¿Cómo la radiación causa cáncer?

Como parte de su texto de explicación, usted pregunta: “¿Hay algo en el ADN que impida que una célula haga esto y la radiación simplemente lo elimina?” – en muchos casos, eso no está muy lejos de la realidad.

Primero, sin embargo, debes entender que el cáncer no es una sola enfermedad. Cáncer es cientos de enfermedades diferentes, que pueden tener cientos de causas diferentes cuando se llega al detalle técnico (molecular) de la misma.

La mejor explicación simple de esto podría indicarle que también mira por qué no hemos “curado el cáncer” aún:

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Hace unos 16 años, se publicó un documento que analiza los “Marcadores del cáncer”: los rasgos que comparten todos los cánceres. Este fue “The Hallmarks of Cancer” de Douglas Hanahan y Robert A Weinberg.

http://www.sciencedirect.com/sci…

La mayoría de los rasgos fundamentales en los que se enfocaron fueron el hecho de que las células cancerosas son capaces de ignorar ciertas señales de anti crecimiento, y, significativamente, evitar ser asesinados por los mecanismos apoptóticos que generalmente dicen que una célula dañada muere.

La apoptosis (definición de apoptosis) se produce cuando las células dañadas o insalubres mueren, generalmente por las células vecinas, y luego se rompen y se transportan para que los materiales se reutilicen, de forma que los productos químicos dañen las células sanas. no son lanzados Sin embargo, la respuesta adecuada (“¡muere cuando te lo digan!”) Depende de que la célula pueda recibir ese activador químico y actuar de forma adecuada. Hay mutaciones que dañan los genes que gobiernan esa respuesta. Esos pueden ser inducidos por la radiación.

Para que eso se convierta en cáncer, sin embargo, no es suficiente. Otras cosas también deben suceder:

  • La célula necesita comenzar a generar sus propias señales de crecimiento, en lugar de depender del resto del cuerpo para proporcionar señales de crecimiento
  • La célula necesita evadir (básicamente, ser capaz de ignorar) las señales químicas para suprimir su propio crecimiento (además de no morir)
  • La célula debe ser capaz de replicar los límites normales de replicación pasados
  • La célula necesita inducir la angiogénesis, es decir, necesita persuadir a los vasos sanguíneos para que continúen creciendo junto con ella, de modo que pueda obtener oxígeno * y nutrientes.

Todos esos procesos están gobernados por genes que pueden dañarse potencialmente por la radiación o por insultos químicos o simplemente por errores aleatorios. Como resultado de que ocurra lo anterior, la (s) célula (s) proliferante (s) comenzarán a invadir y abarrotar otros tejidos. Eso es cáncer

Sin embargo, para entender cómo la radiación podría hacer todas esas cosas, ayuda comprender que cuando la radiación comienza a desprenderse del ADN y dañar genes, en realidad solo tiene que golpear un conjunto de genes: los que generan las proteínas y los fragmentos de ARN que corrigen errores en el ADN o evitar la copia defectuosa del ADN.

Una vez que se eliminan los mecanismos de prevención y / o reparación de daños para el ADN, las mutaciones comienzan a acumularse. A medida que las mutaciones se acumulan, con cada replicación celular se verán afectados más genes. A medida que se ven afectados más genes, entre los trillones de células de su cuerpo inevitablemente uno o unos pocos tendrán todos los genes que prestan atención al crecimiento y a las señales de muerte dañadas de alguna manera.

Hay una serie de publicaciones en blogs de Scientific American de Buddhini Samarasinghe que abordan estos temas de “Hallmark” (así como las otras características del cáncer) en mayor profundidad – Historias de Buddhini Samarasinghe – Estos pueden darle una idea más profunda si quiere excavar tu camino a través de ellos.

Pero espero que eso te brinde una respuesta útil por ahora. Básicamente, la radiación puede dañar directamente un grupo de genes que trabajan juntos para limitar el crecimiento y hacer que la célula preste atención a las señales de apoptosis, o puede dañar los mecanismos de control que limitan las mutaciones en la célula, de modo que los errores comienzan a acumularse en el ADN hasta que esto suceda O, ambos pueden suceder al mismo tiempo de la radiación.

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* Una nota al margen aquí porque esto me molesta. Hay personas que venden mucha charlatanería sobre el cáncer que afirman que “el cáncer solo prospera en ausencia de oxígeno”. Esto es lo contrario de lo cierto. Las células cancerosas cambian el metabolismo celular para que dependan menos del oxígeno, pero solo porque tienen que hacerlo; su crecimiento generalmente supera la energía que se puede obtener de la respiración aeróbica. Sin embargo, un tumor no puede crecer más de 2 cm sin un suministro de sangre para oxigenarlo porque aún utiliza la glucólisis aeróbica para obtener energía, y muchos de los cultivos actualmente exitosos de medicamentos contra el cáncer funcionan al inhibir la angiogénesis para privar al tumor de oxígeno

La radioactividad emite una forma de radiación llamada radiación ionizante, llamada así porque tiene suficiente energía para golpear un átomo y empujar los electrones sueltos del átomo (creando así un ion). En la práctica, eso significa que la radiación puede romper los enlaces químicos.

