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IMAGINOLOGIAIMAGINOLOGIA Im aginologia Tallyson Sarmento Alvarenga Tallyson Sarmento Alvarenga GRUPO SER EDUCACIONAL gente criando o futuro A área da Imaginologia tem sofrido grandes avanços tecnológicos e, assim, vem am- pliando suas aplicações no decorrer da história. O processo contínuo de desenvolvimento da radiogra� a convencional e o desenvol- vimento de modalidades de aquisição de imagens com maior qualidade, como a to- mogra� a computadorizada, mamogra� a e hemodinâmica, têm possibilitado que a Imaginologia se torne um dos campos mais importantes e promissores da Medicina. O vasto conhecimento dos princípios de formação das imagens radiográ� cas, a inte- ração da radiação com a matéria e a produção da radiação são de suma importância, pois permitem a tradução da informação de uma imagem adquirida de maneira que o diagnóstico seja assertivo, o qual pode ser usado no tratamento do paciente. O uso da Imaginologia na Medicina possibilita sua aplicação em todas as especialida- des e subespecialidades. Assim, a utilização das imagens é necessária a todos. Tendo isso em mente, essa disciplina mostrará ao aluno informações relevantes para com- preender os tipos de radiação e a interação das radiações com a matéria, possibilitan- do a familiarização com as normas de segurança do pro� ssional e do paciente. Capa_SER_BIOMED_IMAG.indd 1,3 10/11/2020 11:51:21 © Ser Educacional 2020 Rua Treze de Maio, nº 254, Santo Amaro Recife-PE – CEP 50100-160 *Todos os gráficos, tabelas e esquemas são creditados à autoria, salvo quando indicada a referência. Informamos que é de inteira responsabilidade da autoria a emissão de conceitos. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma sem autorização. A violação dos direitos autorais é crime estabelecido pela Lei n.º 9.610/98 e punido pelo artigo 184 do Código Penal. Imagens de ícones/capa: © Shutterstock Presidente do Conselho de Administração Diretor-presidente Diretoria Executiva de Ensino Diretoria Executiva de Serviços Corporativos Diretoria de Ensino a Distância Autoria Projeto Gráfico e Capa Janguiê Diniz Jânyo Diniz Adriano Azevedo Joaldo Diniz Enzo Moreira Tallyson Sarmento Alvarenga DP Content DADOS DO FORNECEDOR Análise de Qualidade, Edição de Texto, Design Instrucional, Edição de Arte, Diagramação, Design Gráfico e Revisão. SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 2 09/11/2020 16:18:16 Boxes ASSISTA Indicação de filmes, vídeos ou similares que trazem informações comple- mentares ou aprofundadas sobre o conteúdo estudado. CITANDO Dados essenciais e pertinentes sobre a vida de uma determinada pessoa relevante para o estudo do conteúdo abordado. CONTEXTUALIZANDO Dados que retratam onde e quando aconteceu determinado fato; demonstra-se a situação histórica do assunto. CURIOSIDADE Informação que revela algo desconhecido e interessante sobre o assunto tratado. DICA Um detalhe específico da informação, um breve conselho, um alerta, uma informação privilegiada sobre o conteúdo trabalhado. EXEMPLIFICANDO Informação que retrata de forma objetiva determinado assunto. EXPLICANDO Explicação, elucidação sobre uma palavra ou expressão específica da área de conhecimento trabalhada. SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 3 09/11/2020 16:18:16 Unidade 1 - Conceitos sobre as radiações ionizantes Objetivos da unidade ........................................................................................................... 12 Histórico das radiações ionizantes .................................................................................. 13 Origem das radiações ..................................................................................................... 14 Tipos de radiações ionizantes ........................................................................................... 16 Radiação gama ................................................................................................................ 18 Raios X ............................................................................................................................... 19 Interação das radiações eletromagnéticas com a matéria ......................................... 20 Efeito Compton ................................................................................................................. 21 Efeito fotoelétrico ............................................................................................................ 22 Produção de pares e aniquilação ................................................................................. 23 Fatores de qualidade da imagem radiográfica ............................................................... 24 Introdução à radiobiologia ................................................................................................. 25 Conceito e história da radiobiologia ............................................................................ 25 Ciclo celular e os efeitos da radiação a nível celular ............................................... 26 Os efeitos da radiação a nível celular ......................................................................... 29 Sintetizando ........................................................................................................................... 35 Referências bibliográficas ................................................................................................. 36 Sumário SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 4 09/11/2020 16:18:16 Sumário Unidade 2 - Os efeitos das radiações no DNA e nos cromossomos Objetivos da unidade ........................................................................................................... 38 Transferência Linear de Energia (LET) ............................................................................. 39 Os efeitos das radiações no DNA e nos cromossomos ................................................ 41 Os tipos de exposição à radiação ionizante ................................................................... 46 Classificação dos efeitos biológicos ............................................................................... 52 Acidente nuclear de Goiânia ........................................................................................ 53 Sintetizando ........................................................................................................................... 58 Referências bibliográficas ................................................................................................. 59 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 5 09/11/2020 16:18:16 Sumário Unidade 3 - Fundamentos básicos de radioatividade Objetivos da unidade ........................................................................................................... 61 Fundamentos básicos da radioatividade ......................................................................... 62 A natureza das emissões radioativas .......................................................................... 64 Decaimento radioativo ........................................................................................................ 66 Decaimento alfa ............................................................................................................... 67 Decaimento beta ............................................................................................................. 68 Grandezas e unidades ......................................................................................................... 70 Grandezas físicas ............................................................................................................ 71 Grandezas operacionais ................................................................................................ 72 Grandezas de proteção .................................................................................................. 73 Os princípios básicos em proteção radiológica ............................................................75 O princípio de justificação ............................................................................................. 76 O princípio da otimização ............................................................................................... 76 O princípio da aplicação do limite de dose individual ............................................... 77 Cuidados em proteção radiológica ................................................................................... 78 Tempo ................................................................................................................................ 78 Distância ........................................................................................................................... 79 Blindagem ........................................................................................................................ 79 Sintetizando ........................................................................................................................... 80 Referências bibliográficas ................................................................................................. 81 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 6 09/11/2020 16:18:16 Sumário Unidade 4 - Medicina Nuclear Objetivos da unidade ........................................................................................................... 84 Medicina nuclear ................................................................................................................ 85 Radiofármacos ................................................................................................................. 