Radiobiologia: Efeitos da Radiação nos Seres Vivos

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Arísia Galdino
Odontologia
Radiobiologi�
A radiobiologia é o estudo dos efeitos da
radiação ionizante nos seres vivos. Desde
que a mesma poderia ser usada
com uma finalidade terapêutica como uma
fonte potencial geradora de danos.
➔ A ionização inicial, os efeitos diretos e
indiretos e mudanças moleculares
iniciais em moléculas orgânicas
ocorrem em menos de 1 segundo. O
reparo enzimático ou
desenvolvimento de lesões
bioquímicas ocorrem em minutos ou
horas. Os efeitos determinísticos e
estocásticos ocorrem durante uma
escala de tempo de meses, décadas
ou gerações.
Contextualização
No meio físico as radiações podem ser
classificadas como corpulares e
eletromagnéticas. Já no meio biológico ela é
classificada como não ionizante e ionizante.
A radiação ionizante conceitualmente é
hábil em promover o fenômeno da ionização,
ou seja, ao interagir com o meio, promovem
a ejeção de elétrons da órbita do átomo,
radicais livres. Esses radicais livres são
extremamente reativos e têm uma vida muito
curta.
☞Radiação é um termo que remete
propagação de energia pelo espaço.
Química da radiação
A radiação age nos seres vivos por meio de
efeitos diretos e indiretos.
Efeitos nos 10-3 segundos após a radiação
Efeito direto (1/3)
Quando a energia de um fóton ou um elétron
secundário ioniza macromoléculas
biológicas.
Ocorre após absorção da energia da
radiação pelo meio biológico, ejeção de
elétrons e interação direta dos elétrons
ejetados com componentes celulares, como
DNA, proteínas e lipídios, provocando
alterações estruturais e funcionais
Efeito indireto (2/3)
Por outro lado, um fóton pode ser absorvido
pela água em um organismo, ionizando
algumas de suas moléculas de água.
Isso deve-se à interação da radiação e
ejeção de elétrons da água, um dos
principais componentes de nossas células,
levando à produção de radicais livres que
interagem com moléculas biológicas; o
principal radical livre oxidante, resultante da
radiólise da água, é a hidroxila
↳Radiólise é a dissociação de moléculas
por radiação. É a clivagem de uma ou várias
ligações químicas, resultante da exposição a
um fluxo de alta energia.
OH-; H+; HO2; H2O2 (Causa alterações
morfológicas)
Alterações no DNA
● Quebra de um ou ambos os
filamentos de DNA.
- Rompimento unilateral não
causa muitos danos já que a
fita complementar serve de
molde para o reparo
- Rompimento
duplos/combinados ausência
de reparo ou reparo incorreto
Consequências:
→ Mutações:
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- Alterações na função
celular
- Reprodução de
forma descontrolada
(câncer)
- Alterações de
carácter hereditário
→ Morte celular
● Ligação cruzada de filamentos de
DNA dentro da hélice, com outras
fitas de DNA ou com proteínas.
● Mudança ou perda de uma base.
● Ruptura das pontes de hidrogênio
entre os filamentos de DNA
Efeitos biológicos das radiações ionizantes
Somático
Afetam as células somáticas (2n), afeta
somente o indivíduo exposto, não passa as
alterações para as gerações futuras. Pode
ter um efeito de curto ou longo prazo.
Genético
Afetam células gaméticas (n), pode não ser
perceptível no indivíduo exposto, porém pode
passar para seu descendente, pelos seus
gametas.
Determinístico
São efeitos limiares à saúde, diretamente
relacionados à dose de radiação absorvida e
a gravidade do efeito aumenta à medida que
a dose aumenta.
Ex.: Radiodermatite, esterilidade, xerostomia,
catarata, mucosite
- Dano letal ao DNA
- Morte celular
- ↓ função do órgão e tecido
Dose de radiação do corpo acima de 1,5 Gy
(gray)
Distúrbio do trato gastrointestinal
Bombas nucleares
Síndrome hematopoiética
É causada pelos efeitos da radiação sobre a
medula óssea, o baço e os gânglios
linfáticos.
