Biofisica - Radioatividade

Prévia do material em texto

Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
1 
 
www.medresumos.com.br 
 
 
RADIOATIVIDADE 
 
A radioatividade ou radiatividade é um fenômeno natural ou artificial, pelo qual algumas substâncias ou 
elementos químicos, chamados radioativos, são capazes de emitir radiações, as quais têm a propriedade de 
impressionar placas fotográficas, ionizar gases, produzir fluorescência, atravessar corpos opacos à luz ordinária, etc. As 
radiações emitidas pelas substâncias radioativas são principalmente partículas alfa, partículas beta e raios gama. A 
radioatividade é uma forma de energia nuclear, usada em medicina (radioterapia), e consiste no fato de alguns átomos 
como os do urânio, rádio e tório serem “instáveis”, perdendo constantemente partículas alfa, beta e gama. O urânio, por 
exemplo, tem 92 prótons, porém através dos séculos vai perdendo-os na forma de radiações, até terminar em chumbo, 
com 82 prótons estáveis. 
 
MODELO ATÔMICO DE BOHR 
Na física atômica, o átomo de Bohr é um modelo que descreve o átomo 
como um núcleo pequeno e carregado positivamente cercado por elétrons em 
órbita circular. 
Ernest Rutherford, no início do século XX, faz o experimento de 
bombardear uma folha de ouro e, a partir da análise dessa experiência, afirma 
que átomos fossem constituídos de uma nuvem difusa de elétrons carregados 
negativamente que circundavam um núcleo atômico denso, pequeno e carregado 
positivamente. 
A partir dessa descrição, é fácil deixar-se induzir por uma concepção de 
um modelo planetário para o átomo, com elétrons orbitando ao redor do "núcleo-
sol". Porém, a aberração mais séria desse modelo é a perda de energia dos 
elétrons por radiação síncrotron: uma partícula carregada eletricamente e 
acelerada emite radiações eletromagnéticas que têm energia; fosse assim, ao 
orbitar em torno do núcleo atômico, o elétron deveria gradativamente emitir 
radiações e cada vez mais aproximar-se do núcleo, em uma órbita espiralada, até 
finalmente chocar-se com ele. Um cálculo rápido mostra que isso deveria ocorrer 
quase que instantaneamente. 
Como o "colapso" atômico da forma descrita anteriormente obviamente não acontece, o físico dinamarquês Niels 
Bohr, baseando-se também nas idéias de Albert Einstein e Max Planck, propõe as seguintes idéias-chave: 
1. Os elétrons que circundam o núcleo atômico existem em órbitas que têm níveis de energia quantizados. 
2. As leis da mecânica clássica não valem quando o elétron salta de uma órbita a outra. 
3. Quando ocorre o salto de um elétron entre órbitas, a diferença de energia é emitida (ou suprida) por um simples 
quantum de luz (também chamado de fóton), que tem energia exatamente igual à diferença de energia entre as 
órbitas em questão. 
 
 
REPRESENTAÇÃO DO ELEMENTO QUÍMICO 
 
 X: Símbolo do elemento químico 
 A: número de massa do elemento (nº de prótons + nº de neutrons) 
 Z: número atômico (=nº de prótons = número de eletrons fora do núcleo). 
 n: número de neutrons (nº de massa – nº de prótons). 
 
OBS
1
: Um átomo representado desse modo também é chamado de nuclídeo. 
 
 Isótopos: são átomos de um mesmo elemento químico que possuem o mesmo número de prótons e diferentes 
números de massa. 
 Isóbaros: são átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo número de massa. 
 Isótonos: são átomos de elementos químicos diferentes que apresentam o mesmo número de neutrons. 
 
 
RADIAÇÃO 
 Fenômeno característico de certos elementos, geralmente pesados, que ao emitir radiação sob a forma de 
partículas ou ondas, adquirem maior estabilidade. Em resumo, a radiação é a liberação espontânea (ocorre 
naturalmente, seguindo de um local de maior energia para um de menor energia, ou seja, termodinamicamente 
favorável) de partículas ou de ondas eletromagnéticas. 
Arlindo Ugulino Netto. 
BIOFÍSICA 2016 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
2 
 