86 Gerador de tecnécio ...................................................................................................... 91 Equipamentos de medicina nuclear ................................................................................ 93 Técnica PET ...................................................................................................................... 94 Equipamento SPECT ........................................................................................................ 97 Equipamento PET ............................................................................................................. 98 Indicações e protocolos para procedimentos em medicina nuclear ........................ 98 Cintilografia óssea ........................................................................................................... 99 Perfusão miocárdica .................................................................................................... 100 Cintilografia pulmonar de ventilação e de perfusão ............................................... 101 Sintetizando ......................................................................................................................... 103 Referências bibliográficas ............................................................................................... 104 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 7 09/11/2020 16:18:16 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 8 09/11/2020 16:18:16 A área da Imaginologia tem sofrido grandes avanços tecnológicos e, assim, vem ampliando suas aplicações no decorrer da história. O processo contínuo de desenvolvimento da radiografi a convencional e o desenvolvimento de modalidades de aquisição de imagens com maior quali- dade, como a tomografi a computadorizada, mamografi a e hemodinâmica, têm possibilitado que a Imaginologia se torne um dos campos mais importantes e promissores da Medicina. O vasto conhecimento dos princípios de formação das imagens radiográfi cas, a interação da radiação com a matéria e a produção da radiação são de suma importância, pois permitem a tradução da informa- ção de uma imagem adquirida de maneira que o diagnóstico seja assertivo, o qual pode ser usado no tratamento do paciente. O uso da Imaginologia na Medicina possibilita sua aplicação em todas as es- pecialidades e subespecialidades. Assim, a utilização das imagens é necessária a todos. Tendo isso em mente, essa disciplina mostrará ao aluno informações relevantes para compreender os tipos de radiação e a interação das radiações com a matéria, possibilitando a familiarização com as normas de segurança do profi ssional e do paciente. IMAGINOLOGIA 9 Apresentação SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 9 09/11/2020 16:18:16 A Deus, aos meus pais, Ruyterbran e Custódia, ao meu irmão, Francisco, à minha esposa, Jeniff er, e à minha fi lha, Helena, com carinho e amor. E ao Dr. Fábio Fernando por todo auxílio prestado. O professor Tallyson Sarmento Alva- renga é doutor e mestre em Ciências na área de Tecnologia Nuclear-Aplicações pelo IPEN/USP (2018) e possui mestrado em Ciências pelo IPEN/USP (2014). Par- ticipa, desde 2019, como colaborador e bolsista de Pós-Doutorado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN/CNEN, é especialista em Gestão Educacional pela Faculdade de Tecnolo- gia da Amazônia (2011) e graduado em Tecnologia em Radiologia pela Faculda- de Nova Unesc (2010). Possui experiên- cia na área acadêmica com as disciplinas de Física das radiações, Equipamentos, Posicionamentos Radiológicos e na pes- quisa na área de Metrologia e Dosime- tria da radiação de nêutrons. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/3685979634548713 IMAGINOLOGIA 10 O autor SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 10 09/11/2020 16:18:19 CONCEITOS SOBRE AS RADIAÇÕES IONIZANTES 1 UNIDADE SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 11 09/11/2020 16:18:37 Objetivos da unidade Tópicos de estudo Entender os principais conceitos a respeito das radiações ionizantes, e os seus diversos tipos; Conhecer os principais mecanismos de interação das radiações ionizantes com a matéria; Compreender o conceito e a história da radiobiologia, e suas principais características. Histórico das radiações ionizantes Origem das radiações Tipos de radiações ionizantes Radiação gama Raios X Interação das radiações eletro- magnéticas com a matéria Efeito Compton Efeito fotoelétrico Produção de pares e aniquilação Fatores de qualidade da imagem radiográfica Introdução à radiobiologia Conceito e história da radio- biologia Ciclo celular e os efeitos da radiação a nível celular Os efeitos da radiação a nível celular IMAGINOLOGIA 12 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 12 09/11/2020 16:18:38 Histórico das radiações ionizantes A descoberta totalmente inesperada dos raios X ocorreu em 8 de novembro de 1985, pelo físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen, que decidiu reproduzir o experimento realizado pelo pesquisador Philipp Lenard, embrulhando totalmente o tubo de Crookes com papel fotográfi co (preto) para visualizar melhor os efeitos dos raios catódicos no laboratório totalmente escuro. Por acaso, a alguns metros de distância do tubo, havia uma placa revestida com platinocianeto de bário, material fl uorescente sobre a mesa, que fl uorescia fracamente quando o tubo era ligado, mesmo estando distante. Percebeu-se que a intensidade desse brilho (fl uorescência) aumentava quando a placa se aproxima- va do tubo. Logo, Röntgen percebeu que havia descoberto um tipo de radiação. CURIOSIDADE Por seus trabalhos, Röentgen foi laureado com o Prêmio Nobel de Física no ano de 1901. Poucos dias após a descoberta dos raios X, foram realizadas investigações extremamente rigorosas, observando o poder de penetração e absorção deles em diferentes tipos de materiais. As- sim, no fi nal de 1985, Röntgen relatou seus resultados experimentais para a comunidade científi ca. No ano de 1986, produziu e publicou a primeira imagem de raio-X, que era da mão da sua esposa Anna Bertha (Figura 1). Após um ano da descoberta de Röntgen, o fenômeno da radioativida- de foi descrito pelo pesquisador Antoi- ne Henri Becquerel, que colocou fi lmes radiográfi cos em uma gaveta junto aos sais de urânio. Depois de revelados os fi lmes fotográfi cos, ele percebeu queforam sensibilizados pela radiação. Figura 1. Radiografi a da mão da Anna Bertha Ludwig. Fonte: OKUNO; YOSHIMURA, 2010, p. 37. IMAGINOLOGIA 13 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 13 09/11/2020 16:18:40 Assim, ele compreendeu que essa radiação foi emitida pelos sais de urânio de forma espontânea. Após a descoberta desse fenômeno, chamado de radioatividade, que ocor- re devido à liberação da energia de um átomo espontaneamente, foram realizadas experiências semelhantes, utilizando diferentes materiais. Em julho de 1983, Marie Curie e Pierre Curie, seu marido, anunciaram a descoberta de um novo elemento radioativo retirado da ura- tina, ao qual chamaram de polônio e, em de- zembro de 1898, o casal Curie anunciou a des- coberta de outro elemento radioativo, o rádio. Origem das radiações A radiação pode ser defi nida como a propagação de energia no espaço por meio de partículas em movimento, que são caracterizadas por sua frequência ou comprimento de onda. As radiações são provenientes de diferentes fontes, sendo divididas em io- nizantes e não ionizantes. As ionizan- tes também são divididas em naturais e artifi ciais, sendo que as naturais são provenientes do espaço (radiação cós- mica) e de elementos instáveis encon- trados na crosta terrestre e no núcleo, tais como o potássio-40, urânio-238 e tório-232, e as radiações artifi ciais, produzidas pelo homem, geralmente são utilizadas nas aplicações médi- cas para diagnóstico por imagem, tais como a radiologia convencional, tomo- grafi a computadorizada e medicina nuclear. As radiações eletromagnéticas são classifi cadas em ionizantes e não ioni- zantes, dentro de uma ampla faixa de frequência, denominada espectro eletro- magnético, conforme mostra a Figura 2. IMAGINOLOGIA 14 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 14 09/11/2020 16:18:47 Do ponto de vista físico, as radiações ionizantes e não ionizantes, ao inte- ragirem com um determinado material, podem provocar a excitação e a ioni- zação. O processo de ionização é a interação na qual os elétrons são ejetados dos orbitais pelas radiações, tendo como resultado elétrons livres. A excitação é a interação na qual os elétrons são apenas deslocados de seus orbitais, mas quando retornam aos orbitais de origem, emitem a energia em forma de luz. Tipo de radiação Microondas Construções Núcleo atômicoProtozoários Moléculas Átomos Agulha Abelha Humanos Infravermelho Luz visível Ultravioleta Raio-X Ondas de rádio Raios gama 103 10-2 10-5 10-8 10-50 10-120.5 x 10-4 Comprimento da onda (m) Escala de aproximação do comprimento da onda Frequência (Hz) Fóton Fóton Fóton Excitação Ionização Íon Elétron livre Figura 2. Espectro eletromagnético. Fonte: Adobe Stock. Acesso em: 09/09/2020. Figura 3. Ionização (acima) e excitação (abaixo). Fonte: TAUHATA et al., 2003, p. 78. (Adaptado). IMAGINOLOGIA 15 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 15 09/11/2020 16:18:51 Radiação não ionizante A radiação é dita não ionizante quando possui energia sufi ciente apenas para excitar os elétrons do átomo, sem provocar a alteração da estrutura da matéria. Nessa situação, o elétron não será ejetado, mas poderá ganhar ener- gia e se deslocar para uma camada mais energética. Os principais exemplos desse tipo de radiação são: microondas, luz visível, sinais de rádio e televisão. Radiação ionizante A radiação é denominada como ionizante quando, ao interagir com deter- minado meio, transfere energia sufi ciente aos elétrons