RADIOBIOLOGIA - RESUMO >ATUALIZADO

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Efeitos biológicos das radiações.
OBS: Para recomendações de segurança, as doses são mantidas de duas a quatro ordens de grandeza menores que as definidas. Em radioterapia, 2 Gy por aplicação são feixes intensos e capazes de induzir uma pessoa à morte. 
Radiação
Eletromagnetica (raios cósmicos, raios-x, raios gama, luz visível), partículas carregadas ou nêutrons (elétrons, prótons e nêutrons). Ionizantes ou não ionizantes.
Exposição a fótons, partículas carregadas e nêutrons:
fótons e nêutrons são as partículas mais penetrantes e causam danos diferentes de acordo com a energia, dose e tipo de irradiação. Radiação beta tem alcance de fração de milímetro no tecido humano, e radiação alfa é detida por folhas de papel. 
Ionização e Excitação
O processo de ionização (produção de ions, mudança de carga) pode alterar a estrutura das moléculas, e se a energia de excitação ultrapassar a energia de ligação dos átomos, há quebra das ligações químicas e mudanças moleculares. 
Já o processo de excitação causa menores consequências, apesar de metade da energia transferida ao tecido induzi-la. 
Os efeitos da radiação
Dependem da dose, taxa de dose, fracionamento, tipo de radiação e tipo de célula ou tecido atingido, além de indicador. Tem 4 tipos.
Podem causar alteração ou morte celular, e se a mudança tem carater deletério, significa um dano. Dos danos, os mais importantes são relacionados a DNA, onde as lesões podem ser quebras simples ou duplas da molécula, ligações cruzadas, alterações no açúcar, ou em bases. 
As aberrações cromossômicas são resultado de danos no DNA causados pela quebra dupla, gerando os dicentricos ou anéis, que podem morrer ao tentar se dividir ou reparar. Dano ao dna inclui: modificação do açúcar, danos na pirimidina (T e C) e purinas (a e g), quebra de pontes de hidrogênio, quebra de fita dupla, danos na base. 
Tipo 1: Efeitos físicos
Onde foi irradiado, aparecem elétrons e ions livres, produzidos pela quebra das ligações químicas e energia cinética decorrente da transferência de energia da radiação ao material do tecido por colisão. Para radiações tipo x e ɣ os efeitos ocorrem de uma maneira mais distribuída por causa do alto poder de penetração. Para radiação β, os efeitos são mais superficiais. E radiações α não conseguem penetrar nem um decimo de milímetro no tecido humano, no entanto, caso absorvidas pelo sistema respiratório ou digestório, podem causar danos 20 vezes mais que iguais doses de quaisquer outros tipos de radiação. 
Dura 10^-13 segundos.
A relação entre energia absorvida e massa do tecido, é dose absorvida (ΔE/ΔM, unidade: J/kg, ou seja, degray ou Gy). A relação entre quantidade de energia cinética adicional e massa de tecido é o Kerma. Se o material irradiado for o ar, e a radiação for fótons X ou ɣ, a relação entre carga adicional e massa = exposição. Unidade: C/KG
Tipo 2: Efeitos químicos
Os radicais livres, ions e agentes oxidantes podem atacar moléculas importantes da célula, inclusive as substancias que compõem o cromossomo. Pode ocorrer radiolise, que leva à:
dissociação do H2O em hidroxil e hidrogênio
a formação do radical hidrogênio
dissociação da agua em excitação
formação de um eletron-hidratado, causando recombinações que incluem agua oxigenada
H3O+, OH–, H2O+ e H2O– - formados
Os radicais livres e peroxido de hidrogênio formados pela radiolise podem reduzir ou oxidar as moléculas biológicas.Modos de destruição dos radicais formados: catalase, diamutase, perodixase, vitaminas C e E.