www.medresumos.com.br 
 Em 1896, dá-se início ao estudo da radioatividade com Henry Becquerel (pai da Radioatividade), cientista muito 
famoso da França, que por acidente, descobriu a radioatidade em uma pedra brilhante. Quando divulgou sua descoberta 
a comunidade científica francesa, passou a estudar essa pedra com o casal Currier, que descoriu que, ao retirar 
(purificar) elementos não radioativos dessa pedra, ela ficava mais radioativa ainda. Por fim, descobriram que as 
radiações eram provenientes do elemento químico urânio presente na pedra. A pedra era uranila, de composição 
química K2(UO2)(SO4)2. 
 Em 1900, Ernest Rutherford dedcore as 
radiações α (atraída por uma placa negativa, 
portanto, de carga positiva) e β (atraída por uma 
placa positiva, por tanto, de carga negativa). 
Em 1902, Paul Villand descobre as ondas γ. 
Com essa descoberta, levantou-se questionamentos 
como o porquê que apenas alguns elementos 
emitiam radiação. 
No início do século XX, foi descoberto que elementos com Z ≥ 84, são todos radioativos, devido o grande 
número de prótons e de neutrons no núcleo, tornando-se indevida. Os átomos estáveis apresentam em seus apresentam 
em seus núcleos quantidades ideais de prótons e neutrons. A radiação é proveniente de núcleos instáveis, que têm 
excesso de matéria e energia. 
São estudados hoje dois tipos de radiação: 
 Radiações corpusculares: as particulas emitidas possuem massa, e geralmente são mais ionizantes e mais 
lesivas. 
 Partícula α 
 Partícula β Positrônica 
 Partícula β Negatrônica 
 Emissão de neutrons, protons, etc. 
 Ondas eletromagnéticas: não possuem massa. Ex: radiação γ (gama), radiação UV, raio X, luz visível. 
 
ESTABILIDADE ATÔMICA 
 
Os átomos estáveis apresentam em seus núcleos quantidades ideais de 
prótons e neutrons, não havendo assim excesso de matéria ou energia. 
 O gráfico ao lado cataloga os átomos da tabela periódica em ordem crescente 
em relação ao número atômico e ao número de neutrons. Os elementos estáveis, ou 
seja, que não emitem radiação, estão inclusos ao longo da linha de estabilidade (“line 
of stability”), e apresentam uma relação certa quanto à razão nº de Neutrons/nº de 
Prótons. Caso a razão Neutron/Próton esteja fora do intervalo compreendido pela linha, 
ele passa a ser classificado como elemento radioativo, seja qual for a partícula ou onda 
emitida por ele. 
 Até aproximadamente os elementos que apresentam número atômico 20, são 
estáveis aqueles que apresentam N=Z. Mas a medida que esses números aumentam, 
para que o elemento não seja radioativo, deve haver uma preponderância do número 
de neutrons sobre o número de prótons. 
 Os elementos ricos em neutrons estão localizados a esquerda da linha de 
estabilidade, enquanto os elementos ricos em prótons, encontram-se a direita da linha. 
 A relação ideal para que o elemento deixe de ser radioativo é a relação N/P de 
seu respectivo isótopo estável. 
 
 
RADIAÇÃO ALFA (α) 
São fluxos de partículas carregadas positivamente, compostas por 
2 nêutrons e 2 prótons (núcleo de hélio). São desviadas por campos 
elétricos e magnéticos. São muito ionizantes porém pouco penetrantes. 
Quando um radioisótopo (que possui núcleo instável) emite uma partícula 
alfa, seu número de massa (A) diminui 4 unidades e o seu nº atômico 
diminui 2 unidades. 
 Composição: 2 neutrons e 2 prótons. É uma radiação relativamente 
pesada (A=4). 
 Simbologia: 
 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
3 
 
www.medresumos.com.br 
 Velocidade: 5% a velocidade da luz  15000 km/s. 
 Poder de penetração: baixo, pode provocar queimaduras leves. A própria pele pode barrar a radiação, mas se 
ela for aplicada como forma de constraste via endovenosa, seus efeitos serão mais graves, pois ela estaria 
sendo aplicada diratamente no sistema. 
 Poder ionizante (capacidade de capturar elétrons): alto, podendo se converter inclusive em gás Hélio. Seu uso 
na medicina é muito limitado. 
 
Geralmente, quando um elemento emite partícula α, ele acompanha uma emissão de partícula γ. 
 
OBS
2
: Deve-seassociar ionização com capacidade lesiva da radiação: quanto mais ionizante for um feixe de radiação, 
mais mutações e efeitos biológicos ele produzirá. 
 
DECAIMENTO α 
 
 
 As figuras acima mostram um decaimento α verdadeiro, em que o Radio (Ra) emite radiação α e se converte em 
Randônio (Rn), e na outra a direita, o Polônio (Po) emitindo radiação α, sendo convertido em chumbo (Pb). Todas essas 
emissões são acompanhadas de emissão de energia γ, fornecendo maior estabilidade ao nuclídeo caso seja necessário. 
 
