RADIOBIOLOGIA (Radiologia 1)

Prévia do material em texto

1 Brenda Araújo (@brendaraujo____) – Odontologia, UFPE Radiologia 1 
em 
Radiobiologia
A radiobiologia estuda a ação das 
radiações ionizantes (RI) nos tecidos biológicos e 
organismos vivos, sendo extremamente 
importante no entendimento da resposta dos 
tecidos – normais e malignos – à radiação. 
 
HISTÓRICO 
Logo após a descoberta dos raios-X por 
Wilhelm Conrad Roentgen (1), os danos biológicos 
relacionados a eles também começaram a surgir. 
O médico J. Daniels notificou o primeiro efeito 
biológico da radiação ionizante, a queda de 
cabelo de um de seus colegas após a realização 
de uma radiografia do crânio. Emil Grubbé, 
fabricante do tubo de Coolidge, ficou com 
grandes sequelas relacionadas à radiação X. 
1. 2. 
Edmund Kells (2), considerado o mártir da 
radiologia odontológica, realizou inúmeras 
pesquisas clínicas, com a aplicação dos raios -X. 
Como consequência, foi vítima dos efeitos 
biológicos da radiação, sofrendo várias 
queimaduras, amputação de falanges, dedos e a 
mão, fatos que o levaram ao suicídio. 
No Brasil, temos a considerar como 
pioneiro na prática de ensino, o Professor Cyro 
Silva, que implantou a radiologia no currículo 
acadêmico, como disciplina autônoma, por volta 
de 1932, na Faculdade de Farmácia e 
Odontologia de São Paulo. 
FONTES DE RADIAÇÃO 
⇾ Naturais: são os raios cósmicos, provenientes do 
espaço sideral, resultado de explosões solares e 
estelares; e os radionuclídeos, provenientes do 
decaimento radioativo de elementos, como o 
radônio, encontrados no solo, nas rochas, 
nos materiais de construção, na água potável e 
no próprio corpo humano. Cerca de 80% da 
exposição à radiação vem de fontes naturais. 
 
∙ Externas: radiação cósmica e radiação 
terrestre (areais monazíticas) são exemplos de 
radiações naturais externas. A exposição externa 
é resultante de fontes externas ao corpo, 
proveniente dos raios X ou fontes radioativas. 
 
∙ Internas: núcleos ingeridos ou inalados, 
radônio (ar, água, materiais de construção) e 
castanha-do-Pará são exemplos de radiações 
naturais internas. A exposição interna, resulta da 
entrada de material radioativo no organismo por 
inalação, ingestão, ferimentos ou absorção pela 
pele. 
⇾ Artificiais: são fontes não naturais, ou produzidas 
pelo homem, comumente encontradas nos 
cuidados em saúde (radiodiagnóstico, como 
raios-x e tomografia computadorizada, e 
radioterapia) e provenientes de armas e 
acidentes nucleares, de bens e produtos, como 
na geração de energia (usinas nucleares), 
combustíveis, porcelana dental, televisão, relógio 
de pulso, tabaco e detectores de fumaça. 
 
MECANISMOS DE AÇÃO DA RI 
⇾ Efeito direto (1/3 dos danos): ocorre quando os 
fótons de raios-X são absorvidos diretamente pelas 
estruturas importantes do sistema celular, como 
DNA, RNA, proteínas e enzimas. Nesses casos, há a 
quebra direta dessas moléculas, causando 
instabilidade e a formação de radicais livres. 
⇾ Efeito indireto (2/3 dos danos): ocorre quando a 
energia é transferida para uma molécula 
intermediária, é o que acontece com a água 
(interação da radiação com moléculas 
orgânicas), cuja radiólise acarreta a formação de 
produtos altamente reativos – radicais livres, 
principalmente hidrogênio e hidroxila – capazes 
de lesar o DNA. 
 
