Arxiu d'etiquetes: radiació

Blanc nuclear, moreno paleta o gamba?

Per molta gent estiu és sinònim de platja i posar-se moreno. Quan fem el canvi d’armari i toca vestir-se amb pantalons curts, el blanc nuclear de les nostres cames, amagat durant tot l’hivern ens enlluerna. Hi ha gent que prefereix utilitzar les cabines de bronzejat UVA uns mesos abans, o d’altres prenen el sol sense protecció per agafar una mica de color. Quines conseqüències pot tenir això? A continuació us parlo de la pell i l’efecte de la radiació sobre ella.

CONEGUEM LA NOSTRA PELL

La pell és l’òrgan més gran del nostre cos, té una extensió d’entre 1,5 i 2m2 de superfície i un pes al voltant de 3,5-5kg. Les seves funcions són:

  • Protecció: protegeix els òrgans interns de traumatismes i evita la pèrdua d’aigua i electròlits des de l’interior.
  • Termoregulació: a través dels vasos sanguinis s’augmenta o es redueix la temperatura de la pell. Quan fa molta calor la suor refresca la superfície cutània.
  • Sensibilitat: la percepció del tacte, la pressió, la temperatura, el dolor i la picor es fa a través de la pell.
  • Secreció: la pell protegeix el cos de la deshidratació.
  • Excreció: a través de la pell eliminem uns 350ml diaris d’aigua, que hem de recuperar hidratant-nos. En determinades malalties es pot arribar a eliminar gran quantitat de proteïnes i sofre.

La pell té dues cèl·lules bàsiques: els queratinòcits (80%) i els melanòcits (10%). La melanina, que dóna la morenor, es troba dins els melanòcits i s’acumula en unes bosses (melanosomes). Quan no toca la llum es queda en estrats profunds, mentre que quan toca el sol va pujant pels queratinòcits (Figura 1).

melanocitos.jpg
Figura 1. Melanina (fletxes) pujant cap als queratinòcits (Font: Salud Siglo XXI)

El bronzejat és la síntesi de nova melanina. No totes les persones produeixen la mateixa quantitat de melanina. Tots tenim el mateix número de melanòcits, però la diferència està en el número de melanosomes.

La nostra pell està formada per 3 capes que són, ordenades de superior a inferior, l’epidermis, la dermis i la hipodermis (Figura 2).

capes pell
Figura 2. Capes de la pell: A) epidermis, B) dermis i C) hipodermis (Font: Medline Plus)

El procés del bronzejat passa a l’epidermis, que és la capa superior de la pell. L’epidermis té 0,2mm de gruix i es subdivideix en 4 o 5 capes, depenent de la part del cos. Per exemple, els palmells de les mans i les plantes dels peus estan formats per 5 capes, on la capa extra dóna més resistència. El gruix de pell en aquestes zones és de 1-2mm, en canvi, en altres zones, com en les parpelles, és inferior (0,004mm). En les capes més internes o profundes les cèl·lules són més joves i actives, i al llarg del seu cicle van ascendint cap a la zona més externa o superficial, convertint-se en cèl·lules mortes, sense nucli i formades bàsicament per queratina (pell morta).

Per sota, hi ha la dermis que dóna l’elasticitat a la pell, on es troben els nervis i els vasos sanguinis i és on creixen els pèls i les ungles. Finalment, l’hipodermis està a sota de tot i és on hi ha les glàndules.

LA RADIACIÓ SOBRE LA NOSTRA PELL

El Sol emet una radiació amb longituds d’ona que van des de 0,1 a 17.000nm. Però a la Terra només arriben les radiacions entre 280 i 3.000nm (les altres es queden a la capa d’ozó).

La radiació que afecta als organismes vius engloba l’espectre de 280-800nm (raigs UVB, UVA, llum visible i una part de infraroig) (Figura 3).

e
Figura 3. Espectre electromagnètic (Font: J. E. Martin Cordero. Agentes Físicos Terapéuticos (2009))

No tota la radiació penetra de la mateixa manera a la nostra pell. En la Taula 1 s’observa el nivell de penetrància:

Taula 1. Penetrància segons la diferent radiació.

Tipus Longitud d’ona Nivell de penetració
Ultraviolada UVC 100-280nm No arriba
UVB 280-315nm Epidermis
UVA 315-400nm Dermis
Llum visible LLV 400-700nm Dermis
Infraroja IR >700nm Hipodermis

És important saber que una exposició prolongada, sense prendre mesures, no només pot produir càncer de pell, sinó que pot tenir altres efectes. La radiació UVB és la causa més freqüent de cremada solar, eritema o envermelliment. També és la causa més freqüent de càncer cutani. En canvi, la radiació UVA rarament causa cremades, però és la responsable de la majoria de les fotosensibilitacions (augment anormal de la sensibilitat de la pell a la radiació UV) i pot ser carcinogénica, en presència de determinades substàncies que potencien el seu efecte. A més, produeix envelliment de la pell (Figura 4).

