Trabajos Originales

Rev Cubana Med Milit 2006;35(1)
Trabajos Originales
Instituto Superior de Medicina Militar “Dr. Luis Díaz Soto”
El balance redox en personas expuestas a las radiaciones
electromagnéticas (radiaciones no ionizantes)
My. José L. Pérez Alejo,1 My. Ana G. Piñón Montano,2 Lic. Lourdes Morera Carrillo,3 Lic. Maura
García Sánchez,4 Lic. Sara M. Martín Martínez5 y Tte. Cor. María Elena Falcón Aguiar6
RESUMEN
Las ondas electromagnéticas emitidas por campos con frecuencias ultra altas (0,3-3
Ghz) conllevan el peligro de efectos biológicos que pueden convertirse en efectos
adversos para la salud. Uno de estos efectos adversos es el desbalance redox con
incremento en la producción de radicales libres y la disminución de las defensas
antioxidantes. Por tal motivo el objetivo del trabajo consistió en conocer la influencia de
las radiaciones electromagnéticas sobre un grupo de personas expuestas y compararla
con otro grupo no expuesto tomado como control. Se denota un incremento de la
superóxido dismutasa, un incremento de H2O2, una disminución de la capacidad
antioxidante total del plasma, un aumento de malondialdehído y no cambios en la
concentración de catalasa en los sujetos expuestos. Se concluye que en estos se produce
un desbalance redox.
Palabras clave: Radicales libres, radiaciones electromagnéticas, frecuencias ultra alta,
capacidad antioxidante, balance redox.
La presencia en el ambiente laboral de las radiaciones electromagnéticas (radiaciones no
ionizantes) con frecuencias de ondas entre los 100 khz a 300 GHz (ultra, supra y muy
altas frecuencias) se remonta a algunos decenios atrás y está asociada con el progreso
científico técnico. La proliferación en el número de fuentes que emiten radiaciones
electromagnéticas ha traído como consecuencia la preocupación por conocer la
influencia que sobre la salud tiene este factor físico, recién incorporado a diversos
puestos de trabajo.1-5 Las ondas electromagnéticas conllevan el peligro de efectos
biológicos que pueden desembocar en efectos adversos para la salud. Uno de estos
efectos adversos es el desbalance redox con el incremento en la producción de radicales
libres (RL) y la disminución de las defensas antioxidantes. En el organismo humano los
RL se producen normalmente durante el metabolismo aeróbico celular. A través de
reacciones enzimáticas, entre las que se incluyen: la cadena respiratoria, el proceso de
fagocitosis, la síntesis de prostaglandinas y el sistema citocromo P450. Los RL también se
pueden generar a partir de reacciones no enzimáticas como las que se producen por
reacciones del oxígeno con compuestos orgánicos y las producidas por las radiaciones
ionizantes y no ionizantes. En los seres vivos los RL se forman fisiológicamente en
cantidades controladas por los mecanismos defensivos de las células. Cuando hay una
situación patológica, la producción de RL se incrementa sustancialmente y se crea un
estado de estrés oxidativo. Hay un grupo extenso de factores que conducen a situaciones
de estrés oxidativo, dentro de lo que se puede encontrar los químicos, las drogas,
físicos, orgánicos, metabólicos y factores enzimáticos. Hay un grupo de enfermedades
asociadas con la producción de RL: enfermedades del aparato cardiovascular, aparato
respiratorio, órgano de la visión, sistema nervioso, aparato digestivo, entre otros. La
acción oxidativa de los RL sobre los lípidos (peroxidación lipídica) se traduce
directamente en la oxidación de la fracción LDL, principal transportadora de colesterol
hacia las células. La oxidación de esta partícula se conduce a través de una cascada de
eventos con la formación de placas ateromatosas y por consiguiente, de la enfermedad
aterosclerótica y de otras afecciones cardiovasculares y cerebrovasculares. Los sistemas
biológicos han desarrollado una serie de mecanismos de defensa antioxidantes contra
los efectos perjudiciales de los RL. En este sentido, la cadena transportadora de
electrones que se encuentra en la mitocondria es la primera arma frente a los RL. Los
sistemas de defensa antioxidantes están formados por una serie de compuestos de tipo
enzimático que secuestran a los RL, como la superóxido dismutasa (SOD), catalasa,
glutatión peroxidasa (GPx), glutatión reductasa (GR) y glutatión-s-transferasa (GST).
Por tales motivos el objetivo de este trabajo es conocer la influencia del campo
electromagnético (CEM) sobre el balance redox en personas expuestas.
MÉTODOS
Se realizó un estudio retrospectivo, longitudinal, analítico de casos y controles en 135
personas seleccionadas aleatoriamente en puestos de trabajo con exposición al CEM, o
sin ella, divididos en 2 grupos de 63 y 62 sujetos respectivamente, con la denominación
según su vinculación con el CEM.