OBS
3
: No esquema, as setas apontam para baixo para identificar uma perda de energia: Ra > Rn e Po > Pb; e apontam 
para a esquerda, pois por convenção, a partícula emitida é positiva. Se a partícula tivesse carga negativa, a seta 
apontaria para a direita. 
OBS
4
: Observe nos exemplos que a emissão de partículas pode se dar por etapas de energia. O Po, por exemplo, na 
maioria dos casos, ao emitir a radiação α1, transforma-se diretamente em Pb. Já em 0,001% dos casos, ela emite uma 
partícula α2 de menor energia, sendo necessário a emissão de energia γ para estabilizar completamente o átomo. 
 
 
INTERAÇÃO α-MATÉRIA 
 A lesão que a radiação causa, tem um sentido de “dentro 
pra fora”, ou seja, a lesão tem como foco de início aqueles níveis 
de menor complexidade, que é o nível atômico biomolecular. Por 
exemplo, quando a radiação causa uma má-formação congênita, 
ela tem seu foco a estrutura mais íntima da célula, o DNA. 
 Na figura, tem-se um meio material formado de átomos e 
uma partícula α penetrante. Por ter carga positiva, essa radiação 
penetra no íntimo molecular do tecido e por atração eletrostática, 
arranca elétrons das partículas do meio molecular, formando ao 
redor de si, uma nuvem eletrônica. Mesmo precisando apenas de 2 
elétrons para sua estabilização, a partícula α arranca muito mais 
que isso da matéria devido a sua alta energia cinética. Isso 
caracteriza uma ionização via radiação. 
 
OBS
5
: As radiações ionizantes retiram eletrons do íntimo da matéria. Isso causa uma quebra de ligações química 
(covalentes, ligações peptídicas das proteínas, ligações fosfo-diéster do DNA, pontes de hidrogênio). É esse mecanismo 
que produz os danos via radiação. 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
4 
 
www.medresumos.com.br 
OBS
6
: A figura ao lado mostra a variação de energia 
de uma partícula em razão da distância percorrida no 
meio. Percebe-se que, ao entrar no meio material, a 
partícula, em um determinado ponto, perde a sua 
energia cinética de vez. Compare-o com a figura, que 
retrata a variação de ionização do meio em relação à 
distância de uma partícula α penetrante. Conclui-se 
que o maior número de ionizações que a radiação α 
causa não acontece quando ela entra na matéria, 
mas quando ela pára. Isso acontece pois, de início, 
quando a radiação está entranto nos tecidos, ela 
ioniza por meio da energia cinética (menor ionização). 
Quando ela vai perdendo energia cinética, ela passa 
a interagir mais ainda por interações eletrostáticas, 
causando uma maior retirada de elétrons dos tecidos. 
 
 
RADIAÇÃO BETA (β) NEGATRÔNICA 
 É uma radiação que tem uma certa aplicação no tratamento de 
tumores. É chamada, por alguns autores, de radiação de negatrons, emissão 
negatrônica ou emissão de elétrons. Isso porque essa partícula tem as 
mesmas características de um elétron. 
São fluxos de partículas originárias do núcleo, fato este que as 
distingue dos elétrons. Estas partículas tem a mesma natureza dos eletrons 
orbitais, e são resultantes da desintegração de neutrons do núcleo. É 
desviada por campos elétricos e magnéticos. É mais penetrante, porém, 
menos ionizante que a radiação alfa. 
 
OBS
7
: Hipótese de Fermi: um neutro do núcleo sofre uma 
autodesintegração liberando um próton, um neutrino e um eletron (capaz 
de rasgar a eletrosfera devido a sua grande energia cinética). Esse próton 
liberado é o que explica o aumento do número atômico do átomo. 
 
 
 Composição: 1 elétron 
 Simbologia: 
 
 Velocidade: 95% a velocidade da luz (285000km/s) 
 Poder de penetração: médio 
 Poder de ionização: baixo. 
 
DECAIMENTO β NEGATRÔNICO 
 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
5 
 
www.medresumos.com.br 
 
 
 O iodo é muito utilizado nas cintilografias, principalmente no estudo da tireoide (devido a sua afinidade por esse 
átomo na produção da tiroxina). Quando se aplica I-131 em via endovenosa, ele sofre o mesmo metabolismo do I-127 
por serem radioisótopos, se concentrando assim, na tireoide. O I-131 emite radiação β negatrônica, convertendo seu 
número atômico, se transformando em Xenônio (Xe). O tempo de meia vida do iodo é de apenas 8h, viável nas 
cintilografias por expor o paciente a radiação por um menor tempo. O motivo do Iodo-131 emitir radiação β- se explica 
devido ao fato dele possui um excesso de neutrons em relação ao seu isótopo estável, tendo a tendência de tranformar 
seus neutrons em prótons. 
 O carbono-14 (meia vida de 5730) libera radiação β, convertendo-se em Nitrogênio. 
 
