Roteiro das Aulas

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Universidade Estácio de Sá 
 
MEDICINA 
 
 
 
 
 
 
 
Biofísica Médica 
 
 
Roteiros / Resumos de Aulas 
 
 
 
 
 
 
Profa Carmem Adilia Simões da Fonseca 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2009
Conteúdo 
 
 
RADIOATIVIDADE 
 
 
RADIAÇÃO IONIZANTE E NÃO IONIZANTE 
 
 
FUNDAMENTOS DE RADIOBIOLOGIA 
EFEITOS DIRETOS E INDIRETOS DAS RADIAÇÕES 
ESPÉCIES ATIVAS DE OXIGÊNIO / RADICAL LIVRE 
 
 
DOSIMETRIA CITOGENÉTICA 
 
 
RADIAÇÃO X 
 
 
RADIOPROTEÇÃO 
 
 
RADIOSSENSIBILIDADE 
 
 
RADIOPRODUTOS DO DNA 
EFEITOS SOMÁTICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 
 
 
RADIOTERAPIA 
 
 
ULTRASSONOGRAFIA 
 
 
FOTOPRODUTOS DO DNA & FOTOQUIMIOTERAPIA 
 
 
RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA 
 
 
MECANISMOS CELULARES DE REPARAÇÃO DO DNA 
 
 2
RADIOATIVIDADE 
 
I- Breve histórico / Introdução
 O fenômeno da radioatividade foi descoberto no fim do século passado: 
em 1896 Henri Becquerel verificou que sais de urânio emitiam radiações 
semelhantes aos raios X, capazes de impressionar chapas fotográficas e de 
ionizar gases. Em 1898, o casal Pierre e Marie Curie deram ao fenômeno o 
nome de radioatividade e demonstraram que era característico de cada 
elemento; constataram no rádio, no polônio, no tório e no urânio. Alguns anos 
após, Rutherford e Soddy puderam explicar o fenômeno da radioatividade e 
verificar que os átomos radioativos não são estáveis, mas transformam-se, ou 
seja, ao emitirem radiações, transmutam-se em outro elemento. As “famílias 
radioativas” têm no atômico superior a 82. 
 A desintegração radioativa pode-se processar por emissão de partículas 
alfa ou beta. Frequentemente, associada, há ainda, emissão de gama. 
 O estado radioativo: se todas as disposições dos núcleos apresentam 
uma predominância da energia de ligação, o núcleo é estável; se, dentre as 
disposições, há algumas que apresentam excesso de energia, o sistema tende 
a expulsar tal excesso sob forma de radiação corpuscular ou eletromagnética. 
 A unidade de atividade é expressa em curie, cujo símbolo é Ci e 
representa a atividade de uma quantidade de radioelemento que produz uma 
taxa de desintegração igual a 3,7 x 1010 desintegrações por segundo. 
 
 
II- Radiação
 As radiações permitem a propagação da energia à distância, podendo 
transportá-la de duas formas distintas: 
a) Emissão de energia na forma de partículas dotadas ou não de carga elétrica 
 (Ex: partículas α e β); 
b) Emissão de energia na forma de ondas eletromagnéticas (Ex: raios gama). 
 A radioatividade existe em átomos naturais e átomos preparados 
artificialmente, e constitui um fenômeno de alta significância científica e social. 
 
 O átomo é constituído por um núcleo que possui prótons, nêutrons, e por 
isto, o núcleo apresenta uma massa ou um número de massa (A) que 
corresponde a soma do número de prótons e nêutrons, sendo por isto, este n0 
de massa significativo de toda a massa do átomo. O núcleo tem ainda, para 
caracterizá-lo, o número atômico (Z), que é o n0 de prótons, que por sua vez, é 
igual ao n0 de elétrons quando o átomo não está ionizado. Os elétrons se 
localizam em regiões denominadas órbitas. Sendo assim, a representação de 
um átomo qualquer é feita segundo a nomenclatura: 
 
 ZX , onde : 
 A 
A = número de massa ou massa atômica ( prótons + nêutrons); 
Z = número atômico (prótons); 
 A - Z = número de nêutrons. 
 
 3
* Exemplos: 
 6
 C ⇔ A = 12; Z = 6; A - Z = 6 (nêutrons) 
 12 
 
 11 
 Na ⇔ A = 23; Z = 11; A - Z = 12 (nêutrons) 
 23 
 
 Os isótopos (iso=mesmo; topos=lugar) ocupam o mesmo lugar na 
classificação periódica dos elementos e possuem obrigatoriamente, o mesmo 
n0 de prótons, variando contudo o n0 de nêutrons, ou seja, possuem A 
diferente. Sendo as propriedades químicas dependentes do n0 atômico Z, 
expressão do n0 de elétrons, os ISÓTOPOS possuem sempre as mesmas 
propriedades químicas. Os isótopos se dividem em duas grandes classes: 
 1- Estáveis: não se modificam espontaneamente, isto é, não são 
radioativos. 
 Exemplos: 8 O e 7 N. 
 16 14 
 2- Instáveis: emitem espontaneamente partículas ou energia pelo 
núcleo, porque o núcleo apresenta excesso de energia, e se denominam 
RADIOISÓTOPOS. Exemplos: 3H (trício), 14C, 35S, 131I e 99mTc. 
Os radioisótopos ou radionuclídeos podem ser naturais (14C) ou artificiais 
(99mTc) 
 
 Os isômeros apresentam mesmo número de prótons e nêutrons, difere a 
energia do núcleo. São denominados de metaestável (excesso de energia) e 
fundamental. 
 
 
III - Tipos de Emissões Radioativas
 
A) EMISSÕES RADIOATIVAS PRIMÁRIAS: 
1 - Emissão Alfa: é a mais pesada das partículas tendo massa 4 e carga 
elétrica +2, (sendo constituída de um núcleo de hélio), ou seja de 2 prótons e 2 
nêutrons, sendo seu símbolo = 4 α 
 2 
Isto a torna uma partícula altamente ionizante, deixando um rastro espesso de 
íons positivos e negativos pelo seu trajeto. Possui trajeto retilíneo e mínima 
penetração, sendo detida por uma folha de papel. Poucos são os nuclídeos que 
emitem alfa; o Rádio transforma-se em Radônio por emissão α: 
 
 226Ra → 222Rn + 4α 
 88 86 2 
 
OBS: Todas as partículas alfa de um radionuclídeo são iguais, ou seja, as 
partículas oriundas da mesma via de desintegração possuem, ou melhor, 
emitem, a mesma energia (E), desde que não haja outra emissão ou partícula 
associada. 
 
 4
2 - Emissão Beta: a energia das betas, ao contrário do que ocorre com as alfa 
e gama, não é constante. Os elementos radioativos são capazes de emitir beta 
com energias que variam de zero até o máximo, sendo este máximo sempre 
constante e característico de cada nuclídeo. A emissão beta foi explicada em 
1934 por Fermi que evidenciou ter esta partícula a massa do elétron, podendo 
ser negativa (negatron) ou positiva (pósitron). A partícula negativa é 
exatamente o elétron (e- ou β-), e a positiva é o antielétron ( e+ ou β+). 
A transformação de um nêutron em próton origina a emissão de um elétron 
negativo, ao passo que a transferência de um próton em nêutron causa a 
emissão de um pósitron. O efeito final é como se ocorresse a transformação de 
um nêutron em próton e vice-versa. Nesta transformação, o no de massa (A – 
indicado na parte superior) não se altera, mas o no de prótons (Z) aumenta ou 
diminui uma unidade: 
Exemplos de emissões β: 
 a) Emissão de β- : 14C → β- + 14N nêutron em próton 
 6 7 
 
 b) Emissão de β+: 22Na → β+ + 22Ne próton em nêutron 
 11 10 
 
As partículas beta ionizam menos do que as alfa, e são capazes de atravessar 
superfícies da espessura de uma folha de papel; trajetória retilínea e com 
desvios. A partícula β+ possui existência efêmera em nosso Universo, de cerca 
de 10-9 seg. Ela interage rapidamente com a β- e ambas transformam-se em 
radiação gama. 
 
 
Carga e massa das radiações corpuscular 
 
 Alfa Elétron 
 Beta negativa
Pósitron Nêutron Próton 
Carga +2e -e +e 0 +e 
Massa (Kg) 6,644 x 10-27 9,109 x 10-31 9,109 x 10-31 1,675 x 10-27 1,672 x 10-27
 
 
3- Emissão gama: a emissão de fótons γ acompanha as emissões alfa ou beta. 
Não apresenta carga elétrica, sendo uma energia do tipo eletromagnética. É 
altamente penetrante e dependendo de sua energia, pode atravessar paredes 
de chumbo de vários centímetros de espessura. São radiações menos 
ionizantes, mas seu perigo reside na dificuldade de proteção. 
 
B) EMISSÕES RADIOATIVAS SECUNDÁRIAS: 
1- Captura de elétron 
2- Transição Isomérica 
3- Captura Isomérica 
 
 
 
 
 5
IV - Espectro Eletromagnético 
 
TIPO DE RADIAÇÃO COMPRIMENTO DE ONDA NO VÁCUO 
ondas de radiofrequência superior a 3 x 10-1 m 
Microondas 3 x 10-1 a 3 x 10-3 m 
IV 3 a 760 nm 
luz visível 760 a 400 nm 
UV 400 a 10 nm 
raios X e γ 
 
inferior a 10 nm 
 
 
V - Energia da Radiações 
 As emissões radioativas possuem alta energia que é geralmente medida 
em elétron volts: 1 eV = 1,6 x 10-19 joules 
 São usados geralmente os múltiplos:KeV = 103 eV ; MeV = 106 eV; GeV = 109 eV. 
 
 O eletrón-volt é a energia cinética final que um elétron adquire quando é 
acelerado entre dois pontos cuja diferença de potencial é 1 volt. 
 
 
VI- Decaimento radioativo
 A radioatividade de um material qualquer diminui com o passar do 
tempo. Essa diminuição é denominada DECAIMENTO RADIOATIVO. Para 
definir o tempo de decaimento convencionou-se especificar a MEIA-VIDA (t ½ ) 
onde: t ½ é o tempo que decorre para a radioatividade cair à metade. A meia-
vida é característica do radioisótopo: 
 35S → t ½ = 87,5 dias 
 14C → t ½ = 5.600 anos 
 3H → t ½ = 12,4 anos 
 131I → t ½ = 8,1 dias 
 99mTc → t ½ = 6 horas 
 Transmutação ou desintegração radioativa é quando ocorre a 
modificação do elemento químico, após a emissão de radiação. 
 226Ra → 222Rn + 4α 
 88 86 2 
 
 
 
• meia-vida física 
 
• meia-vida biológica 
 
• meia-vida efetiva 
 
 6
Decaimento Radioativo / Desintegração Nuclear / Transmutação Radioativa 
 
 
¾ Emissão de radiação ou partícula alfa (α) 
 
238 234 4 
 U → Th + He (α) 
 92 90 2 
 
 
¾ Emissão de partícula beta negativa (β−) 
 
14 14 Excesso de nêutrons 
 C → N + β− Transformação de nêutron em próton 
 6 7 
 
 
¾ Emissão de partícula beta positiva (β+) ou pósitron 
 
11 11 
 C → B + β+ Transformação de próton em nêutron 
 6 5 
 
 
¾ Emissão de raios gama (δ) 
 
 A m A 
 X → X + δ 
 Z Z 
m = metaestável 
 
 
 7
Série do URÂNIO 
 
 
 
 
 8
VII - Atividade Radioatividade
 A unidade internacional de medida da radiação mais usada é o CURIE 
(Ci) que é o número de emisões (não se deve utilizar desintegrações, pois nem 
sempre há desintegração do átomo) por unidade de tempo. 
Sub-unidades: mCi (mili), μCi (micro), nCi (nano) e pCi (pico). 
 A medida de atividade específica é importante principalmente nos 
laboratórios de pesquisas, esta relaciona a atividade com a massa do material 
emissor (Ci x g-1). Outra unidade também utilizada é o Becquerel (Bq), e a 
equivalência é: 
1 Ci = 3,7 1010 Bq. 
 