Expuestos: 63 sujetos que realizan labores en radar: operan, reparan, sintonizan o
combinaciones de estas labores.
No expuestos: 62 sujetos que realizan otras labores no vinculadas a la exposición al
CEM. Todos los individuos expuestos y no expuestos con el debido “consentimiento
informado” se les realizaron diferentes estudios previo ingreso controlado de 3 días de
duración en pequeños grupos en el Servicio de Medicina Interna del Instituto Superior
de Medicina Militar “Dr. Luis Díaz Soto”. Muestras de sangre fueron extraídas por
punción venosa después de un ayuno de 12 h el 2do día del ingreso hospitalario, las
cuales fueron depositadas en tubos de ensayo con anticoagulante y sin este, para obtener
sangre total, suero o plasma. El suero o plasma se obtuvo por centrifugación a 3 500
r.p.m. durante 15 min y conservado a –20 0C hasta su posterior análisis.
Estudio del estado oxidativo y la capacidad antioxidante
A partir de suero o plasma de los sujetos, se evaluaron los parámetros que miden el
estado oxidativo y la capacidad antioxidante: capacidad antioxidante total, superóxido
dismutasa (SOD), malondialdehido (MDA), catalasa y peróxido de hidrógeno (H2O2).
Todos estos estudios se efectuaron en el Laboratorio de Estrés Oxidativo del
Departamento de Investigaciones Médico Militares (DIMM), según lo establecido en el
“Manual de Procedimientos”. Los resultados se recogieron en una base de datos en
Access, Windows XP para su posterior análisis estadístico en PC-IBM compatible con
la utilización de la estadística descriptiva, paramétrica y no paramétrica mediante
paquete automatizado SPSS versión 10 para Windows con un nivel de significación de
p < 0,05.
RESULTADOS
En la figura 1 se aprecia un incremento significativo de la concentración plasmática de
la enzima antioxidante SOD (p < 0,05) en los sujetos expuestos en relación con los no
expuestos. La estratificación de acuerdo con los valores de referencia para la SOD
muestra que 18 individuos del grupo expuesto tuvieron valores de esta enzima por
encima del valor límite superior en relación con solo siete en el grupo no expuesto, con
marcada diferencia significativa. Al incrementarse este número, disminuyeron los
sujetos expuestos a cuarenta y tres, que estaban dentro de los límites de la normalidad
para esta variable en relación con cincuenta y cuatro en el grupo de los no expuestos,
que mostró también esta estratificación una diferencia estadísticamente significativa
(tabla). Se encontró un incremento significativo en la concentración plasmática de H2O2
en el grupo expuestos cuando este se comparó estadísticamente con el grupo no
expuestos (fig. 2). En la figura 3 aparece la estimación de la capacidad antioxidante total
del plasma, que mostró una disminución significativa en el grupo de los expuestos en
relación con los no expuestos. La concentración sérica de MDA aumentó de forma
significativa (p < 0,05) en el grupo de los expuestos a las radiaciones no ionizantes con
respecto a los no expuesto (fig. 4). En la figura 5 se presenta la concentración sérica de
la enzima catalasa, la cual no mostró cambios entre los grupos.
Tabla. Análisis estratificado según los valores de referencia para el parámetro SOD en
los expuestos y no expuestos
Expuesto
No expuesto
No.
%
No.
%
> Lim Sup
18 *
28,6
7
11,3
Dentro
43 *
68,3
54
87,1
2
3,1
1
1,6
< Lim Inf
* p < 0,05.
Fig. 1. Concentración plasmática de SOD (media) en los grupos de estudio.
Fig. 2. Concentración plasmática de peróxido de hidrógeno (media) en los grupos de
estudio.
Fig. 3. Capacidad antioxidante total del plasma en los oficiales expuestos y no
expuestos.
Fig. 4. Concentración sérica de MDA en los grupos de estudio.
Fig. 5. Concentración sérica de catalasa en los grupos de estudio.
DISCUSIÓN
Las radiaciones de microondas (no ionizantes) desempeñan una función importante en
la producción de RL en los organismos expuestos; de esta manera se han desarrollado
investigaciones tanto en humanos como en animales para conocer la influencia de
dichas radiaciones en la producción del radical superóxido, la actividad de la SOD y la
repercusión sobre los sistemas biológicos. Mustafa6 al investigar la influencia de la
administración exógena de melatonina en el ojo de ratas expuestas a la luz UV (356-254
nm) con 8 µw/cm2 y duración de 15 min, encontró una disminución significativa de la
enzima SOD en el tejido ocular y un incremento de la peroxidación lipídica en las ratas
no tratadas que indicaba daño celular por RL. Mustafa7 al estudiar el efecto de las
radiofrecuencias emitidas por teléfonos celulares en la producción de estrés oxidativo,
en 12 hombres adultos voluntarios expuestos agudamente a radiofrecuencias, demostró
un decrecimiento significativo de las enzimas SOD y GPx en eritrocitos sin cambios en
la enzima catalasa, pero con incrementó significativo en la peroxidación de los lípidos y
concluyó que la exposición aguda a radiofrecuencia modula un estrés oxidativo por RL.