OBS
8
: O intuito da radioterapia é causar as mesmas lesões que as radiações são capazes, mas em outro foco – a 
massa tumoral. 
 
INTERAÇÃO β-MATÉRIA 
 A radiação β ioniza mesmo com sua massa desprezível. O seu jeito de 
ionizar é por meio da colisão (repulsão) eletrostática com os elétrons orbitais da 
matéria e por meio de sua grande energia cinética, tranferindo sua energia para os 
eletrons orbitais, transferindo-os, como bolas de bilhar, e arrancando-os da 
eletrosfera dos átomos da matéria, ionizando-os. 
 
 
 
 
 
RADIAÇÃO BETA (β) POSITRÔNICA 
 No decaimento β negatrônico, além de emitir ondas γ, o átomo ainda 
pode emitir uma outra partícula subatômica (ver a Hipótese de Ferni na página 
anterior). Esse neutrino é representado como β+. 
 A partícula liberada tem carga positiva, sendo chamada de positron ou 
antieletron, assim chamado por ter a mesma massa do eletron, mas com carga 
positiva. Durante a sua emissão, um próton se transforma em neutron, 
mudando o elemento químico (por meio de uma transformação isobárica) com 
um número atômico menor que o original. 
 Comparando a liberação da partícula β- com a liberação da partícula 
β+, temos: 
 A partícula β negatrônica: NEUTRON  PRÓTON 
 A partícula β positrônica: PRÓTON  NEUTRON 
 
EMISSÃO DE ANTI-NEUTRINOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS
9
: Quando maior a energia do feixe de radiação, maior será seu poder de penetração. Se um feixe de α for bem 
maior que um feixe de β, concerteza a radiação α nessas condições será bem mais penetrante. 
 
 
 
Eβ- + Eantineutrino = Emax 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
6 
 
www.medresumos.com.br 
DECAIMENTO β POSITRÔNICO 
 
 
 Na figura acima (a esquerda), o elemento fluor (F) emite um positron, diminuindo seu número de prótons (nº 
atômico) de 9 para 8, sendo representado agora pelo Oxigênio-18. O Fluor-18 é pobre em neutrons (rico em prótons, 
devido a relação N/P), sendo necessário a ele transformar seus prótons em neutrons, para isso realiza um decaimento 
β+. 
 
ANIQUILAÇÃO DE MATÉRIA 
 A maneira da radiação β produzir ionização ou danos biológicos é 
por meio do chamado processo de aniquilação de matéria. Esse 
processo se dá por uma colisão e destruição das partículas subatômicas 
β+ e β- e da matéria, originando energia na forma de radiação γ. 
 Isso é importante do ponto de vista de etapas da ionização: a 
primeira etapa seria a própria invasão das partículas β± na matéria, e uma 
segunda etapa, que consiste na formação de radiação γ durante essa 
interação. Essa segunda etapa é caracterizada pela formação de uma 
radiação secundária (no caso da aniquilação das partículas β±, seria a 
radiação γ), sempre conservando a quantidade de energia do início do 
processo (a energia das partículas β± é a mesma da energia γ produzida). 
 Esse evento serve para explicar o que algunsautores defendem 
ao falar que o anti-eletron tem uma existência efêmera, ou seja, é uma 
partícula instável. Isso acontece pois quando ele interage com os elétrons 
da matéria, esse anti-eletron desaparece, formando radiação γ. 
 
 
RADIAÇÃO-X CARACTERÍSTICA 
 É formada por um processo diferente daquele 
raio-X utilizado para formar imagens radiológicas 
(raios-X de frenagem). 
 Os raios-X característicos são gerados a partir 
da interação de outros tipos de radiação com eletrons 
dos elementos. Não possui massa nem carga. 
 Na figura ao lado, por exemplo, um fóton de 
uma radiação incidente qualquer, transfere a sua 
energia para o eletron da camada K (mais interna) do 
elemento, fazendo com que ele saia da eletrosfera 
(devido à interação foton-elétron) e deixe uma vaga 
(“vacancy”) nessa camada. Quando essa vaga é 
aberta, acontece o processo de rearranjo orbital 
(preenchimento de um orbital mais interno por um 
eletron de uma camada mais externa), ou seja, o 
elétron encontrado em um nível quantico acima do eletron expelido desce para ocupar esse espaço. Ao preencher essa 
vaga, o eletron libera radiação na forma de raios-X característicos (recebe esse nome por ser característico para cada 
transição de eletrons no intuito de preencher vagas abertas). A diferença de energia entre os níveis quânticos que 
serviram de transição do elétron preenchedor da vaga é exatamente igual à energia liberada em forma de Raio-X 
característico. 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
7 
 