 
VIII - Interação das emissões com a matéria
 A interação das emissões radioativas com a matéria depende, 
principalmente, dos seguintes fatores: tipo e energia da emissão, e das 
características do material. 
 “A matéria que absorve energia das emissões radioativas fica ionizada”. 
 
* Tipos de interação: 
1. Interação α - matéria ⇒ as partículas α interagem intensivamente 
arrancando elétrons por atração. A trajetória α é retilínea. 
 
2. Interação β - matéria 
a) Repulsão de elétron ⇒ os negatrons ou β- , ao passarem perto dos orbitais, 
repelem elétrons pela energia cinética e carga negativa. A trajetória é cheia de 
desvios, devido aos choques com a matéria. 
b) Aniquilação ⇒ quando um positron (β+) se choca com um negatron (β-), a 
matéria se transforma em radiação γ de energia característica (0,51 MeV). 
 
3. Interação γ - matéria & Interação X-matéria 
a) Efeito fotoelétrico (emissão γ de baixa energia: até 1 MeV) 
b) Efeito Compton 
c) Formação de par-iônico (não ocorre na matéria viva) 
 
 
IX - Produção de radioisótopos
 Somente depois que se tornou possível produzir artificialmente os 
radioisótopos é que seu emprego tornou-se extensivo em medicina. Quando foi 
possível a produção de radioisótopos artificiais, os médicos passaram a contar 
com uma grande variedade de radionuclídeos, adaptáveis a cada teste e de 
meia-vida curta, adequados ao tempo de duração do exame e compatíveis com 
o estado de saúde do paciente. Radioisótopos usados em medicina: 137 Cs, 
usado em teleterapia; 90S, usado em radioterapia, 140Ba. São todos de grande 
utilidade científica e devem ser conhecidos dos médicos pela possibilidade de 
contaminações provenientes de explosões nucleares e/ou acidentes nucleares, 
tanto mais graves quanto mais longo for o período de desintegração desses 
elementos. 
 “Os radionuclídeos e o radiocomposto ou radiofármaco se comportam de 
maneira semelhante aos similares não radioativos”. 
 
 9
X - Detecção e Registro da Radioatividade
 
* Autoradiografia - impressão de um filme fotográfico devido ao poder ionizante 
das radiações 
 
Detectores a Gás: 
¾ Câmaras de ionização (dosimetria pessoal e monitores de laboratório) 
- Dosímetro de bolso 
- Crachá dosimétrico 
- Calibrador de dose 
¾ Contadores proporcionais 
(partículas carregadas) 
¾ Tubos Geiger-Müller 
(análise radiação ambiente) 
 
Detectores a Cintilações: 
¾ Cristais orgânicos (benzênicos) e inorgânicos (iodeto de Na ativado ao tálio) 
O cintilador tem que ter bom rendimento óptico e um tempo de 
luminescência curto. Preferencialmente para emissores beta. 
Características dos cristais: 
- Número atômico elevado 
- Alta densidade 
- Transparente a luz que emite 
- Eficiente na transformação da energia absorvida em luz 
 
Cristal → Fotocatodo → Fotomultiplicador → Pré-amplificador → 
Amplificador → Analisador de altura de pulso → Medidor de taxa de 
contagem / escalímetro / câmara 
 
¾ Líquidos 
Elementos básicos: solvente (tolueno e benzeno), cintilador primário (PPO 
ou 2,5 difeniloxazol), ás vezes um cintilador secundário (POPOP ou 2,2’-
parafenileno 5-fenilozaxol) e o tubo fotomultiplicador. 
 Preferencialmente para emissores gama. 
 
 
 10
XI - Uso de Radioisótopos e Radiação em Biologia
 
* Uso Analítico 
- Análise por diluição isotópica (ex: determinação de histamina) 
- Estudos metabólicos e de transportes → seguir o caminho da substância 
radioativa permite identificar o metabolismo, tanto na fase anabólica (síntese) 
como na catabólica (degradação). As trocas de compartimentos são facilmente 
acompanhadas. 
- Radioimunoensaio Analítico e diagnóstico (ex: imunologia Ag-Ac) 
- Datação Radioisotópica → através do decaimento radiativo pode-se 
determinar datas com precisão. Utilizando o “carbono 14” - ciclo carbono dos 
seres vivos. 
- Autoradiografia (fotografia) 
- Radiação X e γ . 
 
* Uso Diagnóstico - Cintilografias 
- Função tireoideana, renal e hepática. 
- Estudos do cérebro e componentes hematológicos. 
- Determinação dos componentes biológicos (volume dos compartimentos 
intracelular, extracelular e vesicular). 
 
* Uso Terapêutico 
- Braquiterapia 
- Teleterapia 
 
* Uso Ecológico 
- Estudo de migração da fauna 
- Controle populacional de insetos (esterilização de machos) 
-Controle da poluição de material orgânico. 
 
 
** Medicina Nuclear 
 11
RADIAÇÕES IONIZANTES E NÃO IONIZANTES 
 
 Em uma interação, a radiação cede a uma molécula a quantidade de 
energia Q. Esta energia pode ser suficiente para arrancar um elétron orbital e 
comunicar-lhe energia cinética, isto é, provocar a IONIZAÇÃO; em outros 
casos, ela pode ser insuficiente para promover a ejeção do elétron, mas 
consegue transportá-lo para um nível energético superior (órbita mais externa), 
acarretando EXCITAÇÃO ou ATIVAÇÃO. 
A energia necessária para arrancar o elétron mais fracamente ligado de 
um átomo constitui o primeiro potencial de ionização. Ao comparar estes 
valores com a energia de alguns tipos de radiação, verificamos que as 
radiações infravermelha, visível e parte das ultravioleta não possuem energias 
suficientes para arrancar elétrons dos elementos químicos mais importantes na 
matéria viva; sendo assim, estas radiações são consideradas, para fins 
biológicos, como NÃO IONIZANTES ou EXCITANTES. 
 
 
 
 12
Radiação Ionizante = RADIO 
 
Radiação Não Ionizante = FOTO 
 
 
 
Primeiros potenciais de ionização: 
C = 11,27 ev 
H = 13,60 eV 
O = 13,62 eV 
N = 14,55 eV. 
 
 
Fontes de emissão eletromagnética: 
I.V. = 4,1 x 10-4 eV 
U.V = 3,1 eV 
Visível = 1,6 eV 
Raios X e Gama = Maior que 124 eV. 
 
 Os raios X e gama ionizam enquantoo U.V. apenas excita os materiais 
biológicos. Assim: 
- Radiações ionizantes: partículas alfa e beta, raios gama e X. 
- Radiações não ionizantes: IV, UV, LV, MO, OC e RF. 
 
 A absorção de radiação eletromagnética pode depender da 
natureza dos átomos que constituem a matéria irradiada (radiação ionizante) 
ou de como estes átomos estão associados para formar moléculas (radiações 
não ionizantes). 
 
 
Radiolesões e Fotolesões 
 As lesões observáveis após a exposição de organismos às radiações 
são consequência de eventos primários, que consistem em modificações 
produzidas em um ou mais tipos de moléculas, denominando-se 
RADIOLESÕES às lesões produzidas pelas radiações ionizantes e 
FOTOLESÕES àquelas produzidas pelas radiações não ionizantes. 
 
 13
Fluorescência e Fosforescência 
 
 - EXCITAÇÕES ATÔMICAS: um átomo no estado fundamental se 
caracteriza por determinada configuração eletrônica e por uma quantidade total 
de energia. A interação de uma radiação com este átomo pode provocar a 
passagem de um elétron para um nível energético “mais externo”, ficando o 
átomo com uma energia total superior à que tinha anteriormente. Nesta 
configuração o átomo é instável e deve retornar ao estado fundamental, sendo 
este retorno acompanhado de emissão de energia, muitas vezes sob a forma 
de fótons. A energia da radiação emitida por um átomo ativado depende das 
órbitas entre as quais se processem os saltos eletrônicos; logo, saltos entre 
órbitas mais externas dão origem à luz visível ou ao UV, enquanto que os que 
se processem nas órbitas internas podem conduzir à emissão de raios X. Se a 
energia cedida a um elétron for superior à sua energia de ligação, ele será 
ejetado, ficando o átomo ionizado. 
 - EXCITAÇÕES MOLECULARES: em moléculas os fenômenos são mais 
complexos que nos átomos, pois, além da energia necessária para arrancar 
elétrons, outra parcela deve ser gasta em processos de ativação. Se a energia 
é capaz de “promover” um elétron para um nível superior, a molécula passa 
para um estado eletônico excitado (S1); este pode ser denominado de: singleto 
(elétrons emparelhados) ou de tripleto (ocorre inversão do spin, elétrons não 
emparelhados; sendo estes estados com duração bem maior que a dos 
singletos). 
 FORMAS DE DESATIVAÇÃO: o excesso de energia adquirido por uma 
molécula pode ser utilizado em reações químicas das quais ela participe ou por 
meio da sua dissociação (radiólise ou fotólise). Mas este excesso pode também 
ser eliminado por outros mecanismos, quais sejam: 
 a) Desativação com emissão de radiações eletromagnéticas 
(fluorescência ou fosforescência); 
 b) Desativação sem emissão de radiação (choques intermoleculares, 
transferências de energia e processos de conversão interna). 
As principais características da fluorescência são: 
- a emissão é quase instantânea; 
- produz fótons em todas direções; 
- o espectro é característico da substância que o emite; 
- a intensidade é proporcional à intensidade da radiação excitante. 
A fosforescência pode ser definida como a emissão “retardada”da luz 
após a excitação. Em termos quânticos, pode-se dizer que a fosforescência 
ocorre em conseqüência de transições energéticas “proibidas” (raras); tal tipo 
de emissão ocorre, por exemplo, na passagem do estado tripleto para o 
singleto fundamental. 
 14
FUNDAMENTOS DE RADIOBIOLOGIA 
 
EFEITOS DIRETOS E INDIRETOS DAS RADIAÇÕES 
 
ESPÉCIES ATIVAS DE OXIGÊNIO / RADICAL LIVRE 
 
 
• Conceito: radiação ionizante e radiação não ionizante. 
 