10^-10seg
Tipo 3: Efeitos biológicos
Pode variar de minutos a anos, já que a radiação pode alterar a célula de varias maneiras e resultar em morte prematura, impedimento de divisão celular ou modificação genética.
Depende de: quantidade de radiação recebida, quantidade recebida anteriormente, textura orgânica individual, dano físico simultâneo a radiação e intervalo de tempo durante o qual a radiação foi recebida. 
O efeito biológico constitui a resposta natural a um agente agressor ou modificador. Podem se recuperar de acordo com o nível de danos.
Fatores que contribuem para a radiolesão: pressão parcial do oxigênio no tecido, quantidade de agua, temperatura do tecido, ausência ou bloqueio do sistema de restauração, exposição em dose única.
Restauração de radiolesão: espontânea, excisão, recombinação, sistema sos.
Tipo 4: Efeitos Orgânicos
Sintomas clínicos denunciadores da incapacidade de recuperação do organismo. Como aparecimento de tumor. Os efeitos orgânicos mais dramáticos incluem perda dos dedos e podem demorar 6 meses pra acontecer. Inclui catarata, leucemia, câncer, radiodermite e efeitos genéticos.
Tipos de efeito: Indiretos (radiolise da agua e liberação de radicais livres), diretos (energia absorvida diretamente por moléculas do metabolismo celular, como enzimas e dna), somáticos (se manifestam no próprio individuo) e genéticos (se manifestam nos descendentes).
As mutações
São classificadas em 3 grupos:
Pontuais (alteração na sequencia de bases)
Aberrações cromossomiais estruturais (quebra de cromossomos)
Aberrações cromossomiais numéricas (numero de cromossomos).
Também há a chance de neoplásica, onde a célula modificada pode dar origem a um câncer, onde o sistema imunológico é induzido a elimina-las. Substância promotora: causa adaptações nas células modificadas.
A morte celular ocorre quando a dose de radiação é elevada. A severidade do dano causa o efeito determinístico, já que o limiar de dose foi ultrapassado. 
Resposta biológica
<5 rad: nenhum efeito imediato; 
5-50: variação na contagem do sangue,
 150-1100: mudanças severas na contagem do sangue e morte de algumas pessoas após duas semanas. 
De 300-500 rad, até metade morre em 30 dias sem tratamento médico intensivo, provocada pela destruição do sistema hematopoiético, e consequentes infecções. Em caso de baixa exposição, isolamento, antibiótico e transfusões podem resolver o problema, e em caso de alta exposição há necessidade de transplante de medula.
1000-2000 rad: a probabilidade para morte aumenta para 100% em ate duas semanas. O sistema gastrointestinal é destruído e a morte é certa.
Acima de 2000 rad nada pode ser feito.
Curva de sobrevivência 
Obtenção de percentual de sobrevivência, de acordo com alto LET e baixo LET. 
Detrimento
É a estimativa do prejuízo total que seria experimentado por um grupo exposto a radiação e seus descendentes. Envolve probabilidade de ocorrência, severidade e tempo de manifestação. 
Radiosensibilidade
Respostas diferentes entre matéria inerte e matéria viva. Também varia de acordo com os tecidos. Eficiencia biológica relativa (RBE) definida pela relação RBE (A) = 
Onde a dose de referencia é a dose necessária pra uma resposta específica, e a dose A é a dose equivalente a essa resposta, sendo que de outro tipo de radiação.
Utiliza-se a razão entre as inclinações das partes lineares das curvas de dose e efeito para as radiações em estudo. A RBE é considerada com a função da qualidade da radiação expressa em termos da LET. A RBE depende de varias coisas, como estágio do ciclo celular, concentração de oxigênio e temperatura. Também depende do intervalo de dose. 
Radiossensibilidade: eritroblastos, cel intestinais e basais>mielócitos e espermatozoides>células dos rins, fígado, pâncreas e tireoide>neurônios e células musculares. 
Linfocitos são mais resistentes.
