AULA 6 - REVISÃO 1

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DISCIPLINA: PROTEÇÃO 
RADIOLÓGICA 
AULA 6 – REVISÃO 1 
Profa. Danielle Filipov 
2013 
ORGANIZAÇÃO DA AULA 
• TIPOS DE RADIAÇÕES 
 
• INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
 
• INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE IONIZANTE 
COM A MATÉRIA 
 
• EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
• Radiações Corpusculares: radiações por 
partículas (corpos com massa). Alfa, beta 
(mais e menos), prótons e nêutrons. 
• Radiações Ondulatórias: fótons. Ondas 
eletromagnéticas. Luz, microondas, raios X. 
 
 
 
 
 λ f E 
 λ f E 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
• As radiações podem, também, ser: 
 
• Ionizante: capaz de arrancar um elétron de um 
átomo. Forma-se um par elétron-íon (átomo 
sem um elétron. Íon positivo). RX, gama, alfa. 
• Não-Ionizante: não possui energia suficiente 
para a remoção de um elétron orbital. Luz, 
microondas. 
 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
• As radiações ionizantes devem ter energia 
suficiente para romper as energias de ligações dos 
elétrons nos átomos. 
• E elas podem ser direta ou indiretamente 
ionizantes: 
 
– Diretamente Ionizantes: partículas carregadas 
(partículas alfa, elétrons e prótons, por 
exemplo), uma vez que elas interagem 
diretamente com os elétrons orbitais, pela 
interação entre os campos eletromagnéticos. 
 
 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
– Indiretamente Ionizantes: partículas sem carga 
(fótons de RX ou raios gama, por exemplo). Ela 
deposita energia no meio através de duas 
etapas: 
• Na primeira etapa, partículas carregadas são 
liberadas no meio (fótons geram elétrons e ou 
pósitrons). 
• Na segunda etapa, as partículas liberadas 
depositam energia no meio através da 
interação Coulombiana com os elétrons do 
meio. 
 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
• Produção de RX: 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
• Produção de radiação gama e corpuscular: 
 
 
 
 
 
– Emissão de Partícula Alfa: 
 
TIPOS DE RADIAÇÕES 
– Emissão de Partícula Beta Menos: excesso de n. 
 
 
– Emissão de Partícula Beta mais: excesso de p. 
 
 
– Captura Eletrônica: excesso de p. Emissão de RX 
ou elétrons 
 
– Emissão de Fóton Gama: 
 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Quando fóton e átomo interagem, 3 processos podem ocorrer: 
 
• Excitação: interação onde elétrons são deslocados de seus orbitais 
de equilíbrio e, ao retornarem, emitem a energia excedente sob 
forma de luz ou RX característicos. 
 
• Ionização: interação onde elétrons são removidos dos orbitais 
pelas radiações, resultando em elétrons livres e íons positivos. 
Como resultado, pode haver emissão de luz, RX característicos ou 
a emissão de elétrons Auger. 
 
• Ativação Nuclear: a interação de radiações com energia superior à 
energia de ligação das partículas do núcleo pode provocar reações 
nucleares, resultando na emissão de uma radiação nuclear. 
 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Na física médica, consideram-se 5 interações 
dos fótons com a matéria como as mais 
importantes: 
• Espalhamento Coerente 
• Fotodesintegração 
• Efeito Compton 
• Efeito Fotoelétrico 
• Produção de pares 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
Baixa probabilidade entre 10 keV e 
alguns MeV 
Baixa probabilidade no 
radiodiagnóstico 
Principais efeitos no 
radiodiagnóstico 
• EFEITO COMPTON 
• O modelo básico, proposto por 
Compton, consiste de uma 
colisão entre um fóton e um 
elétron livre (das últimas 
camada eletrônica). 
• O elétron rompe sua energia 
de ligação e ganha energia 
cinética, ou seja, é ejetado. 
• A velocidade recebida pelo 
elétron é próxima à velocidade 
da luz. 
• O restante da energia do fóton 
“gera” um fóton espalhado. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• O fóton espalhado e o elétron ejetado (elétron secundário) possuem 
energia para produzir mais interações até perderem toda a sua 
energia. 
 