• Radiolesão 
 
Efeito Direto ⇒ a energia da radiação é transferida diretamente para a 
macromolécula, modificando sua estrutura. 
 
Efeito Indireto ⇒ a energia da radiação é transferida para uma molécula 
intermediária, cuja radiólise carreta a formação de 
produtos altamente reativos capazes de lesar a 
macromolécula. 
 80% do efeito total promovido pela irradiação. 
 
 
Representação esquemática dos efeitos diretos e indiretos das radiações 
ionizantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 OH• ← H2O ← Efeito Indireto 
 
 Efeito Direto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 15
• EAO e Radical Livre 
 
- Conceito RL: é um átomo, ou molécula, que possui um ou mais elétrons não 
emparelhados, o que lhe assegura enorme reatividade química. 
 
RI → H2O → H• + OH• 
 
 
- Radiólise da água: 
 
 RI → H2O → H2O+ + e-
 
e- + H2O → H2O-
 
 
H2O+ + H2O → H+ + H2O + OH• 
 
H2O
- + H2O → OH- + H2O + H•
 
 
- Meios oxigenados: 
 
 e- + O2 → O2-
 
 O2
- + H2O → OH- + HO2•
 
 
 H• + O2 → HO2•
 
 
- EAO e Metabolismo celular 
 O2 ⇒ 02 elétrons não emparelhados, cada um situado num 
 orbital, com spin de mesmo sinal e em estado tripleto. 
 
Aerobiose: C6H12O6 + O2 → 6 H2O + 6 CO2
 
Anaerobiose: C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 
 
 
O2 + e− → O2• − + e− + 2H+ → H2O2 + H+ + e− → OH• + H2O → + e− + H+ → H2O 
 
H2O2 + Fe++ → Fe+++ + OH− + OH• Reação de Fenton 
 
 
 16
- EAO e Defesas Orgânicas 
 
a) Endógenas = enzimas anti-oxidantes: catalase, SOD e glutationa 
peroxidase; coenzima Q10; enzimas de reparo do DNA 
 
O2• − + O2• − + 2H+ SOD H2O2 + O2 
 
H2O2 + H2O2 CATALASE 2H2O + O2 
 
b) Exógenas = vitaminas: A, C e E; aceptores químicos: cisteína, manitol e 
alupurinol 
 
Vit. A – excelente captador de radicais peróxidos 
Vit. C – atua diretamente sobre radicais supéroxido e hidroxil 
 (a oxidação da vit. C gera o peróxido de hidrogênio) 
Vit. E – protege as membranas celulares 
 
 
* Endógenas secundárias: melatonina; transferrinas; ferretinas. 
 
 
* Aminoácidos 
 
 
* Minerais 
 Co-fatores: SOD – Cu, Zn 
 SOD – Mn 
 SOD – Fe 
 
 
 
Espécies Ativas Antioxidantes 
 
Radical superóxido 
 
SOD, Ascorbatos, Glutationa e 
Ubiquinona 
 
Peróxido de hidrogênio 
 
Catalase, Glutationa Peroxidase 
 
Radical hidroxila 
 
Metionina, Ascorbatos 
 
Radicais peróxidos 
 
Retinal 
 
Oxigênio singleto 
 
β-caroteno, α-tocoferol, Glutationa 
 
Radicais de ácidos graxos 
poliinsaturados (PUFA) 
 
β-caroteno, α-tocoferol 
 
Hidroxiperóxidos de ácidos 
graxos orgânicos 
 
Glutationa Peroxidase 
 17
- EAO e Patologias 
 
Doenças provavelmente associadas à atividade dos oxirradicais 
 
Local Doenças 
 
Cérebro 
 
Isquemias transitórias (acidentes vasculares 
encefálicos), encefalomielites, doenças desmielinizantes, 
demência senil, Doença de Parkinson, Doença de 
Alzheimer (?). 
 
Olho 
 
Glaucoma, catarata, retinopatia diabética. 
 
Aparelho 
Cardiovascular 
 
Isquemia miocárdica, cardiopatias, síndromes 
anginosas, insuficiência venosa e arterial, vasculites, 
arteriosclerose, aterosclerose (?). 
 
Aparelho 
Respiratório 
 
Edema intersticial, edema alveolar, enfisema, 
pneumonias, ação de poluentes, síndrome de angústia 
respiratória, neoplasias (?). 
 
Trato 
Gastrointestinal 
 
Doenças ulcerosas, esofagites, enterocolites, 
insuficiência hepática, doença de Crohn, hepatites, 
pancreatites, colecistites, hemorragias disgetivas. 
 
Sistema Renal 
 
Glomerilonefrites, lesões tubulares, vasoconstrição 
arteriolar. 
 
Pele 
 
Efeitos oriundos da radiação solar, câncer(?) 
 
Articulações 
 
Artrites. 
 
Variado 
 
Choque, gota, envelhecimento. 
Fonte: A. Shaneider, Ciência Hoje vol. 27 no 158 – 2000 (Modificado) 
 
 
- EAO e Quimioterapia 
Substâncias radiominéticas: bleomicina, adriamicina. 
 
 
- EAO e Radioterapia 
Dose fracionada e Efeito Oxigênio 
 
 
- EAO e Defesa Imunológica 
 
 
- EAO e Medicina Ortomolecular ou Biomolecular 
 18
Substâncias antioxidantes e as suas fontes. 
 
 
Alguns exemplos: 
 
Ácido fenólico: uva, morango, brócolis, repolho, cenoura, frutas cítricas, 
berinjela, tomate e grãos. 
 
Ácidos graxos ômega 3: óleo de canola, linhaça, nozes e peixes. 
 
Bioflavonóides:frutas frescas e verduras. 
 
Taninos: uva, morango, chá verde 
 
Curcumina: açafrão e cominho 
 
Genistelina: brócolis 
 
Indóis: rabanete e mostarda (folha). 
 
Beta-caroteno: legumes e frutas verdes amarelo-alaranjados e vegetais 
folhosos verde-escuros. 
 
Isoflavonas: leguminosas (feijão, soja, amendoim, grão-de-bico, lentilha e 
ervilha). 
 
Licopeno: tomate, melancia, goiaba vermelha e caqui. 
 
Quercetina: cascas de uva e vinhos (branco e vermelho). 
 
Vitamina C: acerola, frutas cítricas, brócolis, tomates, morango. 
 
Vitamina E: Germe de trigo (e óleo), óleos de milho e girassol. 
 
 
 19
DOSIMETRIA CITOGENÉTICA 
 
¾ Estimar a dose absorvida (dose média de corpo inteiro) pelas pessoas 
superexpostas* à radiação, com o objetivo de se planejar a terapia 
adequada. 
 
* Superexposições agudas ou subagudas, uniformes e de corpo inteiro. 
 
Princípio do método: 
Radiações Ionizantes penetrantes → irradiam as células do corpo → atingem 
os cromossomos do núcleo celular → danos = aberrações 
 
Limite mínimo de detecção do método: 0,1 Gy ou 10 rad 
 
 
Procedimento Experimental: 
Coleta asséptica de 10 mL sangue venoso (sangue periférico) + heparina → 
refrigeração 4oC → cultura em meio com fitohemaglutinina (37oC - 45 h) → 
colchicina → incubação 37oC – 3 h) → Centrifugações → solução hipotônica 
(KCl) → Fixação metanol-ác. Acético → Preparo das lâminas → Coloração 
Giemsa 
 
Análises microscópicas (microscópico ótico): 500 células (metáfases com 46 ou 
mais cromossomos) por indivíduo. 
 
Fotomicrografia dos cromossomos metafásicos e cariograma (mulher normal)
 20
Aberrações cromossomiais; 
 
Aberrações cromossomiais
• Aberrações numéricas
• Aberrações estruturais
RI 
cromossomos (> aberrações estruturais) 
RI ⇒ DNA (cromossomos) → Radioprodutos → Quebra dupla*
⇓
aberraaberraçção cromossômicas estruturaisão cromossômicas estruturais
*RI = agente clastogênico (indutor de aberrações cromossômicas)
 
 
Aberrações cromossomiais estruturais
• Aberrações cromossômicas
• Aberrações cromatídicas
RI ⇒ antes da fase S ⇒ aberrações cromossômicas 
(dicêntricos, anéis e acêntricos)
RI ⇒ após a fase S ⇒ aberrações cromatídicas
(trocas e quebras cromatídicas)
RI ⇒ durante a fase S ⇒ aberrações cromossômicas
e aberrações cromatídicas
Dosimetria
Citogenética
Fonte: A. T. Ramalho, Dosimetria Citogenética, IRD/CNEN – 1993. 
 
 
 21
Aberrações do tipo cromossômico
• Aberrações instáveis
Acarretam perda de material genético durante a divisão celular, de 
modo a haver produção de células inviáveis
• Aberrações estáveis
Incluem todas as que conseguem se perpetuar indefinidamente 
através de sucessivas mitoses, como as translocações (técnica bandeamento)
Dosimetria
Citogenética
 
 
Frequência das aberrações após 
irradiação aguda:
dicêntricos = 60%
anéis cêntricos = 5%
Aberrações (estruturais) cromossômicas instáveis
• cromossomos dicêntricos (a)
• anéis cêntricos (b)
• fragmentos acêntricos (c)
(a) (b)
(c)
(deleções terminais e intersticiais (minutos); 
anéis acêntricos (d) e fragmentos)
Não são utilizados frequentemente para quantificar 
o dano radioinduzido
(d)
minuto
(c)
 
 
 
 
 22
 
 
 
 
 
 
 
Metáfase com aberrações cromossômicas instáveis radioinduzidas 
(dic = dicêntrico; na = anel cêntrico; ac = acêntrico) 
 
 23
 
Aberrações estruturais do tipo cromossômico, envolvendo apenas um 
cromossoma (quadro superior) ou dois (quadro inferior). 
As setas indicam pontos de quebras radioinduzidas. 
 
Fonte: A. T. Ramalho, Dosimetria Citogenética, IRD/CNEN – 1993. 
 24
Curva de calibração e estimativa de dose 
(intervalo de confiança a 95%) 
 
 
- Curva (do tipo dose-resposta) de calibração in vitro. 
 
 
 
- Freqüências semelhantes para irradiação in vivo e in vitro. 
 25
Curva dose – resposta
Termo Linear
Dicêntrico → único evento 1o de ionização,
mesmo fóton
Frequência linearmente proporcional à dose
Ionizações não independentes
Independe da tx dose e do fracionamento
Predomina nas doses mais baixas
Termo Quadrático
Dicêntrico → 2 eventos 1os de ionização distintos,
oriundos de fótons distintos
Ionizações independentes
Doses mais altas
αD
βD2
Y = αD + βD2
Radiações de baixa TLE
Y: frequência de aberrações (dicêntricos + anéis cêntricos ou apenas dicêntricos); D: dose; 
α e β: constantes
 
 
 
Curva dose – resposta
Y = αD
Radiações de alta TLE
Termo Linear
Dicêntrico → eventos de uma mesma partícula
Elevada probabilidade
Este formato linear também é utilizado para 
casos de:
- fragmentos acêntricos em excesso
- exposições prolongadas e/ou fracionadas; 
pois βD2 aproxima-se de zero (quando a curva 
for produzida por irradiações agudas)
 
 
 
 26
Tempo de persistência das aberrações instáveis: 
¾ Dados limitados na literatura 
¾ Linfócitos periféricos com meia-vida de 3 anos (?) ou mais (?) 
 