para ejetá-los do átomo e mudar a estrutura da matéria. Os principais exemplos desse tipo de radiação são: radiação-X, radiação gama e radiação beta. Tipos de radiações ionizantes As radiações são produzidas por processos de ajustes que ocorrerem nas camadas eletrônicas, núcleo ou por meio da interação de partículas com o átomo. Elas são divididas em: corpuscular e eletromagnética. Nas radiações corpusculares, a energia se propaga por meio de partículas subatômicas, como prótons, elétrons e nêutrons, os quais possuem alta velo- cidade. Algumas partículas são provenientes dos processos de fi ssão e outras do processo de desintegração nuclear. Os principais exemplos desse tipo de radiação são a beta e a alfa. As partículas alfa (radiação alfa) são núcleos de hélio (He) formados por dois prótons e dois nêutrons com bastante energia cinética, que podem variar de 3,0 MeV a 7 MeV. Esse tipo de radiação é emitida por núcleos instáveis, que possuem uma elevada massa atômica, tal como tório e urânio. As radiações alfa (α) possuem baixo poder de penetração, mas uma alta dose de ionização. Assim, as exposições externas são inofensivas, pois não são capazes de atravessar a camada mais externa da pele. Contudo, quando são inaladas ou ingeridas por mecanismos de contaminação acidental ou natural, provocam sérios danos aos siste- mas respiratório e digestivo. IMAGINOLOGIA 16 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 16 09/11/2020 16:18:51 α Eα Eβ EI β Figura 4. Emissão de uma partícula (α) por um núcleo. Fonte: TAUHATA et al., 2003, p. 24. Figura 5. Emissão de uma partícula beta por um núcleo. Fonte: TAUHATA et al., 2003, p. 19. As partículas beta são elétrons (β-) ou pósitrons (β+) emitidos pelo núcleo com o objetivo de adquirir estabilidade, possuindo pequeno poder de pene- tração e depende diretamente da sua energia. Assim, ao interagir com o te- cido humano, consegue atravessar alguns milímetros, podendo ser utilizada principalmente no tratamento de câncer de pele. IMAGINOLOGIA 17 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 17 09/11/2020 16:18:51 Em relação às radiações eletromagnéticas, a energia é propagada em forma de ondas, que viajam em uma mesma velocidade e diferem somente em relação ao comprimento. Essas radiações possuem como características principais a pro- pagação, que ocorre independentemente da existência do meio, e ausência de massa. Os principais exemplos desse tipo de radiação são os raios gama e raios X. Radiação gama Os raios gama são ondas eletromagnéticas muito penetrantes, pois pos- suem alta frequência e são emitidos pelos núcleos atômicos com excesso de energia, ou seja, quando estão excitados. Esse tipo de radiação é bastante pe- rigosa, uma vez que são ondas com altas energias, capazes de danifi car ou até destruir as moléculas que compõem as células, podendo resultar em mutações genéticas ou até em morte. A radiação gama é bastante utilizada em radiotera- pia e aplicações industriais. γ Eγ Figura 6. Emissão da radiação gama pelo núcleo. Fonte: TAUHATA et al., 2003, p. 24. ASSISTA O acidente radiológico de Goiânia foi o mais grave epi- sódio de contaminação por isótopo Césio-137 (emissor de radiação gama) ocorrido no Brasil e o maior acidente do mundo, não levando em consideração os que ocorreram nas usinas nucleares. No vídeo Césio 137: maior acidente radioativo do Brasil completa 32 anos, é possível saber mais sobre o assunto. IMAGINOLOGIA 18 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 18 09/11/2020 16:18:52 Raios X Os raios X são também considerados ondas eletromagnéticas, ou seja, pos- suem as mesmas características da radiação gama, diferindo apenas em relação a sua origem, uma vez que a radiação gama é oriunda de dentro do núcleo e os raios X são oriundos da interação com elétrons orbitais dos átomos do alvo. Os raios X utilizados nas aplicações médicas são, em sua maioria, produzi- dos por tubos de vidro em vácuo que possuem um fi lamento (cátodo) e um alvo metálico (ânodo). Ao aplicar uma tensão no fi lamento de tungstênio (cátodo), é produzida uma corrente elétrica que gera elétrons por emissão termiônica. Esses elétrons são acelerados fortemente por meio da diferença de potencial elétrico (DDP) até atingirem o alvo metálico (ânodo), também composto por tungstênio. O resultado disso é a emissão de dois tipos de raios X: o caracterís- tico e de freamento (bremsstrahlung). Raios X de freamento (bremsstrahlung) A radiação de freamento, tambémconhecida como bremsstrahlung, é pro- duzida quando um elétron dotado de alta energia cinética consegue transitar próximo ao núcleo ou na eletrosfera do átomo-alvo. No entanto, esses elétrons atraídos sofrem um desvio da sua trajetória original, resultando na perda de parte de sua energia na forma de raios X, que possuem um espectro contínuo de energia, conforme mostra a Figura 7. Elétrons projetados Raios X de freamento de energia alta Raios X de freamento de energia baixa e- e- Figura 7. Raios X de freamento. Fonte: BUSHONG, 2010, p. 314. IMAGINOLOGIA 19 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 19 09/11/2020 16:18:52 Raios X característicos O processo de produção de raios X característicos ocorre quando um elé- tron acelerado (emitido) interage com elétrons presentes nas camadas orbitais mais internas do átomo-alvo. Essa interação resulta na retirada de um elétron da camada K, processo chamado de ionização, criando uma vacância temporária e deixando esse áto- mo altamente instável. A estabilidade desse átomo é adquirida por meio da transição de um elétron de uma camada mais externa para essa vacância, con- forme mostra a Figura 8. Elétron ionizado da camada K Elétron projetado Raios X característicos Figura 8. Raios X característicos. Fonte: BUSHONG, 2010, p. 311. Interação das radiações eletromagnéticas com a matéria A interação das radiações eletromagnéticas (fótons) com a matéria, no in- tervalo de energia que inclui as radiações gama e os raios X (freamento e característico), vai depender de uma série de fatores, tais como energia da radiação incidente, número atômico, densidade e espessura. No entanto, em algumas situações, a radiação pode atravessar distâncias consideráveis na matéria sem modifi cá-la e sem se modifi car. OBJETOS DE APRENDIZAGEM Clique aqui IMAGINOLOGIA 20 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 20 09/11/2020 16:18:52 Os principais processos de interação são o efeito compton, efeito fotoelé- trico, espalhamento coerente, produção de pares e aniquilação. Veremos cada um desses processos com mais detalhes a seguir. Efeito Compton O efeito Compton é caracterizado quando um fóton interage com um elé- tron fracamente ligado ao átomo (livre) com o objetivo de promover o deslo- camento desse elétron, situado nas camadas mais externas da eletrosfera. A energia não transferida deixa o átomo na forma de um fóton, que possui uma energia menor do que o fóton incidente. Dessa forma, o fóton continua a se propagar após a interação com a matéria, seguindo uma direção totalmente diferente da inicial. Dois fatores são responsáveis por determinar a quantidade de energia que permanece no fóton emergente: energia inicial do fóton incidente, e o ângulo de desvio. Efeito ComptonEγ E’γ Ee Figura 9. Efeito Compton. Fonte: TAUHATA et al., 2003, p. 82. Em relação às mudanças, é possível dizer que o efeito Compton promove a ionização do átomo no meio, faz com que o fóton perca energia e mude de direção na radiação incidente. Por fi m, a radiação ionizante produzida possui elétron rápido, fóton com menor energia e mais espalhado. IMAGINOLOGIA 21 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 21 09/11/2020 16:18:52 Efeito fotoelétrico Esse efeito é caracterizado pela transferência total da energia da radiação a um único elétron orbital. Para isso, o fóton deve fornecer energia sufi ciente ao elétron para romper a atração eletrostática exercida pelo núcleo, ejetando-o do átomo na forma de um fotoelétron. Nesta interação, após a transferência dessa energia, o fóton desaparece e o átomo é ionizado. O efeito fotoelétrico proporciona a formação de imagens radiográfi cas com elevado contraste, ou seja, com ótima qualidade. Entretanto, por ionizar o meio- -alvo, resulta no aumento da quantidade de radiação absorvida pelo corpo. Ec Efeito fotoelétrico Eγ Figura 10. Efeito Fotoelétrico. Fonte: TAUHATA et al., 2003, p. 79. Em relação às consequências do efeito fotoelétrico, é possível dizer que, para o meio, ocorre a ionização e excitação do átomo; o que muda na radiação inci- dente é que o fóton é absorvido e, por fi m, a radiação ionizante produzida fi ca com elétrons rápidos e raios X característicos. IMAGINOLOGIA 22 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 22 09/11/2020 16:18:52 Produção de pares e aniquilação O processo de produção de pares se caracteriza quando um fóton de alta energia, maior do que 1,022 MeV, colide com o núcleo atômico, cedendo toda sua energia para o núcleo e dando origem a duas partículas: o elétron (e-), de carga negativa, e o pósitron (e+), de carga positiva, cada um com energia de 511 keV. Nesta interação, essas partículas se afastam em sentidos opostos com grande velocidade, impossibilitando sua recombinação e, consequentemente, fazendo com que elas possam sofrer aniquilação. No processo de aniquilação de pósitrons, a massa é convertida em energia. Nesse sentido, é possível observar que não é necessária a presença de um material para que ocorra a interação, enquanto a produção de pares requer essa condição. Ec Formação de pares Ey Ec e- e+ Figura 11. Produção de pares. Fonte: TAUHATA et al., 2003, p. 84. Em relação à produção de pares, as consequências para o meio e para a radiação são recuo do núcleo, aniquilação do pósitron e absorção do fóton. As radiações liberadas em