Ahora que estamos de vacaciones y considerando la exposición a la intensa luz solar del verano, deberíamos recordar poner las cremas con factor de protección solar dentro de la maleta. En el Mediterráneo nos gusta ponernos al sol y tostarnos (literalmente). La luz del sol es beneficiosa (por ejemplo, para fabricar vitamina D) pero hay que exponerse con mesura. Las personas de piel clara y los niños pueden quemarse muy fácilmente y, en general, somos muy inconscientes de lo que implica que nuestra piel coja este tono dorado.
La luz del sol contiene radiación de diferentes longitudes de onda. Además de la luz dentro del rango visible, el sol emite radiación de longitud de onda mayor a la visible por los humanos, por debajo del color rojo (infrarrojo), y de longitud de onda menor a la radiación visible, más allá del violeta (radiación ultravioleta). Esta luz ultravioleta o luz UV es de alta energía e interacciona con las moléculas de nuestras células. Las moléculas más sensibles son los ácidos nucleicos y, como resultado, la luz UV lesiona el DNA. El impacto de fotones de alta energía rompe la doble cadena de DNA, pero incluso la luz UV de menos energía daña el DNA originando uniones en bases nitrogenadas contiguas, particularmente entre pirimidinas (cuando hay dos TT seguidas, dos CC o una TC/CT). Eso os puede parecer que no es muy grave, pero ahora os pondré un ejemplo que os lo hará entender más fácilmente. El DNA es de cadena doble y vendría a ser como una cremallera, donde cada cadena es un lado de la cadena. La cremallera se puede abrir o cerrar (el DNA también se puede abrir y cerrar por los enlaces de puente de hidrógeno que unen las dos cadenas). Pues bien, todos sabéis que los dientes de cada lado de la cremallera están dispuestos siempre a la misma distancia. ¿Qué pasaría si dos dientes contiguos están colocados mal y se tocan? A todos nos ha pasado, y sabéis que, entonces, la cremallera no puede bajar ni subir a partir de este punto. Con el DNA pasa lo mismo. Las enzimas quedan trabadas en esta posición y no pueden hacer su trabajo, no pueden replicar el DNA si la célula tiene que dividirse, o no pueden fabricar RNA mensajero para hacer proteínas. Es un desastre si no se arregla.
Evidentemente, como la vida se ha generado bajo la irradiación solar, tiene sentido que existan mecanismos de reparación de lesiones (de estas y muchos otros tipos de lesiones). La célula tiene una multitud de enzimas con funciones reparadoras del DNA diferentes, como si fueran un ejército de lampistas, carpinteros, ingenieras, costureros... Todos los organismos conocidos tienen una enzima específica, la fotoliasa, diseñada para reconocer y deshacer específicamente esta unión errónea de pirimidinas. La fotoliasa dirige las bases nitrogenadas ¡y ya está! Todos los organismos conocidos... menos los mamíferos. En la base de la evolución de los mamíferos se perdió este gen y, por lo tanto, no fabricamos una enzima primordial para arreglar las lesiones más frecuentes que origina la luz UV. ¿Cómo lo hacemos, pues, los mamíferos? Tenemos un mecanismo enzimático alternativo que es muy versátil, pero que se puede saturar pronto si hay muchas lesiones, así que, para evitar males mayores, los mamíferos tenemos adicionalmente dos mecanismos que hacen de escudo deflector de la radiación UV, el pelo y el color oscuro de la piel. La melanina, que confiere color oscuro a la piel, es una molécula muy eficiente como pantalla deflectora. La melanina está almacenada en células específicas denominadas melanocitos, células que dentro del embrión se forman en el cierre del tubo neural (lo que después será nuestra médula espinal), por lo cual, durante el desarrollo, migrarán hacia la piel.