¾ Preconizado a coleta de sangue num intervalo de poucas semanas após 
a exposição. 
 
A freqüência de aberrações cromossomiais instáveis mantém-se estável por 
cerca de um mês após a exposição, quando então começa a decair 
exponencialmente com meia vida entre 100 dias a 3 anos, dependendo, 
principalmente da dose recebida. 
Quando a dose recebida é baixa (menor que 1 Gy), a meia-vida de 
desaparecimento das aberrações tende a ser mais longa. 
 
 
Vantagens de analisar aberrações cromossomiais em linfócitos: 
 
• Fácil obtenção (coleta de sangue venoso) 
• Extremamente radiossensíveis 
• Praticamente, não se dividem na corrente sanguínea (“preservação” dos 
danos) 
• Possuem tempo de vida longo (frequência de aberrações “estável”) 
• Podem ser estimulados à divisão celular in vitro e esta pode ser parada na 
metáfase. Praticamente todas as células estão em intérfase favorecendo 
somente aberrações do tipo cromossômicas 
• Frequências de aberrações iguais in vitro e in vivo (construção de curvas de 
calibração in vitro) 
 
 
 
 
 
 27
 RADIAÇÃO X 
 
 
I. Radiação Ionizante: Raios X 
 Os RX são obtidos quando elétrons são acelerados com determinada 
velocidade (dentro de ampolas de elevado vácuo), e ao chocaram-se e/ou 
interagirem contra anteparos metálicos, liberam energia cinética na forma de 
RX (ampola de Raios X) e calor (99%). 
Os RX gerados nessas ampolas possuem propriedades que dependem 
de vários fatores: 
 a) Diferença de potencial entre o cátodo e o ânodo que geram a ddp na 
ampola; quanto maior é a voltagem (KV) gerada mais energético é a rad. X; 
 b) Fluxo de elétrons; quanto > a temperatura do cátodo ou quanto maior 
o tempo de geração de elétrons (mA), maior será a quantidade de RX gerado. 
 Os raios X são produzidos pelos seguintes mecanismos: 
1- Raios X de Frenagem ou Contínuo: encurvamento na trajetória dos elétrons 
quando estes se aproximam do núcleo dos átomos-alvos, perdendo parte da 
sua energia cinética. 
2- Raios X Característicos: interação do elétron com o material do anteparo* 
(ampola de Raios X). 
* deslocamento de elétrons das camadas L e K dos átomos-alvos 
 
 
 
 
 
 28
A) Propriedades dos Raios X: 
 De acordo com a energia intrínseca, os RX são classificados em duros 
(muito energéticos), médios e moles (pouco energéticos). Os duros penetram 
mais profundamente do que os moles, sendo capazes de atravessar ossos; os 
moles penetram apenas em tecidos moles ou pouco densos. 
A absorção da radiação é proporcional à densidade estrutural dos 
tecidos. Assim, ossos e cartilagens absorvem mais do que músculos, tecido 
adiposo, e com isso, dão sombra à imagem. Na chapa negativa eles aparecem 
mais claros porque absorvem mais radiação. Certas partes dos sistemas 
biológicos podem ser artificialmente opacificadas aos RX, através do uso de 
contrastes. Esses compostos são radiopacos, isto é, possuem pouca 
transparência aos RX, e quando injetados ou ingeridos, dão o contraste 
necessário. Os vasos sanguíneos são radiotransparentes, mas a injeção de 
subtâncias contendo altas concentrações de iodo na molécula permite avisualização desses vasos, na técnica conhecida como angiografia. A ingestão 
de sais de bário opacifica o lúmen do sistema digestivo e permite o exame 
desse sistema. 
 
B) Densidades radiológicas 
 
 (radiopaco ⇒ hipotransparente ⇒ radiotransparente) 
 
Radiopaco: 
Pb → Branco (totalmente branco) 
BaSo4 → Branco 
Osso → Branco / Esbranquiçado 
 
Hipotransparente: 
Músculo, Sangue, Fígado & H2O → Cinza claro 
 
Radiotransparente: 
Gordura → Cinza escuro 
Ar → Preto 
 
 29
C) Principais mecanismos de interação com a matéria viva: 
 - Efeito Fotoelétrico 
- Efeito Compton 
 
D) Alguns fatores a serem considerados na escolha da dose de RX: 
 - Espessura do tecido a ser atravessado: existem tabelas próprias, 
sendo estas doses aproximadas e dependentes do aparelho, do filme e da 
corrente aplicada (60 a 90 kV); 
 - Massa muscular do indivíduo: indivíduos de grande massa muscular 
devem receber doses altas (aumentar a dose em 2 a 5 KV) e indivíduos idosos, 
doses menores; 
 - Idade do paciente: crianças devem ter a dose diminuída em cerca de 
50%; 
 - Distância entre a fonte produtora e chapa sensível: quanto maior a 
distância menor a intensidade. 
 - Quantidade de RX: correta regulagem do aparelho (KV, mA e tempo) 
 Se a mA é alta, o tempo deve ser pequeno (poucos segundos) para 
evitar os artefatos. 
 
KV = energia dos fótons e mA = densidade ou número de elétrons. 
 
 Permanência da radiação: ao contrário do que muitos pensam a 
irradiação termina instantaneamente com o desligamento do emissor, como se 
uma lâmpada fosse apagada; os efeitos é que podem perdurar. 
 
 
E) Mamografia 
 30
F) Tomografia Computadorizada 
 
Planos dos cortes axial e coronal do crânio 
 
 
 
Esquema dos cortes axiais no corpo humano 
 
Radiologia na Formação do Médico Geral – Koch e col. - Revinter 
 31
Interação dos raios X com a matéria 
 
 
RX → Meio ≡ Absorção → Rx emergente ( < intensidade) 
 
RX → Meio ≡ Espalhamento → Rx emergente ( < intensidade) 
 (mudança direção de propagação) 
 
 
RX secundários - velamento da película radiográfica 
(fótons espalhados) - obscurecendo desuniformemente o filme 
< E >λ - empobrecimento da qualidade de imagem 
 
 
 
Grade Potter-Bucky 
 
 
 
1) ESPALHAMENTO COERENTE OU RAYLEIGH OU THOMSON 
 
Rx ⇒ Átomo ⇒ Átomo excitado (salto de e-) ⇒ retorno do e- ⇒ emissão de 
fóton (=λ ≠ direção) 
 
Sem ionização do átomo-alvo. 
Sem relevância para as radiografias (< 5% RX). 
 
 32
2) EFEITO FOTOELÉTRICO 
 
 
 
Rx ou δ ⇒ Transferência Total de E ⇒ e- orbital ⇒ e- ejetado - camada K 
(fotoelétron) = átomo ionizado ⇒ rearranjo e- orbitais ⇒ emissão de RX orbital 
 
e- orbitais K e L = RX característico / orbital 
e- orbitais periféricos = radiação baixa E (LV) ou calor 
 
 
Ioniza o átomo-alvo. 
Desejável para as radiografias, forma imagem com elevado contraste entre 
órgãos. 
 
 33
3) EFEITO COMPTON 
 
 
 
 
 
 θ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fóton emergente (< E ≠ direção) 
⇑ 
Rx ou δ 
⇓ 
Transferência Parcial de E ⇒ e- orbital periférico ⇒ e- ejetado (elétron 
Compton) 
 
>θ >E transferida <E do fóton emergente 
 
 
Radiodiagnóstico: 
- reflexão dos fótons emergentes em direção a ampola de RX 
- fótons emergentes com baixo θ e alta E não são retidos pelos filtros e passam 
pela grade comprometendo a qualidade da imagem. 
- fótons emergentes aumentam a probabilidade de irradiação dos técnicos 
(radioscopias). 
 
 
Radioterapia: 
- refração dos fótons emergentes (se afastam da ampola). 
 
 34
4) PRODUÇÃO DE PAR 
 
 
 
RX (E ≥ 1,02 MeV) ⇒ núcleo atômico pesado (proximidades) ⇒ Formação de 
duas partículas (pósitron e négatron) que se afastam em grande velocidade 
 
Esta interação não ocorre nas faixas de energias utilizadas no radiodiagnóstico 
 
 
 
5) FOTODESINTEGRAÇÃO 
 
RX alta E (7 a 15 MeV) ⇒ absorvido pelo núcleo atômico ⇒ núcleo 
desestabilizado ⇒ ejeção de nêutron, de próton ou de α 
 
Esta interação não ocorre nas faixas de energias utilizadas no radiodiagnóstico 
 35
RADIOPROTEÇÃO 
 
Radio = radiação ionizante 
 
 
Princípios Básicos da Proteção Radiológica: 
 
- Qualquer exposição às radiações envolve um certo risco de indução 
de efeitos somáticos e genéticos; 
- O risco cresce linearmente com a dose acumulada, mesmo para 
valores muito baixos de dose; 
- Não existe uma dose segura de radiação. 
 
 
Requisitos Básicos da Proteção Radiológica: 
 
- Nenhuma atividade que envolva exposição de indivíduos ou populações 
às radiações deve ser adotada, a menos que ela produza benefícios 
reais. 
- Todas as exposições às radiações devem ser mantidas tão baixas 
quanto realmente alcançáveis, levando-se em conta considerações 
econômicas e sociais. 
- As doses de radiação sobre indivíduos não devem exceder os limites 
de doses recomendados pelos organismos nacionais e/ou 
internacionais de proteção radiológica, em cada circunstância 
determinada. 
 
 
Objetivos da Proteção Radiológica: 
 
- Evitar os efeitos agudos das radiações, que se manifestam a curto 
prazo, após exposição a doses elevadas de radiação; 
- Limitar os riscos dos efeitos tardios, induzidos por baixas doses de 
radiação, a um nível aceitável. 
 
 
Conceito ALARA “As Low As Reasonably Achievable” 
 
 
 
 
 36
Organizações Internacionais: 
 
- ICRP = Comissão Internacional de Proteção Radiológica 
Tarefa: definir e divulgar as recomendações fundamentais para a 
proteção radiológica no uso das radiações. 
- ICRU = Comissão Internacional de Unidades Radiológicas 
Tarefa: padronizar métodos de uso, de medidas e define as 
unidades radiológicas. 
- IAEA = Agência Internacional de Energia Atômica 
Tarefa: produz padrões para a proteção radiológica e define 
limites de segurança. 
- WHO = Organização Mundial de Saúde 
Tarefa: entidade científica para deliberar sobre questões técnicas 
que interessam à humanidade; colabora com a IAEA. 
- CNEN = Comissão Nacional de Energia Nuclear 
Tarefa: é o órgão brasileiro responsável pelo acompanhamento e 
controle do uso de fontes radioativas no país. 
 
 
Principais medidas de Proteção Radiológica: 
 
• Distância da fonte 
 
“A intensidade das radiações emitidas por uma fonte pontual é inversamente 
proporcional ao quadrado da distância”. 
 
As radiações alfa tem percurso muito limitado no ar (até 3 cm) e as beta podem 
alcançar até 3 m. 
 
