AULA 5 – EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES (PARTE 2)

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DISCIPLINA: PROTEÇÃO 
RADIOLÓGICA 
AULA 5 – EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES (PARTE 2) 
Profa. Danielle Filipov 
2013 
AULA PASSADA 
 
• RADIOSSENSIBILIDADE 
 
• ESTÁGIOS DA AÇÃO DA RADIAÇÃO IONIZANTE 
 
• MECANISMOS DE AÇÃO DA RADIAÇÃO 
IONIZANTE 
 
 
 
 
ORGANIZAÇÃO DA AULA 
• NATUREZA DOS EFEITOS BIOLÓGICOS 
 
– REAÇÕES TECIDUAIS 
• REAÇÕES TECIDUAIS IMEDIATAS E TARDIAS 
• MORTE CELULAR 
• LIMIAR DE DOSE 
 
– EFEITOS ESTOCÁSTICOS 
• CANCERÍGENOS 
• HEREDITÁRIOS 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• NATUREZA DOS EFEITOS BIOLÓGICOS 
• Quanto à natureza dos efeitos biológicos, há as reações 
teciduais (caracterizando os efeitos determinísticos) e os 
efeitos estocásticos. 
 
• A deposição de energia, no nosso organismo, pela 
radiação ionizante e que produza efeitos fatais é 
suficientemente pequena, quando se compara com a 
energia recebida pela ingesta de alimentos. 
• Comparação: uma pessoa que recebe vários tiros e 
continua viva e uma pessoa que recebe um tiro no 
coração e não sobrevive. 
 
• Ou seja, mesmo uma quantidade pequena de 
energia transferida e depositada em uma única 
célula pode causar um dano genético e, se 
ocorrerem outros eventos no futuro, propiciar o 
desenvolvimento de câncer >> efeitos estocásticos. 
 
• Entretanto, se a energia depositada ocorrer em 
diversas células e essas morrerem, teremos reações 
teciduais. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• REAÇÕES TECIDUAIS 
• Os danos nos tecidos ou órgãos que resultam de 
morte celular em grande número são denominados 
de reações residuais, segundo o ICRP-2007. 
• De acordo com o ICRP-1977, já foram chamados de 
efeitos não estocásticos e, segundo o ICRP-1991 
foram chamados de efeitos determinísticos. 
• Denominação de efeitos determinísticos: não é 
correta, pois os efeitos não são predeterminados. 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Essas reações ocorrem quando uma dose alta de 
radiação causa a morte celular de um número 
muito grande de células de um dado órgão ou 
tecido, a ponto de ele perder sua função ou de 
seu funcionamento ficar prejudicado. 
 
• Altas doses acontecem somente em acidentes ou 
em casos de tecidos sadios serem irradiados em 
radioterapia, por serem adjacentes a tecidos 
tumorais. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Neste tipo de efeito: 
– A gravidade do efeito é função da exposição, ou seja, 
quanto maior a exposição, mais grave, forte ou severo é 
o efeito; no caso de queimadura, passa de queimadura 
leve para queimadura com bolhas. 
 
– Há um limiar de dose (relacionada à exposição) para o 
surgimento de uma reação tecidual, isto é, abaixo de 
uma dada dose, o número de células danificadas é 
pequeno, de modo que o organismo não se ressente e é 
difícil até mesmo de saber se foi exposto à radiação 
ionizante. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Assim, essas reações ocorrem em consequência de 
doses muito mais altas que os limites de dose 
recomendados pelo sistema de radioproteção. 
 
• Até cerca de 1950, eram os próprios dentistas que 
seguravam os filmes de raios X para realizar uma 
radiografia de dente no paciente; mas, para se 
reduzir a ocorrência de reações teciduais, desde 
então, são os próprios pacientes que o fazem. 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Dentre as reações teciduais mais importantes, 
podemos citar: 
 
– Perda da capacidade de reprodução das 
células; 
– Alterações fibróticas; 
– Morte celular. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Morte Celular 
• A morte celular pode ser causada pela falência reprodutiva, 
a necrose e a apoptose. 
 
