En la vida cotidiana, los seres humanos nos encontramos expuestos constantemente a varios tipos de radiaciones, entre ellas, a las electromagnéticas ionizantes y no ionizantes. Además de la fuente principal de radiación natural que es el Sol, la industrialización y nuevas tecnologías aplicadas a la vida moderna nos exponen a dispositivos que emiten radiación dentro del espectro electromagnético.
La piel es la primera barrera del cuerpo contra la radiación nociva de estas energías, que provoca una función de regulación electrodérmica y que tiene efectos biológicos demostrables. Hasta el momento, no se conocen los mecanismos exactos por los cuales respondemos a estos fenómenos y se ha propuesto que dependen de la actividad de los mastocitos, las células de Merkel y los queratinocitos. En esta revisión se describen los tipos de radiación electromagnética, sus efectos celulares, los mecanismos de respuesta y los daños en la piel conocidos hasta ahora.
En 1895, Wilhelm Röntgen reportó por primera vez una nueva forma de energía a la que llamó “rayos X”; esta letra hacía alusión a lo poco que se conocía acerca de este tipo de radiación. A partir de 1912, se sabe que corresponde a un grupo de radiación que integra al espectro electromagnético, éste incluye a los rayos gamma en un extremo, que son los más energéticos, seguidos de los rayos X, la luz ultravioleta (UV), luz visible, microondas y ondas de radio, las de mayor longitud de onda y menor energía.1 A través del tiempo, han sido diversas las aplicaciones tecnológicas y terapéuticas de los distintos elementos de la radiación electromagnética. Al poco tiempo de aparecer los primeros equipos de rayos X para toma de radiografías, en Estados Unidos surgieron salones de belleza que usaban esa emisión para realizar depilaciones con fines cosméticos y en 1925 había en ese país alrededor de 75 máquinas llamadas Tricho System. Su uso fue prohibido a los pocos años, pues se comprobó que una gran dosis única de radiación o muchas dosis pequeñas de manera repetitiva se relacionaban con la aparición de lesiones en la piel, como cambios en la pigmentación, queratosis, úlceras y carcinomas cutáneos.2 Debido a que estas formas de energía frecuentemente interactúan con el ser humano a través de la piel, es importante para el dermatólogo conocer, identificar y tratar de manera temprana reacciones que pudieran ser dañinas para la salud cutánea. Según el tipo, duración e intensidad de la radiación, es posible identificar efectos agudos o crónicos, como reacciones transitorias de eritema,hiper o hipopigmentación, xerosis, eccema, atrofia e incluso la inducción de neoplasias. Estos daños pueden ser producidos por energía ocasionalmente invisible y no producen ninguna sensación en los individuos.1
Formas de energía electromagnética La radiación electromagnética está formada por “paquetes” de energía, partículas de “masacero”, denominados fotones; mientras más corta sea la longitud de onda, mayor será su energía.1 El espectro electromagnético divide a las radiaciones en dos grandes grupos: las ionizantes y las no ionizantes. La forma más conocida de energía electromagnética es la luz solar, cuya frecuencia de luz visible puede ser tomada como línea divisoria entre la radiación ionizante, capaz de ionizar la materia, de alta energía y frecuencia (rayos gamma, rayos X, luz ultravioleta) y la no ionizante, de baja energía y frecuencia (luz visible, infrarroja, microondas y radiofrecuencias).3,4
El espectro electromagnético está conformado por radiación que se diferencia de acuerdo con su energía. Debido a que la luz tiene propiedades de onda, la energía es proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional a la longitud de onda. Así, la radiación electromagnética se clasifica en orden ascendente de energía en ondas de radio, microondas, radiaciones Terahertz, infrarroja, luz visible, luz ultravioleta (UV), rayos X y rayos gamma (Figura 1).3
Además de radiación electromagnética, nos llegan del espacio partículas sólidas, conocidas como rayos cósmicos. En general, no logran atravesar la atmósfera, pero cuando lo hacen pueden ser dañinas para la piel, pues son altamente energéticas.