 
• Blindagens 
 
Partícula alfa – jaleco, luvas, óculos... 
Partícula beta – alumínio, vidro... 
Raios gama e X – chumbo, ferro, concreto... (materiais de elevado Z) 
 
 
Coeficiente linear de absorção = capacidade do meio para reter a radiação 
(penetrante) incidente por unidade de percurso e o seu valor depende do 
estado de agregação do meio. 
 37
Transferência linear de energia (TLE ou LET) = quantidade de energia que a 
radiação deposita no meio por unidade de trajeto percorrido. 
 
Camada semi-redutora (HDL) = espessura do material absorvente capaz de 
reduzir à metade o feixe de fótons, e conseqüentemente a dose de radiação. 
 
 
 
 
• Tempo de exposição 
 
O tempo de exposição deve ser o mínimo possível, assim diminui a dose de 
radiação absorvida e também porque as doses são cumulativas. 
Reduzir o tempo de exposição de modo a manter a dose acumulada no período 
de trabalho inferior ao limite de dose para o mesmo período. 
 
 
• Radioprotetores químicos 
 
Substâncias redutoras (geralmente constituídas de grupamentos SH) que 
diminuem os efeitos das radiações, porque se oxidam por irradiação direta ou 
se combinam com os radicais oxidantes gerados pelas radiações. Alguns agem 
provocando vasoconstricção ou alterando o metabolismo celular, reduzindo o 
teor de O2. 
Ex: Aminotióis: cisteínas, cisteaminas (β-mercaptoetilamina), glutationa...; 
cianeto de sódio, monóxido de carbono, histamina, serotonina... 
 
Limitações: 
- Presente no momento da irradiação 
- Distribuição não homogenia / uniforme 
- Sem especificidade 
- Hepato e nefrotoxicidade 
- Eficiência inferiora 100% 
- Custo elevado 
 38
• Normas rígidas de segurança / Simulações 
- Cumprimento dos limites de doses estabelecidos pelas autoridades 
competentes. 
- Locais de trabalho com fontes de radiação devem ser construídos 
com materiais/infra-estrutura apropriados e devem ser 
freqüentemente monitorados com detectores de radiação. 
- Tratamento adequado dos rejeitos radioativos. 
- Medidas de descontaminação. 
 
 
Contaminação Radioativa X Irradiação 
Contaminação = caracteriza-se pela presença indesejável de um material, 
radioativo ou não, em determinado local, onde não deveria estar. 
 
Irradiação = exposição de um objeto ou corpo à radiação, o que pode ocorrer a 
alguma distância, sem necessidade de um contato íntimo. 
 
“Irradiação não contamina, mas contaminação irradia” 
 
 
 
• Descontaminação 
 Consiste em retirar o contaminante da região onde se localizou; a partir 
do momento da remoção do contaminante, não há mais irradiação. 
 39
Gerência de Rejeitos Radioativos 
Licenciamento de Instalações Radioativas 
 
 
Rejeitos Radioativos (lixo atômico): 
- Tratados antes de serem liberados para o meio ambiente; 
A liberação ocorre quando o nível de radiação é igual ao do meio 
ambiente e quando não apresentam toxidez química. 
- Armazenamento dos rejeitos de meia-vida curta em locais apropriados 
até a sua atividade atingir um valor semelhante ao do meio ambiente, 
para então serem liberados; 
- Armazenamento em tambores ou caixas de aço, após classificação e 
identificação – Depósitos de Rejeitos Radioativos; 
- Usinas de Reprocessamento, para tratamento especial dos produtos 
oriundos dos reatores nucleares. 
 
Instalações Radioativas: 
Classificação: 
- Instalações que utilizam fontes seladas 
- Instalações que utilizam fontes não seladas 
- Instalações que utilizam aceleradores de partículas 
 
 
Dosimetria 
- Monitores de ambiente: Geiger-Müller (detetor a gás) 
- Cintiladores (cristais ou líquidos) 
- Dosímetros de bolso (câmara de ionização) 
- Crachá dosimétrico 
 
Análise mensal do crachá dosimétrico: LCR / UERJ 
IRD / CNEN 
 
- Dosimetria citogenética 
 
 40
Níveis de Referência: 
 
• Nível Registro = 0,2 mSv 
• Nível de Investigação = 1, 2 mSv 
• Nível de Intervenção = 4 msV 
 
 
Principais unidades radiométricas 
 
Descrição Nome Símbolo Definição 
 
Atividade 
 
curie 
 becquerel 
 
Ci 
Bq 
 
3,7 x 1010 dps 
1 dps 
 
Exposição 
 
roentgen 
 
R 
 
2,58 x 10-4 C/Kg 
(1R = 0,96 rad) 
 
Dose absorvida 
 
rad 
gray 
 
rad 
Gy 
 
100 erg/g 
100 rad 
 
Dose equivalente 
 
rem 
sievert 
 
rem 
Sv 
 
rad x QF 
100 rem 
 
dps = desintegrações por segundo 
C = Coulomb (carga elétrica) 
QF = fator de qualidade de radiação; grandeza utilizada para estimar o dano biológico 
potencial das radiações (quanto maior o TLE, maior o QF). 
 
 
Dose equivalente = grandeza que relaciona o dano biológico com as doses de 
radiação. 
 
 41
Eficácia Biológica Relativa (EBR ou RBE) = fator de correção criado para 
comparar os efeitos biológicos das diversas radiações. 
Os diferentes tipos de radiação produzem efeitos biológicos diferentes. Isso 
porque cada radiação deposita no material biológico quantidades diferentes de 
energia por unidade de comprimento de percurso ou por unidade de volume 
irradiado (diferentes TLE). 
 
Ex: Para se produzir um efeito biológico semelhante de uma determinada 
radiação alfa (alta TLE) é preciso irradiar o tecido com uma quantidade de 
radiação X, gama ou beta, que seja em torno de 20 vezes maior do que a da 
radiação alfa. 
 
 
 
 
Limites de exposição recomendados (doses permissíveis) 
 
 Dose limite 
Categoria Período rem mSv 
 
Radioatividade natural 
 
Exposição ocupacional 
Corpo inteiro 
Gônodas, medula óssea 
Cristalino 
Pele, osso, tireóide 
Extremidades 
Outros órgãos 
Mãos 
 
Gestantes: feto 
 
Pessoas do público 
 
Dose acumulada 
 
ano 
 
ano 
ano 
ano 
ano 
ano 
ano 
ano 
ano 
 
ano 
 
ano 
 
vida 
 
0,2 
 
5 
5 
5 
15 
30 
40 
50 
75 
 
0,5 
 
0,16 (até 0,5) 
 
Idade 
 
2 
 
50 
50 
50 
150 
300 
400 
500 
750 
 
5 
 
1 (até 5) 
 
Idade x 10 
Fontes: Knoche, 1991; in Rocha, 1976; in Wald & Stave, 1994; NCRP, 1987 ; in Stimac, 1992 
 
 
 42
10 princípios e 10 mandamentos de proteção radiológica 
 
Princípio Mandamento 
1- Tempo Apresse-se, mas não se precipite 
= Minimize o tempo de exposição 
2- Distância Fique longe da fonte de radiação 
= Maximize a distância 
3- Dispersão Disperse ou dilua a fonte 
= Minimize a concentração; maximize a diluição 
4- Redução da fonte Use o mínimo possível 
= Maximize a produção 
5- Blindagem Mantenha a radiação dentro 
= Maximize a absorção (blinde); minimize a liberação 
de material (confine-a) 
6- Proteção individual Mantenha a radiação fora 
= Isole o indivíduo com barreiras 
7- Descontaminação Coloque-a fora ou para fora 
= Maximize a remoção; minimize a absorção 
8- Minoração do efeito Limite o dano 
= Otimize a exposição; use bloqueadores; induza o 
reparo 
9- Otimização da 
técnica 
Escolha a tecnologia mais apropriada 
= Maximize a relação custo-benefício 
10- Limitação de outras 
exposições 
Não associe riscos 
= Minimize a associação com agentes que 
potencializem seus efeitos 
 
Extraído de: STROM, A.J. Ten principles and ten commandments of radiation 
protection. Health Physics, 3 (70), 1996. 
 43
RADIOSSENSIBILIDADE 
 
 
“São mais radiossensíveis as células que exibem maior atividade mitótica e/ou 
menor grau de diferenciação.” 
Lei de Bergonié e Tribondeau 
 
 
 
 
Classificação das células de mamíferos quanto à radiossensibilidade: 
 
Grupo Características 
celulares 
Capacidade 
de divisão 
Nível de 
diferenciação
Radiossen- 
sibilidade 
 Exemplos 
I Células que se 
dividem e se 
diferenciam 
regularmente 
 
 ++++ 
 
 + 
 
++++ 
Eritroblasto, 
céls criptas 
intestinais, 
céls basais 
epiderme 
II Células que se 
dividem 
regularmente e se 
diferenciam entre 
as mitoses 
 
 ++++ 
 
 ++ 
 
+++ 
 
Mielócitos, 
espermató-
citos 
III Células que se 
dividem em 
condições 
especiais 
 
 ++ 
 
+++ 
 
 ++ 
Céls do rim, 
fígado, 
pâncreas e 
tireóide 
IV Células que não 
se dividem 
 - ++++ + Neurônios, 
céls musc. 
 
⇒ Linfócitos 
 44
 
• Fatores relacionados à radiossensibilidade 
- Ausência ou Bloqueio nos mecanismos de reparo do DNA 
- Células em divisão celular (fase M e G2) 
- Grau de diferenciação celular 
- Presença de água e de oxigênio 
- Presença de radiossensibilizadores químicos 
- Dose única 
- Evolução na escala zoológica 
 
 
 
 
 45
RADIOPRODUTOS DO DNA 
EFEITOS SOMÁTICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 
 
- Importância 
 
- Métodos de análise 
 
- Radioprodutos: 
a) alterações estruturais das bases nitrogenadas; 
b) alterações estruturais das desoxirriboses; 
c) geração de sítios AP; 
d) quebras de pontes de hidrogênio; 
e) quebra simples e dupla das fitas de DNA; 
f) ligações cruzadas: moléculas de DNA e ptns. 
 
Radiólise de bases purínicas e pirimidínicas 
 
 
Radiólise da guanina 
 
Saturação pelos RL radioinduzidos da ligação entre os carbonos 5 e 6 em uma 
base pirimidínica 
 
 46
 
 
Representação esquemática dos principais radioprodutos do DNA. 
 
 
 
 
Modificado de A. C. Leitão e R. Alcântara Gomes, Radio e Fotobiologia, 1997
 47
- Radioprodutos e efeitos somáticos. 
 
