Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel

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Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Radiación UV solar y sus
       acciones biológicas
           sobre la piel
Salum GM1,2,
gmsalum@hotmail.com – Argentina

Cañarte C3 y
Cecy_canarte@yahoo.com – Ecuador

Piacentini RD1,4
Ruben.piacentini@gmail.com – Argentina
1
  Instituto de Física Rosario (CONICET - Universidad Nacional de Rosario),
CCT/CONICET, Bv 27 de Febrero 210bis, 2000 Rosario, Argentina
2
  Facultad Regional Concepción del Uruguay, Universidad Tecnológica
Nacional
3
  Fundación Ecuatoriana de Psoriasis (FEPSO), Quito, Ecuador
4
  Facultad de Cs Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional
de Rosario

Resumen

En este Capítulo, se introduce la radiación solar UV incidente fuera de la
atmósfera terrestre y luego de atravesarla. Dicha radiación resulta
atenuada por los componentes gaseosos (principalmente ozono) y por las
partículas en suspensión (o polvo atmosférico). Con instrumentos de alta
calidad y definición, se ha medido en el Observatorio Astronómico de
Rosario, Argentina, la intensidad (técnicamente denominada irradiancia)
solar UV espectral, en función de la longitud de onda. Con esta
información y el espectro de acción biológica (que describe la sensibilidad
a la radiación que incide sobre el sistema en estudio) es posible obtener
las irradiancias: eritémica, de daño al ADN y de síntesis (o fijación) de
vitamina D. A partir de la primera, se determina el índice UV, un indicador
internacionalmente empleado para medir el riesgo solar, y con las demás
irradiancias los índices de daño al ADN y de síntesis de vitamina D.
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Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Además, dado que se ha demostrado que la temperatura ambiente, -
además de la radiación solar, produce cáncer de piel, se ha determinado el
incremento de los cánceres espino-celulares y baso-celulares, que se
proyecta para el presente siglo, a partir del pronóstico de la evolución de la
temperatura ambiente, optimista (la sociedad aplicará medidas de
eficiencia energética y de remplazo de combustibles contaminantes por
fuentes renovables, entre otras) o pesimista, realizado por el Panel
Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático en su último
informe 2013.

Palabras clave: radiación solar – acción biológica – piel – índice UV –
daño al ADN – Vitamina D

1. Introducción

El Sol es fuente de vida y de energía. A nivel de la parte exterior de la
atmósfera terrestre, su distribución espectral (en longitudes de onda) se
concentra en los rangos UV (280-400 nm, donde 1 nm o nanómetro es
igual a una mil millonésima de metro) (figura 1). Luego de atravesar la
atmósfera, la radiación solar es atenuada en diferentes proporciones, pero
en mayor medida en el rango UV.

En la figura 2, está representada la irradiancia (o intensidad) solar
espectral medida con el espectro-radiómetro de alta calidad Optronic 756
del Instituto de Física Rosario (CONICET – Universidad Nacional de
Rosario), en Junio 2012, en el Observatorio Astronómico de Rosario,
Argentina.

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Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Figura 1. Distribución espectral (en longitudes de onda) de la
    radiación solar que llega a nivel de superficie terrestre. Adaptada
    de epswww.unm.edu. Nota: la imagen de la Tierra es de la NASA.

                                            Figura 2. Irradiancia (o
                                            intensidad) solar espectral
                                            medida en el Observatorio
                                            de Rosario, Argentina, con
                                            el espectro-radiómetro del
                                            Instituto de Física Rosario
                                            (CONICET – Universidad
                                            Nacional de Rosario), en
                                            Junio 2012.

2. Irradiancia solar espectral a nivel de superficie terrestre.

Para la determinación de las irradiancias UV de efecto biológico es
necesario conocer la radiación UV solar que llega a nivel de superficie
terrestre, en plano horizontal, por unidad de área superficial y de tiempo y
por cada longitud de onda. A esta irradiancia se la conoce como
irradiancia solar espectral y su unidad es W/(m2nm). Esta irradiancia fue
obtenida en el rango UV de dos formas: a) con mediciones al mediodía
solar de Rosario mediante espectro-radiómetro doble monocromador
Optronics y b) mediante modelización con software TUV (Madronich S,
www.acd.ucar.edu/TUV/).

En la figura 3 puede observarse el resultado de las mediciones (izquierda)
y de la modelización (derecha) para la ciudad de Rosario, mostrando su
evolución anual.

La diferencia entre ambas está relacionada con el hecho de que la
modelización se realiza suponiendo un día perfectamente claro y con
componentes atmosféricos que varían suavemente mientras que las
mediciones son valores reales con condiciones atmosféricas reales. En
esta gráfica puede verse que, en el rango UVA (hacia los 400 nm), existe
una variación aproximada del 50% entre el valor máximo y el valor mínimo
de la irradiancia, aumentando significativamente esta variación hacia el
UVB.

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Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Figura 3. Gráfica 3D de la evolución anual de la irradiancia
    espectral UV solar. Izquierda: Medida con especro-radiómetro
    Optronics 756. Derecha: Modelada con software TUV
    (www.acd.ucar.edu/TUV/).

3. Componentes de la atmósfera terrestre que atenúan las radiaciones
solares UV

La atmósfera terrestre está compuesta por gases y partículas en
suspensión (denominadas “aerosoles” o más comúnmente “polvo
atmosférico”). En conjunto atenúan las radiaciones solares UV (en el rango
280-400nm), siendo el ozono y los aerosoles los mayores atenuadores de
estas radiaciones.

3.1 Ozono

El ozono es un gas cuya molécula está formada por 3 oxígenos (O3), por lo
que es fácil derivar que ha sido producida en la atmósfera a partir del
oxígeno molecular (O2),el cual está presente en una proporción cercana al
20%. El ozono se distribuye desde la superficie terrestre hasta
aproximadamente unos 50 km de altura, concentrándose en mayor
proporción en la estratósfera (un 90%), con un máximo a una altura de
unos 23 km.

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Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Figura      4.    Representación
                                          esquemática del agujero de
                                          ozono antártico. Los colores
                                          azules indican altos valores y los
                                          colores violeta y amarillo, bajos
                                          valores. Los continentes se
                                          encuentran      delineados      en
                                          colores claros (Fuente: NASA).

Esta alta concentración se denomina “capa de ozono”, la cual permaneció
prácticamente constante durante millones de años, hasta que a comienzos
de la década del 1980, llegaron a nivel de la capa de ozono estratosférica
contaminantes denominados freones y halones (principalmente
clorofluorocarbonos, CFC).

Estos contaminantes destruyeron la capa de ozono en amplias regiones de
la Tierra de latitudes medias y altas, siendo la zona austral la que sufrió la
mayor destrucción, generándose el denominado “agujero de ozono
antártico” (Figura 4).