La radiación electromagnética tiene propiedades de ondas y de partículas. Cuando un fotón es capaz de ionizar un átomo se le conoce como efecto fotoeléctrico. Cuando cualquier forma de radiación electromagnética interacciona con el tejido, se producen dos efectos principales: el primero implica que si la radiación es altamente energética, habrá relación con los átomos tisulares y se generará ionización; en el segundo, si la radiación incidente no es de alta carga energética, las moléculas del tejido incrementarán su vibración, lo que se manifestará como calor. Los rayos X, gamma y radiación ultravioleta tienen longitudes de onda cortas y gran carga energética; en contraste, la luz visible y ondas de radio tienen ondas largas con menor energía. Por tanto, si los paquetes de energía de rayos gamma, X, luz UV o rayos cósmicos interactúan con la materia, sufrirán ionización. La luz visible, la radiación infrarroja y las microondas interactúan con la materia y producen calor.1
En el espacio que rodea a una carga eléctrica se forma un campo electrostático con determinadas propiedades físicas y, de igual forma, en el entorno de un conductor con corriente eléctrica se forma un campo especial denominado campo magnético.4,5 Cuando una carga eléctrica se desplaza respecto a otra, o cambia de magnitud, variará el campo eléctrico creado entre ambas, y se percibirán al mismo tiempo acciones magnéticas y eléctricas generándose un campo electromagnético.5
Los campos electromagnéticos producidos por fuentes naturales como en las galaxias, el Sol y otras estrellas, son distintos a los que adicionalmente nos exponemos de manera cotidiana y que son producidos por medios artificiales, exponiéndonos a radiación adicional; sin ellos, la vida moderna actual no sería posible. Ejemplo de ello son los implementos de las áreas de electrónica, telecomunicaciones y electricidad, que corresponden a los emisores de radiaciones no ionizantes, y se agrupan por su potencia en radiofrecuencias de baja, mediana, alta y muy alta frecuencia.
En este grupo se encuentran las ondas usadas en telecomunicaciones, como radio, televisión, telefonía celular y microondas (Figura 1).4
Interacción de la radiación electromagnética con los tejidos
El fotón (del griego phōs = luz) es la partícula elemental portadora de todas las formas de radiación electromagnética y viaja en el vacío con una velocidad constante c6 igual a 300 mil kilómetros por segundo. Al llegar a la superficie celular de los seres vivos, los fotones pueden ser absorbidos, reflejados o dispersados; la primera es la condición más importante, pues determina la distribución de la intensidad de energía en la célula; al ser absorbidas, estas partículas interactúan con moléculas orgánicas llamadas foto-moléculas y el ejemplo más claro de ello es lo que sucede en la fotosíntesis.7-9
Es bien conocido que las radiaciones UV son agentes físicos causantes de mutaciones en diversos organismos de nuestro planeta y están francamente ligadas a los procesos de fotocarcinogénesis. Al absorberse los fotones, la energía que éstos portan es transferida a compuestos biológicos denominados cromóforos, a partir de ello hay cambios moleculares fotoinducidos; se desencadena una cascada de eventos que transforman la foto-energía en una señal bioquímica, que tras una serie de reacciones provocan cambios celulares y, en consecuencia, daño al ADN.7,10
De manera similar, la dispersión y conversión interna de otras formas de energía, comprendida dentro del espectro de la radiación electromagnética, que es emitida por diversas fuentes y dispositivos médicos, genera un cambio en el potencial de membrana, con fenómenos de oxidación y llegada de protones a la mitocondria para la producción de ATP.11 La conexión en los sistemas biológicos, entre la radiación electromagnética y el concepto “cuanto” (cambio del nivel energético de una materia al emitir o absorber radiación) ha llevado a dilucidar una nueva forma de comunicación e interacción celular.8,9
CONOCE LA DENUNCIA COLECTIVA CONTRA EL 5G
A partir de los trabajos de Alexander Gurwitsch en el siglo pasado, estudios más recientes de comunicación intercelular muestran que la radiación electromagnética está implicada en los sistemas biológicos e influye de manera significativa en los procesos celulares de división, proliferación, metabolismo oxidativo, fotosíntesis y probablemente en la carcinogénesis.12
La piel, nuestro órgano más extenso, genera un voltaje en toda la superficie corporal conocido como potencial transepidérmico, y esta “batería cutánea” continúa siendo poco explorada y entendida hasta la actualidad. Con tecnología de microelectrodos, se ha demostrado que algunas células, como los macrófagos, leucocitos, osteoblastos, osteoclastos, fibroblastos, células epiteliales, células de la cresta neural y células cancerígenas muestran migración estimulada por campos eléctricos. Este fenómeno, llamado galvanotaxia, se ha estudiado sobre todo en los mecanismos de cicatrización. La capacidad de los queratinocitos para detectar campos eléctricos depende de la participación de diversas moléculas y vías de señalización, destacando el flujo de calcio como primer requisito y de proteincinasas y receptores de factores de crecimiento.13,14
La interacción de la radiación electromagnética no ionizante con los sistemas biológicos se ha investigado ampliamente, sobre todo en modelos animales. Aunque existen reportes de sus efectos en pequeñas muestras poblacionales, no han sido concluyentes en el análisis de los daños al ADN y líneas germinales; así como en genotoxicidad en fibroblastos cultivados y piel artificial.15
El término “hipersensibilidad electromagnética”, que experimentan algunas personas, se ha propuesto para reconocer síntomas como cefalea, alteraciones del sueño, problemas cutáneos, cardiovasculares y neurológicos, que se
desencadenan al encontrarse en exposición a campos electromagnéticos (microondas y ondas de radio), e identificándolos como causa de sus malestares.3,15,16
Tecnología y electromagnetismo
La red de telecomunicaciones incluye campos y ondas electromagnéticas que llevan señales de una fuente determinada a un destino final; éstas pueden ser sonidos, voces, información digital o imágenes. El campo electromagnético se propaga a la velocidad de la luz y puede ser modulado, trasmitido o recibido mientras se selecciona la información necesaria. Las ondas que se usan en teléfonos y comunicación celular (que también son ondas electromagnéticas) son fuentes de radiación que no deben confundirse con las frecuencias de las ondas de radio o radiofrecuencia.