Efeitos somáticos das radiações ionizantes: 
 
¾ Efeitos somáticos Imediatos (Determinísticos) 
DAR: síndromes hematopoiética, gastrointestinal e SNC 
 
Forma Dose 
absorvida 
(Gray - Gy) 
Sintomas 
Infraclínica 
< 1 
Ausência de sintomas, na maioria 
dos indivíduos 
Reações leves 
generalizadas 
 
1 a 2 
Astenia, náuseas e vômitos de 3 a 
6 h após a exposição. Efeitos 
desaparecendo em 24h 
Síndrome 
hematopoiética 
leve 
 
2 a 4 
Depressão da função medular 
(linfopenia, leucopenia, 
trombocitopenia, anemia). Máximo 
em 3 semanas após a exposiçãoe 
voltando ao normal em 4 a 6 
meses 
Síndrome 
hematopoiética 
grave 
 
4 a 6 
 
Depressão severa da função 
medular 
Síndrome do 
sistema 
gastrintestinal 
 
6 a 7 
 
Diarréia, vômitos, hemorragias 
Síndrome 
pulmonar 
6 a 10 Insuficiência respiratória aguda 
Síndrome do SNC > 10 Coma e morte. Horas após a 
exposição 
 
Sobrevivência: provável (1-3 Gy); Possível (4-7 Gy); Improvável (> 8 Gy) 
 
 
 48
¾ Efeitos Somáticos Retardados ou Tardios (Estocásticos) 
Radiocarcinogênese 
Modificações na duração da vida média 
Alterações no crescimento e desenvolvimento embrionário / fetal 
 
 
 
 
 
 
 
¾ Efeitos localizados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 49
RADIOTERAPIA 
 
 O uso terapêutico das radiações ionizantes tem como princípio a maior 
radiossensibilidade dos tecidos neoplásicos. As células tumorais são mais 
radiossensíveis, do que as células sadias, devido ao acelerado ciclo mitótico. 
Para aplicação de radiação gama ou RX é necessário dividir a dose 
efetiva (dose fracionada), a fim de diminuir os efeitos colaterais, e alcançar as 
populações de células neoplásicas em hipóxia e anóxia (efeito O2). 
A dose limite de eritema, ou seja, dose que uma semana depois provoca 
avermelhamento e pigmentação da pele, não deve ser excedida e é variável de 
paciente para paciente. 
 
- Fracionamento de dose: a irradiação de uma população celular pode ser feita 
em uma única exposição ou a dose pode ser fracionada ao longo do tempo. Na 
maior parte das situações, a dose fracionada produz efeitos menores que a 
aplicada de uma só vez, o que pode ser facilmente entendido, considerando a 
possibilidade de reparação de lesões (Mecanismos de Reparação Celular) 
durante o período decorrido entre as exposições → Células sadias. 
Para que uma determinada técnica radioterápica visando a destruição de um 
tumor seja exeqüível, é fundamental que o feixe de radiações produza efeitos 
mais intensos nas células tumorais que nas células normais (ou sadias), que as 
circundam. O fracionamento de dose favorece o efeito oxigênio. 
 
- Efeito oxigênio: um sistema biológico é mais radiossensível quando irradiado 
em presença de oxigênio do que em ausência (anoxia), o que constitui o 
chamado efeito oxigênio e apenas é observado, quando este gás está presente 
durante a irradiação. Este efeito desempenha um papel importante na 
radioterapia de tumores. Em tecidos normais, a distância média entre capilares 
não ultrapassa 20μm, ordem de grandeza do diâmetro celular e, desta forma, 
todas as células encontram-se adequadamente irrigadas (oxigenadas); em 
massas tumorais, entretanto, a rápida proliferação celular pode fazer com que 
esta distância aumente substancialmente, de tal forma que uma parte das 
células fica em hipoxia, enquanto outras em anoxia, constituindo um território 
de necrose. Quando a irradiação é feita, a inativação predominante é a de 
células bem oxigenadas, as hipóxicas passando então a constituir a maioria 
das células viáveis. Em consequência da inativação das células mais próximas 
aos capilares, muitas das hipóxicas passam a ser bem oxigenadas; se, quando 
seu percentual atinge um nível mínimo, é aplicada uma segunda dose de 
radiação, observa-se a repetição do ciclo, mas agora com um número total de 
células mais reduzido, o que constitui uma das justificativas para o 
fracionamento de doses em radioterapia, permitindo evitar que seja procedida 
nova irradiação quando as células hipóxicas (radiorresistentes) são majoritárias 
na população. 
 
 
 50
 
 
 
 
RADIOTERAPIA – Objetivos: 
 
 
Curativa: quando se busca a cura total do tumor pela radioterapia 
exclusivamente. 
 
Remissiva: (pré-operatória ou pré-via) quando o objetivo é apenas a redução 
tumoral. 
 
Profilática: (pós-operatório ou adjuvante) quando se trata a doença em fase 
sub-clínica, isto é, não há volume tumoral presente, mas possíveis células 
neoplásicas dispersas. 
 
Paliativa: quando se busca a remissão de sintomas, tais como: dor intensa, 
sangramento, compressão de órgãos; antiálgica e anti-hemorrágica. 
 
 
 
RADIOTERAPIA – Tipos: 
 Teleterapia 
 Braquiterapia 
 51
Os 4 R’s da Radioterapia 
 
 
Reparo 
 
Reparação das células sadias 
 
 
 
Reoxigenação 
 
Reoxigenação das células tumorais hipóxicas; no intervalo entre doses 
 
 
 
Repopulação 
 
Células sadias ocupando os espaços deixados pelas células tumorais que são 
aniquiladas durante o tratamento 
 
 
 
Redistribuição ou Recrutamento 
 
Aumento do percentual de células tumorais oxigenadas (aumento da 
radiossensibilidade), quando comparado com as células tumorais hipóxicas. 
 
 52
ULTRASSONOGRAFIA 
 
A ultrassonografia é uma técnica de imagem em tempo-real. Ela mostra não 
somente a posição instantânea das superfícies (órgãos e estruturas) refletoras, 
mas também pode ser utilizada para acompanhar o movimento sanguíneo. 
Ondas acústicas com frequências acima de 20 kHz podem ser usadas, mas os 
aparatos médicos normalmente utilizam frequências próximas a 1 MHz. A 
técnica utilizada para determinar a posição de uma superfície é a medida do 
tempo entre a produção de um pulso e a detecção de seu eco, refletido pela 
superfície. Medindo-se o intervalo de tempo entre a emissão e a detecção, 
podemos calcular a distância entre a fonte e o objeto. A fonte de ultrassom, que 
também é o detector, é um cristal piezoelétrico (PZT - Zirconato Titanato de 
Chumbo ou o plástico polivinilidina difluoretada), que muda de tamanho 
(dimensão física) quando um campo elétrico é aplicado. Uma onda é gerada 
aplicando-se um potencial oscilatório ao cristal. As ondas refletidas geram 
distorções no cristal, produzindo uma voltagem oscilatória neste. Se a estrutura 
estiver estacionária, a frequência da onda refletida será a mesma da onda 
emitida. Uma estrutura em movimento altera a frequência do sinal refletido pelo 
efeito Doppler [Christian Doppler (1803-1853)]. 
 
Variação de Ecogenicidade nos tecidos biológicos 
 
Termo Cor Produção de ecos 
Ecogênico 
Hiperecogênico 
Hiperecóico 
 
Branca 
 
Ecos intensos 
Hipoecogênico 
Hipoecóico 
Cinza 
 
Ecos de Moderada a 
Baixa intensidade 
Anecóico Preta Não há eco 
 
A maior parte dos tecidos biológicos transmite bem as ondas sonoras (imagem 
cinza). O ar, o osso e as estruturas calcificadas não transmitem bem o som, 
causando uma forte reflexão (imagem branca). O líquido transmite muito bem o 
som, porém não produz reflexão ou ecos (imagem preta). 
 
Termos especiais: 
 
Sombra acústica – corresponde à imagem em faixa preta localizada 
posteriormente às estruturas que causam reflexão sonora, como o gás, o osso 
e as calcificações. 
 
Reforço acústico – corresponde à imagem em faixa branca localizada 
posteriormente às estruturas que transmitem bem os feixes sonoros, como o 
líquido. 
 
Janela acústica – corresponde à utilização de uma estrutura contendo líquido 
para afastar as alças intestinais do objeto de interesse e permitir melhor 
transmissão dos feixes sonoros. 
 53
FOTOPRODUTOS DO DNA & FOTOQUIMIOTERAPIA 
 
 
FOTO = Radiação não ionizante 
 
 
Fotoprodutos do DNA após irradiação com raios UV: 
- dímeros de pirimidina, especialmente da timina devido a insaturação entre C5 
e C6 (cromóforo para o UV). 
- hidratos de bases pirimidínicas 
- ligações cruzadas entre bases pirimidínicas e aminoácidos 
- formação de adutos 
 
 
 
 54
Fotoprodutos do UV longo: 
 
 A radiação ultravioleta longo ou UVA (320 a 400 nm) pode produzir, em 
no DNA, lesões análogas àquelas causadas pelas radiações germicidas e 
pelas ionizantes através de mecanismos distintos. Reações de fotoadição 
podem ser promovidas pelo UV longo e, entre elas, são particularmente 
importantes as que ocorrem com as furocumarinas. As furocumarinas quando 
expostas ao UVA interagem com os ácidos nucléicos ou com as proteínas. A 
atividade tóxica das furocumarinas com o DNA ocorre em duas etapas: 
1. formação de um complexo entre o DNA e a furocumarina, independente da 
radiação,fazendo com que este se intercale entre os pares de bases 
nitrogenadas (etapa reversível); 
2. irradiação do complexo com UVA resultando em uma fixação covalente do 
composto às bases pirimidínicas; esta adição pode ser em um único sítio 
(monoadição) ou em dois sítios pertencentes a hélices opostas (biadição). 
 As furocumarinas estão presentes em diversos vegetais (tangerina, aipo, 
figo, limão, etc) sendo responsáveis pelas queimaduras solares quando se 
manipula, por ex., limão para o preparo de caipirinhas sob o sol. A formação 
destes produtos de fotoadição pode acarretar eritema, pigmentação da pele, 
inativação celular e mutagênese. 
 As psoraleínas (que são furocumarinas) têm sido bastante utilizadas na 
medicina para tratamento de psoríase e de vitiligo (PUVA). 
 
 
 55
RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA 
 
Raios UV & Pele 
 Quase todos os efeitos das radiações UV, visíveis e infravermelhas 
sobre os mamíferos são conseqüência das interações dos fótons com a pele. 
A penetração, na pele, de uma radiação não ionizante de determinado 
comprimento de onda depende de características do material biológico, como 
sua espessura (bastante variável conforme a região do corpo considerada) e a 
presença de substâncias que possam absorver os fótons da radiação (como 
ocorre, em relação ao UV, com a queratina e com a melanina). Um raciocínio 
errôneo, relativamente difundido, consiste em admitir a existência de uma 
relação direta entre energia dos fótons de radiações não ionizantes e sua 
penetração na pele. Como a absorção dos fótons de UV ou de luz visível 
depende da estrutura das moléculas que estas encontrem ao longo de sua 
trajetória, um fóton mais energético pode penetrar muito menos que outro, 
dotado de energias inferiores. 
 
