gtres

1. Las Radiaciones Ionizantes y
Las Radiaciones Ionizantes y
sus Efectos Gen
sus Efectos Gené
éticos
ticos
Blgo. Marco E. Espinoza Zevallos
Laboratorio de Citogenética y Radiobiología
Instituto Peruano de Energía Nuclear

2. Procesamiento de la información genética

3. Niveles de compactación del ADN
Doble Hélice = 2 nm
Nucleosoma = 11 nm
Fibra = 30 nm
Plegado = 300 nm
Enrollado = 700 nm
Condensado = 1400 nm

4. H2A x 2 = 28 kD
H2B x 2 = 28 kD
H3 x 2 = 30 kD
H4 x 2 = 22 kD
H1 = 24 kD
11 nm
6 nm
200 bp de ADN =130 kD
longitud = 67 nm
Total = 108 kD
Composición del Nucleosoma
Core

7. NUCLEOSOMA

8. Cromosomas Eucariontes
Portadores de la información
genética
Cada célula tiene un número
definido de cromosomas.
La máxima compactación de
los cromosomas es en la
metafase momento en el cual
podemos determinar el
número y la morfología de los
cromosomas de una célula.

9. 700 nm
Estructura del Cromosoma en Metafase

10. Espectro de radiaciones

11. Dosis individual de radiación en condiciones normales
Del propio cuerpo
Del suelo
Del cosmos
Del radón atmosférico

12. FUENTES EXTERNAS
RAYOS COSMICOS
380 µGy/año
RAYOS GAMMA TERRESTRES
460 µGy/año

13. FUENTES INTERNAS
K
K
K
K-
-
-
-40 190
40 190
40 190
40 190 µGy/año
C
C
C
C-
-
-
-14 10
14 10
14 10
14 10 µGy/año
Ra 10
Ra 10
Ra 10
Ra 10 µGy/año
Otros 10
Otros 10
Otros 10
Otros 10 µGy/año

14. 6 Aug 1945 Hiroshima 9 Aug 1945 Nagasaki

16. Las part
Las partí
ículas y ondas electromagn
culas y ondas electromagné
éticas provenientes de
ticas provenientes de
las fuentes radiactivas impactan a las c
las fuentes radiactivas impactan a las cé
élulas de manera
lulas de manera
aleatoria depositando cantidades variables de energ
aleatoria depositando cantidades variables de energí
ía en
a en
cada punto impactado.
cada punto impactado.
Una porci
Una porció
ón de las radiaciones atraviesan totalmente las
n de las radiaciones atraviesan totalmente las
c
cé
élulas sin dejar energ
lulas sin dejar energí
ía dentro de ellas.
a dentro de ellas.

17. Acci
Acció
ón directa e indirecta de las
n directa e indirecta de las
radiaciones en los sistemas
radiaciones en los sistemas
biol
bioló
ógicos
gicos
Acción indirecta
Acción directa
OH—
H
H
O
2 nm
4 nm

18. Efectos Estoc
Efectos Estocá
ásticos o Probabil
sticos o Probabilí
ísticos
sticos
0
20
40
60
80
100
120
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
DOSIS (Sv)
PROBABILIDAD
DEL
EFECTO
(%)
SU PROBABILIDAD DE OCURRENCIA ESTÁ EN
FUNCIÓN DE LA DOSIS.

19. Cariotipo humano masculino normal
Cariotipo humano masculino normal

22. ALTERACIONES DEL ADN POR RADIACIONES IONIZANTES
DISOCIACIÓN DE LAS UNIONES ADN – PROTEÍNA
QUIEBRAS (RUPTURAS) DE SIMPLE Y DOBLE CADENA
RUPTURA DE PUENTES DE HIDRÓGENO ENTRE LAS BASES
FORMACIÓN DE DÍMEROS DE PIRIMIDINA
APARICIÓN DE DISCONTINUIDADES (GAPS) EN LAS CADENAS
DE NUCLEÓTIDOS
PÉRDIDA DE LOS GRUPOS FOSFÓRICOS TERMINALES
RUPTURA DE ENLACES GLUCOSÍDICOS ENTRE PENTOSA Y BASE
OXIDACIÓN DE LAS PENTOSAS
REPARACIÓN ERRÓNEA (ORÍGEN DE LAS ANOMALÍAS
ESTRUCTURALES EN LOS CROMOSOMAS)