La radiofrecuencia usada para comunicación móvil se sitúa en el rango de 450-2,200 MHz que corresponde a las microondas (Figura 2).17
El uso de estas señales, generadas por la radio, la televisión y sistemas de comunicación móvil, aumenta de manera cotidiana en el planeta y, en consecuencia, la radiación electromagnética. Los efectos de la exposición humana a esas señales continúa siendo tema en controversia, pues estudios epidemiológicos y en animales han tenido resultados diversos, encontrándose daños en las células y una posible asociación carcinogénica.3,18-21
Efectos genotóxicos
Los efectos genotóxicos de la radiación electromagnética en mamíferos, como aneuploidía, intercambio de cromátidas hermanas y recombinación cromosómica alterada, se han demostrado en ciertas líneas celulares. En estudios más recientes se identificaron alteraciones en la línea germinal masculina, fibroblastos humanos, sistema óseo en ratas e incluso en el ADN, aún así, los efectos globales persisten en controversia.22-26 Debido a que la mutación de las células somáticas representa el paso inicial en el proceso de la carcinogénesis, la existencia de campos electromagnéticos que puedan inducir alteraciones genéticas genera el cuestionamiento acerca de su potencial efecto dañino al organismo.5 Al parecer, estudios in vitro corroboran que el daño genotóxico potencial de la radiación electromagnética no se genera por efectos de calor, sino por la exposición intermitente de campos electromagnéticos de baja frecuencia y con una relación tiempo-dependiente; esto se debe a que las exposiciones constantes y repetidas generan una ruptura uni o bicatenaria del ADN, que cada vez es más difícil reparar, que varía con las condiciones ambientales y con las actividades laborales u ocupacionales.27
Riesgos para la salud relacionados con la radiación electromagnética
La exposición externa a radiaciones no ionizantes de telecomunicaciones se mide en términos del campo eléctrico (V/m), campo magnético (A/m o teslas) y densidad de potencia (W/m2); la exposición de los tejidos a radiaciones se determina por la tasa de absorción específica en watts por kilogramo (W/kg).3,23,28,29 La radiación emitida por estaciones fijas provoca exposición involuntaria de toda la economía corporal y en éstas las radiaciones no ionizantes normalmente están muy por debajo de los niveles de riesgo.
Por otro lado, las estaciones portátiles, como los teléfonos móviles, causan exposición en la cabeza y en otras zonas del cuerpo cuando están en función de manos libres; el rango de emisión de estos sistemas varía entre 400 y 2,000 MHz (Figura 3). En algunos cálculos se ha estimado que la potencia absorbida en la cabeza por el uso de estos dispositivos puede llegar a ser, incluso, de 40%.29
Se infiere, entonces, que según la fuerza del campo electromagnético, frecuencia, forma de onda, modulación y duración de la exposición a este tipo de señales, puede modificarse la actividad electrodérmica de la piel, pues la actividad de las glándulas sudoríparas estimuladas por el sistema simpático-colinérgico se integra a estados cognitivos y emocionales.30 El trabajo realizado por autoridades de California, Estados Unidos, en 2001 y 2002, comunicó los resultados de evaluación de criterios para la posible relación causa-efecto entre la exposición a radiación electromagnética no ionizante y ciertas enfermedades.