• Em geral, a probabilidade de ocorrência do efeito ou espalhamento 
Compton é pequena para baixas energias, pois a energia dó fóton não 
é suficiente para ejetar um elétron. 
 
• Este efeito, geralmente, ocorre em uma faixa intermediária de energia 
(entre ~ 100 keV a alguns MeV), pois nesta faixa, o fóton ioniza o 
átomo e, ainda, resta energia para que exista um fóton espalhado. 
• Além disso, não há muita influência do 
número atômico do meio, para que 
este efeito aconteça, uma vez que ele 
predomina para as últimas camadas 
eletrônicas (onde, para todos os 
elementos, a energia de ligação é 
baixa). 
• A figura mostra que o efeito Compton 
predomina: 
– Para todos os elementos da tabela 
periódica, se as energias de fótons estão 
entre algumas centenas de keV e alguns 
MeV, 
– Para todas as energias se os números 
atômicos são baixos. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• EFEITO FOTOELÉTRICO 
• Interação que ocorre entre elétron e fóton. 
• O fóton é totalmente absorvido pelo meio. 
• Ele fornece parte da sua energia para romper a energia de ligação de 
um elétron da camada K, e o restante da energia do fóton aparece na 
forma de energia cinética ao elétron (fotoelétron). 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
E cinética = E fóton – E ligação 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• O elétron secundário é chamado de fotoelétron, que possui 
energia suficiente para produzir mais interações até perder toda 
sua energia. 
• Este fotoelétron pode sair na mesma direção e sentido que o fóton incidente, 
se a energia for alta (acima de 3 MeV) ou com uma angulação de, em torno 
de, 70º, se a energia do fóton incidente for menor que 20 keV. 
• Exemplo: bolhas de bilhar 
• Com a saída do elétron orbital, da camada K, 
fica uma vacância que é ocupada por um 
outro elétron orbital. 
 
• Como resultado, dois efeitos podem ocorrer: 
– Emissão de RX característicos 
– Emissão de elétrons Auger 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Qual a seção de choque para a ocorrência do efeito fotoelétrico? 
• Como este efeito é predominante na camada K, a energia do fóton incidente deve ser 
igual ou ligeiramente maior que a energia de ligação de um elétron nesta camada. 
• Entretanto, se a energia do fóton for inferior que a energia de ligação da camada K, 
ocorrerá este efeito, mas nas camadas mais externas. 
• Assim, a probabilidade do efeito cresce com a 4ª ou 5ª potência do número atômico 
do material e cai com o cubo da energia do fóton incidente. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Como no efeito fotoelétrico, o fóton 
desaparece e um elétron é ejetado do 
átomo, o fóton precisa ter uma energia 
específica. 
• Se a energia do fóton for igual ou 
ligeiramente maior que a energia de 
ligação do elétron (naquela camada), a 
probabilidade de ocorrência desse 
efeito, nesta camada específica) é 
máxima. 
• Por isso, a probabilidade é uma curva 
descontínua: os picos representam a 
probabilidade quando a energia do 
fóton for igual à energia de ligação do 
elétron em uma determinada camada. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Transferência linear de energia 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO INDIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
Produzida pelo EF, 
EC ou PP 
• Aplicações das formas de 
interação na prática: 
• Uso de filtros convencionais 
 
 
• Uso de filtros da borda K 
 
 
• Blindagem de Pb• Radiação espalhada pelo meio >> 
radiação de baixa energia >> Efeito 
Compton. 
• Radiação espalhada >> interação com 
o chumbo >> fotoelétrico >> fótons 
desaparecem 
• As radiações diretamente ionizantes 
incluem todas as partículas carregadas 
(leves ou pesadas). 
 