consequência da intera- ção são: elétron e pósitron rápidos e raios X de aniquilação. OBJETOS DE APRENDIZAGEM Clique aqui IMAGINOLOGIA 23 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 23 09/11/2020 16:18:52 Fatores de qualidade da imagem radiográfica A qualidade da imagem radiográfi ca se refere à fi delidade com que a es- trutura estudada apresenta na imagem. Uma imagem radiográfi ca de alta qualidade deve apresentar alto contraste e nitidez, garantindo o bem-estar do paciente. Os principais fatores que estão diretamente ligados à qualidade da imagem, podendo afetá-la de maneira direta ou indireta, são densidade, con- traste, distorção e resolução espacial. A densidade radiográfi ca, que também pode ser chamada de densidade óp- tica, é defi nida como o grau de enegre- cimento de uma imagem radiográfi ca. Assim, quando uma radiografi a apre- senta uma densidade alta (maior grau de enegrecimento), menos luz é trans- mitida pela imagem. O principal fator responsável por controlar a densidade é o mAs (quantidade de elétrons pro- duzidos no cátodo), que controla a densidade da imagem radiográfi ca por meio da duração da exposição e a quantidade de raios X emitidos. O contraste em uma imagem radiográfi ca é a diferença de densidades entre as áreas adjacentes de uma imagem, ou seja, variação na densidade. Assim, quando essa diferença se apresentar grande, o contraste será alto, e quando essa diferença for pequena, o contraste será baixo. O fator responsável pelo contraste é a alta tensão (kV), que controla a energia e, desse modo, a penetra- ção do feixe primário de raios X. A distorção é defi nida como a representação equivocada do formato ou tamanho do objeto registrado em uma imagem radiográfi ca, produzindo, as- sim, uma representação errônea do objeto. Por isso, é impossível obter uma imagem radiográfi ca com as dimensões exatas da estrutura que está sendo radiografada. Isso ocorre devido a três condições: • espessura do objeto; • posição do objeto; • forma do objeto. IMAGINOLOGIA 24 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 24 09/11/2020 16:19:01 O quarto e o último fator é a resolução espacial, que também é conhecida como a nitidez da imagem. Ela é defi nida como delimitação mensurável dos de- talhes das estruturas anatômicas em uma radiografi a. Essa nitidez dos detalhes pode ser demonstrada observando as linhas estruturais e as bordas das estru- turas e tecido. A ausência de detalhes é descrita como ausência de ni- tidez ou borramento da imagem. Os principais fatores responsáveis por provocar falta de nitidez em uma imagem radiográfi casão o posicionamento, algum movimento do paciente e o ponto focal – a utiliza- ção de um menor ponto focal resultará em um menor borramento, ou seja, em uma imagem mais nítida. Introdução à radiobiologia Ao falarmos em radiação, pensamos imediatamente em acidentes nuclea- res, bombas atômicas e efeitos deletérios provocados no organismo. Nesse sentido, é importante responder às seguintes perguntas: o que a radiação pro- voca no organismo humano? Por que ela pode ser deletéria? Para responder a tais questionamentos, estudaremos os princípios da ra- diobiologia e as principais teorias de interação, efeito e consequências para os organismos. Conceito e história da radiobiologia A radiobiologia surgiu como ciência que se dedica a estudar os efeitos da radiação no organismo humano com o objetivo de contribuir com a utilização da radiação de forma mais segura e efi ciente nas diversas aplicações. Suas pesquisas relacionam os fatores “dose absorvida” e “resposta biológi- ca” para prever os efeitos de determinada dose , quantifi cando e qualifi cando respostas controladas ou acidentais da exposição à radiação. Desde a produção da primeira radiografi a, realizada pelo físico inglês Wi- lhelm Conrad Röntgen com o auxílio do professor de anatomia Rudolf Albert von Kölliker, em 1895, muito se tem estudado sobre os efeitos da radiação com a matéria, sobretudo a matéria constituinte dos seres vivos. OBJETOS DE APRENDIZAGEM Clique aqui IMAGINOLOGIA 25 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 25 09/11/2020 16:19:01 O primeiro cientista a constatar o efeito deletério da radiação foi Antoine Henri Becquerel, quando, inadvertidamente, levou consigo em seu bolso uma amostra de rádio e percebeu a formação de eritemas na pele duas semanas depois do ocorrido. Depois disso, houve a formação de úlceras que demora- ram muitos meses para serem curadas. Pierre Curie repetiu tal feito em 1901, no próprio antebraço. Desta forma, a partir do início do século XX, os estudos dentro da radiobiologia começaram. Ciclo celular e os efeitos da radiação a nível celular Os efeitos das radiações estão relacionados diretamente à interação destas com a menor unidade viva formadora dos organismos, a célula. Estima-se a exis- tência de aproximadamente 10 milhões de espécies diferentes de seres vivos no nosso planeta, cada qual com suas particularidades, características e meca- nismos de adaptações, passados geração após geração por hereditariedade, fa- zendo com que todos compartilhem estruturas celulares semelhantes. Tudo que tem vida é constituído de célula. Sendo assim, a morte inicia da mesma forma: com uma célula, ou um grupo de células, que começa a apresentar defeitos. Todas as células são formadas de moléculas, como aminoácidos, nucleotí- deos, ácidos graxos e carboidratos, que são constituídos de átomos. Os princi- pais átomos existentes nos organismos estão apresentados no Quadro 1. Composição atômica dos organismos vivos 60,0% Hidrogênio 25,7% Oxigênio 10,7% Carbono 2,4% Nitrogênio 0,2% Cálcio 0,1% Fósforo 0,1% Enxofre 0,8% Outros QUADRO 1. COMPOSIÇÃO ATÔMICA DAS MOLÉCULAS NOS ORGANISMOS IMAGINOLOGIA 26 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 26 09/11/2020 16:19:01 O conjunto de moléculas dá origem às biomoléculas, constituídas de vá- rias unidades de monômeros, como proteínas, ácidos nucleicos (DNA e RNA), lipídeos e polissacarídeos. O conjunto de biomoléculas dá origem às células, a primeira unidade viva. O conjunto de células dá origem aos tecidos, como o tecido muscular, conjuntivo e nervoso. O conjunto de tecidos, por sua vez, dá origem aos órgãos, como coração, peritônio e cérebro. O conjunto de órgãos dá origem aos sistemas, como o sistema nervoso, sistema locomotor e sistema respiratório. E o conjunto de sistemas dá origem ao organismo. Célula Nível 4 Nível 3 Nível 2 Nível 1 Cromatina Proteína Nucleotídeos Aminoácidos Açúcares Celulose DNA Membrana plasmática Parede celular Organelas Macromoléculas Unidades monoméricas Figura 12. Hierarquia de estruturas celulares de monómeros até a célula. Fonte: NELSON; COX, 2014, p. 11. De acordo com o dogma central da biologia, “estrutura indica função”. Em outras palavras, cada biomolécula está relacionada a uma específica e particu- lar função, que se relaciona com sua estrutura e é determinada pela informa- ção contida no DNA. O DNA se apresenta como uma dupla hélice e é constituído de nucleotídeos pareados em ordem específica. As proteínas são arranjos de aminoácidos do- brados e apresentam funções estruturais e funcionais nas células. Polímeros de açúcares são formados por monômeros individuais específicos com funções energéticas e estruturais. E todas essas propriedades são determinadas pela informação contida no DNA, que podemos definir como o centro de comando IMAGINOLOGIA 27 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 27 09/11/2020 16:19:04 da célula. Caso tenha problemas com o centro de comando, toda a célula está comprometida, ela pode perder sua função, perder a propriedade de se dividir ou ser estimulada a se dividir em excesso e até mesmo morrer. Qualquer um desses efeitos é prejudicial para o organismo. Replicação Transcrição Tradução Transcrição reversa DNA DNA PROTEÍNA Figura 13. DNA é transcrito em RNA e traduzido em proteína. As proteínas expressas em uma célula determinam a sua função e regulação. Fonte: Shutterstock. Acesso em: 11/09/2020. Uma das características mais importantes das células é a capacidade de replicação em cópias idênticas. Esse processo é chamado de divisão celular. A divisão celular (citocinese) faz parte do chamado ciclo celular, composto por três fases principais: crescimento, desenvolvimento e divisão da célula. Na mitose, processo no qual uma célula se divide em duas células idênticas com o mesmo número de cromossomos, há cinco subfases: prófase, prome- táfase, metáfase, anáfase e telófase. No processo da meiose, são produzidos os gametas haploides e o princípio da divisão obedece ao mesmo padrão. A parte do ciclo celular entre os eventos mitóticos é conhecida como intérfase, que corresponde ao período de crescimento, desenvolvimento ou dormência da célula. No que diz respeito ao ciclo celular, há quatro fases, conhecidas como M, G1, S e G2. A fase G1 corresponde ao momento no qual a célula cresce e se desen- volve. A fase S é a fase de preparação para a mitose ou meiose, caracterizada pela síntese e duplicação do material genético, necessária tanto para a mitose como para a meiose. Na fase G2, que ocorre imediatamente após a fase S, a célula cresce e se prepara para entrar na fase de divisão celular, que é a fase M. IMAGINOLOGIA 28 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 28 09/11/2020 16:19:04 No fi nal do processo, a mitose produz duas células idênticas diploides, enquan- to na meiose ocorre a produção de quatro células haploides. Além disso, den- tro da fase G1, a célula pode entrar na fase G0, em que a célula entra em um período de “dormência” e não é estimulada a ativar funções replicativas. O ciclo celular tem uma particularidade interessante: ele apresenta pontos de controle que verifi cam a estabilidade do DNA e o microambiente, pois, para a correta divisão celular, o