                                                  Figura 5. Evolución con
                                                  el paso de los años del
                                                  agujero      de    ozono
                                                  antártico en el mes de
                                                  máxima extensión, desde
                                                  Octubre     1979   hasta
                                                  Octubre 1994, medido
                                                  por el equipo satelital
                                                  TOMS      del    Goddard
                                                  Space     Flight  Center
                                                  (GSFC)/NASA.         Los
                                                  colores blanco y rojo
                                                  intenso indican altas
                                                  concentraciones y los
                                                  colores azules y violeta,
                                                  concentraciones      muy
                                                  bajas (en el agujero de
                                                  ozono antártico).

                                                                             5
Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Este agujero evolucionó con el tiempo, profundizándose hasta mediados
de la década del 1990 (Figura 5) y permaneciendo aproximadamente
constante a continuación (Figura 6).

    Figura 6. Evolución del agujero de ozono antártico, similar a la
    descripta en la figura 5, hasta fines de la década del 1990. Los
    colores azules cada vez más intensos indican mayor destrucción
    de la capa de ozono (fuente: EarthObservatory.nasa.gov).

La destrucción del ozono continuó hasta que, en 1987, Naciones Unidas
logró que se firmara el Tratado de Montreal y en los años siguientes,
Enmiendas a dicho Tratado que introdujeron cada vez más restricciones
sobre los contaminantes. De este modo se pudo reducir la destrucción de
la capa de ozono y por consiguiente el aumento del índice UV, un
indicador del riesgo solar empleado a nivel internacional (Cañarte y
colaboradores, 2010), obligando a los países productores de los gases
contaminantes a     disminuir sensiblemente su producción primero y
eliminarla después. Así, se espera que la capa vuelva a su espesor
anterior hacia mediados del presente siglo (WMO, 2007).

    Figura 7. Evolución del ozono observada hasta el 2010 y
    pronosticada para el futuro en toda la Tierra, si no se hubiera
    restringido el uso de contaminantes del ozono por el Tratado de
    Montreal y Enmiendas posteriores. El código de colores es similar
    al de la figura 6 (Newman y colaboradores, 2009 y
    EarthObservatory.nasa.gov).

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Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Un importante estudio sobre el futuro evitado por la aplicación del Tratado
de Montreal y Enmiendas, ha sido realizado por Newman y colaboradores
(2009) del Goddard Space Flight Center/NASA. Estos autores analizaron
cual hubiera sido la concentración de ozono en la Tierra y el Indice UV (ver
ítem 5.1.2), si no se hubieran aplicado las medidas restrictivas antes
mencionadas. Sus resultados están representados en forma esquemática
en las figuras 7 y 8, donde es posible observar que el ozono se destruiría
en gran proporción en las próximas décadas, llegando al 2065 a tener un
espesor tan pequeño como el que se tiene al presente durante el evento
de agujero de ozono antártico (unas 100 UD o Unidades Dobson, donde 1
UD es igual a una cien milésima parte del metro).

      Figura 8. Comparación de la concentración atmosférica de ozono,
      si no se hubiera aplicado el Tratado de Montreal y Enmiendas
      (futuro evitado con valores muy bajos, izquierda) y de dicha
      concentración con las medidas restrictivas (futuro posible,
      derecha), hacia el 2060 (Fuente: Newman y colaboradores, 2009
      y EarthObservatory.nasa.gov).

3.2    Aerosoles

Los aerosoles, son partículas de tamaños microscópicos (de fracciones de
micrón, la millonésima parte del metro hasta unos 100 micrones) en
suspensión en la atmósfera, de tipo orgánico o inorgánico. Entre los
aerosoles orgánicos, cabe destacarse la arcilla o arena del suelo, los
granos de sal, los compuestos de azufre emitidos durante la emisión de
volcanes, los minerales emitidos por la industria, etc. En lo que respecta a
los inorgánicos, están los restos de vegetales (de hojas y ramas, polen,
compuestos orgánicos emitidos por los árboles, etc) y animales (pequeños
insectos, bacterias, etc).

En la figura 9 es posible observar muestras de aerosoles colectados
durante los eventos de incendios de biomasa (plantas acuáticas, pasto y
árboles) de las islas del Delta del río Paraná, en el Observatorio
                                                                           7
Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Astronómico de la ciudad de Rosario, Argentina, Argentina y en una de las
islas cercanas a dicha ciudad.

Las imágenes correspondientes fueron obtenidas con el Microscopio
Electrónico de Barrido del Instituto de Física Rosario. Estos aerosoles
produjeron una nube de contaminación que, al sobrepasar el instrumento
que mide el índice UV, determinó una reducción de este índice en un 95%
(Ipiña y colab., 2012).

    Figura 9. Imágenes del Microscopio de Barrido Electrónico (SEM)
    obtenidas por adherencia en un captor pasivo. Arriba: El captor
    estuvo ubicado en el Observatorio Astronómico de Rosario
    durante 24 horas (desde las 18:00 hora local del 24 de Abril de
    2008). Abajo: El captor se encontraba en las islas del río Paraná
    opuestas al Observatorio Astronómico de Rosario durante 24
    horas (desde las 20:00 hora local del 25 de Abril de 2008). Nota:
    Las barras indican 10 µm, excepto la imagen f en la cual la barra
    indica 1 µm. Las imágenes (a), (b), (c) y (e), pueden ser
    identificadas como aerosoles biológicos y la imagen (e) como una
    partícula de polen (Ipiña y colab, 2012).

En consecuencia, este resultado (si bien extremo) muestra que las
partículas en suspensión, en general atenúan las irradiancias solares
espectrales y por consiguiente, las de acciones biológicas y los índices
asociados.

4. Espectros de acción biológica de la radiación UV sobre la piel

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Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
Un espectro de acción refleja la efectividad de una reacción específica a
una dada longitud de onda, con su máxima efectividad normalizada en
100% para una longitud de onda determinada (Ambach y Blumthaler,
1994),que usualmente se considera 298 nm (Herman, 2010).

4.1 Espectros de acción eritémica, de daño al ADN y de síntesis de
   vitamina D.

En la figura 10 se muestran tres espectros de acción biológicos de la
radiación UV sobre la piel(Herman, 2010 y referencias incorporadas en
esta publicación relativas a los espectros), los cuales serán empleados en
este trabajo, para caracterizar las acciones correspondientes. Puede verse
que los espectros poseen diferente forma y por ende la piel posee
diferente respuesta a cada longitud de onda. Por ejemplo, la síntesis de
vitamina D tiene máxima intensidad a unos 295 nm, el daño al ADN se
concentra esencialmente en el rango UVB y tiene mayor acción a
longitudes de onda menores que 310 nm. La producción de eritema
presenta mayor eficacia para longitudes de onda menores que 300 nm,
disminuyendo luego sensiblemente. Los tres espectros concentran
principalmente su mayor acción en el rango UVB (280-320 nm).