• A falência reprodutiva é a incapacidade das células se 
reproduzirem, em razão dos danos irreparáveis produzidos 
pelas radiações ionizantes. 
• De início, ela se manifesta em células que se dividem 
rapidamente, como as da medula óssea e da mucosa do 
trato gastrointestinal. 
• Nas células que se dividem lentamente (fígado) a morte 
pode ocorrer meses ou anos após a irradiação. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• A necrose ocorre quando a célula sofre danos graves, em 
razão de agentes externos tóxicos, trauma, calor muito 
intenso e falta de oxigênio, quando a célula é infeccionada 
por bactérias ou vírus, ou quando é exposta à radiação 
ionizante. 
• Na necrose, as mitocôndrias são danificadas, mas o núcleo 
das células permanece sem alterações significativas. 
• A célula incha e acaba por romper a membrana celular, pois 
a lesão permite que a célula controle seu fluido e 
mantenha o balanço dos íons. 
• Esse rompimento causa uma inflamação. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• A apoptose (também chamada de morte celular 
programada) é um mecanismo completamente 
diferente da necrose. 
• Ela ocorre espontaneamente; seu termo, em grego, 
significa “ato de cair”, como as folhas das árvores 
que caem no outono para preservar a energia para 
novas folhas renascerem na primavera. 
• Assim, tem-se um significado de que a morte é 
benéfica e programada, porque é importante para o 
organismo sobreviver e continuar funcionando bem. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
 
• Na apoptose, a célula encolhe, o núcleo é 
danificado e, geralmente, não ocorre inflamação. 
 
• Alguns cientistas afirmam que a necrose ocorre, 
com maior frequência, com altas doses de 
radiação (absorção de energia pelo meio), e a 
apoptose com baixas doses. 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Podemos, ainda, classificar as reações teciduais como 
imediatas ou tardias. 
 
• Reações Teciduais Imediatas 
• Elas surgem pouco tempo depois da exposição do indivíduo 
à radiação ionizante (algumas horas ou semanas), se o 
limite de dose recebida, permitido, for ultrapassado. 
• Podemos citar os eritemas da pele (queimaduras), as 
mucosites (inflamação da mucosa de revestimento do trato 
gastrointestinal – principalmente a boca) e escamações da 
epiderme. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
– Efeitos na Pele 
– Seguindo as leis da 
radiossensibilidade, as células 
radiossensíveis são aquelas do estrato 
basal da epiderme. 
– Os efeitos são: 
• Eritemas: 1 a 24 hrs depois de 
uma dose de radiação de 3-5 Gy. 
• Alopécia (perda de pelos e 
cabelo): dose de 5 Gy, é reversível; 
dose de 20 Gy é irreversível. 
• Pigmentação: reversível e aparece 
8 dias após a exposição à radiação 
ionizante. 
• Escamação seca ou úmida: doses 
elevadas (acima de 20 Gy). 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
Células do estrato basal são 
altamente mitóticas. Algumas delas 
com melanina, responsável pela 
pigmentação 
• Reações Teciduais Tardias 
• Surgem vários meses ou anos (até 
10 anos) após a exposição à 
radiação ionizante, que ocorrem 
devido à lenta taxa de reposição de 
células. 
• Em alguns tecidos, diferentes tipos 
de danos surgem com diferentes 
tempos de latência. 
• Ex.: A medula espinhal é 
desmielinizada após alguns meses; 
depois, entre 6 e 18 meses, surge a 
necrose da matéria branca; na 
última fase, de 1 a 4 anos, ocorre a 
vasculopatia (danos nos vasos). 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• É o caso, também, da 
catarata (opacificação do 
cristalino do olho). 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Em 2000, segundo o ICRP-85, um homem 
de 40 anos se submeteu, no mesmo dia, a 
uma angiografia coronariana, e duas 
angioplastias. 
• Cerca de 6 a 8 semanas depois, surgiu um 
vermelhidão nas suas costas, como 
queimadura, que desapareceudepois de 
16ª 21 semanas >> reação tecidual 
imediata. 
• Mas, após 18-21 meses, o dano 
reapareceu, chegando à necrose e foi 
curado, somente, com enxerto de pele >> 
reação tecidual tardia. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Limiar de Dose 
• A tabela mostra os limiares de dose de radiação absorvida pelo 
indivíduo para o surgimento de reações teciduais em tecidos mais 
radiossensíveis (gônadas, cristalino e medula óssea). 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Uma pessoa, ao receber uma dose alta e aguda no corpo todo, isto é, em 
uma única irradiação, acaba apresentando a síndrome aguda da 
radiação, pois, muitas células de vários órgãos foram simultaneamente 
danificadas severamente. 
 