El ADN es un polímero que se utiliza como plantilla para las proteínas que definen la bioquímica de un organismo. No solo es una plantilla, sino que también tiene regiones en su secuencia que influyen en cómo se fabrican esas proteínas (por lo que se asemeja a un acelerador en la producción de sustancias bioquímicas).

Cuando un paquete de radiación ionizante golpea un filamento de ADN, puede romper la molécula, esencialmente cortándolo en la posición donde la radiación lo golpeó. Una simple muesca como esa a menudo se puede arreglar ya que las células humanas tienen enzimas que pueden reparar el daño del ADN de ese tipo. Sin embargo, si dos muescas aparecen una al lado de la otra en el mismo capítulo o en hebras adyacentes, eso produce un corte más serio que se arregla correctamente, se fija con un posible error en esa ubicación (un nucleótido extra, o tal vez unos pocos eliminados ), o no está fijado en absoluto.

Una molécula de ADN cortada que no se repara a menudo significa que las células no pueden producir cualquier molécula que el ADN fuera una plantilla para ese punto. Esto podría ser una condición fatal para la célula, o podría significar que algún proceso en la célula ya no está regulado adecuadamente. Si, en lugar de no corregir la ruptura, el mecanismo de reparación introduce errores, eso podría significar que se produce una forma mutilada de la molécula y, de forma similar, se afecta adversamente algún mecanismo de retroalimentación o vía biológica.

Las células en proceso de división celular son las más susceptibles a este tipo de daño porque también están desenrollando el ADN en una sola hebra para duplicar y sellar trozos adyacentes de ADN recién formado, lo que significa que cualquier rotura de cadena individual es tan dañina como una rotura de doble cadena en las células que no se dividen.

Si hay MUCHA radiación ioinizante, el ADN puede ser golpeado tantas veces que la molécula simplemente se deshace. Sin él, la célula deja de funcionar correctamente poco después y muere. Una dosis de radiación instantáneamente letal sería una en la que esto le ha sucedido a todo el cuerpo, o al menos suficientes órganos vitales donde las células mueren y el órgano deja de funcionar. Ese es el peor escenario posible, pero también significa que el cáncer no se forma.

Si hay un poco de radiación ioinizante, golpear una molécula de ADN y dañarla es un evento muy raro. A menudo es reparable, e incluso si se comete un error, son lo suficientemente raros que es poco probable que lleguen a alguna de las partes más vitales de la secuencia de ADN.

Hay un punto en el medio, sin embargo, donde la suficiente exposición a la radiación golpea suficiente ADN como para causar un montón de mellas que resultan en errores sin triturar el ADN. El resultado es una muy alta probabilidad de errores en los genes y la regulación de genes. Son precisamente esos errores los que pueden dar lugar a una regulación inadecuada del crecimiento y la diferenciación celular.

Los cánceres se caracterizan por la falla de las células para responder a señales que detienen la división celular y hacen que una célula adopte apropiadamente el tipo de tejido apropiado. Cuando se pierde ese control, las células comenzarán a dividirse sin control, y no se comportarán correctamente como se supone que deben hacerlo las células en el tejido original. Las células de crecimiento rápido comienzan a formar tumores o estrangular a las células normales: cáncer.

La leucemia mielógena aguda (LMA), la leucemia mielógena crónica (LMC) y la leucemia linfoblástica aguda (LLA), incluidos muchos tipos de leucemia, pueden ser causadas por la exposición a la radiación. Los pacientes con síndrome de Mielodisplastik (MDS), leucemia aguda, un cáncer de médula ósea también se pueden agregar a la exposición a la radiación. Después del tratamiento con radiación, el riesgo de estas enfermedades depende de factores tales como:

Fue expuesto a mucha radiación a la médula ósea

La cantidad de radiación que llega a la médula ósea

La tasa de dosis de radiación (que es cuánto tiempo se tardó en administrar la dosis y con qué frecuencia se administra en cada dosis)

Cuando fueron tratados con radiación no parece ser un factor de riesgo para la edad de una persona. Muy a menudo, para los niños de 5 a 9 años había atacado estos cánceres, la radioterapia se desarrolló en varios años. La cantidad de cánceres nuevos luego disminuye lentamente a lo largo de los años.

http://www.top10niches.com/health

Las radiaciones ionizantes, como los rayos gamma, los rayos X, las partículas radiactivas pueden causar daño al ADN.

Si el ADN dañado sufre reparación o sufre apoptosis inducida por radiación (muerte celular programada), no causará ningún daño.