Se concluyó que estas radiaciones tienen un factor etiológico probable categoría 2B (probabilidad de asociación mayor de 50%) en padecimientos como la leucemia en niños, el cáncer cerebral en adultos, abortos espontáneos y esclerosis lateral amiotrófica.15,31
Acerca de este tema, Moulder y colaboradores32 realizaron un metanálisis en 2005 de la posibilidad de que la energía de radiofrecuencia por telecomunicación móvil sea agente causal del cáncer; concluyeron que la evidencia global hasta ese momento era escasa y no convincente.
Esto se debe a que no existen suficientes estudios que prueben la relación carcinogénica con certeza, ninguno de los estudios epidemiológicos ha tenido la duración suficiente y no ha existido una medición de la exposición que sea exacta.32
Los estudios de Tchernitchin y colaboradores15 y de Gandhi y colaboradores33 reportaron análisis in vivo que muestran una correlación estadísticamente significativa entre el uso de telefonía móvil y el daño al ADN. En el segundo estudio usaron un modelo antropomórfico, útil para la certificación de telefonía celular en Estados Unidos; se midieron los rangos de absorción de radiación emitida por estos dispositivos; concluyeron que se subestima la radiación absorbida por el ser humano al transpolar los resultados observados en el maniquí, especialmente en niños, en los que se estima un rango de 153% debido a la mayor proporción del tamaño de su cabeza. Recomendaron un nuevo proceso de certificación y que los niños no usen el teléfono cercano a la cabeza, sino el sistema de manos libres.33
De manera reciente, en el ámbito médico ha tenido auge el uso de dispositivos de espectroscopia y proyección de imágenes en tercera dimensión; estos implementos emiten frecuencias en Terahertz, cuya frecuencia espectral está entre las microondas e infrarrojas. Es un tipo de radiación que no penetra más allá de la piel humana.34 En 2013 Hintzsche y colaboradores35 reportaron que no se identifican rupturas o daño cromosómico en células epidérmicas in vitro tras ser sometidas a radiación por Terahertz de baja intensidad.
Evidencias de efectos de la radiación electromagnética en la piel
Los campos electromagnéticos producidos por una fuente cercana al cuerpo pueden causar efectos biológicos térmicos y no térmicos; éstos pueden variar dependiendo de la fuerza del campo, la frecuencia, longitud de onda, modulación y duración de la exposición. Un ejemplo de ello es la evidencia de que la radiación pulsada de microondas de baja intensidad, emitida por los celulares, puede modular la actividad electrofisiológica in vivo y ser inferida por la actividad electrodérmica.30
Debido a que la piel es la primera barrera ante la radiación electromagnética, y que no se conocen con exactitud los mecanismos por los que se producen efectos en ella, se han realizado estudios para determinar su influencia biológica a través de diversos métodos, como de partículas finas metálicas y evaluaciones in vitro e in vivo.36 Se han propuesto teorías en que los mastocitos y la histamina funcionan como principales efectores de las respuestas, y que puede haber aumento de la exocitosis en células de Merkel.37 Los queratinocitos son células cutáneas esenciales que tienen propiedades físico-químicas particulares y son las primeras que entran en contacto con este tipo de energía. Se han observado cambios morfológicos y funcionales en ellos, como es la reorganización en los fosfolípidos de la membrana plasmática; esta evidencia apoyaría la idea de que existe producción de nuevas sustancias para interacción celular, como es la proteína de adhesión b4-integrina.38
De los distintos tipos de radiación electromagnética, la de tipo no térmico, emitida por la telefonía celular, es la que más se ha estudiado respecto a sus posibles riesgos en la piel. Se han reportado en la bibliografía varios signos y síntomas asociados, como: alteraciones visuales y auditivas, fatiga, insomnio, dolor muscular, enrojecimiento de cara-cuello y erupciones inespecíficas, con un mecanismo patogénico aún no bien dilucidado.28
Ante estudios contradictorios previos de los efectos de la radiación electromagnética en diferentes modulaciones genéticas (como la expresión de oncogenes y la regulación de transcripción genómica), Ennamany y colaboradores39 observaron en un modelo de epidermis humana reconstituida que este tipo de energía induce una modulación transcriptiva positiva de diferentes genes, similar a lo que sucede con la radiación UV. Encontraron que la neuromedina B, un neuropéptido que no se había reportado en queratinocitos, es un factor mitogénico que activa una cascada de proteincinasas, que regula factores de señalización celular en los mamíferos.