• Se a dose recebida for entre 0,25 e 1 Gy: náusea, diarreia e depressão do 
sistema hematopoiético (levando à anemia, por exemplo). 
• Dose entre 1 e 3 Gy: além dos sintomas anteriores, pode haver uma 
infecção causada por agentes oportunistas. 
• Dose entre 3 e 6 Gy: hemorragia, epilação e esterilidade (temporária ou 
permanente). 
• Dose de 10 Gy: inflamação nos pulmões. 
• Dose acima de 10 Gy: efeitos passam para o sistema nervoso e 
cardiovascular, levando o indivíduo à morte em poucos dias. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
SÍNDROME AGUDA DA 
RADIAÇÃO SÍNDROME CRÔNICA 
DA RADIAÇÃO 
IRRADIAÇÃO DE 
UMA PARTE DO 
CORPO 
DESORDEM 
NEUROVEGETATIVA 
(SIMILAR A UMA 
SENSAÇÃO DE 
ENJOO) 
 
FREQUENTE EM 
RADIOTERAPIA 
FRACIONADA 
• Dose letal 50/30: dose que causa a morte de 
50% da população em 30 dias. 
 
• Para a síndrome aguda da radiação: 
geralmente, essa dose fica entre 2 e 5 Gy para 
indivíduos expostos em uma única vez. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Efeito da Radiação em Embriões (Reações Teciduais 
Tardias) 
• Estudos realizados com sobreviventes das bombas 
atômicas de Hiroshima e Nagasaki mostram que o limiar 
de dose para a indução de severo retardo mental é de, 
pelo menos, 300 mGy no caso do embrião irradiado no 
útero, durante o período gestacional mais sensível >> 8 a 
15 semas após a concepção. 
• Outro dado, nos mesmos estudos, mostram uma 
redução do quociente de inteligência (QI), com o 
aumento da dose, além de anormalidades no 
crescimento e desenvolvimento. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
Com o passar do tempo gestacional, menos radiossensíveis tornam-se as células. 
Não é fácil estabelecer uma relação causa-efeito, pois há outros agentes que podem 
provocar efeitos no embrião, sem estarem relacionados com a radiação. 
 
 
Há 3 efeitos: letalidade, anomalias congênitas e efeitos tardios (após o nascimento – 
câncer e efeitos hereditários) . 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
Efeitos letais podem ser induzidos por doses baixas (como 
0,1 Gy), antes ou imediatamente após a implantação do 
embrião na parede uterina. Eles podem ser induzidos após 
altas doses durante todos os estágios de desenvolvimento 
intrauterino. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
 
• O retardo mental (QI abaixo de 100) pode ser 
induzido pela irradiação. Isso ocorre durante o 
período de maior radiossensibilidade >> 8 a 15 
semanas de gestação. 
 
• De 8 a 15 semanas gestacionais o risco de 
desenvolvimento do retardo mental severo é 4 vezes 
maior que durante 15 a 25 semanas gestacionais. 
 
• EFEITOS ESTOCÁSTICOS 
• Os efeitos estocásticos são alterações que surgem nas 
células normais, sendo os principais o efeito cancerígeno e 
o hereditário. 
• O cancerígeno ocorre nas células somáticas, ou seja, o 
câncer incide nas células da pessoa que recebeu a radiação. 
• O hereditário ocorre nas células germinativas e pode ser 
repassado aos descendentes da pessoa irradiada. 
• Diferente das reações teciduais, detectadas com doses altas 
e acima de um limiar, os efeitos estocásticos podem ser 
causados por quaisquer doses. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Os efeitos estocásticos são probabilísticos, e a 
probabilidade de sua ocorrência nas células é baixa 
quando as doses recebidas também são baixas. 
• Como os efeitos são probabilísticos, não aparecem 
em todas as pessoas irradiadas. 
 