                                         Figura 10. Acciones biológicas
                                         de daño al ADN, eritema y
                                         síntesis    de    vitamina  D,
                                         normalizadas (todas tienen el
                                         mismo valor) en 298 nm
                                         (Herman, 2010; Setlow, 1974;
                                         McKinlay y Diffey 1987,
                                         Bouillon y colab, 2006).

Para conocer el efecto sobre la piel, no solo debe tenerse en cuenta el
espectro de acción sino también la distribución de intensidades con que
cada longitud de onda de radiación solar llega a nivel de la piel. Esta
distribución está dada por la irradiancia solar espectral que ha sido
introducida al principio de este Capítulo (ítems 1 y 2).

5. Irradiancias de acciones biológicas sobre la piel

                                                                          9
Radiación UV solar y sus acciones biológicas sobre la piel
La Irradiancia de acción biológica es una variable de gran interés para
establecer los efectos que puede producir la radiación solar (y aún
artificial) sobre seres vivientes. Los efectos biológicos observables en
humanos debido a la exposición a la radiación UV solar, están limitados a
la piel o los ojos, debido a las propiedades de baja penetración del UV en
los tejidos humanos.

En particular, en el área de la Dermatología, la Irradiancia eritémica es de
importancia porque a través de ella es posible fijar un criterio de riesgo de
exposición al Sol, introduciendo el denominado Indice UV (ver ítem 5.1.2).

La penetración en la piel de la radiación UV es en general menor a 1 mm
(Bruls y colaboradores, 1984) lo que determina que se observen efectos
principalmente en las células de la epidermis y dermis. Entre las acciones
biológicas con efecto perjudicial de la radiación UV sobre la piel se
encuentran el daño al ADN y el eritema. El principal efecto benéfico
conocido de la exposición al UV es su rol en la síntesis (o fijación) de la
vitamina D en la piel.

La forma de obtener esta Irradiancia solar de acción biológica, es mediante
la multiplicación de la Irradiancia espectral solar por el espectro de acción
correspondiente (ver, por ejemplo, Figura 11).

5.1   Irradiancia eritémica e Índice UV

5.1.1 Efecto biológico de la irradiancia eritémica
El enrojecimiento de la piel asociado con una exposición al Sol se
denomina eritema y está caracterizado por el espectro de acción eritémico,
fuertemente concentrado en el rango UVB (ver figuras 10 y 11). Por
consiguiente, cuando estas radiaciones son intensas (en primavera-
verano, con el Sol alto por encima del horizonte y aún con nubes tenues
que las atenúan muy poco) las personas expuestas al Sol por un tiempo
mayor al que le permite su tipo de piel, pueden desarrollar “quemadura
solar” y si lo hacen en forma repetitiva y sin protección, aún “cáncer de
piel”.

                                                                           10
Figura 11. Irradiancia solar espectral de acción biológica eritémica
    (línea roja) obtenida como producto de la irradiancia solar
    espectral F (línea verde) y la curva de acción biológica eritémica
    B (línea negra), F x B, para el 5 de marzo de 2013 a las 13:02
    hora local en la ciudad de Rosario, Argentina. Nota: la irradiancia
    solar espectral fue medida con el espectro-radiómetro Optronic
    756del Instituto de Física Rosario (CONICET –UNRosario).

El eritema es una manifestación de dilatación de vasos sanguíneos en la
dermis después de la exposición de la piel a la radiación UV. Se ha
interpretado que el fenómeno de la vasodilatación es afectado por la
substancia mediadora formada por los mastocitos, basófilos y plaquetas y
que difunde en la dermis, actuando sobre los vasos de la misma (Corrales
Padilla,…).

En la Figura 11 se ha representado un resultado típico de esta irradiancia
solar eritémica. La Irradiancia espectral, F(λ), ha sido medida en el
Observatorio Astronómico de Rosario, Argentina, el día 5 de marzo de
2013 con el espectro-radiómetro Optronic 756 del Instituto de Física
Rosario (CONICET-Universidad Nacional de Rosario). Multiplicando dicha
Irradiancia con el espectro de acción correspondiente, B(λ), se obtiene la
irradiancia espectral eritémica: F(λ) x B(λ), cuya unidad es W/(m2nm),
siendo W la unidad de potencia denominada Vatio o Watt. El área bajo la
curva del resultado de esta multiplicación es la irradiancia eritémica, siendo
en este caso su unidad el W/m2.

Puede observarse que la irradiancia espectral solar está esencialmente
concentrada en el rango UVB (en alrededor de un 90%) y en menor
proporción en el rango UVA (10%). Además el máximo se da hacia los 305
nm.

                                                                            11
Sumando todas las contribuciones a lo largo de un período de tiempo, se
obtiene la dosis eritémica (expresada en J/m2, donde J representa la
unidad de energía Joulios).

A través de mediciones satelitales, es posible tener acceso a datos
globales (para toda la superficie terrestre). Uno de los equipos más
avanzados que realizó mediciones durante más de un cuarto de siglo, del
ozono y las irradiancias solares UV y eritémica es el Espectrómetro de
Registro Total del Ozono (Total Ozone Mapping Spectrometer, TOMS),
desarrollado en el Goddard Space Fligth Center de la NASA. Un ejemplo
típico de este registro es el mapa de la Figura 12, para el mediodía solar
del 21 de Marzo de 2004. Se observa que la zona intertropical presenta
altos valores de esta irradiancia (colores rojo, amarillo y violeta).

    Figura 12. Mapa de la Irradiancia eritémica UV al mediodía solar
    obtenido de la base de datos satelital de TOMS/NASA, para el
    mediodía solar del 21 de Marzo de 2004.

5.1.2 Indice UV

La Irradiancia eritémica, para momentos cercanos al mediodía solar a
latitudes medias y al nivel del mar (por ejemplo Rosario o Buenos Aires,
Argentina) en el máximo anual, cerca del 21 de diciembre, toma valores en
el rango 0,3-0,33 W/m2. Este valor es difícil de comunicar a la población
por lo que la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha establecido a
nivel internacional un índice de referencia, denominado Indice UV
(http://www.who.int/uv/intersunprogramme/activities/uv_index/en/).

                                                                        12
Este Indice UV (IUV) se determina
                             multiplicando la irradiancia eritémica por el
                             factor 40 m2/W, resultando en un valor
                             adimensional en el rango de 0 (cuando no hay
                             radiación solar presente) a 15 o más (en el
                             tope de las montañas y en los trópicos en
                             algunos períodos del año) al mediodía solar. A
                             medida que los valores de IUV son más
                             grandes (o más pequeños), los períodos de
                             tiempo, antes de que ocurra el daño en la piel,
                             serán más cortos (o más largos). El tiempo de
                             exposición al Sol depende, entre otros
                             factores, de cuánta melanina hay en la piel,
                             yaque la protege de la radiación energética UV
                             y de otros factores genéticos (Long, 2003).