www.medresumos.com.br 
 Com o preenchimento dessa vaga, haverá a abertura de outra, que será ocupada por outro eletron de uma 
camada mais alta, isso seguindo respectivamente, até o limite de eletrosfera que o átomo possui. 
 Em resumo, a geração e liberação de raios-X característicos se dá pelo preenchimento de vacancias por elétrons 
de camadas quanticas maiores a favor do processo de rearranjo orbital, de modo que aconteça uma cascata de eventos, 
uma vez que, a cada vaga preenchida, outra é aberta. A energia desse tipo de Raio-X é característica da energia 
liberada pelo elétron devido a distância (camadas) percorrida por ele até preencher a vacancia. As radiações que 
causam a formação dos raios-X característicos são classificadas de radiações ionizantes. 
 
OBS
10
: Radiação ionizante é aquela que provoca lesões a partir da ionizaçãos das biomoléculas que compõem a 
matéria, transformando o elemento em um íon. Já a radiação excitante, em que algumas são lesivas (como a radiação 
UV) e outras não (luz branca), acontece quando o fóton incidente estimula o eletron a mudar de nível quantico, mas não 
deixa o domínio orbital, não havendo assim, a formação de um íon. 
OBS
11
: De maneira semelhante ao decaimento β+, ocorre a chamada captura de eletrons. Da mesma forma que ocorre 
do decaimento β+, o número atômico dos elementos que sofrem a captura de eletrons diminui. Isso também acontece 
com aqueles radioisótopos ricos em prótons (excesso de carga positiva no 
núcleo). Logo, há duas maneiras de equilibar o excesso de prótons no núcleo: 
através do decaimento β+ e por meio da captura de eletrons. Observe o 
exemplo ao lado. O núcleo do elemeto apresenta uma carga 
preodominantemente positiva. Isso faz com que ele atraia o elétron da camada 
mais próxima. Ao atrair esse elétron, um próton se transforma em neutron, 
diminuindo o número atômico em uma unidade, transformando um próton em 
neutron, mantendo o número de massa constante (o que átomo perdeu em 
próton ganhou em neutron). 
OBS
12
: Na captura de eletrons, ocorre a liberação de radiação γ pelo núcleo, 
que é absorvida por um eletron de uma camada mais alta (L), expelindo-o da 
eletrosfera. Isso forma uma vacancia que será preenchida por um outro 
eletron de camada quantica mais alta (M). Como já se sabe, nesse processo, 
há a formação de raios-X característicos. Logo, conclui-se que na captura de 
elétrons, há a liberação de duas radiações intercorrentes: liberação de 
radiação γ, que logo é absorvida por um eletron da eletrosfera que acarretará 
na formação de raios-X. 
OBS
13
: Dessa maneira, fica claro o que alguns autores falam quando se 
referem à radiação-X característica como a energia potencial liberada por um 
eletron quando ele passa de uma camada quantica mais alta para uma mais 
baixa (mais próxima ao núcleo). 
 
RADIAÇÃO ү 
São ondas eletromagnéticas. É o tipo mais penetrante de radiação. Não apresenta carga elétrica e não é afetada 
pelos campos elétricos e magnéticos. 
 Composição: ondas eletromagnéticas de alta frequência. 
 Simbologia: 
 
 Velocidade: aproximadamente a velocidade da luz. 
 Poder de penetração: alto. 
 Poder ionizante: nulo. 
 
TRANSIÇÃO ISOMÉRICA E ELEMENTO METAESTÁVEL 
 Transição isomérica é uma maneira de se obter energia γ 
pura. Um elemento metaestável apresenta a mesma configuração 
de seu isótopo fundamental, com a diferença de ser mais 
energético. O elemento metaestável obtem a configuração estável 
ao liberar energia em forma de radiação ү pura. Uma vez pura, a 
energia γ pode ser muito útil para medicina em exames laboratoriais, 
como cintilografias. 
 Isso ocorre, por exemplo, com o tecnécio (43Tc
99
) 
metaestável, muito utilizado em sintilografias por ter uma meia vida 
muito curta (de apenas 6 horas) e por liberar radiação ү pura para 
obter sua forma fundamental (estável). 
 Um elemento metaestável é formado durante um período 
intermediário de liberação de energia ү em um decaimento β- por 
exemplo. Observe os decaimentos abaixo: 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
8 
 
www.medresumos.com.br 
 
 
O Molibdênio (Mo), ao sofrer decaimento β-, tem um de seus neutrons transformado em próton, aumentando 
assim seu número atômico. Concumitantemente a esse fato, há a liberação de uma primeira parte da radiação γ, isso em 
uma primeira etapa, formando o elemento Tc metaestável. Já em uma segunda etapa, ocorre a liberação de radiação ү 
restante e pura, com a formação de um Tc estável. Isso é desejável ao tratamento de pacientes por polpá-los à 
exposição de partículas ionizantes, trantando-os apenas com radiação ү pura. 
 
