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Efeitos das Radiações Ionizantes

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Radiobiologia
Introdução
Estuda os efeitos causados pelas emissões radiativas sobre a natureza, especialmente nos seres vivos.
Inclui:
mecanismos que conduzem os efeitos
aproveitamento prático das radiações
procedimentos de proteção contra as radiações ionizantes
Manifestação dos efeitos
Curto prazo
Horas, dias ou semanas após a exposição a altas doses, acima de 1 Sv, recebida de grandes áreas do corpo num curto período de tempo
Síndrome aguda da radiação
Náuseas, vômitos, prostração, perda de apetite e de peso, febre, hemorragias dispersas, queda de cabelo e forte diarréia. 
Sistemas mais importantes:
Hematopoiético – doses abaixo de 5 Sv
Gastrointestinal – doses entre 5 e 20 Sv
Nervoso central – doses acima de 50 Sv
Doses letais
2 a 10 Sv – maioria dos mamíferos
10 a 103 Sv – insetos e plantas que florescem
103 a 104 Sv – microorganismos
Efeitos a longo prazo ou tardios
Surgem de altas doses em curto intervalo de tempo
Doses que não são letais
Surgem de pequenas doses, mas crônica num longo período de tempo
Pessoas ocupacionalmente exposta
pesquisadores
Radiologistas
Classificação
Genéticos ou hereditários
Somáticos 
Estágios
Efeitos
1º
Duração muito pequena(quatrilionésimo de segundos) após a incidência da radiação. Ocorre ofenômeno físico da ionização e da excitação de átomosdo corpo humano com a absorção da energia da radiação.
2º
Duração curta (ms).Eventos físico-químico.As ligações químicas das moléculas são rompidas com formação de radicais livre
3º
Duraçãocurta (s).Eventos químicos. Os radicais livres, altamente reativos, formados no estagio anterior, ligam-se à moléculas importantes como proteínas, enzimas e ácidos nucléicos. As vitaminas C e E são importantes inativadores dos radicais livres.
4º
Duração vai desde horas até anos.Efeitosbioquímicos e fisiológicos, produzindo alterações morfológicas.
Efeitos genéticos e hereditários
Surgem quando os órgãos reprodutores são expostos as radiações. Ocorrem mutações genética nas células reprodutoras que vão afetar as gerações futuras.
As mutações podem ser letais, antes do nascimento 
Efeitos físicos ou mentais ou, aumentar a susceptibilidade a determinadas doenças crônicas, ou anormalidades bioquímicas. 
Há indicações de que esse efeito é cumulativo
Efeitos somáticos
Afetam diretamente os indivíduos expostos à radiação e não são transmitidos a gerações futuras.
Fatores:
Tipo de radiação
Profundidade atingida – energia da radiação e tipo de tecido
Área ou volume do corpo exposto
Dose total recebida
Tempo de irradiação 
Efeitos somáticos mais importantes
Aumento na incidência do câncer
Anormalidade no de desenvolvimento do embrião
Indução de catarata
Redução da vida média
Mecanismos do efeito biológico das radiações
Matéria 
Emissões 
Matéria ionizada 
Tipo de radiação e do meio material
Passagem e absorção da radiação
Formação de íons e radicais (radiólise)
Reação dos radicais em caminhos metabólicos diferentes
Aparecimentos dos efeitos biológicos.
Direto
A radiação choca-se e age diretamente sobre o DNA, proteínas, lipídios, etc.
Inativação de enzimas, quebra de ligações, formações de radicais complexos que impedem o funcionamento natural desses moléculas
Representa 20% do dano total
Indireto
A radiação é absorvida pela água, que forma radicais muito reativos que agem sobre as biomoléculas, lesando-as
Representa 80 % do dano total
Trata das mudanças ocorridas na água pela absorção de radiação de alta energia (radiólise da água).
Estuda a origem das espécies reativas responsáveis pelas mudanças químicas observadas na água e em soluções aquosas.
Organismo humano (células)  70% de água 
solução aquosa
Produtos da radiólise da água  efeitos biológicos (danos)
Radiólise da água
H2O
Radiação Ionizante
OH• + H •
Radicais livres
Weiss (1944) trabalhando com raios X, evidenciou:
[Moléculas que contém elétrons despareados, sendo altamente reativas]
H • agente redutor; OH• agente oxidante 
H2O H2O- + e-
 H2O + e- OH- + H
H2O+ + H2O H3O+ + OH
H3O + e- H + H2O
Radiação ionizante
H2O-
Burton (1947) e Allen (1948): resumo do modelo da radiólise da água:
H20
H2O*
H • + OH •
excitação
H20
H2O+ + e
H • + OH-
ionização
H3O+ + OH•
+ H2O
 
H20-
+ H+
H •
e-aq
 (28%)
 (26%)
Superexcitação (47%)
Ionização e excitação
+ H2O
10-16 s
Escala de tempo
10-13s
10-14 s
10-16s

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