Figura     13.Tabla     de   Al Indice UV se le asocia palabras que
valores del Indice UV y      califican el riesgo del siguiente modo: Bajo,
su relación con las          Moderado, Alto, Muy alto, y Extremo.
calificaciones y el código
de colores adoptado por      Así la OMS ha establecido la relación entre
la OMS.                      valores   del    índice    y     calificaciones
                             correspondientes dada en la figura 13.

Sin      embargo,       Piacentini     y     colaboradores     propusieron
(www.smn.gov.ar/?mod=ozono&id=2,
http://www.smn.gov.ar/?mod=ozono&id=5) modificar esta relación entre el
valor del IUV y la calificación correspondiente, dado que el valor Extremo
de 11 o más para dicho índice fue establecido primeramente por
Environment Canada, en Canadá, país que se encuentra ubicado a altas
latitudes (43°N o más) y por consiguiente las irradiancias solares son
relativamente bajas en comparación a regiones de latitudes y altitudes
mayores. Además el fototipo de la población canadiense según la
clasificación de Fitzpatrick (1975) es relativamente bajo (alrededor de 2
sobre 6).

Por el contrario, en regiones de latitudes medias y bajas (templadas y
tropicales) de Latinoamérica y otras regiones del mundo donde viven gran
parte de los habitantes del Planeta, es frecuente que se den valores
iguales o superiores a 15.

                                                                           13
Figura 14. Indice UV para cielo nublado, pronosticado diariamente
    por el Servicio Meteorológico Nacional de Argentina (izquierda),
    en base a la escala de calificaciones propuesta por Piacentini y
    colaboradores (derecha) (www.smn.gov.ar, ícono ISUVn).

En la Figura 14.derecha, se observa la calificación propuesta para
Argentina del Indice UV desarrollado por Piacentini y colaboradores del
Instituto de Física Rosario, con la colaboración de la Fundación del Cáncer
de Piel de Argentina. La mayor diferencia con la calificación de la OMS
(figura 13) es el límite superior “Extremo”, que se ha corrido del valor 11 o
más a 15 o más. Esta propuesta de modificación de las calificaciones, ha
sido aplicada por Ecuador y está siendo sugerida a través del Consenso
de Arequipa, para ser aplicada en todas las regiones de altas intensidades
solares (Ver Apéndice 1).

En la figura 14.izquierda está representados los valores del Indice UV
incluyendo la atenuación producida por nubes (ISUVn, índice solar UV
considerando cielo nublado) para lugares geográficos seleccionados,
correspondientes al día 4 de diciembre de 2013.

Un esquema más detallado, representado en código de colores, para todo
el país, está dado en la Figura 15 para el mismo día, en condiciones de
cielo claro (ISUV, índice solar UV) y con pronóstico de cubierta de nubes
(ISUVn). Es posible observar que en la región de alta montaña andina de
la Puna de Atacama, los valores para cielo claro (ISUV) superan el valor
20.

                                                                           14
Figura 15. Mapa del Indice UV
                                         diariamente pronosticado por
                                         el     Servicio  Meteorológico
                                         Nacional a través de su página
                                         web:
                                         http://www.smn.gov.ar/?mod=o
                                         zono&id=2

                                         Los mapas muestran la
                                         situación con cielo claro
                                         (izquierda) y con cielo nublado
                                         (derecha), para el día 4 de
                                         diciembre de 2013. En la zona
                                         de la Puna de Atacama, al
                                         Nor-Oeste del país, los valores
                                         superan el valor 20.

En forma similar a la irradiancia eritémica medida por satélites de la NASA,
el equipo satelital SCIAMACHY del Instituto Meteorológico de Holanda
(KNMI) y la Agencia Espacial Europea (ESA) permite generar diariamente
mapas de pronóstico diario en condiciones de cielo claro para toda la
Tierra. Un ejemplo de este mapa está dado en la Figura 16, para el día el
15 de enero de 2011, observándose que los valores mayores (que
exceden 18) se dan en la zona central (intertropical o cercana a estas
latitudes) de los Andes.

                                                                           15
Figura 16. Mapa del Indice UV pronosticado por el equipo satelital
    SCIAMACHY del Instituto Meteorológico de Holanda (KNMI) y la
    Agencia Espacial Europea (ESA), para toda la Tierra, el 15 de
    enero de 2011.

                                           Luego de realizado el
                                           cálculo de la irradiancias UV
                                           de acción biológica eritémica
                                           (multiplicación de espectro
                                           de acción eritémico por
                                           irradiancia solar espectral)
                                           correspondientes a siete
                                           días típicos del año (5 de
                                           marzo de 2013, 1° de enero
                                           y 27 de julio de 2012, y 12
                                           de setiembre, 3 y 31 de
                                           octubre y 28 de diciembre
                                           de 2011), se interpolaron los
                                           datos para todo el año y se
                                           determinó así su evolución a
                                           lo largo de los días del año
 Figura 17. Evolución anual de la          (figura 17).
 irradiancia eritémica y el Indice UV
 para la ciudad de Rosario obtenida        En la misma figura se
 mediante uso del espectro de acción       muestra también el IUV
 correspondiente.                          correspondiente. Como se
                                           puede apreciar, tienen la
                                           misma evolución y difieren
                                           sólo del factor 40.

Para obtener la evolución anual del Indice UV se analizaron los datos de
irradiancia solar UV espectral en la ciudad de Rosario de los 7 días antes
considerados.

5.1.3 El futuro evitado del Índice UV

En relación al índice UV, según Newman y colaboradores (2009), su
evolución en el caso de que el ozono se hubiera destruido por no
cumplimiento del Tratado de Montreal y Enmiendas posteriores, sería la de
un incremento constante desde los valores actuales (del orden de 10 para
latitudes medias) hasta alrededor de 30 para el 2065 (figura 18). Por el
contrario, el futuro es promisorio, si se continúa con la eliminación de los
contaminantes del ozono, según lo detallado en la figura 18, ya que hacia
                                                                           16
2065, Newman y colaboradores pronostican que el Indice UV volverá a ser
aproximadamente el mismo que al presente (valor 10).

      Figura 18. Indice UV a latitudes medias de la Tierra, que puede
      ser evitado (valor 30 en el 2065) si se reduce la emisión a la
      atmósfera de contaminantes del ozono (curva roja) e Indice UV
      esperado (curva azul), si continúa cumpliéndose la eliminación
      de estos contaminantes (Fuente: Newman y colaboradores, 2009
      y EarthObservatory.nasa.gov).

5.2    Irradiancia de daño al ADN e Índice de daño al ADN
5.2.1 Efecto biológico de la irradiancia de daño al ADN

De la radiación UV, la más efectiva
para producir daño al ADN es la
UVC (100-280 nm), seguida de la
radiación UVB, y por último la UVA
pero dado que la capa de ozono
filtra el UVC en casi su totalidad, en
gran medida al UVB y muy poco al
UVA, los efectos por radiación UV
solar sobre el ADN se atribuyen a
estos dos últimos rangos (UVB y
UVA), tal como se analizó en la
Figura 10. De estas dos radiaciones,
                                          Figura 19. Esquema del grado
la UVA penetra más la piel que la
                                          de penetración de la radiación
UVB (figura 19).
                                          solar en las distintas capas de la
                                          piel.
Se ha demostrado que las
radiaciones UVA y UVB producen
daño al ADN            directa        e
indirectamente a través de estrés
oxidativo (Ichihashi y colab., 2003).