OBS
14
: Diz-se que um campo ou fonte de radiografia é externo(a) quando ele é realizado por mecanismos não invasivos, 
como a radiografia feita por radiação X. Quando o campo ou fonte é dito interno(a), há a utilização de constrastes (como 
o de Tc ou I) radioativos que são aplicados no sistema. A partir daí, o paciente passa a ser uma “fonte ambulante” de 
radiação. 
OBS
15
: As propriedades das radiações X e γ são muito semelhantes. Podemos citar algumas delas: 
 Ambas são ondas eletromagnéticas que se propagam, no vácuo, em uma velocidade igual a da luz 
(3x10
8
m/s). 
 São altamente penetrantes. Tão penetrantes que são utilizadas na obtenção de imagens penetrantes: 
poussuem uma capacidade tão alta de penetrância que penetram no tecido e emergem com capacidade 
de registrar em um papel radiológico as variações de densidade encontradas. 
 Não têm carga nem massa. 
 São ionizantes, o que implica no seu poder de causar lesão, poder este muito menor do que os das 
partículas. 
OBS
16
: A diferença entre as radiações X e ү está na origem: a radiação X sempre se origina na 
eletrosfera e a radiação ү tem sua origem no núcleo do átomo. 
 
INTERAÇÃO GAMA-MATÉRIA E EFEITO FOTON-ELÉTRON 
 A radiação ү, ao ser produzida por uma fonte radioativa, ela de certeza 
provocará uma interação na matéria devido ao seu poder de ionização. A energia do 
foton indicidente ү é transferida para um eletron do elemento, energia esta suficiente 
para expelí-lo da eletrosfera. Isso forma uma vacância eletrônica, que será ocupada 
por um outro eletron de outra camada, liberando radiação X, obedecendo o efeito 
foton-elétron (acontece quando a energia incidente ү é absorvida em parte por um 
eletron, que foge da eletrosfera, recebendo o nome de foton-eletron). Com isso, tem-
se que os resultados do efeito foton-elétronsão: eletron ejetado; formação de Raios-
X característicos; formação de íons positivos. 
 
EFEITO COMPTOM OU ESPALHAMENTO COMPTON 
 É um efeito que contribui para espalhar a radiação no momento que ela incide no 
meio material. A energia ү incidente, oriunda de uma fonte externa, tem energia suficiente 
tanto para ejetar um elétron da eletrosfera de um elemento quanto para desviar a sua rota 
em direção a um outro elemento, muito semelhante a um jogo de bilhar, em que uma bola 
desloca a outra, espalhando o jogo por toda a mesa. O fóton incidente é aquele que inicia 
a cadeia de ejeções, e o foton emergente se forma após a primeira interação fonton-
elétron. 
 O efeito Comptom geralmente não ocorre em exposições clínicas normais por 
depender de uma quantidade grande de energia. 
 
 
OBS
17
: Quanto maior a energia cinética do fóton incidente, menor é angulo θ formado entre sua trajetória inicial e sua 
nova trajetória. 
 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
9 
 
www.medresumos.com.br 
 
RAIOS-X DE FRENAGEM 
 É o tipo de Raio-X utilizado na clínica médica. Esse tipo 
de radiação X é produzido artificialmente, por meio da ação de 
uma ampola ligada a uma fonte de energia. Nessa ampola, 
existe um cátodo (-) e um ânodo (+), que quando ligados a uma 
fonte de alta tensão de energia, apresentam uma diferença de 
potencial elétrico. Inicialmente, antes mesmo de ligar a fonte 
central de alta tensão, um filamento ligado a uma fonte de baixa 
tensão é aquecido, passando a liberar pequenas quantidades de 
elétrons (efeito termo-iônico, princípio físico que diz: “todo 
metal quando é aquecido no vácuo, passa a liberar elétrons”). 
Quando a radiografia vai ser feita, o técnico aciona o circuito de alta 
voltagem, fazendo com que a nuvem eletrônica formada ao redor do filamento 
metálico aquecido seja deslocada com grande energia cinética em direção ao 
ânodo (neste caso, positivo por convenção). No momento da colisão entre os 
eletrons e o ânodo, gera-se um processo de frenagem e de desaceleração 
dos eletrons, que perdem energia cinética em forma de radiação-X. 
OBS
18
: É seguro adentrar em uma sala de Raio-X logo ao desligar a ampola 
(fonte de radiação), pois a radiação não contamina o ambiente da sala. Só há 
emissão de radiação quando a fonte de alta tensão é acionada. 
OBS
19
: Quanto maior for a tensão elétrica, maior a energia do raio-X. Isso é 
importante para certos tipos de radiografias de tecidos duro e mole. 
OBS
20
: Em ampolas reais, tem-se o ânodo como um disco giratório para que seu desgaste (devido à contínua colisão 
com elétrons) seja de modo homogênio. Essa ampola fonte de radiação fica submersa em um óleo mineral, que serve 
tanto como isolante elétrico quanto como meio de dissipação de calor (assim como ocorre em toda transformação de 
energia, o calor, nesse caso, é produzido pela transformação da energia cinética em energia X). 70% da energia 
consumida pela ampola é perdida na forma de calor, e apenas 30% é convertida em energia X. 
 