En 2013 Simon y colaboradores40 modificaron el experimento citado, agregando melanocitos cultivados y observaron diferentes tasas de absorción en piel pigmentada y no pigmentada, tras diferentes tiempos de exposición a radiación electromagnética. Concluyeron que frecuencias de 900 MHz sobre la piel no generan un estrés celular significativo (efectos biológicos no térmicos), pero sí una alteración transitoria sutil de la diferenciación epidérmica y que esto podría, en exposiciones subsecuentes y repetidas, alterar la capacidad protectora de la piel contra factores externos. Esto coincidiría con los argumentos de que las radiaciones de microondas son factores de riesgo ambientales para la aparición temprana de padecimientos como la dermatitis atópica; así también, que la exposición aguda a estas ondas de frecuencia puede generar cuadros urticariformes en pacientes atópicos o con diagnóstico de rosácea, por incremento de la inmunoglobulina E, sustancia P y péptido intestinal vasoactivo.
En el ámbito dermatológico, se han estudiado los implicaciones terapéuticas de la radiación electromagnética en el proceso de reparación de heridas. Desde 1992, Stiller y colaboradores41 reportaron los beneficios de un dispositivo portátil que generaba un campo electromagnético de baja frecuencia como una alternativa para el tratamiento no quirúrgico de úlceras venosas resistentes. Estudios más recientes en animales demuestran que los campos magnéticos y electromagnéticos pueden modular el efecto de reparación celular de manera no térmica.42 Análisis de modelos in vitro revelaron que el efecto de campos electromagnéticos de baja intensidad (1 GHz) regula de manera positiva la expresión del factor de crecimiento de fibroblastos, con lo que aumenta su proliferación y participa de manera crítica en el proceso de cicatrización.43
Otros estudios identificaron el incremento en la proliferación de células madre en la epidermis (su principal reservorio), mismas que participan en la reparación tisular, al activar señales endógenas y factores exógenos; este proceso es dependiente de la frecuencia administrada por un campo electromagnético.44,45 Se ha observado con técnicas especiales de cromatografía en tejido animal, que al exponerlo a campos de baja intensidad, puede modificarse la concentración de hidroxiprolina.46
Desde el decenio de 1970, se describieron los problemas cutáneos relacionados con el uso de monitores de computadoras, en ellos se han encontrado similitudes con los producidos por la exposición a luz UV o radiaciones no ionizantes, considerándose, incluso, un problema ocupacional.47,48 La “dermatitis de pantalla” (screen dermatitis) puede manifestarse con signos y síntomas semejantes a los de la rosácea, con eritema, edema, pápulas, pústulas, prurito, dolor y picazón.48 No se ha determinado un mecanismo etiológico exacto, pero se ha observado que en personas expuestas a equipos de cómputo puede haber disminución en el número de células de Langerhans y aumento del número de mastocitos y secreción de histamina; sin embargo, hay dudas de si esto es un efecto biológico aislado o se debe a cambios ambientales concomitantes, pues es un evento más frecuente en individuos atópicos o con piel sensible.48,49
En 2012, Bellieni y colaboradores50 señalaron que por seguridad, especialmente durante el embarazo, debería evitarse el contacto estrecho (en el regazo) con equipos de cómputo portátiles y sus eliminadores, ya que puede existir mayor exposición a los campos electromagnéticos.
CONCLUSIONES
El desarrollo tecnológico en el planeta y el estilo de vida de la sociedad actual han generado innovación en el uso de diversos dispositivos de comunicación, imagen, de las áreas médica, científica y otras, que emiten al ser humano radiaciones ionizantes y no ionizantes.
Debido a que la barrera cutánea es el primer contacto ante este tipo de energías, el dermatólogo debe estar consciente de los efectos biológicos que pueden tener en la piel, el órgano más grande del cuerpo. Aunque se ha avanzado considerablemente en su entendimiento, mayores investigaciones al respecto podrían esclarecer la naturaleza, mecanismo y consecuencias que las distintas radiaciones electromagnéticas ejercen en los tejidos. Esto serviría para implementar medidas y estrategias de prevención y tratamiento para la población en riesgo.
Agradecimientos
A la Dra. Julieta Fierro Gossman por la asesoría científica.
Autores
Consejo Mexicano de Dermatología
Dr. Miguel Ángel Cardona Hernández
Cardona-Hernández MA
Fierro-Arias L
CabreraPérez AL
Vidal-Flores AA.
Efectos de la radiación electromagnética en la piel.
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