En les cabines de bronzejat el 30% de la radiació és UV. Majoritàriament és radiació UVA, però també hi ha radiació UVB (tot i que un menor percentatge). El percentatge restant és radiació infraroja i llum visible.

609443626.jpg
Figura 4. Efectes de la radiació UVA (envelliment) i UVB (cremades) (Font: Antirughe.info)

La quantitat d’irradiació és major quant més a prop es troba la Terra del Sol (zona de l’Equador, entre els tròpics de Càncer i de Capricorn; o entre les 12 i 16 hores). Aquesta irradiació pot danyar el nostre ADN, produint trencaments en la cadena de l’ADN que pot causar mutacions.

Els raigs UV passen fàcilment a través dels núvols i el vapor d’aigua, però són parcialment absorbits per la pol·lució atmosfèrica. Però s’ha vist que en zones on hi ha forats a la capa d’ozó la incidència de càncer de pell és superior. Això és degut perquè els danys provocats a la capa d’ozó permeten el pas de major quantitat de raigs UVB. Per això és important no malmetre la capa d’ozó perquè ens protegeix d’aquests raigs.

PROTEGIM LA NOSTRA PELL

Donat que la llum pot ser reflectida per vàries substàncies, cal tenir en compte que, als raigs directes del Sol, es poden sumar als que arriben tangencialment un dia brillant i que són reflectits per la sorra, l’aigua, el terra, el gel, la neu…

Les dosis de radiació són acumulatives i poden sumar-se als efectes de la radiació ionitzants (raigs X). La presència de càncers cutanis pot observar-se molts anys després d’una cremada aguda. Això s’ha observat en mariners americans que van estar al Pacífic durant la Segona Guerra Mundial, i que van estar exposats durant mesos o anys a la radiació solar d’alta intensitat. Aquests mariners han desenvolupat al llarg dels anys diferents tipus de càncer de pell.

Per aquesta raó és molt important prendre les mesures de protecció solar adients: utilitzar fotoprotectors, evitar llargues estones al sol, sobretot en les hores de màxima intensitat solar; i hidratar-nos sovint.

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala

Tardígrads: Animals amb superpoders

Els óssos més petits del món tenen capacitats dignes de superherois. En realitat, no són óssos pròpiament dits: els óssos d’aigua en realitat són els tardígrads. Són animals invertebrats pràcticament indestructibles: sobreviuen dècades sense aigua ni aliment, a temperatures extremes i fins i tot han sobreviscut a l’espai exterior. Coneix l’animal que sembla arribat d’un altre planeta i aprèn a observar-lo a casa teva si disposes d’un microscopi.

QUÈ ES UN TARDÍGRAD?

Oso de agua (Macrobiotus sapiens) en musgo. Foto coloreada tomada con microscopio electrónico de barrido (SEM): Foto de Nicole Ottawa & Oliver Meckes
Ós d’aigua (Macrobiotus sapiens) a sobre de molsa. Foto acolorida presa amb microscopi electrònic d’escombratge (SEM): Foto de Nicole Ottawa & Oliver Meckes

Els tardígrads o óssos d’aigua, són un grup d’invertebrats de 0,05-1,5 mm que viuen preferiblement en llocs humits. Són especialment abundants en la pel·lícula d’humitat que recobreix molses i falgueres, encara que no falten espècies oceàniques i d’aigua dolça, per la qual cosa podem considerar que viuen arreu del món. Fins i tot a escassos metres de tu, entre rajola i rajola. En un gram de molsa s’han arribat a trobar fins a 22.000 exemplars. S’han trobat a l’Antàrtida a sota de capes de 5 metres de gel, en deserts càlids, en fonts termals, en muntanyes de 6.000 metres d’altura i a profunditats oceàniques abissals. Es tracta doncs d’animals extremòfils. Es calcula que existeixen més de 1.000 espècies.

MORFOLOGIA

El seu nom popular fa referència al seu aspecte i el científic a la lentitud dels seus moviments. Tenen el cos dividit en 5 segments: el cefàlic, on tenen la boca en forma de trompa (probòscide) amb dos estilets interns i en ocasions ulls simples (ommatidis) i pèls sensorials, i els 4 restants amb un parell de potes per segment. Cada pota té urpes per ancorar-se al terreny.

