Efecto oxigeno
En bioquímica , el efecto del oxígeno se refiere a una tendencia a una mayor radiosensibilidad de las células y organismos que viven en libertad en presencia de oxígeno que en condiciones anóxicas o hipóxicas , donde la tensión de oxígeno es inferior al 1% de la presión atmosférica (es decir, <1% de la presión atmosférica). 101,3 kPa, 760 mmHg o 760 torr).
El efecto del oxígeno tiene una importancia particular en la radioterapia de haz externo , donde la destrucción de células tumorales con haces de fotones y electrones en regiones bien oxigenadas puede ser hasta tres veces mayor que en una porción del tumor mal vasculada.
Además de la hipoxia tumoral , el efecto del oxígeno también es relevante para las condiciones de hipoxia presentes en la fisiología normal de los nichos de células madre , como el endostio adyacente al hueso en la médula ósea [1] y la capa epitelial del intestino . [2] Además, existen enfermedades no malignas en las que los tejidos oxigenados pueden volverse hipóxicos, como en las arterias coronarias estenosadas asociadas con enfermedades cardiovasculares . [3]
Holthusen (1921) [4] primero cuantificó el efecto del oxígeno encontrando 2,5 a 3,0 veces menos huevos para incubar del nematodo Ascaris en condiciones oxigenadas en comparación con condiciones anóxicas, que se asignaron incorrectamente a cambios en la división celular . Sin embargo, dos años más tarde, Petry (1923) [5] atribuyó por primera vez a la tensión de oxígeno los efectos de las radiaciones ionizantes en las semillas de hortalizas. Más tarde, Mottram (1936) discutió las implicaciones de los efectos del oxígeno en la radioterapia . [6]
Una observación clave que limita las hipótesis para explicar los mecanismos biológicos del efecto del oxígeno es que el gas óxido nítrico es un radiosensibilizador con efectos similares al oxígeno observado en las células tumorales. [7] Otra observación importante es que el oxígeno debe estar presente en el momento de la irradiación o en milisegundos después para que se produzca el efecto del oxígeno. [8]
La explicación más conocida del efecto del oxígeno es la hipótesis de la fijación de oxígeno desarrollada por Alexander en 1962, [9] que postulaba que las lesiones de ADN nuclear no restaurables o "fijas" inducidas por radiación son letales para las células en presencia de oxígeno diatómico . [10] [11] Las hipótesis recientes incluyen una basada en el daño mejorado por el oxígeno de los primeros principios. [12] Otra hipótesis postula que la radiación ionizante provoca que las mitocondrias produzcan oxígeno reactivo (y especies de nitrógeno), que son fugas durante la fosforilación oxidativa que varían con una relación de saturación hiperbólica observada con los efectos del oxígeno y del óxido nítrico.[13]
