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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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