Os raios X são originários da frenagem dos elétrons gerados no catodo, que se 
convertem em fótons, pelo fenômeno conhecido por Bremsstrahlung. Os raios X produzidos 
no interior das ampolas são constituídos por ondas eletromagnéticas de várias frequências e 
intensidades. A maior parte da energia cinética dos elétrons é perdida sob a forma de calor e 
apenas 30% dela é convertida em raios X. 
Quando os elétrons se aproximam do núcleo, sofrem interação eletrostática e sofrem 
um desvio de trajetória. É nesse desvio que acontece a conversão da energia cinética em 
energia X. 
Os raios X produzidos por “Bremsstrahlung” constituem um espectro contínuo dentro 
de uma faixa de comprimento de onda que vai de 0,1 a 0,5 Å (10-10 m). 
 
 
IMPRESSÃO DE UMA IMAGEM POR MEIO DE RAIOS-X 
 Imagine vários feixes de radiação-X oriundos de uma ampola incidindo perpendicularmente, por exemplo, em 
uma coxa, entreposta entre a fonte de radiação o filme radiológico. Na coxa, encontra-se o seu arcabouço ósseo – o 
fêmur – de tecido duro e de grande densidade. Em torno desse osso, tem-se tecidos moles (músculo, aponeuroses, etc). 
Alguns feixes de raios X incidentes de radiação passarão pelo osso e outros pelos tecidos moles, obtendo, após 
atravessar a estrutura anatômica, raios X emergentes, com uma energia menor do que aqueles que foram incidentes, 
isso porque a estrutura anatômica absorve para si parte da radiação. Os tecidos radio-transparentes (radio-lúcidos) 
são aqueles que absorvem pouca energia X e permitem a passagem de raios emergentes de maior energia, enquanto os 
tecidos radio-opacos absorvem mais essa energia, emergindo deles raios de menor energia. 
 
OBS
21
: A propriedade de algumas estruturas tem de absorver e liberar parte da energia é explicada por meio da 
espectrofotometria, através das definições de transmitância e da absorbância. Uma estrutura transmitante (como um 
vidro lúcido) deixa passar toda energia (como a luz) que nele incidir. Já uma estrutura absorbante (como um vidro com 
fumê) absorve mais energia do que libera. Quando se aplica fume em vidros, por exemplo, à 30%, significa que a 
transmitância do vidro agora é de 70% e a sua absorbância é de 30%. 
 
A radiação X emergente entra agora em contato com um filme especial, constituído, além da camada de plástico 
que o envolve, por uma gelatina composta de sais de prata (BrAg e IAg). Quando a radiação incide no filme radiológico, 
ela desestabiliza os sais de prata. Uma vez instável, a prata fornece uma coloração negra no filme. Do osso, por se tratar 
de um tecido denso e de grande absorbância, vai emergir uma energia de pequena quantidade, capaz apenas de 
precipitar bem menos prata do que aqueles raios que atravessam os tecidos moles da estrutura anatômica. 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
10 
 
www.medresumos.com.br 
 Logo, o gradiente de cor que vai de um cinza claro ao negro registrada em um filme radiológico, representa a 
densidade de cada tecido pelos quais a radiação X vai penetrar para emergir depois. 
 
 
 
 
 
 
 É necessário então, uma certa diferença de densidades entre os tecidos que serão radiografados. Com isso, 
determinados tumores podem não aparecer em uma tumografia por ter um tecido semelhante àquele que o circunda. Já 
quando há uma calcificação (como em uma artrose), a densidade do tecido aumenta, tornando-se mais absorbante. 
 