23. Metafase de linfocito irradiado con
Metafase de linfocito irradiado con
2 Gy de rayos gamma
2 Gy de rayos gamma

24. Anomal
Anomalí
ías cromos
as cromosó
ómicas estructurales
micas estructurales
radioinducidas con 3 Gy (in vitro)
radioinducidas con 3 Gy (in vitro)

25. En relaci
En relació
ón a los efectos
n a los efectos
biol
bioló
ógicos
gicos…
…
La radiación puede entrar en el cuerpo
pero no impactar en un número
significativo de moléculas de ADN.
La radiación puede impactar en el ADN y
no causar ningún daño.
El daño puede ser reparado.
La célula dañada puede morir.
La célula dañada puede quedar
modificada (mutada).

26. Dosis para los Efectos Biol
Dosis para los Efectos Bioló
ógicos
gicos
A altas dosis ( 0.5 a 4 Gy)
– Se pueden producir efectos de aparición
temprana o la muerte del individuo.
A bajas dosis (0.5 Gy):
– Inducción de cancer
– Efectos genéticos
– Efectos en el embrión y el feto.

28. Estudio a lo largo de la vida de
Estudio a lo largo de la vida de
individuos afectados
individuos afectados
Abarcó unas 94,000 personas sobrevivientes de
las explosiones atómicas en Japón (1945).
30% todavía vivían en 2005.
Hasta 2001 unas 8,300 murieron de cancer.
Unas 480 murieron por efectos atribuibles a la
radiación (efectos determinísticos).
21 de 800 irradiados in utero con dosis 10
mSv fueron individuos con retardo mental
severo.
Hasta la fecha no se detectó incremento
alguno en las enfermedades de origen
genético.

29. What health effects have been seen among
What health effects have been seen among
the children born to atomic
the children born to atomic-
-bomb
bomb
survivors?
survivors?
“This was one of the earliest concerns in the aftermath of
the bombings. Efforts to detect genetic effects were begun
in the late 1940s and continue to this day. Thus far, no
evidence of genetic effects has been found. Recent
advances in molecular biology may make it possible to
detect genetic changes at the gene (DNA) level at some
time in the future. RERF scientists are working to
preserve blood samples that can be used for such studies
as suitably powerful techniques are developed (see
Repository of biological materials). Monitoring of deaths
and cancer incidence in the children of survivors also is
continuing”

30. 5.0 x 10-5 per mSv ≡ 1 afectado en 20,000

32. Concepto de Detrimento Radiol
Concepto de Detrimento Radioló
ógico
gico
Es el daño, parcial o total, que se espera para la salud de
una persona, ya expuesta a radiaciones ionizantes, y que
es estimable por una combinación de la probabilidad de
ocurrencia de un efecto nocivo y la severidad de tal
efecto.
Este concepto se refiere a:
– El cáncer fatal.
– El cáncer no fatal.
– Los efectos hereditarios severos.
– El número de años de vida perdidos.

33. Accidente en Chernobyl, URSS, 26 de abril de 1986
Fallecidos: 30
Personas que removieron escombros y limpiaron la zona
(“liquidators”, “clean-up workers) entre 1986 y 1990:
casi 600 000
Personas evacuadas y reubicadas: 220 000
Población de áreas circundantes no reubicada: 5 000 000

34. Seg
Segú
ún el UNSCEAR (2001), para el caso del
n el UNSCEAR (2001), para el caso del
accidente de CHERNOBYL (1986)
accidente de CHERNOBYL (1986)…
….
.