DNA precisa estar íntegro e o microambiente precisa ser favorável para produzir células saudáveis. Caso contrário, as recém-cria- das células podem ser inviáveis ou se apresentar como uma ameaça para o organismo, tornando-se malignas e dando origem a neoplasmas. Esses pontos de checagem estão na transição da fase G2/M, transição metáfase/anáfase e transição G2/S. Os efeitos da radiação a nível celular O DNA, por ser uma molécula com uma das funções mais importantes para a célula, é particularmente sensível à radiação e sua quebra é a principal causa dos efeitos biológicos da radiação. Esse mesmo princípio se repete nas demais classes de biomoléculas, como lipídeos, proteínas e polímeros de açúcares,que também podem ter estruturas modifi cadas pela radiação. Todas as formas de radiação, sejam elas raios X e gama ou partículas car- regadas, se estiverem em contato com material biológico, podem interagir de maneira direta ou indireta com a matéria. Na interação direta da radiação, os átomos que constituem as biomo- léculas são ionizados e/ou excitados, ligações químicas são rompidas ou modifi cadas e ocorrem alterações na estrutura da molécula, o que leva a mudanças em suas estruturas polimé- ricas e funções dentro da célula ou no microambiente celular. Esse efeito é comum em incidência de nêutrons e partículas alfa. IMAGINOLOGIA 29 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 29 09/11/2020 16:19:10 A interação indireta da radiação se dá quando a radiação interage com outros átomos ou molécu- las na célula que não fazem parte de sua estru- tura, como as moléculas de água. Essa interação produz espécies reativas de oxigênio que se es- palham rapidamente e interagem com biomolécu- las, promovendo mudanças em ligações químicas e, consequentemente, mudanças estruturais e funcionais. Espécies reativas do oxigênio são átomos ou moléculas com os elétrons de- semparelhados, essas moléculas são associadas com alta instabilidade e rea- ções químicas deletérias. Considerando que quase 80% da célula é água, o efei- to indireto da radiação é considerável, principalmente com os raios X e gama. Veja o exemplo a seguir: H2O → H2O+ + e- A molécula de água perde um elétron e se torna um íon radical (H2O+). Essa molécula tem um elétron desemparelhado e é instável, com uma meia-vida de 10-10 s, que reage com outra molécula de água e se transforma no altamente reativo radical hidróxido (HO*): H2O+ + H2O → H3O+ + OH* O radical hidróxido é extremamente reativo e reage com biomoléculas pró- ximas, como o DNA, provocando alte- ração em sua estrutura de dupla héli- ce, quebra de ligações e rompimentos de nucleotídeos, modificando toda a cadeia de informação e funcionamen- to normal do DNA e da célula. Estima- -se, de acordo com Hall e Giaccia, no livro Radiobiology for the radiologist, publicado em 2012, que cerca de dois terços das modificações que os raios X provocam em células de mamíferos ocorrem devido ao radical hidróxido. As sequências de eventos provocados por um fóton incidente e os efeitos biológicos podem ser resumidas no esquema demonstrado pelo Diagrama 1. IMAGINOLOGIA 30 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 30 09/11/2020 16:19:19 DIAGRAMA 1. SEQUÊNCIAS DE EVENTOS PROVOCADOS POR UM FÓTON Os efeitos biológicos provocados pela radiação direta ou indireta, desde o rompimento das ligações químicas de moléculas até os primeiros sintomas clínicos, podem ser verificados em horas, dias, semanas, anos ou gerações, dependendo da dose absorvida. Se o efeito for morte celular, os sin- tomas podem parecer em horas ou dias. Se os efeitos forem oncogênicos, os sintomas podem demorar até 40 anos para aparecer. Por fim, se os efeitos forem em células germinativas, podem aparecer na próxima geração como problemas hereditários. DICA Quando os efeitos da radiação se manifestam no próprio indivíduo, são chamados de efeitos somáticos. Quando se manifestam em sua descen- dência, são chamados de efeitos genéticos. Fótons de raios X incidentes Espécies reativas do oxigênio Mudanças químicas provocadas por quebras de ligações em biomoléculas Efeitos biológicos Íon radical Elétrons rápidos (e-) IMAGINOLOGIA 31 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 31 09/11/2020 16:19:19 Os principais sintomas imediatos da radiação são: • náuseas e vômitos, que ocorrem poucas horas após a exposição; • sensação de fadiga em pacientes que recebem dose em regiões com grandes volumes; • sonolência, efeito verificado em horas após a irradiação do crânio; • edema e eritema agudo, inflamação e rompimentos de vasos, verificado em exposições locais. As células desenvolveram uma série de mecanismos protetores contra agen- tes genotóxicos como a radiação, dentre eles existem os mecanismos de reparo do DNA, morte celular programada e a expressão de enzimas antioxidantes que regulam os efeitos deletérios. Além disso, os efeitos biológicos da radiação dependem da dose e do tempo de exposição. Em doses elevadas que ultrapassam a dose limiar ou dose sub- letal da capacidade de recuperação tecidual, os efeitos são agudos e rápidos, independentes do tecido. Por outro lado, doses abaixo do limiar de recuperação tecidual provocam efeitos diferentes, dependendo das propriedades das células e dos tecidos. Dessa forma, a sensibilidade do tecido à radiação depende de al- guns fatores: 1. A sensibilidade celular inerente de determinado grupo de células; 2. A cinética do tecido (sua capacidade de regeneração); 3. O tipo de organização celular no tecido. Em tecidos com uma regeneração rápida, as alterações biológicas se tornam evidentes de forma mais rápida, podendo ocorrer nos tecidos como epitélio in- testinal e medula óssea, cujos efeitos são vistos em horas. Os efeitos na pele e mucosas, por sua vez, são observados dentro de alguns dias. Por outro lado, nos tecidos que se dividem pouco, os efeitos biológicos podem demorar a aparecer. Outro fator importante é o nível de diferenciação do tecido. Em células-tronco (células precursoras de tecidos), os efeitos provocados pelas radiações são maio- res devido à alta capacidade de divisão. As células diferenciadas, que se dividem raramente, não apresentam sérios efeitos biológicos da radiação. Essa descoberta foi primeiramente demonstrada por Bergonie e Tribondeau em 1906, momento no qual eles verificaram que a maior “radiossensibilidade” está relacionada à menor diferenciação, alta capacidade proliferativa e alta velocidade de proliferação. Essa relação é conhecida como Lei de Bergonie e Tribondeau. IMAGINOLOGIA 32 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 32 09/11/2020 16:19:19 Radiossensibilidade Tipo de células Alta Linfócitos Espermatogônia Eritroblastos Células da cripta intestinal Intermediária Células endoteliais Osteoblastos Espermatídeos Fibroblastos Baixa Células musculares Células neurais Radiossensibilidade Tecidos ou órgãos Efeitos Alta (200 – 1000 rad) Tecido linfático Atrofia Medula óssea Hipoplasia Gônadas Atrofia Intermediária (1000 – 5000 rad) Pele Eritema Trato gastrointestinal Úlcera Córnea Catarata Osso em crescimento Interrupção do crescimento Rins Nefrosclerose Fígado Ascite Tireoide Atrofia Baixa (> 5000 rad) Músculos Fibrose Cérebro Necrose Coluna vertebral Transecção QUADRO 2. RELAÇÃO ENTRE RADIOSSENSIBILIDADE, CÉLULAS E TECIDOS Fonte: BUSHONG, 2010, pp. 1305-1306. (Adaptado). IMAGINOLOGIA 33 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 33 09/11/2020 16:19:19 No Quadro 3, é possível verificar algumas profissões em que esses efeitos são mais comuns. Os profissionais dessas profissões têm um limite de dose contro- lada e exposição. No entanto, nem sempre foi assim e hoje podemos verificar os efeitos biológicos nesses exemplos. Partes desses dados podem ser verificados também em pessoas expostas a acidentes nucleares. População Efeito Radiologistas americanos Leucemia, redução do tempo de vida Sobreviventes da bomba atômica Doenças malignas Vítimas de acidente nuclear (p. ex., Chernobyl) Letalidade aguda Moradores das Ilhas Marshall Câncer da tireoide Trabalhadores em minas de urânio Câncer de pulmão Pintores de relógio (com tinta de rádio) Câncer ósseo Pacientes tratados com I131 Câncer da tireoide Crianças submetidas a tratamento de hipertrofia do timo Câncer da tireoide Crianças da Bielorrússia (pela circulação de ventos vindos de Chernobyl) Câncer da tireoide Pacientes com espondilite anquilosante Leucemia Pacientes submetidos a estudos de contraste de tório Câncer de fígado Irradiação do útero Doença maligna na infância Condenados voluntários Infertilidade Trabalhadores de cíclotron Catarata QUADRO 3. PRINCIPAIS PROFISSÕESE ACIDENTES RELACIONADOS A EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES Fonte: BUSHONG, 2010, p. 1018. IMAGINOLOGIA 34 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 34 09/11/2020 16:19:19 Sintetizando Nesta unidade, foram apresentados os conceitos básicos sobre as radiações, que podem ser classificadas como ionizantes, quando interagem com átomo transferindo energia suficiente para ejetá-lo, e não ionizantes, quando possuem energia suficiente para apenas excitar os elétrons. O processo de produção das radiações ionizantes ocorre por meio do ajuste nas camadas eletrônicas, que podem ser divididas quanto à sua natureza corpuscular, energia que se propaga por meio de partícula, e as eletromagnéticas, energia propagada em forma de ondas eletromagnéticas. A radiação ionizante mais utilizada na área da imaginologia são os raios X, que são considerados ondas eletromagnéticas oriundos da interação com os elétrons orbitais dos átomos do alvo. Nessa interação, podem ser gerados dois tipos de raios X: os característicos e os de freamento (bremsstrahlung). A interação das radiações eletromagnéticas com a matéria vai depender da energia da radiação incidente, densidade e espessura no material que está sen- do irradiado. Os principais processos de interação são os efeitos Compton, fo- toelétrico, espalhamento coerente, produção de pares e aniquilação. A radiobiologia tem o objetivo de estudar os principais efeitos da interação das radiações no organismo humano, sendo possível desenvolver métodos para utilização das radiações ionizantes de uma forma mais segura e eficaz. Os efei- tos das radiações estão relacionados com a interação delas com as células, que é a unidade viva formadora dos organismos. Nesse sentido, o DNA possui as funções mais importantes para a célula, mas é muito sensível à radiação e sua quebra é a principal causa dos efeitos biológicos da radiação. IMAGINOLOGIA 35 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 35 09/11/2020 16:19:19 Referências bibliográficas ALBERTS, B. Molecular biology of the cell. Nova York: Garland Science, 2002. BIASOLI, J. A. M. Técnicas radiográficas: princípios físicos, anatomia básica, po- sicionamento. Rio de Janeiro: Rubio, 2006. BUSHONG, S. C. Ciência Radiológica para Tecnólogos. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010. CASTRO JÚNIOR, A. Introdução à radiologia. São Paulo: Rideel, 2006. CÉSIO 137: maior acidente radioativo do Brasil completa 32 anos.. Postado por tvbrasil. (3 min. 48 s.). color. son. port. Disponível em: <https://www.youtube. com/watch?v=12x0zNkBwEc>. Acesso em: 11 set. 2020. DIMENSTEIN, R.; GHILARDI, N. T. Bases físicas e tecnológicas aplicadas aos raios x. 2. ed. São Paulo: Editora SENAC, 2002. GARCIA, E. A. C. Biofísica. Säo Paulo: Sarvier, 2005. HALL, E. J.; GIACCIA, A. J. Radiobiology for the radiologist. 7. ed. Nova York: Williams & Wilkins, 2012. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2014. NÓBREGA, A. I. Tecnologia radiológica e diagnóstico por imagem. 7. ed. São Caetano do Sul: Difusão, 2018. OKUNO, E.; CALDAS, L. 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IMAGINOLOGIA 36 SER_BIOMED_IMAG_UNID1.indd 36 09/11/2020 16:19:19 OS EFEITOS DAS RADIAÇÕES NO DNA E NOS CROMOSSOMOS 2 UNIDADE SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 37 10/11/2020 10:28:50 Objetivos da unidade Tópicos de estudo Entender o conceito de transferência linear de energia; Conhecer os principais efeitos das radiações no DNA e nos cromossomos; Compreender a classificação dos efeitos biológicos em relação à dose, tempo de manifestação e nível orgânico atingido; Entender de que forma ocorreu o acidente nuclear de Goiânia. Transferência Linear de Energia (LET) Os efeitos das radiações no DNA e nos cromossomos Os tipos de exposição à radiação ionizante Classificação dos efeitos biológicos Acidente nuclear de Goiânia IMAGINOLOGIA 38 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 38 10/11/2020 10:28:50 Transferência Linear de Energia (LET) Quando a radiação interage com um material biológico, as ionizações e excitações de átomos não ocorrem de maneira aleatória e descoordenada, mas tendem a ser localizadas ao longo de trajetórias de partículas carregadas individualmente em um padrão que depende do tipo de radiação envolvida. Por exemplo, fótons de raio-X dão origem a elétrons rápidos, partículas carregadas com massa muito baixa; neutros, por sua vez, originam prótons lentos, partículas carregadas com uma massa 2.000 vezes maior do que elé- trons. Partículas alfa possuem a carga de dois elétrons, sendo quatro vezes mais pesadas do que um próton. A taxa carga/massa da partícula alfa difere do elétron por um fator na ordem de 8.000. É por este motivo que a ordem de ionização da matéria produzida por essas radiações varia enormemente. O experimento da Figura 1 é uma eletromicrografi a de células de fígado humano. Os pontos brancos foram gerados por uma simulação computacional de eventos de ionização. A trajetória track inferior representa elétrons de baixa energia (5 KeV) e baixa ionização, comuns em exames diagnósticos de raios-X. A segunda trajetória representa elétrons produzidos com 1 MeV por raios-X de fonte de Cobalto-60, com uma capacidade de ionização um pouco maior do que os raios-X. Para determinada partícula, a densidade de ionização diminui à medida que a energia aumenta. A terceira trajetória representa um próton (500 KeV) produzido pela fi ssão de um nêu- tron em um reator nuclear. Uma trajetória de ioniza- ção mais densa é produzida. A última trajetória de ionização é de um próton com 10 MeV, que pode ser produzido por nêutrons de alta energia, utiliza- dos em radioterapia. IMAGINOLOGIA 39 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 39 10/11/2020 10:28:52 Figura 1. Variação de densidade de ionização com diferentes tipos de radiação. Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 105. O conceito de transferência linear de energia (Linear Energy Transfer - LET) é a energia transferida por unidade de distância em uma trajetória. A unidade especial do LET é o KeV/µm em uma determinada densidade de material. Os LETs das formas de radiação são calculados por dois métodos principais, a mé- dia de trajetória (track average) e média de energia (energy average). O Quadro 1 analisa os LETs dos diferentes tipos de radiação. Valores típicos de Transferência Linear de Energia (LET) Radiação Transferência Linear de Energia (LET) em (KeV/µm) Raios γ de Cobalto-60 0,2 Raios X 250 Kev 2,0 Prótons 10 MeV 4,7 Prótons 150 MeV 0,5 Partículas α 2,5 MeV 166 Íons de Fe 2 GeV 1000 Em termos gerais, o valor do LET é inversamente proporcional à distância percor- rida e diretamente proporcional à energia, o que indica que quanto maior a trans- ferência linear de energia, maior a energia em KeV e menor a distância percorrida. QUADRO 1. TIPOS DE RADIAÇÃO E SEUS DIFERENTES LETS Raios γ de Cobalto-60Raios γ de Cobalto-60Raios γ de Cobalto-60 Raios X 250 Kev Raios γ de Cobalto-60 Raios X 250 Kev Raios γ de Cobalto-60 Raios X 250 Kev Prótons 10 MeV Raios γ de Cobalto-60 Raios X 250 Kev Prótons 10 MeV Prótons 150 MeV Partículas α 2,5 MeV Raios γ de Cobalto-60 Raios X 250 Kev Prótons 10 MeV Prótons 150 MeV Partículas α 2,5 MeV Prótons10 MeV Prótons 150 MeV Partículas α 2,5 MeV Íons de Fe 2 GeV Prótons 10 MeV Prótons 150 MeV Partículas α 2,5 MeV Íons de Fe 2 GeV Prótons 150 MeV Partículas α 2,5 MeV Íons de Fe 2 GeV Partículas α 2,5 MeV Íons de Fe 2 GeV Partículas α 2,5 MeV Íons de Fe 2 GeV 0,20,2 2,0 4,7 0,5 166 10001000 Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 106. (Adaptado). IMAGINOLOGIA 40 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 40 10/11/2020 10:28:53 Os efeitos das radiações no DNA e nos cromossomos As diversas evidências na área da radiobiologia sugerem que o DNA é o principal alvo dos efeitos biológicos das radiações ionizantes, que incluem morte celular, carcinogêneses e mutações. Todos esses efeitos começam com a quebra da molécula do DNA. O DNA é uma molécula conhecida como ácido desoxirribonucleico, que é longa, com estrutura de dupla hélice. Cada hélice é unida a outra por pontes de hidrogênio. A “espinha dorsal” das hélices é constituída por variações de quatro nucleotídeos (também chamadas de bases), que são moléculas constituídas de um açúcar, uma base nitrogenada e um fosfato. Esses nucleotídeos pertencem a dois grupos, os nucleotídeos de pirimidina com anéis simples; timina e citosina, e os nucleotídeos de purina, com anéis duplos, adenina e guanina (Figura 2). Cada fi ta simples de nucleotídeo é constituída dessas estruturas conectadas por ligações fosfodiéster com o carbono 3 da próxima base. Cada base de piri- midina se liga complementarmente com uma base de purina, especifi camente; adenina pareia com timina, com duas pontes de hidrogênio, e guanina pareia com citosina, com três pontes de hidrogênio (Figuras 3 e 4). ADENINA GUANINA N N N C C NH H H NH2 C C C N N N C C NH2N H H O C C C CITOSINA TIMINA C C C C O H H H H NH2 N N CH3 C C C C O H H H O N N H C C C C O H H H O N N URACIL Figura 2. Bases nitrogenadas de nucleotídeos. Fonte: BORDONI, 2011. IMAGINOLOGIA 41 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 41 10/11/2020 10:28:53 Adenina 5º terminal 5º terminal Citosina Guanina 3º terminal 3º terminal Timina Esqueleto de fosfato- desoxirribose Figura 3. Pareamento de bases do DNA. Fonte: Wikimedia Commons. Acesso em: 05/10/2020. Figura 4. Dupla hélice helicoidal de DNA com representação de átomos. Fonte: Wikimedia Commons. Acesso em: 01/10/2020. Hidrogênio Nitrogênio Fósforo Pirimidina Su lco m ai or Su lco m en or Purina T C A G Carbono Oxigênio IMAGINOLOGIA 42 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 42 10/11/2020 10:28:55 As fitas duplas de DNA estão distribuídas no núcleo por proteínas chama- das histonas, que organizam a condensação da molécula. À medida que o DNA se torna cada vez mais condensado, são formadas estruturas chamadas nucleossomos e cromátides, e, por fim, originam os cromossomos em seu úl- timo estágio de condensação. Eles são formados por uma estrutura central chamada centrômero e uma região terminal chamada telômero, que confere estabilidade à estrutura. Em células em divisão, o DNA aparece na forma de cromossomos pareados, esse é o melhor momento para visualizar o perfil em estudos de citogenética. Podem ocorrer diversos tipos de lesões no DNA provocadas por radiação, a grande maioria podendo ser reparada pelos mecanismos das células. A dose de radiação que caracteriza a média de um evento letal por célula em que 37% desta ainda se mantém viável é chamada de D0. Para células de mamíferos, o D0 de um raio-X está entre 1 e 2 Gy. O número de lesões no DNA imediatamente detectado após uma determinada dose é: • Danos na base > 1000. • Quebra de fita simples (Single-strand breaks SSBs), reação de baixo LET, 1000. • Quebra de fita dupla (Double-strand breaks DSBs), reação de alto LET, 40. Os danos em