                                                                               17
Las bases de ADN directamente absorben fotones (cantidades discretas
energéticas de radiación solar) incidentes sobre la piel en el rango UV. El
efecto fototóxico de la radiación UVA es mucho más bajo que el efecto de
la UVB, ya que, según Rosenstein y Mitchell (1987) el ADN no es un
cromóforo (absorbedor de radiación) de la radiación UVA, pero pueden
dañarlo por fotosensibilización a través de la absorción del UVA por un
cromóforo no identificado (Ichihashi y colab., 2003). Experimentalmente se
demostró que la radiación UVB es la más efectiva para inducir cáncer de
piel en los animales. El efecto directo es la generación de fotoproductos
dímeros de pirimidina ciclobutanos (CPD por su sigla en inglés) y
fotoproductos pirimida (6-4) y pirimidona (6-4pp) que inducen mutaciones
en las células epidérmicas, dando por resultado el desarrollo de células
cancerígenas (Pillai y colab., 2005).

 Figura 20. El daño más común de la           Figura 21. Esquema de las
 radiación UV sobre el ADN es la              lesiones inducidas por la
 ruptura de dos bases sucesivas               radiación UV en el ADN
 (www.nasa.gov/topics/solarsystem/feat        (Carrasco-Ríos, 2009).
 ures/uv-exposure.html).

El daño más común es el de tipo cis-syn CPDs (3/4 partes de los
fotoproductos). Estos fotoproductos se forman como resultado del
rompimiento de los dobles enlaces C=C de dos bases sucesivas de
pirimidinas (Figuras 20 y 21). Los fotoproductos pirimidina-pirimidona (6-4)
se forman por la ruptura de un doble enlace C=C y un doble enlace C=O
en posición 4, produciéndose un enlace covalente entre estas dos bases
sucesivas.

La consecuencia de la producción de dímeros de pirimidina es que
distorsionan localmente la estructura del ADN, interfiriendo en la
replicación de las bases complementarias y produciendo como
consecuencia una elevación en la cadena afectada. Si la replicación se
bloquea, la célula muere ya que se inhibe la división celular y se evita que

                                                                          18
el daño en el ADN se transmita (Ichihashi y colab., 2003; González-
Púmariega y col., 2009).

Se encontró que los CPDs son las lesiones más mutagénicas debido a su
abundancia, lenta reparación y mutagenicidad distinta, además tienen un
rol importante en la inducción de inmunosupresión y carcinogénesis por
radiación UV (Yoon y colab., 2000; Kripke y colab., 1992).

Entre las lesiones indirectas de la radiación UVB se encuentran los daños
oxidativos generados por la reacción con especies reactivas del oxígeno
(ROS) formadas en las zonas irradiadas, o por transferencia de cargas de
cromóforos endógenos excitados.

La apoptosis (o muerte celular programada) es el proceso ordenado por el
que la célula muere ante estímulos extra o intracelulares, eliminando las
células innecesarias durante el desarrollo y el crecimiento, y protegiendo a
los organismos al matar las células defectuosas. Los defectos en la
apoptosis pueden ser dañinos, dado que llevan a una mayor supervivencia
celular y al posible crecimiento incontrolado característico del cáncer.
Muñoz y colaboradores (2009) encontraron que la radiación UV activa la
producción de la proteína que promueve la muerte celular, incluso en las
células que carecen del gen p53 que es un gen supresor de tumor
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22268/). Demostraron de este
modo que los mecanismos de muerte celular eran independientes del
gen p53, lo cual es generalmente necesario para causar apoptosis celular.

5.2.2 Índice de daño al ADN
Al igual que para la Irradiancia eritémica (ítem 5.1.1), la irradiancia de daño
al ADN se obtiene multiplicando el espectro de acción de daño al ADN por
la irradiancia solar espectral medida en un dado lugar geográfico y en un
dado momento del día. En particular, en la figura 22, está representada
dicha irradiancia espectral medida de Rosario, interpolándose luego para
obtener su evolución anual.

                                                                             19
Figura 22. Idem figura 13 para la acción biológica de daño al ADN.

                                            El Indice de daño al ADN se
                                            define del mismo modo que el
                                            Indice    UV,    aplicando la
                                            siguiente fórmula:

                                                       ñ
                                                           =   ñ     ∙ 40

                                            donde IdañoADN es el valor de la
                                            irradiancia de daño al ADN,
                                            expresada en unidades de
                                            W/m2.

                                            Usando el mismo factor para el
                                            cálculo de los índices, es
  Figura 23. Evolución anual de la          posible compararlos.
  irradiancia y el índice de daño al
  ADN para la ciudad de Rosario,            En la figura 23 se muestra la
  Argentina, obtenida mediante el           evolución     anual     de    la
  empleo del espectro de acción             irradiancia y el índice de daño
  correspondiente.                          al ADN para la ciudad de
                                            Rosario, Argentina, en función
                                            de los días del año.

5.3 Irradiancia de síntesis de vitamina D
5.3.1 Efecto biológico de la irradiancia de vitamina D

                                                                            20
Existen dos formas de vitamina D:
vitamina D2 y vitamina D3. La
vitamina D2 es sintetizada en las
plantas y los hongos, mientras
que la vitamina D3 (colecalciferol)
resulta de la incidencia de
radiación      sobre     el     7-
dehidrocolesterol (7DHC) en la
piel del humano y de otros
animales     (Newton-Bishop      y
colab., 2009).

Ambas formas juegan un rol
igualmente       efectivo   en    el
mantenimiento del metabolismo
del calcio. En las mediciones del
estado de vitamina D no se
diferencia entre vitamina D2 y D3,
pero es importante resaltar que
cualquier vitamina D originada
desde la síntesis cutánea es           Figura 24. Metabolismos de la
vitamina D3 (Figura 24). El límite     vitamina D. Imagen adaptada de
más bajo de estado de vitamina D       http://www.scientificpsychic.com/he
adecuado está definido como 10         alth/vitaminas-y-minerales.html
µg/l y el límite superior aún no se
ha sugerido (NRPB, 2002).

