accion de las radiaciones ionizantes en microorganismos
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ACCION DE LAS RADIACIONES IONIZANTES SOBRE LOS MICROORGANISMOS
MICROBIOLOGIA GENERAL
BAYONA ESPINOZA - CONTRERAS REYNAGA – HUAYHUA GIRON | BLGº SUYO LOAYZA, BEATRIZ| FIARN
RAYOS X:
De naturaleza electromagnética
Son las radiaciones de menor energía pero presentan una gran capacidad de penetración, siendo absorbidos sólo por apantallamientos especiales de grosor elevado.Se utiliza en el campo de la medicina con fines diagnósticos.
RADIACIÓN (GAMMA):
No poseen carga ni masa. La emisión de rayos gamma por parte de un núcleo no conlleva cambios en su estructura.
Su energía es variable, pero en general pueden atravesar cientos de metros en el aire, y son detenidas solamente por capas grandes de hormigón, plomo o agua.
Son fotones usualmente de muy alta energía, emitidos por núcleos inestables u otros procesos. El núcleo no cambia su identidad sino que únicamente pierde energía.
RADIACIÓN NEUTRÓNICA
Es la emisión de partículas sin carga, de alta energía.
No existen fuentes naturales de producción de neutrones, es generada durante la reacción nuclear.
Tienen mayor capacidad de penetración que los rayos gamma y sólo pueden detenerlos una gruesa barrera de hormigón, agua o parafina
FUENTES DE RADIACION IONIZANTE
Están presentes desde los orígenes del universo.
Todos los seres vivos están sometidos constantemente a la radiación de fondo.
Prácticamente la única hasta principios del siglo XX .
1.Radiación cósmica Rayos X Radiaciones electromagnéticas de alta energía Rayos gamma
Rayos cósmicos: Partículas de alta energía (alfa, beta, etc.)
FUENTES DE RADIACION IONIZANTE NATURALES:
2. Radiación terrestre
Es el resultado de la desintegración nuclear de los elementos químicos en la corteza terrestre (U, Th, etc.), en particular el radón y sus subproductos.
También puede considerarse como tal la radiación debida a isótopos radioactivos presentes en el propio cuerpo humano: K40, C14, etc.
La fuente más importante de radiación terrestres es el radón.
EFECTO DE LAS
RADIACIONES
IONIZANTES Y SUS
APLICACIONES
Se dan a altas dosis de reacción EFECTO LETAL
DIRECTO
• Ocasionan daños en el ADN : roturas de ambas cadenas y entrecruzamiento de dichas cadenas
Deriva de la hidrolisis del agua
EFECTO LETAL
INDIRECTO
• Expuesta al oxigeno: autooxidacion y formación de peróxidos y epóxidos Daños menores del ADN que
pueden repararse por mecanismos
EFECTO MUTAGENICO
EFECTO DE LAS RADIACIONES IONIZANTES
APLICACIONES DE LAS RADIACIONES IONIZANTES
Alimentos
envasados
Material
medico
quirúrgico
Material farmacéu
tico
FACTORES QUE INFLUYEN EN
LA INACTIVACIÓN MICROBIANA
DE LAS RADIACIONES IONIZANTES
FACTORES DEPENDIENTES DE LOS MICROORGANISMOS
TIPO DE MICROORGANISMOS
La resistencia a las radiaciones disminuye conforme aumenta la complejidad genética del organismo
FASE DE CRECIMIENTO
La organización estructural del ADN determina la sensibilidad a las radiaciones ionizantes; así, las células bacterianas que están dividiéndose activamente y en las que el ADN está totalmente desplegado, son más sensibles que aquellas que se encuentran en la fase de latencia o en la estacionaria de crecimiento.
FACTORES MEDIO AMBIENTALES
NATURALEZA DEL MEDIO DE TRATAMIENTO
el efecto protector es tanto mayor cuanto mayor es el contenido proteico.
Este último efecto se ha asociado con la conocida capacidad de las proteínas para secuestrar los radicales libres producidos por la radiolisis del agua
La radio resistencia de los microorganismos suele ser entre 2 y 3 veces mayor que en los medios de laboratorio.
TEMPERATURA DEL PRODUCTO
La menor disponibilidad de agua en los alimentos congelados minimiza los efectos indirectos de las radiaciones ionizantes. Es por ello que la resistencia microbiana a estos tratamientos es mayor a temperatura de congelación.
COMPOSICIÓN DE LA ATMOSFERA DE TRATAMIENTO
La presencia de oxígeno generalmente incrementa la sensibilidad microbiana a las radiaciones ionizantes.
La molécula de oxígeno, al poseer electrones desapareados, puede participar en la formación de radicales libres, potenciando el efecto de los radicales hidroxilo sobre el ADN.
MECANISMOS DE INACTIVACIÓN MICROBIANA
ACCIÓN DIRECTA
Es consecuencia de los cambios químicos producidos sobre las moléculas como resultado de la absorción de la energía radiante
Al ser los ácidos nucleicos los componentes de mayor complejidad a nivel celular, la posibilidad de que el material genético sufra daños directos es muy elevada.