Vista ventral de un tardígrado donde seobservan los cinco segmentos del cuerpo. Foto de Eye Of Science/Photo LIbrary
Vista ventral d’un tardígrad on s’observen els cinc segments del cos. Foto acolorida presa amb microscopi electrònic d’escombratge (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

Tardigrade. Coloured scanning electron micrograph (SEM) of a freshwater tardigrade or water bear (Echiniscus sp.). Tardigrades, are tiny invertebrates that live in coastal waters and freshwater habitats, as well as semi-aquatic terrestrial habitats like damp moss. They require water to obtain oxygen by gas exchange. In dry conditions, they can enter a cryptobiotic tun (or barrel) state of dessication to survive. Tardigrades feed on plant and animal cells and are found throughout the world, from the tropics to the cold polar waters.
Tardígrad (Echiniscus sp.) en el que es poden observar les urpes. Foto acolorida presa amb microscopi electrònic d’escombratge (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

Observa en aquest vídeo de Craig Smith els moviments dels tardígrads amb més detall:

ALIMENTACIÓ

Gràcies als estilets de la seva boca, perforen els vegetals dels quals s’alimenten i succionen els productes de la fotosíntesi, però també es poden alimentar absorbint el contingut cel·lular d’altres organismes microscòpics com bacteris, algues, rotífers, nematodes… Alguns són depredadors i poden ingerir microorganismes sencers.

El seu aparell digestiu és bàsicament la boca i una faringe amb potents músculs per fer els moviments de succió que s’obre directament a l’intestí i l’anus. Algunes espècies només defequen quan muden.

Detalle de la boca de un tardígrado. Foto de
Detall de la boca d’un tardígrao. Foto acolorida presa amb microscopi electrònic d’escombratge (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

ANATOMIA INTERNA

No posseeixen aparell circulatori ni respiratori: l’intercanvi de gasos es fa directament per la superfície del cos. Estan coberts per una cutícula rígida que pot ser de diferents colors i que van mudant a mesura que creixen. Amb cada muda, perden els estilets bucals, que seran segregats de nou. Són organismes eutèlics: per créixer només augmenten la mida de les seves cèl·lules, no el seu número, que roman constant al llarg de la seva vida

REPRODUCCIÓ

Els tardígrads en general tenen sexes separats (són dioics) i es reprodueixen per ous (són ovípars), però també hi ha espècies hermafrodites i partenogénenètiques (les femelles es reprodueixen sense ser fecundades per cap mascle). La fecundació és externa i el seu desenvolupament és directe, és a dir, no presenten fases larvàries.

tardigrade egg, ou tardigrad
Ou de tardígrad. Foto acolorida presa amb microscopi electrònic d’escombratge (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

ELS RÈCORDS DELS TARDÍGRADS

Els tardígrads són animals increïblement resistents que han superat les següents condicions:

  • Deshidratació: poden sobreviure durant 30 anys en condicions de laboratori sense una sola gota d’aigua. Hi ha fonts que asseguren que resisteixen fins a 120 anys o que s’han trobat en gels de 2000 anys d’antiguitat i han pogut reviure, tot i que probablement siguin exageracions.
  • Temperatures extremes: si bulls 1 tardígrad, sobreviu. Si el sotmets a temperatures de gairebé el zero absolut (-273ºC), sobreviu. El seu rang de supervivència va de -270ºC a 150ºC.
  • Pressió extrema: són capaços de suportar des del buit fins a 6.000 atmosferes, és a dir, 6 vegades la pressió que hi ha al punt més profund de la Terra, la Fossa de les Marianes (11.000 metres de profunditat).
  • Radiació extrema: els tardígrads poden suportar bombardejos de radiació en una dosi 1000 vegades superior a la letal per un humà.
  • Substàncies tòxiques: si se’ls submergeix en èter o alcohol pur, sobreviuen.
  • Espai exterior: els tardígrads són els únics animals que han sobreviscut a l’espai exterior sense cap protecció. El 2007 l’ESA (Agència Espacial Europea), dins del projecte TARDIS (Tardigrades In Space) va exposar tardígrads (Richtersius coronifer i Milnesium tardigradum) durant 12 dies a la superfície de la nau Foton-M3 i van sobreviure al viatge espacial. El 2011 la NASA va fer el mateix col·locant-los a l’exterior del transbordador espacial Endeavour i es van corroborar els resultats. Van sobreviure al buit, als rajos còsmics i a una radiació ultraviolada 1000 vegades superior a la de la superfície terrestre. El projecte Biokis (2011) de l’Agència Espacial Italiana (ASI) va estudiar l’impacte d’aquests viatges a nivell molecular.

COM HO FAN?

