Accidentes nucleares y consecuencias a nivel molecular

El pasado 26 de abril hizo 30 años de la peor catástrofe nuclear de la historia, con un balance de víctimas controvertido, estimando desde 4.000 (Según la ONU en 2005) hasta 100.000 (Según Greenpeace en 2006). La catástrofe de Chernóbil creó un conflicto diplomático en la antigua URSS al intentar ocultar los graves daños causados por aquella nube de contaminación que se expandía por todo el continente europeo. Mientras tanto en una cercana ciudad a la planta,  Pripyat, eran evacuados sus 48.000 habitantes por el grave peligro al que estaban expuestos (más información acerca de la catástrofe en este enlace). ¿Pero cuáles son dichos peligros? ¿Cómo afecta a nivel molecular una exposición constante a tan alta radiación? ¿Existen organismos capaces de resistir a los altos niveles de radiación?.

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Ciudad abandonada de Pripyat (Norte de Ucrania)

Contestando a las primeras preguntas que nos realizamos, ¿cuál es el peligro de la radiación y cómo afecta a nivel molecular? Los primeros signos observables al ojo humano de una persona expuesta a altos niveles de radiación son claros: quemaduras en la piel, nauseas y vómitos, así como caída del pelo. Pero, evidentemente, va mucho más allá, generando daños a nivel celular alterando la estructura del DNA, lo que conlleva al desarrollo de células cancerosas y otras anomalías.

Debemos destacar que cuando se habla de radiación incluimos diferentes tipos de emisiones de energía y no todas son peligrosas para la salud, ni mucho menos. De entre las más destacadas podríamos hablar de los rayos X, Gamma o UV.

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En el caso de los UV, se trata de radiación con un nivel energético muy débil, generando lesiones modestas. Desencadenan interacciones entre pirimidinas (fundamentalmente timinas) que se encuentran en la misma hebra, ello genera la estructura denominada “dímeros de timina”. Los “dímeros de timina” provocan un bloqueo de la replicación del DNA con sus correspondientes consecuencias.

Por otra parte tendríamos a los rayos X y los Gamma: se tratan de ondas muy energéticas y, por lo tanto, mucho más agresivas que las anteriores. Provocan la ionización de moléculas de alrededor del DNA, como podrían ser moléculas de agua, favoreciendo la formación de radicales libres extremadamente reactivos. Los radicales libres reactivos producen roturas en la cadena de DNA generando grandes daños a nivel celular.

Concluimos que ciertas radiaciones son muy peligrosas, afectando directamente al material genético, dando como resultado las miles y miles de muertes generadas por accidentes nucleares, como en el caso de Chernóbil.

La siguiente pregunta que nos planteábamos era si existían organismos capaces de resistir la radiación. Sabemos a ciencia cierta que el Homo sapiens no es capaz de hacerlo, a los tristes datos nos remitimos, una dosis de 10 Gy es suficiente para matarnos. Pero existen varios organismos que han desarrollado una serie de estrategias que les ha permitido adaptarse a medios con elevada y constante radiación.

Un ejemplo es Deinococcus radiodurans, se trata de una bacteria extremófila capaz de resistir hasta 5.000 Gy sin pérdida de viabilidad y una dosis de 15.000 Gy con la pérdida de un 37% de viabilidad (referencia). Pero también se deben comentar otros microorganismos importantes en la resistencia a la radiación como Thermococcus gammatolerans, en este caso hablamos del microorganismo más resistente a la radiación, siendo capaz de sobrevivir a 30.000 Gy de irradiación con rayos Gamma (referencia).

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Thermococcus gammatolerans

El truco del aumento de la resistencia a la radiación de estos microorganismos está en su genoma, han sido capaces de realizar múltiples copias del genoma y mecanismos de reparación del DNA mucho más rápidos que los nuestros, de los cuales hablaremos en algún momento en el blog.

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