 
 A análise do espectro das radiações solares permite verificar que cerca 
de 50% da energia recebida na superfície do planeta é de radiações IV, 40% 
de luz visível, cerca de 6% UVA e UVB e o restante de ondas de 
radiofreqüência, microondas e RX. A quantidade total de radiações recebidas 
em determinada região e a composição do espectro variam com diversos 
fatores, tais como: a estação do ano, o período do dia, a latitude, a altitude, a 
presença de nuvens, a poluição, a reflexão pela neve, pela areia ou pela água 
etc. Quando os fótons emitidos pelo sol atravessam a atmosfera terrestre, a 
atenuação das diferentes radiações que compõem o feixe não é uniforme, 
sendo mais intensa para os menores comprimentos de onda. A extensão do 
percurso das radiações na atmosfera depende de alguns fatores, tais como o 
ângulo de incidência, a latitude e altitude. Assim, a contribuição percentual do 
UV, especialmente do UVB, é menor pela manhã ou à tarde, assim como em 
regiões mais afastadas dos trópicos ou ao nível do mar. 
 
 56
Resposta do Organismo à Radiação UV 
 Os conhecimentos científicos atuais ainda são insuficientes para uma 
completa interpretação dos mecanismos moleculares que regem a expressão 
desses efeitos. A inativação das células epiteliais, embora tenha importância 
nas respostas do organismo ao UV, não deve ser o fator mais significativo, uma 
vez que: (i) o UV não penetra, na pele, até zonas nas quais são detectados 
seus efeitos; (ii) a inativação dos queratinócitos, desde que não excessiva, não 
deve acarretar alterações críticas no organismo, já que estas células dividem-
se regularmente e estão “programadas” para morrer, no final de poucas 
semanas. Assim, muitas das conseqüências da exposição ao UV parecem ser 
decorrentes da produção e difusão de agentes químicos, os mediadores das 
reações fotoquímicas. 
 Efeitos biológicos relacionados à radiação UV: 
- Melanogênese 
- Eritema 
- Espessamento da pele 
- Envelhecimento precoce 
- Fotocarcinogênese 
- Catarata fotoinduzida 
- Formação da Vitamina D 
- Diminuição da resposta imunológica 
 
 
Melanina & Melanogênese 
 A coloração natural da pele, a chamada pigmentação constitutiva, é 
dependente da herança genética, sendo conseqüência do acúmulo de 
pigmentos, tais como hemoglobina e, principalmente a MELANINA. A melanina 
é um pigmento geralmente de coloração marrom escura ou negra, formado no 
interior dos MELANÓCITOS e que é constituído de um polímero de derivados 
da dihidrofenilalanina e de alguns indóis, em diferentes níveis de oxidação. O 
melanócito possui prolongamentos semelhantes aos dendritos (devido à sua 
origem embrionária), prolongamentos estes que podem se posicionar entre 
vários queratinócitos, constituindo uma espécie de “unidade morfo funcional”. A 
melanina é sintetizada no interior de organelas celulares chamadas 
MELANOSSOMOS, pela ação de uma enzima, a tirosinase, sobre a tirosina, 
que dá origem a 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA), que sofre uma série de 
modificações químicas, culminando o processo com o aparecimento do 
pigmento melânico. Os melanossomos carregados de melanina (“grão de 
melanina”), movem-se ao longo dos dendritos dos melanócitos e são 
transferidos para queratinócitos da camada espinhosa. Em indivíduos de raça 
branca (caucasóides) vários grãos são reunidos em um único vacúolo do 
queratinócito, sendo posteriormente degradado o pigmento; já nos negróides, 
os grãos de melanina, de maiores dimensões, não são agrupados em um 
vacúolo e não sofrem apreciável degradação. O albinismo é uma doença 
genética autossômica recessiva que se caracteriza pela incapacidade de 
produção de melanina pelos melanócitos, provavelmente por deficiência em 
tirosinase. 
A melanina absorve, com elevada eficiência, as radiações UV do 
espectro solar que atingem a superfície da Terra, constituindo-se, assim, em 
um excelente protetor natural. Adicionalmente, após transferência para as 
 57
células espinhosas, ela localiza-se preferencialmente na porção externa (o 
chamado “lado ensolarado” do núcleo), defendendo o material genético de 
lesões fotoinduzidas. A melanogênese é um dos efeitos do UV mais desejados 
após exposição ao sol, mas a sua obtenção é acompanhada por diversas 
conseqüências nocivas, tais como: eritema, queimadura solar, envelhecimento 
precoce, fotocarcinogênese etc. 
 
 
Protetor ou Filtro Solar 
Na proteção contra o UV são utilizados os protetores solares, cuja 
eficiência costuma ser expressa pelo seu fator de proteção (FPS), e devem 
atender a alguns requisitos básicos: 
- possuírem elevados coeficientes de extinção molar nas regiões do UVA e 
UVB, ou seja, devem eliminar as radiações dotadas de maior atividade 
eritematógena, mas são exatamente estas as mais eficientes na indução da 
melanogênese; 
- não sofrerem fotodecomposição rápida; 
- não serem absorvidos pela pele, nem produzirem reações locais tóxicas ou 
alérgicas; 
- não serem facilmente removidos pela água ou pelo suor. 
 O número do FPS é dependente do tipo de pigmentação da pele e 
características raciais. 
Alguns produtos opacos (bloqueadores solares) ao UV solar têm sido 
usados como protetores solares, especialmente em pessoas com elevada 
fotossensibilidade, como ocorre nos casos de porfirias e de lupus eritematoso. 
O dióxido de titânio, óxido de zinco e outros são utilizados em pastas d’água, e 
eles praticamente eliminam a possibilidade de pigmentação, sendo usados nos 
lábios e nariz. 
 Vale ressaltar, a necessidade de óculos de sol e barracas para a 
complementação da fotoproteção. 
 
 
Fotoquimioterapia: Puvaterapia 
 As psoraleínas (que são furocumarinas) têm sido bastante utilizadas na 
medicina para tratamento de psoríase e de vitiligo, este tratamento é conhecido 
como PUVA ou puvaterapia / fotoquimioterapia. 
 A psoríase é uma doença de pele de etiologia desconhecida, que se 
caracteriza por intensa proliferação dos queratinócitos, da qual resulta a 
formação de placas salientes, ásperas e frequentemente avermelhadas. A 
conduta terapêutica PUVA tem como objetivo diminuir a replicação semi-
conservativa do DNA; esta conduta tem como risco a produção de lesões 
fotoquímicas, danos no globo ocular, reações fotoalérgicas e fototóxicas, e 
indução de neoplasias. 
 O vitiligo,também é de etiologia desconhecida, e se caracteriza pela 
ausência de melanina em algumas zonas da pele (ausência de dendritos 
funcionais nos melanócitos). 
Quase todos os pacientes reagem positivamente à exposição ao UV-A após 
administrações de psoraleínas ou de sua aplicação tópica, embora dezenas ou 
centenas de aplicações sejam necessárias, aumentando os riscos (surgimento 
de câncer). 
 58
Ação Fotodinâmica (AFD) 
 Constitui um tipo de reação de fotossensibilização, na qual o 
sensibilizador passa a um estado eletrônico excitado, normalmente tripleto, 
após o que transfere a energia para o oxigênio; este, no estado excitado, reage 
com o substrato, oxidando-o. Quatro fatores são necessários para que o 
processo se realize: 
a) O sensibilizador: freqüentemente um corante (azul de metileno, 
hematoporfirina etc), que absorve a energia luminosa e a transfere para um 
substrato, ou molécula alvo; 
b) O substrato: se oxida ao receber energia do sensibilizador (ptns, DNA); 
c) O oxigênio: indispensável na maior parte dos processos fotodinâmicos e que 
permite a transferência de energia entre o sensibilizador e a molécula alvo; 
d) A energia luminosa: deve ser absorvida pelo sensibilizador, para que este se 
excite. 
 A AFD pode se processar também em ausência de O2, mas na maioria 
dos casos tem seus efeitos mediados pelo oxigênio e pelo agente 
sensibilizador, que uma vez excitado transfere sua energia para o oxigênio, 
produzindo oxigênio singleto ou mais raramente, o radical superóxido. 
 
 
LUZ (LV) → SENSIBILIZADOR → 
 TRIPLETO (estado eletrônico excitado) TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA 
 
 ↓ 
 
 OXIGÊNIO 
 
 ↓ 
 
 OXIGÊNIO SINGLETO (RL) 
 
 ↓ 
 
 REAÇÃO COM O SUBSTRATO 
 (OXIDAÇÃO) 
 
 
 
 
Fototerapia 
 
 
Fototerapia da Icterícia Neonatal 
 
 59
Fotoalergia e Fototoxicidade 
 
 
 
 60
MECANISMOS CELULARES DE REPARAÇÃO DO DNA 
 
I- A preservação da informação genética 
 O papel biológico desempenhado pelas moléculas de DNA exige que 
elas possuam duas propriedades fundamentais: auto-duplicação e preservação 
da informação genética. Para que o conteúdo informacional do DNA seja 
preservado, e corretamente transmitido, de geração em geração, é 
indispensável que haja fidelidade na replicação semiconservativa e que 
existam mecanismos capazes de reparar modificações estruturais produzidas 
no material genético por agentes físicos ou químicos do meio ambiente. A não 
funcionalidade dos mecanismos de reparação conduz a inativação celular após 
o tratamento com o agente físico ou químico ou, eventualmente, à modificação 
do patrimônio genético, isto é, ao surgimento de mutações. Mas nem sempre 
os mecanismos de reparação atuam corretamente, em alguns casos eles 
podem promover o desaparecimento da lesão, com alteração do conteúdo 
informacional, o que caracteriza a mutagênese indireta. 
 
II- Mecanismos de Reparação 
 
A) Reparações constitutivas: 
 - Fotorreativação 
 - Excisão: este tipo de reparação, provavelmente o mais importante 
mecanismo de eliminação de lesões foto, radio ou quimioinduzidas, admite 
várias vias alternativas, que podem ser classificada em: 
- Excisão de base nitrogenada 
- Excisão de dímeros de pirimidina / Excisão de fragmentos da cadeia 
polinucleotídica 
 - Reparação Pós-Replicativa 
 
B) Reparação indutiva: 
 - Respostas adaptativas 
 - Funções SOS 
 
 61
III - Patologias humanas associadas a deficiência em reparo de DNA 
 Em diversas doenças foi verificada a ocorrência de determinadas 
deficiências nos mecanismos de reparação de lesões produzidas no DNA por 
agentes físicos ou químicos, devidas a erros hereditários na síntese de uma ou 
mais enzimas: 
 
a) Xeroderma pigmentosum (Xeroderma pigmentosa – XP): é uma doença 
autossômica recessiva que se caracteriza por elevada sensibilidade ao sol, 
hiperpigmentação, queratoses e grande incidência de alguns tipos de câncer 
de pele, além de frequentes anomalias imunológicas, degeneração neural e 
retardo no crescimento etc. As células XP não reparam corretamente as 
fotolesões por serem deficientes na endonuclease. Em alguns variantes da 
doença, o reparo por excisão é normal, mas parece haver deficiência na 
reparação pós-replicativa, embora os sinais clínicos sejam análogos. Além 
disto, nas células destes pacientes a quantidade de fotoliase varia de 0 a 40% 
em relação a indivíduos normais, o que contribui para o agravamento da 
doença. As células XP de qualuer tipo são deficientes em atividade catalase. 
Freqüência: 1:250.000 / 1:1 milhão. 
XP Clássico (XPA à XPG) é a forma mais comum da doença, com 75% dos 
doentes apresentando sintomas entre 2-4 anos, decorrentes da exposição ao 
sol. ´No XP variante os sintomas aparecem entre 15-45 anos, com progressão 
lenta e maior expectativa de vida. 
 