2 Brenda Araújo (@brendaraujo____) – Odontologia, UFPE Radiologia 1 
 
A imagem acima é um desenho 
esquemático de uma célula. Observa-se uma 
molécula de água que, quando sofre lise, gera 
radicais livres de oxigênio e hidrogênio/hidroxila, 
que forma o peróxido de hidrogênio – substância 
citotóxica que necessita ser degradada. 
DNA 
O DNA é um composto orgânico que 
contém as informações genéticas necessárias 
para produzir proteínas, além de transmitir as 
características hereditárias de cada ser vivo. Sua 
estrutura é de dupla-hélice, estabilizada por 
pontes de hidrogênio entre as bases. 
Normalmente, quando há a quebra de 
uma fita – rompimento unilateral (1) – é possível 
fazer reparo, pois a fita complementar serve de 
matriz para isso, processo realizado por enzimas 
correspondentes. No entanto, quando há 
rompimentos duplos/combinados (2), o reparo 
não é feito ou é feito de maneira incorreta. As 
repercussões possíveis dessa quebra são: 
mutações – alterações na função celular, 
reprodução de forma descontrolada (câncer), 
alterações de caracteres hereditários – ou morte 
celular, sendo, neste caso, o dano ao organismo 
dependente da quantidade de células atingidas. 
 
À nível celular pode ocorrer: alterações 
morfológicas – das organelas, da própria célula, 
da membrana – alterações fisiológicas, alterações 
na permeabilidade celular, desintegração das 
mitocôndrias e do complexo de Golgi. 
CLASSIFICAÇÃO: EFEITOS BIOLÓGICOS DA RI 
Em função da dose e forma de resposta, os 
efeitos biológicos da radiação ionizante são 
classificados em estocásticos e determinísticos; e 
em função do nível de dano, em somáticos e 
genéticos. 
Determinísticos x Estocásticos | Genéticos x Somáticos 
⇾ Efeitos determinísticos: a severidade da lesão 
aumenta com a dose e existe dose limiar, ou seja, 
existe uma dose mínima para que os danos 
comecem a surgir. Esses efeitos causam danos 
letais ao DNA, provocando morte celular e, 
consequentemente, a diminuição da função do 
órgão e tecido. Exemplos: esterilidade, 
xerostomia, catarata e radiodermite. 
 
⇾ Efeitos estocásticos: também, é conhecido 
como efeito probabilístico, pois a probabilidade 
da ocorrência da lesão aumenta com a dose e 
não há dose limiar. Esses efeitos causam danos 
subletais ao DNA, provocando transformações 
celulares e à replicação de células mutadas – 
mutações genéticas. Exemplo: câncer, anomalias 
hereditárias. Neoplasias e efeitos genéticos são 
efeitos estocásticos. 
⇾ Efeitos genéticos: o efeito genético é sofrido 
pela prole do indivíduo exposto. Tomando-se 
como base o exemplo de um paciente exposto à 
radiação na região de gônadas (células 
germinativas), ele não sofrerá com os danos da 
exposição à radiação, mas seus filhos terão 
alterações genéticas, que passarão para as 
gerações futuras – hereditário. 
⇾ Efeitos somáticos: surgem apenas na pessoa 
que sofreu a exposição à radiação, não afetando 
futuras gerações – não hereditário. 
 
∙ Recapitulando: paciente exposto à radiação 
ionizante ⇾ ação direta – quebra das moléculas – 
e ação indireta – efeitos dos radicais livres ⇾ lesões 
bioquímicas ⇾ reparo, mutação ou morte celular. 
 
FATORES QUE INFLUENCIAM OS EFEITOS BIOLÓG. 
⇾ Fatores ligados à radiação 
 
∙ Dose: quanto maior a dose, maiores os 
danos e os efeitos determinísticos, e maior a 
probabilidade de gerar efeitos estocásticos. 
 
∙ Ritmo de aplicação: quanto menor o 
ritmo de aplicação, menores os danos. É 
importante haver esse controle para que as 
 
3 Brenda Araújo (@brendaraujo____) – Odontologia, UFPE Radiologia 1 
células normais possam passar pelo reparo (ex.: 
fracionamento na radioterapia). 
 
∙ Poder de penetração: as radiações 
possuem diferentes poderes de penetração, 
sendo as ionizantes com maior poder de 
penetração do que as outras. 
 
∙ Tamanho da área irradiada: quanto maior 
a área irradiada, maiores as probabilidades de 
haver efeitos biológicos. 
 
∙ Tipo de radiação: a radiação alfa, por 
exemplo, tem um poder de ionização maior do 
que os outros tipos de radiação, possuindo 
maiores chances de gerar efeitos nocivos. Em 
compensação, ela perde energia muito rápido 
tendo, então baixo poder de penetração. 
⇾ Fatores ligados ao organismo 
∙ Espécie: os efeitosda radiação variam 
com a espécie de ser vivo. Seres humanos, por 
exemplo, são constituídos por 70% de água e 
possuem muitas células indiferenciadas, fazendo 
com que sejam mais susceptíveis à radiação do 
que bactérias, que são organismos mais simples. 
 