35. Según Lazjuk y colaboradores (Bielorusia, 1999 – 2003)
Se analizó la tasa de malformaciones congénitas en abortos + nacidos
vivos, considerando las siguientes:
-ANENCEFALIA
-ESPINA BIFIDA
-LABIO O PALADAR HENDIDO (O AMBOS)
-POLIDACTILIA
-DESARROLLO DEFECTUOSO DE MIEMBROS
-ATRESIA O ESTENOSIS ESOFÁGICA
-ATRESIA O ESTENOSIS ANAL
-MALFORMACIONES CONGENITAS MULTIPLES-
-SINDROME DE DOWN

36. Prevalencia al nacer de los 9 tipos de malformaciones
congénitas en 4 regiones con altos y bajos niveles de
contaminación (*)
(*)

38. Lo cong
Lo congé
énito frente a lo
nito frente a lo
gen
gené
ético
tico
«No todas las características que un ser
humano muestra al momento de nacer son
hereditarias o tienen base genética»
«A la inversa, no todos los efectos genéticos
se muestran al nacer» Esto último se debe a
que muchas mutaciones radioinducidas se
dan en forma recesiva.

39. Efectos de las radiaciones en el embri
Efectos de las radiaciones en el embrió
ón y el feto
n y el feto
Día 1 – 9 (preimplantación):
- Muerte prenatal
Día 10 – 60 (organogenesis):
Malformaciones congénitas
Muerte neonatal
Día 61- 270 (desarrollo fetal):
Defectos del crecimiento
Microcefalia
Retardo mental
Muerte postnatal
En cualquier momento durante la gestación:
Aumenta la incidencia del cancer infantil.

40. Riesgo Radiol
Riesgo Radioló
ógico para el Feto
gico para el Feto
Edad Dosis Mínima (mGy) para:
(Semanas) Muerte Gran Malformación Retardo Mental
0-1 Sin umbral en el
día 1?
Sin umbral en el día
1?
100 thereafter
2-5 250-500 200
5-7 500 500
No se observan efectos
hasta cerca de las 8
semanas
7-21 500 Muy pocos
observados
Semanas 8-15: sin
umbral?
Semanas 16-25: dosis
umbral de 600-700 Gy
Hasta el
término
1000 Muy pocos
observados
Semanas 25 - término:
no se observan efectos

42. Lo que aceptamos como “riesgo natural” incluye
la suma de muchos factores de la vida diaria
cuyos efectos nocivos se van acumulando
inevitablemente a lo largo del tiempo y que
finalmente afectan a un porcentaje de la
población

43. Con respecto a los efectos
Con respecto a los efectos
Hereditarios o Gen
Hereditarios o Gené
éticos
ticos…
…
Han sido observados en animales de experimentación, en
plantas y en microorganismos.
No han sido observados en los descendientes de los
sobrevivientes de las bombas atómicas de Hiroshima y
Nagasaki (1945), hasta la fecha (4 generaciones).
La estimación del detrimento para enfermedad hereditaria
severa es = 1.3 x 10-5 per mSv (o sea, 1/4 del riesgo de
cancer fatal).

44. Lo que sabemos
Lo que sabemos…
…
La radiación ionizante es un agente
cancerígeno y mutagénico (aunque débil)
La probabilidad de inducir efectos como
los genéticos o cáncer está en función de
la dosis.
No hay evidencias estadísticamente
válidas de la inducción de cáncer por
debajo de 100 mSv

45. Lo que no conocemos es
Lo que no conocemos es…
…
Si en los seres humanos hay:
– Algún efecto nocivo por debajo de 100 mSv
– Algún efecto beneficioso por debajo de los
100 mSv
– Algún efecto adicional al cáncer y la
leucemia por debajo de los 100 mSv
– Efectos hereditarios a cualquier dosis.

46. Las alteraciones genéticas que
pueden presentar los seres
humanos son el resultado de la
interacción de muchos factores,
que van desde la predisposición
genética para sufrir determinadas
enfermedades hasta los hábitos
alimenticios, pasando por la
permanente exposición a un
sinnúmero de sustancias
mutagénicas ambientales
cotidianas, dentro de las cuales
las radiaciones ionizantes son
uno de los agentes menos
abundantes y tal vez el menos
importante...