Els tardígrads són capaços de resistir aquestes condicions tan extremes perquè entren en estat de criptobiosi quan les condicions són desfavorables. És un estat extrem d’anabiosi (disminució del metabolisme). Segons les condicions que han de suportar, la criptobiosi es classifica en:

  • Anhidrobiosi: en cas de deshidratació del medi, entren en “estat de barril” ja que adopten aquesta forma per reduir la seva superfície i s’emboliquen en una capa de cera per evitar la pèrdua de l’aigua per transpiració. Per evitar la mort de les cèl·lules, sintetitzen trehalosa, un sucre que substitueix a l’aigua del seu cos i manté intacta l’estructura de les membranes cel·lulars. Redueixen el contingut d’aigua del seu cos fins a només un 1% i seguidament detenen el seu metabolisme gairebé per complet (0,01% per sota del normal).

    Tardígrado deshidratado. Foto de Photo Science Library
    Tardígrad deshidratat. Foto acolorida presa amb microscopi electrònic d’escombratge (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library
  • Criobiosi: en cas de sotmetre’s a baixes temperatures, l’aigua de gairebé qualsevol ésser viu cristal·litza, trenca l’estructura de les cèl·lules i l’ésser viu mor. Però els tardígrads utilitzen proteïnes que congelen bruscament l’aigua de les cèl·lules en forma de petits cristalls, de manera que aconsegueixen evitar el seu trencament.
  • Osmobiosi: es dóna en cas d’augment de la concentració salina del medi.
  • Anoxibiosi: en cas de manca d’oxigen, entren en un estat d’inactivitat en el que deixen el seu cos totalment estirat, de manera que necessiten aigua per mantenir-se turgents.

En el cas de les exposicions a les radiacions, que destruirien l’ADN, s’ha observat que els tardígrads són capaços de reparar el material genètic malmès.

Aquestes tècniques ja han estat imitades en camps com la medicina, conservant òrgans de rates per posteriorment “reviure’ls” i poden obrir altres vies de conservació de teixits vius i trasplantaments. També obren nous camps en l’exploració espacial de vida extraterrestre (astrobiologia) i fins i tot en l’exploració humana de l’espai per resistir llargs viatges interplanetaris, en idees de moment, més properes a la ciència ficció que a la realitat.

SÓN EXTRATERRESTRES?

L’escàs registre fòssil, el seu parentiu evolutiu poc clar i la seva gran resistència, van provocar hipòtesis que especulaven amb la possibilitat que els tardígrads hagin vingut de l’espai exterior. No es tracta d’una idea sense cap ni peus, encara que altament improbable. La panspèrmia és la hipòtesi per la qual la vida, o millor dit, les molècules orgàniques complexes, no es van originar a la Terra, sinó que van arribar gràcies a meteorits durant els inicis del Sistema Solar. De fet, s’han trobat meteorits amb aminoàcids (molècules indispensables per a la vida) en la seva composició, de manera que la panspèrmia és una hipòtesi que no es pot descartar encara.

Foto de Eye Of Science/Photolife Library
Foto acolorida presa amb microscopi electrònic d’escombratge (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

Però no és el cas dels tardígrads: el seu ADN és igual al de la resta d’éssers vius terrestres i els últims estudis filogenètics els emparenten amb els onicòfors (animals semblants a cucs), asquelmints i artròpodes. El que és fascinant és que és l’animal amb més ADN aliè: fins al 16% del seu genoma pertany a fongs, bacteris o arquees, obtinguts per un procés anomenat transferència genètica horitzontal. La presència de gens aliens a altres espècies animals no sol ser més de l’1%. Serà això el que li ha permès desenvolupar aquesta gran resistència?

VOLS BUSCAR TARDÍGRADS TU MATEIX I OBSERVAR-LOS EN ACCIÓ?

En ser tan comuns i habitar potencialment gairebé qualsevol lloc, si disposes d’un microscopi, per senzill que sigui, pots buscar i veure tardígrads vius amb els teus propis ulls:

    • Agafa un tros de molsa d’una roca o mur, millor si està una mica sec.
    • Deixa’l assecar al sol i neteja’l de terra i altres restes grans.
    • Posa’l a l’inrevés en un recipient transparent (com una placa de Petri), mulla’l amb aigua i deixa-ho reposar unes hores.
    • Retira la molsa i busca els tardígrads a l’aigua del recipient (posa-ho en un fons negre per veure més fàcilment). Si hi ha sort, amb una lupa els podràs veure movent-se
    • Agafa’ls amb una pipeta o comptagotes, col·loca’ls en el portaobjectes i a gaudir! Podries veure coses semblants a aquesta:

Mireia Querol Rovira

REFERENCIAS