nucleotídeos do DNA podem ocorrer de três diferentes maneiras: • Formação de sítios apúricos ou apirimídicos: ocorre quando a radiação interage com a ribose ou qualquer outra parte do nucleotídeo. • Efeitos sobre purinas: ataque de espécies reativas do oxigênio à adenina e guaninas com rompimento das ligações C-8 e C-9 do anel imidazólico. • Efeito sobre pirimidinas: espécie reativa de oxigênio que pode atuar em timina e citosina, provocando a produção de peróxidos, devido às duplas liga- ções nos átomos C-5 e C-6. A degradação desses peróxidos leva à formação de pirimidina-glicol e fragmentos de ureia que interagem com o DNA. Se a célula for irradiada com uma modesta dose de raios-X, muitas quebras na fita simples podem acontecer. Na estrutura natural do DNA, os SSBs não produzem efeitos biológicos importantes, como a morte celu- lar, porque esse efeito é facilmente corrigido pelo mecanismo de reparo, que utiliza a fita comple- mentar como molde. Se o reparo é incorreto, ocorre IMAGINOLOGIA 43 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 43 10/11/2020 10:28:55 a formação de mutações, repetidas em todas as células-filhas a partir de então. Se ambas as fitas da dupla hélice são rompidas individualmente, o DNA é que- brado e as partes são separadas, mas, novamente, o reparo ocorre rapidamen- te, pois as duas partes são corrigidas separadamente pela fita complementar. Em contraste, quando a quebra do DNA acontece nas duas fitas da dupla hé- lice em posições opostas e complementares, pode levar a DSBs, resultando na clivagem da cromatina em duas ou mais partes. DSBs são as lesões mais impor- tantes provocadas pela radiação na estrutura dos cromossomos. A produção de dois DSBs em uma mesma célula pode provocar morte celular, carcinogênese e mutações. As DSBs podem ocorrer em regiões diretamente opostas ou diferentes. G C G C G C G C G C G C A A A A A A A A T T T T T T T T T C C C C C C T T T T T T T T T G G G G G G A A A A B C D A A A A G C AC T T G A A G C A A T T TG A Figura 5. A. Representação bidimensional da hélice de DNA. B. Quebra de DNA em fita única (SSBs). C. Quebra de dupla fita em diferentes posições. D. Quebra em dupla fita em posições diretamente opostas (DSBs). Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 13. Além de promover rupturas no DNA, a radiação ionizante pode provocar os chamados cross linking, reações anormais. Essas reações de ligações podem acontecer entre partes de uma mesma molécula (DNA-DNA), entre duas fitas complementares de DNA ou moléculas diferentes (DNA-proteína). Esse tipo de reação altera a disposição dos nucleotídeos no DNA, provocando modificações genéticas e efeitos biológicos. IMAGINOLOGIA 44 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 44 10/11/2020 10:28:55 Tanto os efeitos diretos como os indiretos da radiação podem produzir al- terações na estrutura do DNA. No caso dos efeitos indiretos, o pesquisador Jorhn Ward descreveu a teoria de “sítios de danos locais múltiplos” ou lesões aglomeradas para explicar os efeitos das radiações raio-X e fótons γ no DNA. Ele descreve a dimensão da distância das espécies reativas de oxigênio (radi- cais hidróxidos) e sua influência sobre o DNA. Os chamados Apur (cerca de três pares de íons com 100 eV), por exemplo, têm um diâmetro de 4 nm e influência em cerca de um conjunto de 20 pb (pares de bases), com diâmetro de 2 nm. Enquanto isso, os chamados Blob (cerca de 12 pares de íons com 100-500 eV) têm 7 nm e influência sobre mais pares de bases, o que provoca alterações maiores na estrutura de DNA, geralmente DSBs (HALL, GIACCIA, 2012). Figura 6. Ilustração de teoria de “sítios de danos locais múltiplos” provocado por efeitos indiretos da radiação. Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 14. (Adaptado). A morte celular provocada por radiação não se relaciona frequentemente com danos SSBs, mas apresenta melhor relação com DSBs. Células expostas a peróxido de hidrogênio, por exemplo, sofre muito com SSBs, mas apresenta uma alta resistência a concentrações desses radicais. Por outro lado, as células com defeito de reparo contra DSBs são extremamente sensíveis à radiação. Os DSBs provocam a formaçãode cromossomos aberrantes, que não con- seguem formar homólogos e parear na divisão celular. A Figura 7 é uma fluores- cência in situ de uma célula em metáfase, que recebeu uma radiação de 4 Gy, na qual os cromossomos aberrantes são evidenciados por setas. Por estes motivos, os DSBs são os piores efeitos biológicos provocados por radiações ionizantes. 2 nm SPUR 4 nm de diâmetro 3 pares de íons BLOB 7 nm de diâmetro 12 pares de íons OH’ OH’ OH’ OH’ OH’ OH’ OH’ OH’OH’ OH’ OH’ OH’ OH’ OH’ OH’ eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq eaq IMAGINOLOGIA 45 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 45 10/11/2020 10:28:55 Figura 7. Fluorescência de célula que recebeu 4 Gy de radiação. Os cromossomos aberrantes estão indicados com setas. Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 31. Os tipos de exposição à radiação ionizante As radiações ionizantes que ocorrem por efeito direto e indireto também são capazes de alterar proteínas, modifi cando estruturas de aminoácidos. As proteínas podem ser desativadas por modifi cações estruturais por meio do rompimento de ligações químicas importantes. Entre os aminoácidos mais sen- síveis à radiação ionizante temos o triptofano, cistina, cisteína, fenilalamina e tirosina. A radiação também é capaz de converter um aminoácido em outro. Etapas de produção dos efeitos biológicos da radiação Os efeitos somáticos provocados pelas radiações ionizantes podem ser classifi cados em: • Efeitos imediatos: ocorrem em um período de dois meses após a irradiação. • Efeitos tardios: ocorrem após dois meses depois da irradiação. Além dos efeitos imediatos e tardios, existe a síndrome aguda da radiação. Essa síndrome ocorre quando a dose absorvida pelo organismo é muito alta, na ordem de centenas e milhares de rads. As principais informações sobre esta síndrome vêm de estudos experimentais com animais de laboratório, protocolos de radioterapia, acidentes nucleares como Chernobyl, estudos com os sobrevi- ventes de Hiroshima e Nagasaki, a exposição de Marshallese em 1954 etc. IMAGINOLOGIA 46 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 46 10/11/2020 10:28:56 Nesta síndrome, os pacientes apresentam os seguintes sintomas: • Manifestações gastrointestinais: náuseas, vômito, hemorragia digestiva, anorexia, diarreia etc.; • Febre, apatia, astênicos, sudorese e cefaleia. Nos casos em que a dose absorvi- da está na ordem de dezenas de mi- lhares de rads, centenas de Gy, a ra- diação pode levar à morte em poucas horas, devido às estruturas das molé- culas afetadas, que são vitais para a homeostasia do organismo. A síndro- me aguda da radiação é um quadro de sintomatologia grave, e sua gravidade depende da dose absorvida, tecidos e órgãos afetados, presença de radios- sensibilizadores no organismo e a bio- logia do organismo. Pacientes que sofreram algum acidente nuclear e foram expostos a uma dose na ordem de 10.000 rads (100 Gy) apresentam desorientação temporal e espacial, convulsões e falta de coordenação motora. A morte pode ocorrer em horas ou até dois dias após a radiação. A causa da morte em doses altas de radiação pode acontecer pelos seguin- tes motivos: • Síndrome cerebrovascular: caracterizada por parada cardiovascular e neurológica (doses de 100 Gy, morte em horas até dois dias); • Síndrome gastrointestinal: atividade de 5 – 12Gy, morte entre nove e dez dias, sintomas como diarreia e destruição de mucosas gastrointestinais; • Síndrome hematopoiética: baixa dose, 2,5 - 5Gy, a morte ocorre em algumas semanas ou meses e seus efeitos biológicos ocorrem principalmente em tecidos hema- topoiéticos, como medula óssea. A diferença das formas de morte provocadas pela radiação acontece em função do tempo de ex- posição e da dose absorvida. IMAGINOLOGIA 47 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 47 10/11/2020 10:28:58 A letalidade precoce da radiação, também conhecida como síndro- me da radiação prodromal, ocorre quando o paciente morre semanas depois da exposição a uma certa dose de radiação. Logo após a expo- sição, os primeiros sintomas apare- cem e permanecem por um tempo determinado. Esses sintomas po- dem se repetir por alguns dias. Os sintomas da síndrome pro- dromal da radiação são divididos em dois principais grupos, gas- trointestinal e neuromuscular: • Os sintomas gastrointestinais são: anorexia, diarreia, náusea, vômito, cólicas intestinais, sali- vação, desidratação e perda de peso. • Os sintomas neuromusculares incluem: fa- diga, apatia, sudorese, febre, dor de cabeça e hipotensão. Figura 8. Etapas da síndrome água da radiação em função do tempo versus exposição à radiação. Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 115. (Adaptado). Síndrome aguda da radiação Ex po siç ão d a ra di aç ão Tempo Síndrome prodromal Manifestação de doenças Período de latência Recuperação ou morte IMAGINOLOGIA 48 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 48 10/11/2020 10:28:59 Sintomas da síndrome prodromal Neuromuscular Gastrointestinal Fadiga Anorexia ______ Náusea ______ Vômito Sintomas adicionais verifi cados após uma dose supraletal Febre Diarreia imediata Hipotensão ______ QUADRO 2. SINTOMAS RECORRENTES NA FASE DE SÍNDROME PRODROMAL FebreFebre HipotensãoHipotensãoHipotensãoHipotensão Diarreia imediataDiarreia imediataDiarreia imediataDiarreia imediata ______ Diarreia imediata ______ Fadiga Fadiga ____________ ____________ AnorexiaAnorexia Náusea Anorexia Náusea Vômito Náusea VômitoVômito Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 115. (Adaptado). O estudo de irradiação total do corpo tem sido realizado em dife- rentes espécies. A dose letal (LD50) tem sido verificada desde camun- dongos até humanos. Em humanos, os dados vêm de experimentos mi- litares de 1950 e 1960, com pacien- tes vítimas da detonação da bomba nuclear em Hiroshima e Nagasaki e A fase prodromal é seguida pelo estágio latente após o fi nal dos efeitos gastrointestinais e neuromusculares. Nesse estágio, estes sintomas desapa- recem e o paciente se sente bem por um período, que pode se estender de horas até semanas. A duração do estágio de latência é inversamente propor- cional à dose de exposição. A ausência da fase de latência, passando direta- mente para a doença, indica uma fase alta de exposição. O diagnóstico da síndrome aguda da radiação se dá por meio de altera- ções hematopoiéticas na fase prodromal, com a redução de leucócitos, que já fi cam alterados com uma exposição de 0,5 Gy. Essas células são extremamen- te sensíveis, sendo os melhores parâmetros para verifi car exposição a doses baixas de radiação. Os ensaios de dosimetria e verifi cação de cromossomos aberrantes de linfócitos (citogenética) também são frequentemente realiza- dos. A menor dose de exposição que pode ser medida por ensaios citogenéti- cos é de 0,2 Gy de raios-X ou γ. IMAGINOLOGIA 49 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 49 10/11/2020 10:29:00 Espécies Massa corporal (Kg) LD50 (Gy) Dose de resgate por Kg x 10-8 Concentração relativa de células tronco hematopoiéticas Camundongo 0,025 7 2 10 Rato 0,2 6,75 3 6,7 Macaco Rhesus 2,8 5,25 7,5 7,3 Cachorro 12 3,7 17,5 1,1 Humano 70 4 20 1 TABELA 1. RELAÇÃO ENTRE LD50 DE DIFERENTES ESPÉCIES, MASSA CORPORAL E CONCENTRAÇÃO RELATIVA DE CÉLULAS TRONCO HEMATOPOIÉTICAS Fonte: HALL; GIACCIA, 2012, p. 121. (Adaptado). A Agência Nacional de Energia Atômica (International Atomic Energy Agency – IAEA) e a Organização Mundial de Saúde (World Health Organi- zation – WHO) produziram um documento intitulado Diagnóstico e Tra- tamento de Leões da Radiação (Diagnosis and Treatment of Ra- diation Injuries). Nos Quadros 3 e 4, resumimos as principais características desse documento. O Quadro 3 se refere à síndrome prodromal, en- quanto o Quadro 5 se refere à fase crítica poste- rior. Em geral, os sintomas aparecem desde uma exposição de 1 Gy, com pouco efeito biológico, e, a partir de 8 Gy, com 100% de letalidade. ASSISTA O acidente nuclear de Chernobyl,ocorrido entre 25 e 26 de abril de 1986 ao norte da atual Ucrânia, é con- siderado o pior desastre nuclear da história, tendo atingido o patamar mais elevado na Escala Internacio- nal de Acidentes Nucleares. Para entender mais sobre os efeitos da radiação no corpo humano e como esse acidente mudou os rumos do estudo da energia nucle- ar no mundo, assista à série Chernobyl (2019). do acidente de Chernobyl. A Tabela 1 analisa os valores de LD50 de várias espécies, desde o camundongo até humanos, e sua relação entre massa corporal e números de células necessárias para transplantes de medula óssea para tratar os efeitos hematopoiéticos da radiação. CamundongoCamundongoCamundongo Macaco Rhesus Camundongo Rato Macaco Rhesus Camundongo Rato Macaco Rhesus Cachorro Macaco Rhesus Cachorro Macaco Rhesus Cachorro Humano 0,025 Humano 0,025 0,2 Humano 2,82,8 7 12 6,75 70 6,75 5,255,25 3,7 2 4 3 7,5 17,5 20 10 6,76,7 7,37,3 1,1 1 IMAGINOLOGIA 50 SER_BIOMED_IMAG_UNID2.indd 50 10/11/2020 10:29:00 FASE LATENTE (SÍNDROME PRODROMAL) DA SÍNDROME AGUDA DA RADIAÇÃO Grau de síndrome aguda da radiação e dose aproximada de exposição aguda te todo o corpo (Gy) Leve (1 – 2 Gy) Moderado (2 – 4 Gy) Severo (4 – 6 Gy) Altamente severo (6 – Gy) Letal (> 8 Gy) Linfócitos (G/L) 3 – 6 dias 0,8 – 1,5 0,5 – 0,8 0,3 – 0,5 0,1 – 0,3 0,0 – 0,1 Granulócitos (G/L) > 2,0 1,5 – 2,0 1,0 – 1,5 ≤ 0,5 ≤ 0,1 Diarreia Não Não Raramente Aparece nos dias 6– 9 Aparece nos dias 4 – 5 Depilação Não Moderado, começando no dia 15 ou mais tardiamente Moderado ou completo a partir dos dias 11 – 21 Completo e antecipado a partir do dia 11 Completo e antecipado a partir do dia 10 Período de latência (dias) 21 – 35 18 – 28 8 – 18 7 ou menos Não Resposta médica Sem necessidade de hospitalização Hospitalização recomentada Hospitalização necessária Hospitalização urgentemente necessária Tratamento apenas sintomático FASE CRÍTICA DA SINDROME AGUDA DA RADIAÇÃO Grau de síndrome aguda da radiação e dose aproximada de exposição em todo o corpo (Gy) Leve (1 – 2 Gy) Moderado (2 – 4 Gy) Severo (4 – 6 Gy) Altamente severo (6 – 8 Gy) Letal (> 8Gy) Início dos sintomas > 30 dias 18 – 28 dias 8 – 18 dias < 7 dias < 3 dias Linfócitos (G/L) 0,8 – 1,5 0,5 – 0,8 0,3 – 0,5 0,1 – 0,3 0,0 – 0,1 Plaquetas (G/L) 60 – 10010% – 25% 30 – 60 25% – 40% 25 – 35 40% – 80% 15 – 25 60% – 80% < 20 80% – 100%a Manifestações clínicas Fadiga, fraqueza Febre, infecção, sangramento, fraqueza, depilação Febre alta, infecção, sangramento, depilação Febre alta, diarreia, vômito, tontura e desorientação, hipertensão Febre alta, diarreia, inconsciência Letalidade (%) 0 0 – 50 iniciando em 6 – 8 semanas 20 – 70 iniciando em 4 – 8 semanas 50 – 100 iniciando em 1 – 2 semanas 100 em 1 – 2 semanas Resposta médica Profi láctica Tratamento profi láctico especial nos dias 14 – 20; isolação nos dias 10 – 20 Tratamento profi láctico especial nos dias 7 – 10; isolação desde o início Tratamento especial no dia 1; isolação desde o início Apenas sintomático Linfócitos (G/L)Linfócitos (G/L)Linfócitos (G/L) 3 – 6 dias Granulócitos Linfócitos (G/L) 3 – 6 dias Granulócitos Linfócitos (G/L) Granulócitos (G/L) Leve (1 – 2 Gy) Granulócitos (G/L) Diarreia (1 – 2 Gy) 0,8 – 1,5 Diarreia 0,8 – 1,5 Diarreia 0,8 – 1,5 Depilação Moderado (2 – 4 Gy) > 2,0 Depilação Moderado (2 – 4 Gy) Depilação Período de latência (dias) (2 – 4 Gy) 0,5 – 0,8 Não Período de latência (dias) 0,5 – 0,8 Período de latência (dias) Resposta 0,5 – 0,8 1,5 – 2,0 Não latência (dias) Resposta médica Severo (4 – 6 Gy) 1,5 – 2,0 Não Resposta médica Severo (4 – 6 Gy) Não 21 – 35 (4 – 6 Gy) 0,3 – 0,5 Não Moderado, começando no 21 – 35 necessidade de 0,3 – 0,5 Moderado, começando no dia 15 ou mais Sem necessidade de hospitalização Altamente 1,0 – 1,5 Moderado, começando no dia 15 ou mais tardiamente necessidade de hospitalização Altamente severo (6 – Gy) 1,0 – 1,5 Raramente começando no dia 15 ou mais tardiamente necessidade de hospitalização Altamente severo (6 – Gy) Raramente começando no dia 15 ou mais tardiamente 18 – 28 hospitalização (6 – Gy) 0,1 – 0,3 Raramente Moderado ou 18 – 28 Hospitalização 0,1 – 0,3 Moderado ou completo a partir dos dias Hospitalização recomentada Letal ≤ 0,5 Moderado ou completo a partir dos dias 11 – 21 Hospitalização recomentada Letal (> 8 Gy) Aparece nos completo a partir dos dias 11 – 21 Hospitalização recomentada (> 8 Gy) 0,0 – 0,1 Aparece nos dias 6– 9 partir dos dias 8 – 18 0,0 – 0,1 Aparece nos dias 6– 9 Completo e antecipado a 8 – 18 Hospitalização 0,0 – 0,1 Completo e antecipado a partir do dia 11 Hospitalização necessária ≤ 0,1 Aparece nos Completo e antecipado a partir do dia 11 Hospitalização necessária Aparece nos antecipado a partir do dia 11 7 ou menos Hospitalização necessária Aparece nos dias 4 – 5 partir do dia 11 7 ou menos Hospitalização Aparece nos 4 – 5 Completo e antecipado a 7 ou menos Hospitalização urgentemente Completo e antecipado a partir do dia 10 Hospitalização urgentemente necessária Completo e antecipado a partir do dia 10 Hospitalização urgentemente necessária antecipado a partir do dia 10 urgentemente necessária partir do dia 10 Não Tratamento Tratamento apenas sintomático Tratamento apenas sintomático apenas sintomáticosintomático Início dos Início dos sintomas Linfócitos (G/L) Início dos sintomas Linfócitos (G/L) Leve (1 – 2 Gy) sintomas Linfócitos (G/L) Plaquetas (G/L) Leve (1 – 2 Gy) Linfócitos (G/L) Plaquetas (G/L) Leve (1 – 2 Gy) > 30 dias Plaquetas (G/L) Manifestações Leve (1 – 2 Gy) > 30 dias Plaquetas (G/L) Manifestações > 30 dias 0,8 – 1,5 Manifestações clínicas Moderado (2 – 4 Gy) 0,8 – 1,5 60 – 100 10% – 25% Manifestações clínicas Letalidade (%) Moderado (2 – 4 Gy) 60 – 100 10% – 25% Letalidade (%) Moderado (2 – 4 Gy) 18 – 28 dias 10% – 25% Fadiga, fraqueza Letalidade (%) 18 – 28 dias Fadiga, fraqueza Letalidade (%) Severo (4 – 6 Gy) 18 – 28 dias 0,5 – 0,8 Fadiga, fraqueza Severo (4 – 6 Gy) 0,5 – 0,8 30 – 60 25% – 40% Fadiga, fraqueza Severo (4 – 6 Gy) 30 – 60 25% – 40% Febre, infecção, Severo (4 – 6 Gy) 8 – 18 dias 25% – 40% Febre, infecção, sangramento, 8 – 18 dias 0,3 – 0,5 Febre, infecção, sangramento, fraqueza, depilação Altamente 8 – 18 dias 0,3 – 0,5 Febre, infecção, sangramento, fraqueza, depilação 0 – 50 iniciando Altamente severo (6 – 8 Gy) 0,3 – 0,5 25 – 35 40% – 80% sangramento, fraqueza, depilação 0 – 50 iniciando Altamente severo (6 – 8 Gy) 25 – 35 40% – 80% Febre alta, 0 – 50 iniciando em 6 – 8 semanas (6 – 8 Gy) < 7 dias 40% – 80% Febre alta, infecção, sangramento, 0 – 50 iniciando em 6 – 8 semanas < 7 dias 0,1 – 0,3 Febre alta, infecção, sangramento, depilação semanas 0,1 – 0,3 15 – 25 infecção, sangramento, depilação Letal (> 8Gy) 0,1 – 0,3 15 – 25 60% – 80% sangramento, depilação 20 – 70 iniciando em 4 – 8 semanas (> 8Gy) 60% – 80% Febre alta, diarreia, vômito, 20 – 70 iniciando em 4 – 8 semanas < 3 dias 60% – 80% Febre alta, diarreia, vômito, tontura e desorientação, iniciando em 4 – 8 semanas < 3 dias 0,0 – 0,1 Febre alta, diarreia, vômito, tontura e desorientação, hipertensão 4 – 8 semanas 0,0 – 0,1 < 20 80% – 100% diarreia, vômito, tontura e desorientação, hipertensão < 20 80% – 100% desorientação, hipertensão 50 – 100 iniciando em 1 – 2 semanas 80% – 100% Febre alta, 50 – 100 iniciando em 1 – 2 semanas Febre alta, diarreia, inconsciência iniciando em 1 – 2 semanas Febre alta, diarreia, inconsciência 1 – 2 semanas inconsciência 100 em 1 – 2 inconsciência
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