ser cert, ja que aquests no tenen cap partícula que pugui interaccionar amb el DNA (els electromagnètics, en canvi, sí, perquè són ona i partícula).
Les microones i les radiofreqüències poden induir calor i corrents elèctrics. Com els xocs tèrmics poden provocar mutacions, aquestes ones podrien estar relacionades d’alguna manera molt indirecta amb la producció de mutacions.
Pel que fa als efectes biològics, podem dividir l’espectre EM (electromagnètic) en: - Part ionitzant: UV llunyà, rajos X. Provoquen un dany químic directe.
Part no ionitzant:  UV proper, llum visible, infraroig (IR): provoquen excitació electrònica.
  més petita que el cos (microones, AF): escalfament.
  més gran que el cos (BF, camps de freqüències industrials i estàtics).
Les emissions de freqüències electromagnètiques estàtiques no produeixen radiacions. Els camps electromagnètics estàtics no penetren al cos, per tant si tenen algun efecte biològic és degut al component magnètic o a la inducció de corrents elèctrics.
Per tant, no hi ha evidència suficient per dir que els camps electromagnètics tenen conseqüències mutagèniques o carcinogèniques.
Les unitats per mesurar els camps electromagnètics estàtics són la Tesla i el Gauss (aquest és fa servir als EUA): 1 T = 10.000 G Quan es tracta d’exposició de material no ferromagnètic (animals, plantes, fusta...), la densitat del flux magnètic i la intensitat del camp magnètic es poden considerar equivalents: 1 Oerstersted (Oe) = 1 G = 0,1 mT NIVELLS DE CAMPS ESTÀTICS MAGNÈTICS HABITUALS - Imants (altaveus, forns, refrigeradors...): 10 mT, a 1 cm dels seus pols. Per tant no fan res.
Sota les línies d’energia elèctrica contínua: 0,02 mT. Per tant encara fan menys.
Treus elèctrics: 0,2 mT.
4 MUTAGÈNESI PARCIAL 2 Els estudis fets sobre incidència de càncer en treballadors exposats a camps magnètics no han trobat un augment d’aquesta incidència en treballadors exposats a camps de menys de 300 mT.
S’han fet diversos estudis sobre la genotoxicitat dels camps EM, tant en cultius cel·lulars com en organismes. En conjunt, hi ha poques evidències de que siguin genotòxics.
IARC (2002) CARCINOGENICITAT No hi ha una evidència en humans de la carcinogenicitat dels camps elèctrics o magnètics.
Tampoc hi ha dades experimentals rellevants. Els camps elèctrics i magnètics estàtics i els camps elèctrics de molt baixa freqüència són inclassificables pel que fa a la seva carcinogenicitat en humans.
MICROONES És una radiació electromagnètica no ionitzant. Si augmenta la freqüència disminueix la connectivitat. En la majoria d’estudis s’ha vist que l’increment de mutacions letals dominants en ratolins podria estar associat a l’augment de temperatura dels testicles.
UV No és una radiació ionitzant (excepte de 1 a 100 nm de longitud d’ona). És un agent bioperillós perquè provoca dímers de pirimidines. És un factor de risc en el desenvolupament de melanomes.
RADIACIÓ CÒSMICA La quantitat de radiació còsmica rebuda depèn de l’altura sobre el nivell del mar i la latitud. És significativa a partir de 10 km (32.000 feet). A latituds entre 40º i 90º és on rebem més radiació còsmica. És una radiació ionitzant i potent.
5 ...