• PARTÍCULAS CARREGADAS RÁPIDAS 
PESADAS 
• O que é considerada uma partícula 
carregada pesada? 
• Um íon atômico ou uma partícula com 
carga que tenha energia de repouso 
(equivalente à massa) superior à energia 
de ligação de um elétron. 
• Exemplos: partículas alfa ou prótons. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• A interação dessas partículas se 
restringe à nuvem eletrônica. 
• Ou seja, as partículas pesadas 
interagem somente com os 
elétrons orbitais de um átomo 
do meio. 
• Por que as partículas não 
interagem com o núcleo? 
– Pequeno, em relação ao 
átomo. 
– “Blindado” pela nuvem 
eletrônica. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• As interações dessas partículas com os 
elétrons se dão por inúmeras colisões 
ou choques. 
• A partir dessas colisões, ocorre uma 
transferência da energia cinética da 
partículas para os átomos, até que a 
energia cinética seja próxima de 0,025 
eV. 
• Quando ocorre a colisão entre a 
partícula e o elétron, a partícula segue, 
praticamente, em trajetória retilínea. 
• Isso porque a massa da partícula é 
muito maior que a do elétron. 
– Ex.: massa próton ~ 2.000 vezes a 
massa do elétron. 
 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Essa trajetória é limitada, pois a partícula 
reduz a sua velocidade até parar. 
 
• Quando isso acontece, ela é incorporada ao 
meio (recebendo elétrons do meio e se 
neutralizando – partícula alfa). 
 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• FORMAS DE INTERAÇÃO DAS PARTÍCULAS 
CARREGADAS PESADAS COM O MEIO: 
• Colisão inelástica com o átomo 
• Interação entre partícula e todo o átomo, ou com 
elétrons de camadas mais externas, resultando em 
excitações. Raramente ionizações. 
• A partícula sofre uma pequena perda de energia 
(pois, perde velocidade). 
• É a interação mais frequente para partículas 
pesadas. 
• Uma fração da energia perdida, nesta colisão, pode 
resultar na emissão de radiação Cherenkov. 
• Ocorre quando a partícula carregada “viaja” com 
uma velocidade maior que a velocidade da luz 
naquele meio. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Colisão inelástica com elétron fortemente ligado 
• Colisão frontal, na qual pode ocorrer grande 
perda de energia pela partícula e ionização do 
átomo. 
• O elétron ejetado do átomo pode adquirir 
energia cinética suficiente para se afastar da 
trajetória da partícula inicial, criando um caminho 
de ionizações fora da região do feixe incidente. 
• A esse elétron dá-se o nome de raio delta. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• As partículas alfa perdem energia, basicamente, pela ionização dos 
átomos, sendo que no seu trajeto ocorrem 3 efeitos importantes: 
• Ela, inicialmente com grande velocidade, interage por pouco 
tempo com os elétrons dos átomos do meio; 
• À medida que ela perde energia, ela interage mais fortemente com 
os elétrons do meio, até capturar um elétron do meio e sua carga 
passar de +2 para +1; 
• Com isso o seu poder de ionização cai rapidamente, até chegar a 
zero quando ele incorpora mais um elétron, tornando-se um 
átomo de Hélio neutro. 
• BLINDAGEM 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• O poder de ionização das partículas alfa é grande, 
mas o mesmo não se pode dizer da penetração: 
 
• Quanto mais denso o material, menor a 
penetração. 
 