b) Progeria ou Síndrome de Hutchinson-Gilford: Doença genética rara, não 
hereditária.; Frequência 1:8 milhões. Falha no gene LMNA (proteína Lamin A) 
– cromossomo 1; estas proteínas participam da manutenção da estrutura do 
envoltório do núcleo. Erro relacionado ao mecanismo de excisão de base 
nitrogenada. 
Processo de envelhecimento acelerado (aproximadamente 7 x a taxa normal). 
Foi proposto que nestes pacientes ocorreria a impossibilidade de reparação de 
lesões provocadas pelas radiações ionizantes, sendo o envelhecimento 
acelerado pelos efeitos deletérios das radiações ambientais, principalmente 
dos raios cósmicos. 
Sintomas: Rosto e mandíbulas pequenos em relação ao tamanho da cabeça; 
Formação atrasada dos dentes; Baixa estatura; Pele enrugada e envelhecida; 
Amplitude limitada de movimentos (rigidez das juntas); Calvície, perda das 
sobrancelhas e cílios; Nariz comprido; Problemas de aterosclerose e 
cardiovasculares generalizados; Alta sensibilidade aos raios X; Causa morte 
devido a problemas cardíacos ou derrame cerebral; Sobrevivi no máximo até a 
adolescência; Níveis elevados de ácido hialurônico na urina; Sem alteração no 
desenvolvimento mental. 
 
c) Síndrome de Werner (WS) ou “progeria do adulto”: Incidência de 1: 1 
milhão. Alteração de um gene no cromossomo 8. Ocorre frequentemente em 
pessoas de origem japonesa e Sardenha. Identificada quando um adolescente 
não tem índices normais de crescimento; Sintomas: Cabelo 
cinzento/embranquiçado ou calvície, Rosto enrugado, Catarata, Voz aguda, 
Osteoporose, Estatura baixa, Fraqueza muscular, Comum quadros de diabetes 
e Incidência de doenças cardíacas e câncer. Sobrevivência até a idade média 
de 47 anos. 
 62
As células WS são sensíveis a H2O2, 4NQO, cisplatina, mitomicina C... e são 
levemente mais sensíveis a radiação gama. 
Grande evidência de deficiência no reparo por recombinação. 
 
d) Ataxia teleangiectásica (AT): doença autossômica recessiva 
caracterizada por distúrbios neurológicos (progressivos) de origem cerebelar 
(falta de coordenação motora, tremores, desordens de palavras etc), dilatação 
permanente dos capilares, arteríolas, vênulas e deficiências imunológicas; 
ocorrendo alto índice de tumores neoplásicos, levando à morte, usualmente 
antes dos 20 anos de idade. A ocorrência desta patologia parece estar 
associadaà grande sensibilidade à radiações ionizantes. 
A incidência é 1:40.000 e apresenta-se sob 4 grupos de complementação. 
 
e) Síndrome de Nijmegen (Nijmegen Breakage Syndrome – NBS): 
desordem genética muito próxima a AT, mas envolve um gene distinto. Os 
pacientes com a síndrome da quebra Nijmegen apresentam imunodeficiência, 
radiossensibilidade e predisposição a câncer, mas não apresentam nem ataxia 
e nem teleangiectasia. 
 
f) Anemia de Fanconi (FA): severas deficiências hematopoiéticas, mal-
formações ósseas, retardo no crescimento e intelectual. Morte na infância ou 
adolescência por leucemia e/ou tumores sólidos. 
As células FA são sensíveis a agentes que formem crosslinks, como os 
quimioterápicos antitumorais mitomicina C e os psoralenos. 
 
g) Síndrome de Bloom (BS): severos retardos no crescimento, eritema 
teleagienctásico nas zonas expostas ao UV solar (na face lesão em forma de 
borboleta) e elevada sensibilidade a esta radiação. As deficiências imunitárias 
e a alta incidência de leucemias / linfomas são, quase sempre, as responsáveis 
pela morte. Muito frequente em judeus Ashkenazins. O erro no mecanismo de 
reparação ainda não foi identificado, suspeita-se deficiência na atividade da 
DNA ligase (reparo de quebras duplas). 
 
h) Síndrome de Cockayne (CS): transmitida hereditariamente, autossômica e 
recessiva. Dividi-se em 5 grupos (CSA á CSE). 
Desenvolvimento normal na infância, seguido de uma parada neste 
desenvolvimento físico e mental, envelhecimento precoce e sensibilidade ao 
UV solar, embora não pareça haver aumento da incidência de neoplasias. As 
células destes pacientes são muito sensíveis ao UV, embora o defeito nos 
mecanismos de reparação ainda não tenha sido identificado (a deficiência é em 
reparo de DNA que esteja sendo ativamente transcrito). 
As pessoas afetadas apresentam nanismo, surdez, pigmentação granulada na 
retina, microcefalia e retardo mental. Com aparência envelhecida e similar à 
figura de um camundongo. 
 
i) Síndrome de Lynch (HNPCC = câncer coloretal hereditário não-polipose: 
Decorrente da deficiência de correção de erros de emparelhamento. É herdada 
de maneira autossômica dominante, 1: 200 indivíduos da população humana. 
 
 63
j) Tricotiodistrofia (TTD): Sob esta designação são incluídas várias síndromes 
que se originam de disfunções neuroectodérmicas, como, por exemplo, as 
síndromes de Sabinas, de Pollit e de Tay. È uma doença autossômica 
recessiva provavelmente transmitida pelo cromossoma X e dividi-se em 3 
grupos (TTD-A, TTD-B e TTD-C). 
Ocorre uma hipoplasia de todos os pelos e dos cabelos que apresentam-se 
secos, curtos e frágeis. Outras anomalias incluem retardo mental, pequeno 
porte, fotossesibilidade, catarata, hipogonadismo, microcefalia e orelhas 
proeminentes. 
Cerca de 50% dos pacientes TTD apresentam células com reparo de DNA 
deficiente, pode ocorrer deficiência na atividade da helicase. 
 
k) Síndrome de Rapadilino: Desordem autossômica recessiva, com grande 
concentração de pacientes na Filândia, cujas principais características clínicas 
são: hipoplasia radial e patelar, fenda palatar, diarréia, juntas deslocadas, baixa 
estatura, má formação dos membros superiores e inferiores, nariz muito fino e 
inteligência normal. 
 
l) Síndrome de Rothmund-Thomson (RTS): doença autossômica recessiva 
rara caracterizada por catarata juvenil, anormalidade de pele, má formação do 
esqueleto, nariz achatado e queixo proeminente, microdentia e grande 
incidência de cáries, envelhecimento precoce e predisposição ao câncer, 
principalmente osteosarcoma. A característica predominante é a poikiloderma 
da face e extremidades (eretemas acompanhados de edemas, algumas vezes 
com bolhas e pruridos). 
 
m) Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA): Esta doença caracteriza-se por uma 
progressiva degeneração neuro-motora. A forma hereditária transmite-se de 
forma autossômica dominante e alguns desses grupos afetados são portadores 
de mutações truncando no gene Cu/Zn SOD. 
 
n) Câncer de mama: Os dois genes mutados nas famílias com indivíduos com 
propensão hereditária a câncer de mama são BRCA1 e BRCA2; seus produtos 
gênicos caracterizados como proteínas envolvidas com reparação de DNA. 
 
 64
Doenças associadas a defeitos de reparação do DNA 
 
Capítulo VII – Mecanismos Celulares de Reparação, em: Radiobiologia e Fotobiologia, Leitão 
e Alcântara Gomes, 2007
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ANEXO: Perguntas. 
 
 
1. Conceitue radiação. 
2. Diferencie radiação de radioisótopo. 
3. Comente sobre as emissões radioativas primárias. 
4. Qual a importância dos diversos tipos de detetores. 
5. Comente sobre as vantagens da dosimetria citogenética. 
6. Explique os efeitos direto e indireto das radiações. 
7. Comente sobre as defesas orgânicas contra as EAO. 
8. Comente sobre os efeitos biológicos e patologias relacionados com o 
excesso de radicais livres. Indique um efeito benéfico dos radicais livres. 
9. Comente detalhadamente sobre as medidas básicas de proteção 
radiológica. 
10. Diferencie irradiação de contaminação radioativa. 
11. Comente sobre os fatores relacionados com a radiossensibilidade. 
12. Qual o significado de DL50(30)? 
13. Cite os radioprodutos e os fotoprodutos do DNA. 
14. Comente sobre o tratamento radioterápico. 
15. Explique o mecanismo de produção de raios X no interior de uma ampola 
de radiodiagnóstico. 
16. Diferencie as maneiras de interação dos raios X com a matéria viva? 
17. Como é formada a imagem radiológica? 
18. Cite os fatores relacionados com a escolha da dose de raios X. 
19. Comente sobre as vantagens e limitações da TC. 
20. Explique a formação da imagem utrassonográfica. 
21. Conceitue e comente sobre a DAR. 
22. Comente sobre os efeitos somáticos tardios das radiações ionizantes. 
23. Cite os principais requisitos básicos de um filtro solar. 
24. Comente sobre os efeitos biológicos, benéficos e maléficos, das radiações 
UV. 
25. Comente sobre a puvaterapia. 
26. Explique sucintamente a importância e o mecanismo de ação da fototerapia 
da icterícia neonatal. 
27. Esquematize a ação fotodinâmica. 
28. Diferencie fotoalergia de fototoxicidade. 
29. Qual a importância dos mecanismos celulares de reparação do DNA? 
30. Cite exemplos de patologias relacionadas à deficiência no mecanismo de 
reparação do DNA. 
 
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	Hipotransparente:
	Músculo, Sangue, Fígado & H2O ( Cinza claro
	Conceito ALARA “As Low As Reasonably Achievable”
	Principais medidas de Proteção Radiológica:
	Partícula beta – alumínio, vidro...
	Raios gama e X – chumbo, ferro, concreto... (materiais de elevado Z)
	Camada semi-redutora (HDL) = espessura do material absorvente capaz de reduzir à metade o feixe de fótons, e conseqüentemente a dose de radiação.
	Contaminação Radioativa X Irradiação
	“Irradiação não contamina, mas contaminação irradia”
	 Descontaminação
	 Gerência de Rejeitos Radioativos
	Licenciamento de Instalações Radioativas
	Rejeitos Radioativos (lixo atômico):
	Principais unidades radiométricas
	Dose equivalente = grandeza que relaciona o dano biológico com as doses de radiação.
	Limites de exposição recomendados (doses permissíveis)
	Categoria
	Princípio
	Mandamento
	Apresse-se, mas não se precipite
	Fique longe da fonte de radiação
	Disperse ou dilua a fonte
	Use o mínimo possível
	Mantenha a radiação dentro
	Mantenha a radiação fora
	Coloque-a fora ou para fora
	Limite o dano
	Escolha a tecnologia mais apropriada
	Não associe riscos