Los alimentos son una segunda
fuente de vitamina D, pero sólo
pocos      alimentos la contienen
tales como la anguila,
el arenque, el salmón y los hongos. También leche, queso,
manteca/margarina y jugos de fruta fortificados son buenas fuentes de
vitamina D. El aporte dietético es bajo, y los únicos alimentos ricos en ella,
como el pescado azul, son muy poco consumidos en una dieta occidental
estándar. De hecho, la mayoría de la vitamina D aportada por la dieta
viene contenida en la leche o la margarina en forma de suplementos. Por
ello, el concepto de vitamina D podría sustituirse con toda lógica por el de
la hormona D, ya que es el propio organismo el que debe sintetizarla en
una situación habitual de carencia de aporte suficiente por la dieta. Por
tanto, la vitamina D cutáneamente sintetizada por lo general contribuye el
80-90 % al suministro de vitamina D en los humanos, lo que determina la

                                                                             21
importancia de una correcta exposición al Sol, en un tiempo prudencial,
que no sobrepase al tiempo de exposición para la generación de eritema.

La producción de vitamina D en la piel consiste esencialmente en dos
etapas. Primero una reacción rápida inducida por radiación UV, luego una
etapa muy lenta de isomerización por calor. La síntesis básica cutánea es
parte de un conjunto más completo de reacciones fotoquímicas que
controlan la disponibilidad neta de la vitamina D desde esta fuente.

La 25(OH)D responde a la exposición de la radiación UVB, aumentando en
los meses de verano y disminuyendo con la falta de exposición, por
ejemplo del invierno. Se ha encontrado que en las personas que viven en
latitudes altas y medias, existe un ciclo estacional de la 25(OH)D. (Webb y
Engelsen, 2006)

La regla de Holick dice que una exposición al Sol de ¼ DEM (Dosis
Eritémica Mínima, o dosis de radiación necesaria para inducir
eritema)sobre 25% del cuerpo es equivalente a una dosis oral de 1000
Unidades Internacionales (UI) de vitamina D3 (Dowdy y col, 2010).

Webb y colaboradores (1988) encontraron que existe una dependencia de
la síntesis cutánea de la vitamina D con la latitud y la estación del año y
que además es necesaria una dosis UV biológica efectiva mínima para la
generación de pre-vitamina D. Engelsen y colaboradores (2005) fueron
más allá y propusieron un umbral de 3.46 mW/m2 (Kazantzidis y col.,
2008).

5.3.2 Índice de vitamina D
Al igual que para las Irradiancias eritémica y de daño al ADN, se calcularon
la irradiancia y el índice de síntesis de vitamina D (figura 25).

                                                                          22
Figura 25. Idem figura 13 para la acción biológica de daño al ADN.

El Indice de síntesis de vitamina D (Figura 25) se obtuvo aplicando la
siguiente fórmula:

                                        = 40 ∙

donde Ivit D es el valor de la irradiancia de síntesis de vitamina D, en
unidades de W/m2.

                                         En la figura 26 está
                                         representada la variación a lo
                                         largo      de    los      días
                                         consecutivos del año, para el
                                         índice de vitamina D, siendo
                                         su comportamiento similar al
                                         del Indice UV (figura 23),
                                         pero con ciertas variaciones
                                         (ver figura comparativa 27).

  Figura 26. Idem Figura 13,     para
  síntesis de vitamina D.

                                                                          23
Figura 27: Izquierda: Evolución de las irradiancias de acción biológica
  de daño al ADN, eritema y síntesis de vitamina D calculadas para la
  ciudad de Rosario, Argentina, al mediodía solar. Derecha: Idem para
  los Indices correspondientes.

La Figura 27 incluye a las 3 irradiancias de acción biológica consideradas
(eritema, daño al ADN y síntesis de vitamina D), observándose que su
variación es similar, con máximo en diciembre-enero y mínimo en junio-
julio, siendo más fuertemente variable la de daño al ADN que las otras dos,
por su mayor dependencia a las longitudes de onda cortas (menores a
unos 310 nm).

5.3.3 Tiempo de exposición para síntesis de vitamina D
Para el cálculo de los tiempos de exposición a la radiación UV solar tanto
para síntesis de vitamina D como para producción de eritema, Ola
Engelsen (2005) desarrolló una herramienta práctica y accesible. Dicha
herramienta consiste en un programa de computación accesible a través
de la página web http://nadir.nilu.no/~olaeng/fastrt/fastrt.html, donde se
ingresan una serie de parámetros necesarios para el cálculo de la
irradiancia solar UV del día analizado (mes y día, latitud y longitud del
lugar, el estado del cielo, contenido de ozono y altitud de la superficie
terrestre del lugar) y las características de la piel (fototipo de piel y
porcentaje de superficie corporal expuesto).

El programa computacional calcula las irradiancias solares a nivel de la
superficie terrestre y las dosis diarias UV de diferentes tipos de rango y
efecto biológico (UVA, UVB, eritema, vitamina D, daño al ADN, etc) en
base al programa FastRT. Según esta autora, el programa FastRT es una
simulación precisa de la radiación UV que calcula las dosis UV
superficiales, los índices UV y las irradiancias en el rango espectral de 290
                                                                            24
a 400 nm con una resolución en longitud de onda tan pequeña como 0,05
nm. Los cálculos se realizan definiendo una dosis estándar de Vitamina D
(SDD, por su sigla en inglés) que corresponde a la radiación UV
equivalente a una dosis oral de vitamina D de 1000 UI, recomendada para
ganar todos los posibles beneficios saludables de la vitamina D (Holick,
2004).

En base a la ecuación de Holick (2004), que recomienda una exposición
de un cuarto de DEM personal en un 25% del área de la piel (manos, cara
y brazos), Engelsen estimó la radiación UV-equivalente. Las personas con
piel más oscura, requerirán dosis UV más grandes para alcanzar los
mismos efectos.

El nivel de sangre sérica recomendada está en debate (Dawson-Hughes y
colab, 2005), pero 30 ng/mL es lo más recomendado. Los estudios clínicos
encontraron que unos 550 a 1000 UI de vitamina D por día mantienen
niveles de sangre de 30 ng/mL (75 nmol/L). Además, para validar la
fracción del cuerpo que es expuesta al Sol se consideran, según lo sugiere
Engelsen, las cartas de Lund y Browder para quemaduras de piel que
proveen el porcentaje de cada parte del cuerpo respecto del área total:
cara 3.5%; nuca 2%; tronco 26%, manos 6%, brazos 14%, piernas 14% y
muslos 18%.

Para la ciudad de Rosario, con el programa FastRT, ingresando los datos
de ozono promediados de 2005-2011, de la base de datos del
OMI/AURA/NASA, y fototipo de piel 3, se calcularon los tiempos de
exposición para vitamina D y eritema, presentados en la figura 28,
considerando la situación de mediodía solar con cielo claro (sin nubes). En
la misma puede observarse como varían los tiempos de exposición
conforme a cada estación, siendo mayores los tiempos de mediados de
año (fin de otoño y principios de invierno en Rosario, Argentina),
acentuado en los meses de mayo a agosto.