Sintomas após a exposição de 1 ou 6 Gy de
radiação depois 1-6 hrs:
● Perda de apetite
● Letargia
Esses sintomas desaparecem entre 24 e 48
horas depois da exposição e a pessoa
sente-se bem durante uma semana ou
mais.Células produtoras de sangue da
medula óssea, do baço e dos gânglios
linfáticos começam a se degradar e não são
substituídas.
Causa: anemia, dificuldade respiratória,
fadiga, fraqueza, palidez, petéquias, muito
susceptível a infecção, correm mais risco de
câncer.
Síndrome gastrointestinal
efeitos da radiação sobre as células que
revestem o aparelho digestivo. Os enjoos
graves, os vômitos e a diarreia podem
começar em menos de 1 hora depois da
exposição a 6 Gy ou mais de radiação. Os
sintomas podem levar a uma desidratação
grave, mas desaparecem ao fim de 2 dias.
Durante os 4 ou 5 dias seguintes (fase
latente), a pessoa se sente bem, mas as
células que revestem o aparelho digestivo,
que normalmente atuam como uma barreira
protetora, morrem e são expulsas. Depois
desse período, uma diarreia intensa
reaparece, frequentemente sanguinolenta,
provocando mais uma vez a desidratação. As
bactérias do aparelho digestivo podem
invadir o organismo causando infecções
graves. Quem recebe essa quantidade de
radiação padece igualmente da síndrome
hematopoiética, que resulta em sangramento
e infecção e aumenta o risco de morte.
Depois da exposição a 6 Gy ou mais de
radiação, a morte é comum.
síndrome vascular cerebral ocorre quando a
dose total de radiação excede 20 a 30 Gy. As
pessoas manifestam rapidamente confusão,
enjoos, vômitos, diarreia sanguinolenta,
tremores e choque. A fase latente é breve ou
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inexistente. Em apenas algumas horas, a
pressão arterial diminui, acompanhada de
convulsões e coma. A síndrome vascular
cerebral é mortal num período que oscila
entre horas a 1 ou 2 dias.
Estocástico
ocorrem por acaso, geralmente sem um nível
limite de dose. A probabilidade de ocorrência
de efeitos estocásticos é proporcional à
dose, mas a gravidade do efeito é
independente da dose recebida.
Ex.: Câncer, anomalias hereditárias
- Dano subletal
- Mutação genética
- Replicação de células mutadas
Efeitos estocástico genético
Mutações: alteração em gene ou
cromossomos → 0,5- 1 Sv.
Não há limiar abaixo do qual uma
dose seja ineficaz como fator de
alterações genéticas
Efeitos estocástico somático
Fatores que influenciam os efeitos biológicos
1. Ligados a radiação
✓ Dose
✓ Ritmo de aplicação
✓ Poder de Penetração
✓ Tamanho da área irradiada
✓ Tipo de radiação
2. Ligados ao organismo
✓ Espécie
✓ Idade
✓ Resistência Intrínseca
✓ Tipo de célula irradiada
O efeito das radiações é maior em células
menos diferenciadas e em grande atividade
reprodutora.
Ellinger: classificação das células de acordo
com a sua radiossensibilidade
Linfócitos - eritroblastos - granulócitos -
mieloblastos células epiteliais - células
endoteliais - células do tecido conjuntivo -
células do tecido ósseo - células do tecido
nervoso- células musculares
Se há uma dificuldade em avaliar os efeitos
biológicos das radiações ionizantes
principalmente os efeitos estocásticos já que
as neoplasias são derivadas de um conjunto
de fatores (genéticos, ambientais).
Tempo de latência
Gray é a dose de radiação absorvida
Efeito embrionário
1ª e 2ª semana
● Óbitos pré-natais
● Anomalias de desenvolvimento
2ª a 9ª semanas
● Mutações genéticas
● Alterações do desenvolvimento
● Retardo mental
● Manifestações crônica, cm neoplasias
pós natais (leucemia)