• A probabilidade é proporcional à dose para doses 
acima de 100 mGy: base do modelo linear sem limiar, 
que relaciona a incidência de efeitos estocásticos 
com a dose. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Modelo Linear sem Limiar 
• Esse modelo foi proposto pela UNSCEAR em 1958 e, 
segundo ele, os efeitos de baixas doses de radiação 
podem ser extrapolados com base no conhecimento 
dos efeitos de doses altas, usando-se a seguinte 
relação entre efeito (E) e dose (D): E = a D, onde “a” é 
um parâmetro do termo linear. 
• Ou seja, nesse modelo está implícito que, qualquer 
dose, por menor que seja, incluindo doses devido à 
radiação natural, pode causar efeitos estocásticos. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• A argumentação para o uso desse modelo é que o 
câncer é monoclonal (origina-se a partir de uma 
célula), e que a baixa dose de radiação é uma 
pequena perturbação sobre outros agentes 
cancerígenos. 
• Ou seja, é a gota d´água em um copo já cheio. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Efeitos Estocásticos Cancerígenos 
• O modelo mais comum para a análise deste efeito 
considera que: 
– Não há limiar de dose de radiação para a indução de 
dano no DNA que resulte em câncer; ou seja, até 
mesmo a radiação ambiental pode induzir a um 
câncer; 
– Não há relação de gravidade entre dose e câncer, 
diferentemente das reações teciduais; 
– Quanto maior a dose, maior a probabilidade de 
ocorrência de efeitos estocásticos. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Os efeitos estocásticos cancerígenos são sempre tardios. 
• O período entre a exposição à radiação e a detecção do 
câncer, chamado de tempo de latência, pode ser de 
vários anos. 
• Ex.: o tempo de latência médio para leucemia é de 8 
anos. 
• As principais fontes de informação vêm de estudos 
epidemiológicos dos sobreviventes de Hiroshima e 
Nagasaki, pacientes submetidos à radioterapia, 
trabalhadores ocupacionalmente expostos e população 
que morava ao redor de Chernobyl. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Os tecidos mais sensíveis à indução de câncer são: 
– Tireoide infantil; 
– Mama feminina; 
– Medula óssea. 
• Os menos sensíveis são: 
– Tecido muscular; 
– Tecido conectivo. 
• Além disso, no caso de pessoas expostas às bombas 
atômicas, o aumento da incidência de câncer está 
relacionado não só com a dose, mas com a idade na 
época. 
• Risco maior quanto menor a idade. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
 
• Efeitos estocásticos cancerígenos no embrião: 
• Há muitas incertezas quanto a isso, mas é prudente 
admitir que o risco de desenvolver câncer durante a 
vida, em razão de uma exposição à radiação 
ionizante in utero, será similar ao caso de uma 
irradiação nos primeiros anos de vida, que fica em 
torno de 3 vezes o risco da população adulta. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
 Pré-
implantação 
Organogênese Fase Fetal 
Inicial 
Fase Fetal 
Intermediária 
Fase Fetal 
Final 
Dias Pós-
Concepção 
0 a 8 9 a 50 51 a 105 106 a 175 > 175 
Semanas Pós-
Concepção 
1 2 a 7 8 a 15 16 a 25 > 25 
Efeitos 
Letalidade +++ + + - - 
Malformações - +++ + + - 
Retardo no 
Crescimento 
- +++ ++ + + 
Retardo Mental - - +++ + - 
Esterilidade - + ++ + + 
Catarata - + + + + 
Neuropatologia - +++ + + + 
Câncer - + + + + 
- efeito não demonstrado+ efeito demonstrado 
++ efeito facilmente demonstrado 
+++ efeito demonstrado com frequência 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Efeitos Estocásticos Hereditários 
• O efeito hereditário resulta em mutação nas 
células germinativas que, quando usadas na 
concepção, carregam os danos hereditariamente. 
• Segundo estudos com pessoas expostas às 
bombas atômicas, não há evidências que 
mostram que a exposição dos pais à radiação 
causa um aumento de doenças hereditárias nos 
filhos. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
RESUMINDO 
• NATUREZA DOS EFEITOS BIOLÓGICOS 
 
– REAÇÕES TECIDUAIS 
• REAÇÕES TECIDUAIS IMEDIATAS E TARDIAS 
• MORTE CELULAR 
• LIMIAR DE DOSE 
 
– EFEITOS ESTOCÁSTICOS 
• CANCERÍGENOS 
• HEREDITÁRIOS 
 
 
DIFERENÇA ENTRE OS EFEITOS GERADOS 
POR DOSES ALTAS E BAIXAS 
 
• Com doses baixas: poucas células podem morrer e 
os efeitos são, em geral, não observáveis a curto 
prazo. 
 
• Com doses altas: um grande número de células 
pode morrer, a ponto de causar modificação no 
funcionamento do órgão ou tecido afetado. Quanto 
maior a dose, mais grave e severo o efeito, no caso 
das reações teciduais. 
 
• Ao passar pela célula, a radiação, que entregará uma alta ou baixa dose 
ao meio, pode: 
– Não interagir com a célula e sair dela; 
– Depositar energia e causar danos, que podem ser: 
• Reparados corretamente. Tudo fica como antes. 
• Não reparados, sendo que as células podem ou não morrer. 
– Se poucas células morrem, o órgão pode não sentir. O 
organismo elimina as células mortas. 
– Se muitas células morrerem, o órgão pode funcionar mal >> 
reações teciduais. 
– As células danificadas que não morrerem continuam a se 
multiplicar e, futuramente, pode-se descobrir, ali, a origem de 
um efeito estocástico – câncer. 
RESUMO DE DESENVOLVIMENTO DOS 
EFEITOS 
 
 RESUMO DE DESENVOLVIMENTO DOS 
EFEITOS