                                                                         25
Figura           28.
                                                      Evolución de los
                                                      tiempos           de
                                                      exposición al Sol
                                                      requeridos      para
                                                      producción        de
                                                      vitamina D (azul) y
                                                      eritema        (rojo)
                                                      cutáneos en base al
                                                      programa
                                                      desarrollado     por
                                                      Engelsen (2005), en
                                                      días de cielo claro,
                                                      en          Rosario,
                                                      Argentina    y    su
                                                      región.

Este tipo de evolución se debe a que a grandes ángulos cenitales de
ubicación del Sol en el cielo (en el periodo anual antes considerado de fin
de otoño y principios de invierno), ocurre mayor atenuación de la
irradiancia UV para vitamina D que la irradiancia UV para eritema, debido
al filtro que produce el ozono. Esto se debe a que el espectro de síntesis
de vitamina D tiene gran contribución del UVB y casi nula del UVA,
mientras la irradiancia UV solar de acción eritémica tiene componentes
tanto UVB como UVA (aunque esta última en menor medida que el UVB)
(Olds y Kimlin, 2006).

Ante la necesidad de que el público en general tuviera una forma fácil para
determinar el riesgo solar cuando fuera necesario, uno de los autores del
presente capítulo (Piacentini, 1999) acuñó la frase “sombra corta, riesgo
alto”, dando información a través de la sombra proyectada por una persona
en posición vertical o un objeto, sobre la posición del Sol en el cielo en
cada momento del día, sin que la persona necesite tener conocimientos
astronómicos ni tampoco de la diferencia entre hora oficial y hora solar,
para conocer el riesgo solar.

La segunda regla acuñada para quienes deseen exponerse al Sol, fue la
de “tomar Sol a la sombra (de árboles, aleros, sombrillas, etc)”, implicando
que en el periodo de fin de primavera y verano, es posible llegar al
bronceado, si bien con mayor tiempo de exposición, pero sin las
consecuencias de una exposición directa a la radiación solar, sobre todo
en horas donde el Sol se encuentra cerca del cenit del lugar, en lashoras
alrededor del mediodía solar y su intensidad es muy alta o aún extrema en
regiones de altura o tropicales. Aplicando estas dos reglas prácticas, se
                                                                          26
puede lograr que la incidencia de radiación solar no sobrepase la DEM
(dosis eritémica mínima) y por otro lado, satisfaga la necesidad de síntesis
de vitamina D por exposición al Sol.
                              Con respecto a estas reglas, un análisis
                              interesante fue realizado por Turnbull y
                              Parisi (2008) donde en lugar de considerar
                              la radiación UV total sobre superficie
                              terrestre, analizaron la radiación difusa
                              (que es la componente solar que llega a la
                              piel en una dirección distinta de la que
                              determina la posición del Sol en el cielo,
                              por reflexión en superficies tales como
                              suelo, paredes, nubes, atmósfera, etc. Su
                              estudio consistió en determinar los tiempos
                              de exposición a la radiación UV solar difusa
                              para recibir las exposiciones de UV de 1/6
                              y 1/3 DEM (según directrices australianas)
                              para un ángulo cenital solar cambiante, con
                              el fin de evaluar el posible papel de las
                              exposiciones UV difusas eficaces para
                              lograr la síntesis de vitamina D3, en la
                              norte de Australia, similar a la zona Norte
                              de Argentina no andina de igual latitud.
Figura 29. Tiempos de
exposición (en minutos) Para este fin, midieron la radiación difusa y
para un 1/3 DEM de global UV de acción eritémica en intervalos
radiación UV difusa en de cinco minutos durante un período de
función del ángulo cenital doce meses, con un rango de ángulo
con diferentes porcentajes cenital solarde 4 ° a 80° a la latitud de
de nubosidad, en el norte Toowoomba, Australia (27.6 °S, 151.9 °E,
de Australia. Arriba: Cielo 693 m sobre el nivel del mar).
despejado. Medio: 80% de
nubosidad. Abajo: 85 a Encontraron que para exposiciones UV
100% de cobertura nubosa. difusas de 1/6 y 1/3 DEM, a ángulos
(Turnbull y Parisi, 2008)     cenitales menores que 60 ° y 50 °
                              respectivamente se pueden acumular esta
                              dosis, con tiempos de exposición de menos
                              de 10 minutos (Figura 29).

Las medidas de la radiación solar espectral (en función de la longitud de
onda de la radiación incidente) mostraron que, para un ángulo cenital solar
de 40°, el componente difuso de la radiación UVA solar se reduce en
aproximadamente un 62% en comparación con la UVA global, mientras

                                                                          27
que el rango UV para vitamina D3 sólo se reduce aproximadamente un 43
%.

                                                     Figura 30. Idem
                                                     figura 28 pero con
                                                     50% de nubosidad.

Además, encontraron que en ciertas latitudes, la radiación UV difusa por
efecto de la sombra aún puede suministrar al cuerpo humano los niveles
adecuados para la producción de vitamina D3 (290-330 nm), sin causar los
daños producidos por altos niveles de radiación UVA observados cuando
la exposición es bajo el Sol directamente.

Un análisis similar se realizó utilizando el programa FastRT para calcular el
tiempo de exposición solar en forma similar a lo que se presentó en la
figura 28, pero ahora considerando un 50% de nubosidad y para la ciudad
de Rosario (ver Figura 30).

Calculando la diferencia porcentual de aumento de tiempo de exposición
cuando la persona se expone un día con 50% de nubosidad respecto a un
día de cielo claro, en ambos casos el tiempo aumenta alrededor de un
127% (ver figura 31).

                                                                           28
Figura 31. Gráfica de los tiempos de exposición para cielo claro y
    con 50% de nubosidad para la radiación UV de eritema y vitamina
    D en días de cielo claro de Rosario, Argentina.

Se concluye que la protección que puede ofrecer un 50% de cubierta de
nubes       (mientras      sean     suficientemente espesas), extiende
significativamente el tiempo de permanencia al exterior, pero aún es
factible de fijar suficiente vitamina D.

5.4 Variación temporal de las irradiancias de acciones biológicas

                                                                         29
Figura 32. Irradiancias espectrales de efecto biológico sobre la piel para
diferentes días del año. Superior: Daño al ADN. Medio: Eritema. Inferior:
Síntesis de vitamina D.

Es importante conocer como varían las diferentes irradiancias de acciones
biológicas a lo largo de las horas del día de diferentes épocas del año.

En la figura 32, se presentan las 3 irradiancias consideradas en el presente
Capítulo (eritémica, de daño al ADN y de síntesis de vitamina D en piel),
empleando datos de irradiancia espectral solar UV medidos en Rosario,
tal como se menciona en el ítem 4.1.

Se observa que en todos los días analizados el máximo se da entre los
305 nm y 310 nm y que en los días invernales (1 de Agosto y 12 de
Setiembre), la contribución de la región de longitudes de onda menores
que 300 nm es casi nula, por la acción atenuadora de la capa de ozono,
que debe ser recorrida en mayor distancia que en el resto del año por los
fotones UV solares.