Lei de bergonié e tribondeau: quanto maior a atividade metabólica maior a radiosensibilidade. E quanto maior a taxa de proliferação, maior radiossensbilidade.
Transferência linear de energia (LET) 
Provem da simplificação do poder de fretamento. É a perda de energia média, por colisão, de uma partícula carregada por unidade de comprimento. O poder de fretamento expressa o efeito do meio material na partícula, e o let expressa o efeito da partícula no meio. Sendo a resposta das células de um tecido ou órgão. SÓ É DEFINIDO PARA RADIAÇÕES CONSTITUIDAS POR PARTICULAS CARREGADAS. Valor não fixo nas partículas.
São radiações de BAIXO LET raiosX, ɣ, β+ e β-. A INCLUSÃO DE RAIOS X E GAMA SE DEVE AO FATO DE APARECIMENTO DE ELETRONS POR ESPALHAMENTO COMPTON, FORMAÇÃO DE PARES OU EFEITO FOTOELETRICO, SENDO ASSIM, INDIRETAMENTE IONIZANTES. Também inclui elétrons auger, que são incapazes de produzir efeitos biológicos.
 Indução de câncer: supõe-se que a probabilidade de incidência seja proporcional à dose absorvida. Na região de doses elevadas, a probabilidade chega ao quadrado da dose, e para doses muito elevadas, a probabilidade decresce devido a alta frequência de morte celular, que impede a formação de um câncer. 
São radiações de alto LET. Alto poder de ionização.
partículas alfa, ions pesados, fragmentos de fissão e nêutrons. São radiações diretamente ionizantes por interagirem com os átomos situados defronte a linha de incidência e proximidades.
Indução de câncer: o fracionamento da dose produz o mesmo efeito ou até aumenta, causando o chamado de “efeito reverso da taxa de dose”. RBE 2-3 para morte celular. Para efeitos determinísticos não ultrapassa 10.
Fator de Redução (DDREF)
Denominação dos efeitos biológicos: 
ESTOCASTICOS (probabilidade de ocorrência proporcional a dose), DETERMINÍSTICOS (aparecem só depois de uma dose X ser ultrapassada)
SOMÁTICOS (surgem do dano nas células do corpo e dependem de dose, taxa da absorção e local), GENÉTICOS: são cumulativos e independem da taxa de absorção, vão para os descendentes. 
Imediatos – horas a semanas, Tardios –anos ou décadas
PROPRIEDADES
Reversibilidade: mecanismos de reparo, mas para efeito de segurança, considera-se que o efeito biológico produzido pela radiação é de caráter cumulativo. Despreza-se o reparo do dano. 
Transmissividade: o dano biológico produzido numa pessoa não se transmite. No entanto pessoas com contaminação por radionuclideos necessitam de cuidado pois podem ter radionuclideos no excreta. 
Fatores de influencia: mais vulnerável criança ou idoso. Orgãos mais próximos ou debilidados. Mulheres tb são mais sensíveis porque os tecidos dos seios e ovários são mais sensíveis. 
Efeitos biológicos na terapia:
Radioterapia: terapia do câncer através da indução de danos causados por radiações tipo X e gama. A intensidade do feixe decai com a espessura de tecido penetrado, a dose é maior na superfície de entrada do que no ponto de localização do tumor, o que faz com que a radiação seja aplicada em diferentes direções. Em alguns lugares do corpo, fontes de radiação gamas aplicadas diretamente sobre els são preferíveis –BRAQUITERAPIA. 
Sindrome de irradiação aguda:
Reações a alterações profundas causadas pela radiação. As lesões mais comuns são lesões na pele, no olho, gônadas e no feto. E envolvem os sistemas circulatório, hematopoiético, gastrointestinal e SNC, na ordem: reações leves-sindrome hematopoiética leve e grave- síndrome do sistema gastrointestinal – síndrome pulmonar – síndrome do snc.