• Quanto maior a energia da partícula, maior a 
penetração. 
• PARTÍCULAS CARREGADAS LEVES 
• Nesta categoria, enquadram-se, somente, elétrons e 
pósitrons com energia cinética maior que a energia de 
ligação dos elétrons aos átomos do meio. 
• Boa parte das interações são semelhantes às das 
partículas carregadas pesadas: interações coulombianas 
sucessivas. 
• Mas, há duas diferenças básicas: 
– Colisões entre partículas de mesma massa (partículas 
incidentes e elétrons do meio). 
 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Neste caso, podem ocorrer 
grandes perdas de energia e 
mudanças bruscas na direção 
da trajetória do elétron em 
uma única colisão. 
• As trajetórias são tortuosas, 
e, assim, para um conjunto 
de elétrons com a mesma 
energia cinética inicial, a 
penetração de cada partícula 
no meio, pode variar. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
– Colisões entre as partículas 
leves e os núcleos atômicos. 
• Podem resultar na emissão 
de raios X de freamento, 
ou de Bremmstrahlung. 
• Isso deve ser levado em 
consideração para o 
cálculo de blindagens em 
ambientes com emissões 
de elétrons. 
• Devem ser empregados, 
como blindagem, 
elementos que 
desfavoreçam o 
aparecimento desse tipo 
de radiação: baixo Z 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• FORMAS DE INTERAÇÃO DAS 
PARTÍCULAS CARREGADAS LEVES 
• Colisão inelástica com o núcleo 
• A partícula primária aproxima-se 
do núcleo e perde uma parcela 
muito grande de sua energia (às 
vezes, toda) na forma de um fóton 
de raios X, no processo conhecido 
como Bremmstrahlung 
(freamento). 
• Ocorrem em elétrons e pósitrons 
(partículas leves). 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• A parcela da energia cinética do 
elétron convertida em radiação é 
tanto maior quanto mais próximo 
ele estiver do núcleo no momento 
da emissão. 
• Somente em uma pequena fração 
(2 a 3%) das interações elétron-
núcleo a radiação de freamento é 
emitida. 
• Na grande maioria das vezes, 
ocorre, simplesmente, uma 
deflexão da trajetória, sem perda 
de energia. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Colisão elástica com o núcleo 
• A partícula primária aproxima-se do núcleo e 
sofre uma grande mudança na direção da sua 
trajetória, sendo a compensação de momento 
dada pelo recuo do núcleo. 
• Ou seja, a perda de energia sofrida pela 
partícula (devido ao desvio da trajetória) foi 
usada para causar um recuo do átomo. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• Aniquilação do pósitron 
• Ocorre, em geral, entre o pósitron com velocidade 
muito baixa e um elétron praticamente em repouso 
no meio. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• “STOPPING POWER” 
• A forma de interação, tanto em partículas pesadas quanto em 
partículas leves, é pelo “Stopping Power” ou Poder de 
Freamento. 
• Para cada interação meio-partícula, são calculadas as perdas 
de energia da partícula. 
• A composição dos possíveis valores dessas perdas, 
ponderados pela probabilidade de ocorrência de cada tipo de 
interação, resulta na grandeza conhecida como “Stopping 
Power”. 
• Essa grandeza representa a perda média da energia por 
unidade de distância percorrida pela partícula. 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
S = - dE / dx 
 
• S: Stopping Power, em MeV/cm. 
• dE: perda de energia, em MeV. 
• dx: distância percorrida pela 
partícula, em cm. 
 
• Quanto maior a velocidade da 
partícula (energia cinética dela), 
menor a perda. 
• Quanto maior a carga da 
partícula, maior a perda. 
• Quanto maior ou menor a 
massa: somente muda a 
trajetória. 
 
 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO DIRETAMENTE 
IONIZANTE COM A MATÉRIA 
• OS ESTÁGIOS DA AÇÃO 
• A interaçãoda radiação com a matéria segue uma 
sequência de eventos que chamaremos de estágios. 
• Esses estágios ocorrem em qualquer átomo ou molécula do 
corpo atingido pela radiação, desde as moléculas, como as 
do DNA até moléculas da água (que são as mais 
abundantes). 
– Estágio Físico: dura cerca de 10-15 s, intervalo de tempo 
durante o qual ocorrem as ionizações e excitações dos 
átomos; as excitações causam poucos efeitos, ao passo 
que as ionizações causam desequilíbrio eletrostático nas 
moléculas. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
– Estágio Físico-Químico: dura cerca de 10-6 s. Após 
o estágio físico, ocorrem as quebras das ligações 
químicas da molécula, em consequência da 
ionização de um dos seus átomos. 
– Antes, os átomos de uma molécula permaneciam 
unidos por forças elétricas, mas esse equilíbrio 
pode ter sido rompido pela ionização de um único 
átomo. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTE 
– Estágio Químico: dura poucos segundos, quando 
os fragmentos da molécula se ligam a outras 
moléculas, algumas importantes, como as de 
proteína ou enzimas. 
 