                                                                          30
6. Dosis diarias UV solares y sus relaciones

También se calcularon las dosis UV de acciones biológicas: eritema, daño
al ADN y síntesis de vitamina D para cada momento del año y fototipo 3.
En la figura 33 se presentan dichas dosis y en la figura 34 las relaciones
entre estas dosis y la dosis para eritema, con el fin de poder determinar las

                                                 primeras en base a las
                                                 mediciones (frecuentes en
                                                 diferentes instituciones del
                                                 mundo) de la última.
                                                 Como puede verse, no
                                                 existe un solo valor en las
                                                 relaciones sino que dicha
                                                 relación varía a lo largo
                                                 del año, implicando que
                                                 no se puede computar el
                                                 efecto de síntesis de
                                                 vitamina D y daño al ADN
                                                 considerando sólo la dosis
                                                 eritémica, multiplicada por
                                                 un simple factor.
Figura 33. Dosis UV para efectos biológicos:
eritema, daño al ADN y síntesis de vitamina D Además, puede verse que
para cada momento del año para un fototipo la estación del año influye
3, en Rosario.                                  fuertemente tanto sobre
                                                las dosis como a las
                                                relaciones entre ellas. Es
                                                de señalar que, en forma
                                                similar a lo propuesto por
                                                Piacentini (1995), en la
                                                publicación realizada en
                                                Actualizaciones
                                                Terapéuticas
                                                Dermatológicas,          es
                                                posible obtener una curva
                                                que surja de dividir
                                                (relacionar)            las
                                                irradiancias    biológicas,
                                                respecto de la eritémica.
Figura 33. Relaciones entre dosis de vitamina
D y la dosis eritémica y entre dosis de daño de
ADN y dosis eritémica

                                                                           31
En la figura 34 se aplicó el mismo concepto para relacionar las dosis antes
consignadas (de daño al ADN y de síntesis de vitamina D), eritémica, del
siguiente modo:

                               =       ∙       ! é" #

                                             Figura 34. Dosis UV de daño
                                             al ADN y de síntesis de
                                             vitamina D en función de la
                                             dosis UV eritémica para
                                             Rosario, Argentina.

En la figura 34 se presenta la dosis diaria de daño al ADN y la dosis diaria
de síntesis de vitamina D en función de la dosis diaria eritémica,
mostrando una relación lineal entre las mismas.

Puede verse que en el caso de la dosis de síntesis de vitamina D en
función de la dosis eritémica se trata de una relación lineal, cuya relación
es aproximadamente igual a 2.

Las relaciones obtenidas para Rosario,                  pueden   describirse
matemáticamente por las siguientes rectas:

         DvitD      = -561,364 + Derit * 2,02936 ;        R2 adj = 0,99962
         Ddaño ADN = -394,487 +Derit * 0,68976;           R2 adj = 0,9951

donde el término Radj2 mide la alta calidad del ajuste (muy cercano al valor
perfecto, que es 1). Puede observarse que a igual variación de la dosis
eritémica, la variación de la dosis de síntesis de vitamina D es mayor
(mayor pendiente) que la del daño al ADN.

7. Aumento de las irradiancias solares de acción biológica en las
últimas décadas

Una respuesta a la pregunta frecuente de cuanto ha aumentado la
intensidad solar de acción biológica sobre la piel, ha sido dada por J
Herman (2010) del GSFC/NASA y la Universidad de Maryland, EUA. En la

                                                                             32
figura 35, está representada la variación porcentual de las irradiancias
solares de acciones biológicas de daño al ADN, fijación de vitamina D y
eritémica en 3 décadas (1979-2008), en función de la latitud terrestre, lo
cual permite estimar dicha variación en diferentes regiones de latitudes
altas, medias y bajas (o tropicales).

En particular, están detalladas las variaciones por daño al ADN a la latitud
de Ushuaia (18%), Buenos Aires (10%), Quito (0%) y ciudad de México
(3%), observándose la mayor diferencia relativa porcentual en la zona
austral (cercanas al agujero de ozono antártico) y prácticamente ninguna
variación en la zona tropical, debido a que el ozono tampoco se modificó
significativamente en esta región de bajas latitudes (WMO, 2006). Para
comparar, están representadas las irradiancias espectrales solares para
determinadas longitudes de onda del rango UV: 305, 308 y 310 nm.

 Figura 35. Variación porcentual en función de la latitud terrestre, de las
 irradiancias solares de acciones biológicas de daño al ADN (ADN),
 fijación de vitamina D (VIT) y eritémica (ERIT) en 3 décadas (1979-
 2008). Están indicadas las variaciones por daño al ADN a las latitudes
 de Ushuaia, Buenos Aires, Quito y ciudad de México. Para comparar,
 están representadas también las irradiancias espectrales solares para
 determinadas longitudes de onda del rango UV: 305, 308 y 310 nm
 (Adaptada de J Herman, 2010).

                                                                          33
8. Radiación UV solar, temperatura ambiente (cambio climático) y
cáncer de piel
En un trabajo sobre Climate Change and human skin cancer (Cambio
climático y cáncer de piel en humanos) publicado en Photochemical and
Photobiological Sciences, van der Leun, Piacentiniy de Gruijl (2008)
demostraron, con extensa documentación estadística producida por Scotto
y colaboradores (1983) a partir de las Campañas Nacionales de Cáncer de
piel de Estados Unidos, que en regiones que recibían una intensidad de
radiación solar UV similar pero que tenían diferentes temperaturas
promedio de verano, las regiones más cálidas mostraban un mayor
número de cánceres espino-celulares y de cánceres baso-celulares, que
las menos cálidas.

                                         En la figura 36 está representada la
                                         variación    de     la   temperatura
                                         ambiente durante el presente siglo,
                                         considerando comportamiento de la
                                         Sociedad optimista (si se tienen en
                                         cuenta el uso eficiente de la energía
                                         y los materiales, el reemplazo de
                                         combustibles fósiles por fuentes
                                         renovables de energía, la reducción
                                         de la deforestación y el cuidado del
                                         suelo, entre otras medidas) y
                                         pesimista (sin tomar las medidas
                                         antes descriptas, incrementar el
                                         consumo       y    con    crecimiento
                                         acelerado de la población mundial)
                                         (IPCC,2013; Salum, Cañarte y
Figura 36. Variación de la
                                         Piacentini, 2012).
temperatura ambiente durante el
presente siglo          considerando
                                         Considerando los aumentos de
comportamientos de la sociedad
                                         temperatura optimista y pesimista
optimista (línea azul) y pesimista
                                         descriptos anteriormente, en la
(línea roja).
                                         figura 37 se presenta el porcentaje
                                         de incremento del cáncer de piel
                                         espino-celular,         debido     al
                                         Calentamiento global del planeta,
que es de 5.5 % por cada °C de aumento de temperatura ambiente (van
der Leun, de Gruijl y Piacentini, 2008).

                                                                            34
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