Ahora bien, dentro de los mamíferos, los hay que han perdido el pelo, como nosotros y, por lo tanto, sólo podemos usar la melanina como escudo protector, y hay que ir con mucho cuidado con la luz UV. Inicialmente, todos los humanos teníamos la coloración de la piel muy oscura, ya que, de esta manera, la melanina protege nuestro DNA, como escudo protector del daño causado por la radiación UV excesiva. Fue más tarde que surgieron mutaciones responsables de una falta de producción y acumulación de melanina, por lo tanto, de piel más blanca, que fueron seleccionadas a favor en los pequeños grupos que migraron a regiones septentrionales del planeta, con una menor irradiación solar (este tema lo traté en otro artículo). Ahora bien, cuando los humanos de piel clara nos exponemos al sol, las lesiones en el DNA se multiplican y por eso se induce, tan rápido como se puede, la producción de melanina, ya que las células "notan" las lesiones y "saben" que hay que poner una pantalla deflectora. El problema es que esta pantalla natural tarda unos días en generarse, y mientras tanto, la luz UV sigue lesionando nuestro ADN y nuestras células. Por eso es tan importante ponernos crema con factor alto de protección. Si no nos protegemos de ninguna manera, hay un exceso de lesiones, las células se ven totalmente sobrepasadas y se activan los mecanismos de muerte celular programada. Las células se suicidan en masa porque no pueden funcionar correctamente, y entonces, decimos que nos pelamos. Pelarse después de tomar el sol es mala señal. Han muerto las células que estaban peor, pero también quiere decir que las que quedan vivas, están llenas de lesiones, que habrá que arreglar. Sin embargo, ¿cómo se arreglan las lesiones?
Si no nos protegemos de ninguna manera, hay un exceso de lesiones, las células se ven totalmente sobrepasadas y se activan los mecanismos de muerte celular programada
Las células lesionadas intentan reparar su DNA dañado iniciando, por una parte, un sistema conservativo y fiel que intenta que todo vuelva a quedar como antes, pero, por otra parte, se pueden utilizar sistemas alternativos, como ahora la llamada replicación translesión. En este caso y continuando con el símil, la célula cambia la pieza central de la cremallera, que quedaba trabada, y pone otra con la hendidura más ancha y que pueda pasar de largo de las bases contiguas unidas. Como consecuencia, se inventa un poco la secuencia de DNA que tiene que copiar y, por lo tanto, incorpora mutaciones, cambios al azar a la secuencia de DNA que, recordamos, es nuestro manual de instrucciones. ¿Cuál es el resultado de las mutaciones? Pues depende. Una mutación, dos, un centenar, pueden ser no muy importantes, aunque las células no funcionan tan bien, y envejecen más rápidamente (por ejemplo, el envejecimiento de la piel). Puede pasar también que las mutaciones alteren una o varias instrucciones genéticas importantes. Entonces, estas células pueden volverse cancerosas y generar un melanoma, un cáncer de piel que, si no se extirpa, puede ser maligno y originar metástasis. Por qué creéis que hay un incremento de la incidencia de melanoma en países donde la gente tiene la piel clara y toma mucho el sol sin protección.
Células de un melanoma vistas en un microscopio de fluorescencia. En azul, el núcleo de la célula, y en amarillo, los podosomas, deformaciones de la membrana celular que les permiten moverse, como si fueran "pies" (de forma similar a como lo hace una ameba), migrar y hacer metástasis (Crédito imagen: Julio C. València, NCI Center for Cancer Research, US)
Las células del melanoma son melanocitos que presentan un montón de mutaciones, algunas de las cuales pueden malignizar el tumor y hacerlo más agresivo. Además, pensad que los melanocitos, por su origen embrionario migratorio, fácilmente pueden migrar en el adulto y hacer metástasis si las condiciones lo permiten, de aquí la importancia de extirparlos muy pronto, y de hacer tratamientos específicos para estos genes mutados responsables de la malignidad.
Pues bien, un artículo muy reciente indica que una de las consecuencias de la luz UV sobre el DNA es que causa más mutaciones de las esperadas. Cuando las bases que quedan unidas (dímeros de pirimidina) contienen Cs (CC, CT o TC), la energía UV convierte químicamente las Cs en Us (las cuales equivalen en significado a las Ts). Y esto, ¿qué quiere decir? Pues lo que quiere decir es que el sistema de reparación fiel se equivocará cuando lo intente copiar de nuevo, porque le habrán cambiado las letras. Por lo tanto, ninguno de los dos sistemas de reparación principales que nuestras células tienen podrán arreglar bien las lesiones causadas en el DNA por la luz UV. Ya podemos deducir que habrá muchas más mutaciones y, como consecuencia, más facilidad para que se generen melanomas. Todo eso pasa, según estos científicos, con una irradiación de luz UV equivalente a la que recibimos en 15 minutos de sol de mediodía en verano.
Conclusión: protejámonos mucho de las exposiciones largas al sol. Nuestra piel no tiene muchas defensas contra la luz UV y el precio a pagar, en mutaciones, es muy alto.