∙ Idade: quanto mais jovem for o paciente, 
maior é o risco de ele sofrer alterações genéticas 
ao ser exposto aos raios-X. É por isso que se 
aconselha que mulheres em idade fértil realizem 
exames com a proteção necessária da região dos 
órgãos sexuais com um avental de chumbo, pois 
pode haver uma gravidez ainda não conhecida. 
 
∙ Resistência intrínseca: apesar da idade 
ser um fator que influencia na manifestação dos 
efeitos biológicos, em alguns casos, indivíduos da 
mesma idade, sexo e região podem responder de 
forma diferente à exposição à radiação. 
 
∙ Tipo de célula irradiada: alguns tecidos 
são mais sensíveis que outros, como os da medula 
óssea, dos órgãos reprodutores, do tecido 
linfático, das membranas mucosas intestinais, das 
gônadas, do cristalino dos olhos e das células 
responsáveis pelo desenvolvimento em crianças. 
As células da medula óssea, por exemplo, são 
mais sensíveis à radiação do que as células do 
Sistema Nervoso. 
RADIOSSENSIBILIDADE E RADIORRESISTÊNCIA 
⇾ Radiossensibilidade: sensibilidade dos tecidos 
vivos à ação dos raios ionizantes e seus efeitos 
adversos. 
 
⇾ Radiorresistência: nível de radiação ionizante 
que os organismos são capazes de suportar. 
Tribondeau e Bergonie, médicos franceses, 
fizeram um estudo que verificou que o efeito das 
radiações é maior nas células menos 
diferenciados e com grande atividade 
reprodutora. Baseando-se nisso, Ellinger fez uma 
classificação das células de acordo com sua 
radiossensibilidade. Em ordem decrescente, 
temos: linfócitos (mais radiossensíveis) ⇾ 
eritroblastos ⇾ granulócitos ⇾ mieloblastos ⇾ 
células epiteliais ⇾ células endoteliais ⇾ células do 
tecido conjuntivo ⇾ células do tecido ósseo ⇾ 
células do tecido nervoso ⇾ células musculares 
(menos radiossensíveis, ou seja, mais 
radiorresistentes, pois são muito especializadas e 
possuem baixíssima atividade mitótica). 
 
Lei de BERGONIE e TRIBONDEAU 
A sensibilidade das células à radiação é diretamente 
proporcional à sua atividade reprodutora e inversamente 
proporcional ao seu grau de especialização. 
UNIDADES DE MEDIDAS DAS RADIAÇÕES 
As unidades de radiação são unidades de 
medida usadas para exprimir a atividade de um 
radionuclídeo e a dose de radiação ionizante. 
 
AVALIAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RI 
Existem grandes dificuldades no estudo dos 
efeitos biológicos das radiações ionizantes, 
principalmente os efeitos estocásticos (ex.: 
câncer), devido a características fundamentais, 
como o polimorfismo, a inespecificidade e o 
período de latência. 
ESTÁGIOS DOS EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RI 
Os efeitos da radiação ionizante 
geralmente progridem através de quatro estágios: 
o período prodrômico, a fase de latência, a fase 
de manifestações clínicas e a fase de 
recuperação ou morte. 
O período prodrômico ocorre de minutos a 
um dia após a exposição e se manifesta pelo 
surgimento de náuseas, vômitos, anorexia, diarreia 
e mal-estar generalizado. A severidade, a 
duração e o tempo para o estabelecimento da 
sintomatologia estão relacionados com a dose 
absorvida pelo organismo. 
Após a fase prodrômica, normalmente se 
tem um período de latência, que é o tempo 
transcorrido entre a irradiação e o aparecimento 
visível ou detectável dos danos biológicos. Esse 
“atraso” ocorre porque as síndromes subsequentes 
envolvem a incapacidade dos tecidos atingidos 
se regenerarem, ou seja, do tempo de 
regeneração celular típico desses tecidos. A 
duração da fase de latência é dependente da 
radiação exposta. 
 
4 Brenda Araújo (@brendaraujo____) – Odontologia, UFPE Radiologia 1 
∙ Período de latência curto ⇾ efeitos imediatos, 
facilitando o estabelecimento da relação entre o 
dano e a irradiação. 
 