ACCIÓN INDIRECTA
Se debe a la interacción de los radicales libres formados por la acción directa de la radiación en los componentes celulares o del medio especialmente del agua con moléculas vitales para la supervivencia microbiana.
Responsable de la mayoría de los efectos biológicos de la irradiación
DAÑO E INACTIVACIÓN
las roturas del ADN se producen como consecuencia del ataque de los radicales libres, formados por la radiolisis del agua, sobre la desoxirribosa y especialmente sobre las bases nitrogenadas de la doble hélice
Se cree que aproximadamente el 20% de los radicales libres actúan a nivel de los azúcares del ADN sustrayendo los átomos de hidrógeno de la desoxirribosa y el 80% restante a nivel de las bases nitrogenada
CINÉTICA DE INACTIVACIÓN MICROBIANA POR
RADIACIONES IONIZANTES.
Se representa en forma de gráficas de supervivencia
velocidad de inactivación se mantiene constante e independiente de la fracción de supervivientes
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
Las proteínas tienen dos picos (es decir, máximos) de absorción: uno a 280 nm, debido a los aminoácidos aromáticos (Trp, Tyr, Phe), y otro a 230 nm, debido a los enlaces peptídicos.
El ADN y el ARN absorben a 260 nm, debido al enlace doble entre las posiciones 4 y 5 de las bases púricas y pirimidínicas.
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
a. Fotoproductos del ADN Ocasionados Por la Luz UV
Fotoproducto de la espora: 5-timinil-5,6-dihidrotimina
Alteraciones en las bases pirimidínicas (citosina, timina)
Dímeros de pirimidina: El principal es el dímero de timina (T-T), aunque también se producen T-C y C-C.
Hidratos de pirimidina : 6-hidroxi-5,6-dihidrotimina
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
b. Mecanismos de Reparación de los Fotoproductos
Reparación fotoenzimática
actuación de la enzima denominada fotoliasa o enzima fotorreactivante, requiere luz
visible de 300-500 nm
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
b. Mecanismos de Reparación de los Fotoproductos
Reparación por escisión-
resíntesis
La distorsión en la doble
hélice provocada por
el dímero
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
b. Mecanismos de Reparación de los Fotoproductos
Reparación por recombinación
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
b. Mecanismos de Reparación de los Fotoproductos
Reparación de emergencia (SOS) propensa a error
EFECTOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETA
c. Aplicaciones Prácticas de la Luz UV
El espectro para el E. Coli alcanza su punto máximo en las longitudes de onda cercanas a 265nm y 220nm. Es conveniente que la salida de la lámpara de baja presión a 254nm coincida con el punto de máxima inactivación que se ubica cerca de 265 nm.
Los microorganismos son inactivados por la luz UV como resultado del daño fotoquímico a sus ácidos nucleicos. La radiación UV es absorbida por los nucleótidos, los bloques
constitutivos del ADN y ARN de la célula. Por lo tanto tratamiento en alimentos, agua
potable y aguas residuales
BACTERIASENERGIAµW/cm2
OTROS ORGANISMOSENERGIAµW/cm2
Bacillus antharacis 8.700 LEVADURA
S. enteritidis 7.600 Saccharomyces ellipsoideus 13.200
B. Megatherium sp.(veg) 2.500 Saccharomyces sp. 1.600
B. Megatherium sp.(sporas) 5.200 Saccharomyces cerevisiae 13.200
B. peratyphosus 6.100 Levadura para cerveza 660
B. subtilis 11.000 Levadura para panadería 800
B. subtilis spores 22.000 Levadura para repostería 13.200
Clostridium tetani 22.000
Corynebacterium diphtheriae 6.500 ESPORAS
Escherichlia coli 6.600 Penicillium roqueforti 26.400
Micrococcus candidus 12.300 Penicillium expansum 22.000
Mycobacterium tuberculosis 10.000 Mucor racemosus A 35.200
Neisseria catarrhalis 8.500 Mucor racemosus B 5.200
Phytomonas tumefaciens 500 Oospora lactis 1.100
Proteus vulgaris 6.600
Pseudomonas aeryginosa 10.500 VIRUS
S. typhimurium 15.200 Bacteriophage (E. coli) 6.600
Salmonella 10.000 Virus de la influencia 6.600Sarcina lutea 26.400 Virus de la hepatitis 8.000
Serratia marcescens 6.160 Poliovirus(Poliomyelitis) 1.000
Dysentry bacilli 4.200 Rotavirus 24.000
Shigella paradysenteriae 3.400
Spirillum rubrum 6.160 ALGAS
Staphylococcus aureus 6.600 Chlorella vulgaris 2.000
Streptoccus hemolyticus 5.500
Streptoccus lactis 8.800 Streptoccus viridans 3.800
EFECTOS DE LA LUZ VISIBLE
a. Sensibilización Fotodinámica Natural
b. Sensibilización Fotodinámica Artificial