Baydas8 encontró en ratas expuestas a la luz UV en tejido y suero, una disminución de
la enzima GPx y un marcado incremento de la peroxidación lipídica en los animales
expuestos constantemente a la luz UV. La mayoría de las investigaciones vinculadas a
este campo coinciden en que la influencia que sobre los sistemas biológicos poseen las
radiofrecuencias, se produce el proceso de peroxidación lipídica, lo que coincide con los
resultados de nuestro estudio. Se encontró incremento del MDA (expresión de
peroxidación lipídica) en el grupo de sujetos expuestos, sin embargo, en vez de una
disminución como afirman estos autores en la SOD, se halló en el suero de los
expuestos un incremento de la actividad de esta enzima antioxidante. Esta aparente
diferencia de nuestros resultados puede deberse a la fuente emisora de radiación no
ionizante de alta potencia (0,3-30 GHz) y a la función que desempeña el tiempo de
exposición, los factores ambientales y otros factores relacionados. Es evidente que en
respuesta a la injuria oxidativa impuesta por el radical superóxido, en nuestro estudio se
produjo una respuesta antioxidante depuradora de este tipo de radical eficiente, al
incrementarse la enzima antioxidante SOD, pero acompañada de un decrecimiento
también significativo de la capacidad antioxidante total del plasma en los expuestos en
relación con los no expuestos como respuesta total antioxidante. De 18 individuos
expuestos al CEM, el 28,6 % tenían cifras plasmáticas de SOD por arriba del límite
superior de la normalidad con solo 7 (11,3 %) en el grupo de los no expuestos. La
actividad enzimática incrementada de la SOD contribuyó además al incremento
significativo de la concentración plasmática de H2O2 en los sujetos expuestos al CEM
con relación a los no expuestos en virtud de:
Algunas de las enzimas depuradoras de H2O2 como la catalasa, pudiera estar
incrementada, sin embargo, en nuestro estudio esta enzima no mostró diferencias entre
los grupos de estudios. Mustafa7 en una investigación con exposición aguda a
radiofrecuencias en 12 hombres adultos voluntarios, no encontró cambios en los niveles
de catalasa eritrocitaria. Masaki9 al exponer cultivos de fibroblastos humanos a la luz
UV y en presencia de concentraciones bajas y altas de H2O2, observó que la catalasa
actúa como defensa primaria de estrés oxidativo a niveles bajos de H2O2, mientras que a
concentraciones altas de este, esta defensa depuradora de peróxido de hidrógeno, la
realiza la GPx preferentemente, enzima que no se pudo determinar en nuestro trabajo.
La catalasa se caracteriza por una alta capacidad de reacción, pero tiene baja afinidad
por el substrato H2O2. Por lo que se le atribuyen 2 funciones: catalítica y peroxidativa, o
sea que puede depurar H2O2 e hidroperóxidos alquílicos.10 Por todo lo anterior expuesto
se concluye que se encontró un desbalance redox en las personas expuestas al CEM
caracterizado por un aumento del peróxido de hidrógeno, aumento del proceso de
peroxidación lipídica y una disminución de la capacidad antioxidante total del plasma.
SUMMARY
Redox balance in people exposed to electromagnetic radiations (non-ionizing radiations)
Electromagnetic waves emitted by ultrahigh frequency fields (0.3 – 3 Ghz) bears danger
of biological effects that may become side effects to health. One of these side effects is
the redox imbalance with an increase in the production of free radicals, and a decrease
of the antioxidant defenses. For that reason, the objective of this paper was to know the
influences of electromagnetic radiations on a group of exposed persons and to compare
it with another group of non-exposed individuals taken as controls. An increase of
superoxide-dismutase, a rise of H 2 0 2 , a decrease of the total antioxidant capacity of
plasma, a growth of malondihaldehyde, and no changes in catalase concentration were
observed in exposed subjects. It is concluded that a redox imbalance is produced in this
group.
Key words: Free radicals, electromagnetic radiations, ultrahigh frequencies, antioxidant
capacity, redox-balance.
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Recibido: 11 de octubre de 2005. Aprobado: 23 de noviembre de 2005.
My. José L. Pérez Alejo. Instituto Superior de Medicina Militar “Dr. Luis Díaz Soto”.
Avenida Monumental, Habana del Este, CP 11700, Ciudad de La Habana, Cuba.
1
Doctor en Ciencias de la Salud. Investigador Titular.
Especialista de I Grado en Psiquiatría.
3
Licenciada en bioquímica. Investigadora Auxiliar.
4
Master en Ciencias Farmacéuticas.
5
Licenciada en Tecnología de la Salud.
6
Master en Salud Ambiental. Profesora Asistente.
2