∙ Período de latência longo ⇾ efeitos tardios, 
dificultando o estabelecimento da relação entre 
o dano e a irradiação. 
Os efeitos determinísticos são causados 
por irradiação total ou localizada de um tecido, 
gerando morte celular não compensada pelo 
reparo, com prejuízos detectados no 
funcionamento do tecido ou órgão. 
EFEITOS DETERMINÍSTICOS – RADIAÇÃO TOTAL 
A síndrome aguda da radiação se refere a 
problemas médicos que ocorrem após a 
exposição, em vez daqueles que se desenvolvem 
após um período prolongado. Estes sintomas 
podem ou não ser precedido pelo período 
prodrômico. 
SÍNDROME AGUDA DA RADIAÇÃO 
São necessariamente quadros de síndrome 
aguda da radiação os quadros sindrômicos que 
sejam decorrentes de efeitos determinísticos, no 
qual se tenha ultrapassado o limite de dose. 
Muito se sabe sobre os efeitos 
determinísticos devido aos acidentes e bombas 
nucleares que ocorreram. Por exemplo: sabe-se 
que doses de radiação no corpo todo acima de 
1.5 Gy desencadeiam distúrbios do trato 
gastrointestinal – período prodrômico. 
Clinicamente, a síndrome aguda da 
radiação se divide em três apresentações: 
hematopoiéticas, gastrointestinais e 
neurológica/cardiovascular. 
⇾ Síndrome Hematopoiética 
 
Doses iguais ou superiores a 2 Sv e latência 
de 2 a 3 semanas levam à síndrome 
hematopoiética – síndromes agudas das 
radiações, ou seja: o indivíduo é exposto à dose 
de radiação ≥ 2Sv ⇾ passa pelo período 
prodrômico e por um período de latência de 2 a 3 
semanas ⇾ começa a apresentar sintomas da 
síndrome aguda das radiações, que neste 
exemplo da síndrome hematopoiética, são: 
medula óssea hipoplásica, leucopenia, 
trombocitopenia, petéquias, infecção, septicemia 
e púrpura ⇾ o óbito ocorre em 10-30 dias. 
 
∙ Obs.: a Síndrome Hematopoiética é a única que 
apresenta tratamento contra os efeitos da 
radiação ionizante e o paciente pode sobreviver. 
⇾ Síndrome Gastrointestinal 
 
Doses acima de 7 Sv, com um período de 
latência de 3 a 5 dias – por ser reduzido, faz com 
que o paciente nem chegue a apresentar a 
síndrome hematopoiética, apesar de ser 
acometido por alguns sintomas desta. O óbito 
ocorre em 15 dias. 
Pacientes com essa síndrome apresentam 
necrose e ulceração epitelial do sistema GI, 
infecção, diarreia e septicemia. 
 
⇾ Síndrome do SNC e Cardiovascular 
 
Doses acima de 10 Sv, com um período 
de latência de algumas horas. O óbito ocorre em 
2-3 dias. Nesses casos, o paciente sofre edema 
cerebral, necrose e coma. 
 
EFEITOS DETERMINÍSTICOS – RADIAÇÃO LOCAL 
 
CAVIDADE ORAL 
Xerostomia, perda da gustação, mucosite 
por radiação, cáries por radiação e alterações no 
desenvolvimento dentário são exemplos de 
efeitos na cavidade oral decorrentes da 
exposição à radiação. 
⇾ Cáries por radiação: estão presentes na região 
cervical do dente e são decorrentes do aumento 
da acidez e das alterações na saliva e na flora 
oral. 
 
⇾ Xerostomia: apesar das glândulas salivares 
serem bem especializadas, elas possuem grânulos 
de secreção que fazem com que elas se tornem 
radiossensíveis. O ato de mascar chiclete antes do 
procedimento radioterápico faz com que o 
paciente produza muita saliva e, 
consequentemente, dessalivação e 
degranulação. 
A depender da dose de radiação 
ministrada, o paciente pode ter uma perda ou 
deficiência permanente de saliva (xerostomia 
crônica). 
 