– Estágio Biológico: dura dias, semanas ou anos, 
quando surgem os efeitos bioquímicos ou 
fisiológicos que produzem alterações morfológicas 
e/ou funcionais dos órgãos. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• MECANISMO DIRETO DE AÇÃO DAS RI – NO DNA 
• Há indicações de que a ruptura das pontes de H que ligam as bases é 
reconstituída, em geral corretamente, em questão de dezenas de 
minutos, pelas enzimas que as células produzem. 
• Danos irreversíveis surgem se um número muito grande de danos 
ocorrerem simultaneamente, ou ainda, se a quebra de uma das fitas 
não for reparada adequadamente e uma das pontas da fita ficar em 
estado reativo (ocorre a peroxidação – o O2 liga-se a essa ponta e o 
reparo nunca acontecerá). 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Se duas fitas forem quebradas em locais separados por menos de 5 
nucleotídeos (nucleotídeo é uma molécula orgânica constituída por uma 
base, uma molécula de açúcar e uma molécula de fosfato), pode haver a 
separação das partes quebradas. 
• 50 eV rompem uma fita. 
• 200 eV rompem duas fitas. 
• 33% das quebras de fitas são produzidas pela ação direta no DNA e o 
restante pelo ataque das hidroxilas (radicais livres OH-), produzidas pela 
dissociação da água. 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Se uma das fitas de cada uma de duas moléculas de DNA 
próximas se romper, pode ocorrer a formação de uma 
ligação cruzada, devido à formação de locais reativos. 
• Acredita-se que o erro no reparo, principalmente, de 
quebra de duas fitas da molécula de DNA, seja a principal 
causa de morte celular e indução de efeitos mutagênicos e 
cancerígenos. 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• MECANISMO DIRETO DE AÇÃO DAS RI – AÇÃO NOS 
CROMOSSOMOS 
• Ao incidir em um cromossomo, a radiação ionizante pode 
quebrar cada um dos braços. Os fragmentos podem unir-se de 
diferentes modos, constituindo os acêntricos (sem 
centrômetros) e os anéis, que são considerados mutações 
instáveis, e as inversões, que são mutações estáveis. 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Se dois cromossomos estiverem próximos entre si, e a radiação causar 
quebra de um dos braços de cada um deles, a posterior recombinação 
dos fragmentos pode formar aberrações do tipo dicêntricos (mutação 
instável que pode durar anos, com 2 centrômeros), acêntrico e 
translocação (certas translocações estão envolvidas em neoplasias, 
uma vez que elas são mutações estáveis e, portanto, transmissíveis na 
geração celular). 
 
• Figura 10.9 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• MECANISMO INDIRETO 
• No mecanismo indireto de produção do dano biológico, a molécula 
de água atingida pela radiação ionizante é que sofre a radiólise. 
• Os estágios da ação na molécula da água são: 
– Ionização da molécula de água: 
H2O + radiação ionizante H2O
+ + e- 
– O íon positivo dissocia-se imediatamente: 
H2O
+ H+ + OH. 
– O e- associa-se a uma molécula de água: 
e- + H2O H2O
- 
– O produto H2O
- dissocia-se imediatamente: 
H2O
- H. + OH- 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Os íons H+ e OH- não produzem nenhuma 
consequência, pois eles já existem em grande 
quantidade nos fluidos do corpo. 
• Entretanto, os radicais livres H. e OH. continuam 
como tais ou reagem com outras moléculas em 
solução. 
• Os radicais OH. Podem ser formados muito 
próximos uns dos outros e, com isso, eles podem se 
recombinar para produzir o peróxido de hidrogênio 
(água oxigenada). 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• NATUREZA DOS EFEITOS BIOLÓGICOS 
• 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. 
• 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 
• 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. 
• Na apoptose, a célula encolhe, o núcleo é danificado e, 
geralmente, não ocorre inflamação. 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES 
• Podemos, ainda, classificar as reações teciduais como 
imediatasou 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 
• 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 
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 
• 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 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. 
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• 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. 
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• 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. 
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• 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. 
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• 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. 
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• 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. 
• Por exemplo: Efeitos estocásticos cancerígenos no 
embrião: 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. 
 
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• 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. 
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