Si la reparación del ADN no tiene éxito (por algún motivo), la falla de la reparación del ADN junto con la mutación en el ADN de esa célula dará lugar a:

  • Activación de oncogenes promotores del crecimiento (aumento del crecimiento de la célula).
  • Inactivación del gen supresor tumoral (el crecimiento no estará regulado).
  • Alternancia en los genes que regulan la apoptosis . (la celda dañada no morirá).

Todo esto conducirá a eventos en cascada causando:

  • Crecimiento celular no regulado
  • Disminución de la muerte celular

Cualquier célula capaz de división; que ha sufrido una mutación, tiene potencial para volverse canceroso.

La expansión clonal de dicha célula ocurre con:

  • escapar de la impunidad.
  • Nueva formación de vasos sanguíneos.
  • Mutación Additinal

Esto conduce a la progresión del tumor y el cáncer.

¿Cómo la radiación ionizante causa daño al ADN?

Causa múltiples tipos de daño al ADN

  • Daño de una sola base
  • Descansos monocatenarios
  • Fracturas de doble cadena
  • Cruzamiento de proteínas de ADN

Más importante

  • Mutación de deleción (se corta una pequeña cantidad de bases de ADN)

  • Inversión balanceada

Esta mutación de ADN sobrepasa el mecanismo de reparación del ADN en la célula, causando daño al ADN.

Entonces hay algunos mecanismos diferentes en juego aquí. La radiación alfa es la más fácil de proteger, pero puede decirse que es la más peligrosa cuando está en contacto directo con el tejido. La radiación alfa es básicamente descarga a alta velocidad de protones (a quienes puedes conocer mejor como átomos de hidrógeno). Los átomos de hidrógeno son relativamente grandes en términos de radiación, por lo que son fácilmente atrapados por cualquier barrera. Sin embargo, dado que son grandes, transportan mucha energía y se estrellan contra las células expuestas como una pequeña bola de demolición, convirtiendo todas las moléculas de agua que encuentra en peróxido a medida que avanzan, lo que induce un notable estrés oxidativo en la célula.

La radiación beta, no lo recuerdo, pero creo que es la radiación de neutrones, que hace que cualquier átomo que golpee acepte el neutrón y espacie los electrones, neutrones o protones, o alguna combinación de los mismos, que va y causa daños. Piense en ello como el billar nuclear.

La radiación gamma es básicamente un electrón que ha sido expulsado de un átomo a muy alta velocidad, según recuerdo. Cuando golpea un átomo o molécula, puede agregar un electrón o eliminar electrones. Esto potencialmente causa la forma en que las biomoléculas, como el ADN, se configuran y se unen.

Hay algunas investigaciones con moscas de la fruta (que es donde se realiza una gran cantidad de investigación básica de células en animales) que indica que la exposición a largo plazo a bajas dosis de radiación en realidad estimula los mecanismos de reparación celular. Siempre que el daño de la radiación no abrume los mecanismos de reparación celular, entonces el organismo en realidad vive más que la línea de base.

Si tengo algo de esto mal, por favor, por favor, corrígeme.

Nuestro cuerpo tiene un excelente mecanismo de defensa que ayuda a prevenir mutaciones. Sin embargo, si una célula está mutando, significa que todas las medidas de seguridad han fallado.

La radiación se dirige al ADN presente dentro de las células. Pero no es un proceso tan simple. Se necesitan alrededor de 20000 mutaciones para que una célula se vuelva cancerosa.

Una célula que ha mutado tiene la tendencia a mutar otras células también. El cuerpo tiene un mecanismo de defensa diferente que va desde negar la célula mutada hasta matarla (mecanismo de muerte celular como apoptosis, etc.).

La radiación de alta energía causa daño al ADN, esto da como resultado una mutación, esto puede causar cáncer.

El cáncer se produce si la radiación no mata a la célula, sino que crea un error en el diseño del ADN que contribuye a una eventual pérdida de control de la división celular, y la célula comienza a dividirse sin control. Este efecto podría no aparecer por muchos años. Los cánceres inducidos por la radiación no difieren de los cánceres debidos a otras causas, por lo que no existe una manera simple de medir la tasa de cáncer debido a la radiación.

¿Cómo causa la radiación mutaciones a las células y, como resultado, dan cáncer?

De la misma manera que muchas otras cosas causan cáncer. Las especies reactivas de oxígeno se crean mediante radiación ionizante y por una gran cantidad de otras cosas, incluidas las funciones celulares normales.

Sí, hay genes en nuestro ADN que controlan la división celular, y aunque las mutaciones causadas por la radiación son aleatorias, cuando uno de estos genes se muta por accidente, la célula obtiene ventaja sobre otras células, ya que se divide en una tasa más alta, por lo que a largo plazo (lo que tomaría un par de más “aciertos”), puede formar un tumor.