5 Brenda Araújo (@brendaraujo____) – Odontologia, UFPE Radiologia 1 
⇾ Ação da RI na saliva: fica bem viscosa e com o 
pH ácido, fazendo com que haja perturbações na 
flora bucal, nos dentes e na mucosa. 
⇾ Ação da RI no tec. ósseo: pode atuar alterando 
a vascularização e a atividade osteoblástica, 
favorecendoo surgimento e o desenvolvimento 
de infecções. 
⇾ Osteorradionecrose: é uma das mais graves 
complicações da radioterapia utilizada na região 
de cabeça e pescoço. Trata-se de uma doença 
na qual o osso irradiado torna-se desvitalizado e 
exposto através da perda da integridade da pele 
e da mucosa, persistindo sem cicatrização. 
Acomete, na maioria dos casos a mandíbula, 
seguida da maxila. 
 
⇾ Eritema em radiodiagnóstico odontológico: 
Considera-se que a dose eritema seja de 250 R. O 
aparelho radiográfico, numa periapical, emite 
1R/s, sendo a exposição, no caso das periapicais, 
menor que 0,5 s. Desse modo, seriam necessárias 
mais de 500 exposições para o surgimento de 
eritema. 
OUTROS EXEMPLOS 
⇾ Ação da RI nos testículos: 3 Sv causa esterilidade 
temporária e 6 Sv causa esterilidade total. 
⇾ Ação da RI nos ovários: apesar de ser mais 
resistente, apresenta células germinativas mais 
sensíveis. Assim, uma dose de 3 Sv nos ovários é 
responsável pela esterilidade total. 
⇾ Ação da RI no cristalino: pode haver 
opacificação com 0,20 Sv e surgimento de 
catarata com 2 Sv. 
⇾ Ação da RI no embrião: na 1ª e 2ª semanas 
podem ocorrer óbitos pré-natais e anomalias de 
desenvolvimento. Da 2ª até a 9ª semana podem 
ocorrer mutações genéticas, alterações do 
desenvolvimento, retardo mental e manifestações 
crônicas (neoplasias pós-natais, como a 
leucemia). É importante salientar que, durante a 
gestação, o feto não deve acumular a dose de 1 
mSv. Uma radiografia periapical tem uma dose de 
0,002 mSv, porém, apesar de ser abaixo do limite, 
utiliza-se SEMPRE o avental de chumbo. 
EFEITOS ESTOCÁSTICOS 
 
GENÉTICOS 
Todos os efeitos genéticos são 
estocásticos. As alterações ocorrem no gene ou 
nos cromossomos, fazendo com que o efeito 
acometa a prole do indivíduo exposto. Em um 
estudo realizado em ratas foi verificada a 
presença de alterações genéticas até a sétima 
geração. Neste estudo, as doses aplicadas foram 
de 0,5 a 1 Sv. A dose de radiação utilizada para 
uma radiografia periapical ou panorâmica, por 
exemplo, é de 0,000002 Sv. Porém, não há limiar 
abaixo do qual uma dose seja ineficaz como fator 
de alterações genéticas. 
SOMÁTICOS 
Efeitos somáticos são aqueles sofridos pela 
pessoa exposta. O impacto mais comum da 
irradiação é a indução estocástica de câncer 
com um período latente de anos ou décadas 
após a exposição. Como o câncer é o resultado 
primário, às vezes é chamado de efeito 
carcinogênico. 
∙ Obs.: a radiação é um exemplo de um agente 
cancerígeno físico, enquanto os cigarros são um 
exemplo de um agente químico causador de 
câncer. Os vírus são exemplos de agentes 
cancerígenos biológicos. 
 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
∙ As radiações ionizantes são fatores mutagênicos; 
 
6 Brenda Araújo (@brendaraujo____) – Odontologia, UFPE Radiologia 1 
∙ Os efeitos das radiações ionizantes são deletérios; 
∙ A ação mutagênica é cumulativa; 
∙ Os danos crescem linearmente com a dose; 
∙ Não há limiar abaixo do qual uma dose seja 
inócua. 
REFERÊNCIAS 
FENYO-PEREIRA, M. Fundamentos de Odontologia: 
radiologia odontológica e imaginologia, 2013. 
FREITAS, A.; ROSA, J. E.; SOUZA, I. F. Radiologia 
Odontológica, 2000. 
HAITER-NETO, F.; KURITA, L. M.; CAMPOS, P. S. F. 
Diagnóstico por Imagem em Odontologia, 2019. 
LANGLAND, O. E.; LANGLAIS, R. P. Princípios do 
Diagnóstico por Imagem em Odontologia, 2002. 
WHITE, S. C.; PHAROAH, M. J. Radiologia Oral: 
fundamentos e interpretação, 2015.