 
 
 
 
 
DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA E MEIA VIDA 
 Toda amostra radioativa natural, com o tempo deixa de emitir 
radiação. Isso acontece pois toda amostra que emite radiação é no intuito 
de obter a estabilidade, que depois de um certo tempo, é alcançada. Todo 
elemento radioativo, então, deixará de emitir energia radioativa em uma 
questão de tempo. Mesmo com o termo “desintegração radioativa”, não se 
trata de um precesso de desintegração do átomo, pois este se transforma 
em outro elemento ao mudar seu número atômico. 
 A meia-vida (p ou T1/2) é o tempo necessário para que ocorra a 
desintegração da metade da massa de uma amostra, ou seja, é o tempo 
necessário para que metade dos núcleos ativos dessas amostras deixem de 
emitir radiação. A atividade radioativa, em relação com o tempo, sofre um 
decaimento exponencial. A meia vida do elemento do gráfico ao lado é de 3 
horas. 
 O tempo de meia vida é uma propriedade particular de cada 
isótopo: o tempo de meia vida do iodo é de 8h; do tecnécio, 6h; do Carbono-
14, 5730 anos. Essa propriedade depende da constante de decaimento λ 
(lambda), que mede a probabilidade de desintegração de núcleos por uma 
unidade de tempo. Essa constante é inversamente proporcional ao tempo 
de meia vida, pois quanto mais demorado for o decaimento do núcleo, mais 
tardeamente a meia vida do elemento é alcançada, aumentado assim o 
valor da constante. 
 
 
NÚMERO DE NÚCLEOS ATIVOS 
 
 
 N  Número de núcleos ativos. 
 N0  Número incial de núcleos ativos 
 t  Tempos transcorrido 
 T1/2  Tempo de meia vida 
 
Arlindo UgulinoNetto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
11 
 
www.medresumos.com.br 
 
 
RADIOBIOLOGIA 
A radiobiologia é o ramo biológico centrado no estudo de qualquer ação da ionização produzida nos sistemas 
biológicos. 
 
RADIAÇÃO DE BACKGROUND 
 A radiação de Background tem o mesmo 
significado de radiação ambiental, presente em qualquer 
ambiente que se tenha acesso no mundo. Em condições 
normais, essa radiação é inferior a 1 mSv/ano. Isso mostra 
que a radiação não é só um processo artificial, mas como 
também ocorre de modo constante na natureza: ao 
respirarmos, inspiramos constantemente Radônio (Rn) 
radioativo presente no ar atmosférico; ao nos alimentarmos 
de banana ou de castanhas, alimentamo-nos de isótopos 
radioativos; presente em nossas biomoléculas, estão 
traços do carbono-14; etc. 
 Essa radiação ambiental é gerada por fontes 
naturais e artificiais, apresentando variações em 
diferentes localidades. O próprio subsolo que encobre 
jazidas de urânio é uma fonte de radiação background. No 
Brasil, tem-se três regiões de elevado background: Morro 
de Ferro, Guaraparí (ES) e Araxá (MG). Outra parte de radiação natural provém do espaço – radiação cósmica – em que 
o Sol e as estrelas emitem radiações que são atenuadas pela própria atmosfera. Isso é comprovado em estudos que 
dizem que quanto mais alta for a distância de um local em relação ao nível do mar, mas susceptível está essa região à 
ação da radiação cósmica. 
Além das fontes naturais, o background pode ser elevado devido às fontes artificiais de radiação, como no caso 
de Chernobyl, que mesmo anos depois de um vazamento nuclear, a radiação da região ainda é muito elevada. O mesmo 
acontece com os habitantes de Hiroshima e Nagasaki, no Japão, em que mesmo depois de décadas após a explosão da 
bomba atômica, o background de radiação continuou elevado, trazendo malefícios a saúde dos moradores e 
sobreviventes à tragédia durante anos. 
 
OBS
22
: Em 26 de abril de 1986, explodiu um reator da central de Chernobyl (cidade no norte da Ucrânia, perto da 
fronteira com a Bielorrússia) que libertou uma imensa nuvem radioativa, contaminando pessoas, animais e o meio 
ambiente de uma vasta extensão da Europa. As causas do acidente foram falhas humanas e falhas no projeto do reator 
que explodiu. No início da madrugada do dia 26, aproveitando um desligamento de rotina, procederam-se à realização 
de alguns testes para observar o funcionamento do reator a baixa energia. Os técnicos encarreguados desses testes 
não seguiram as normas de segurança e pelo fato de o moderador de neutrons ser à base de grafite, o reactor poderia 
apresentar instabilidade num curto período de tempo, o que acabou por acontecer. Quando em determinado período, os 
técnicos tentaram desligar o reator e não conseguiram e então o superaquecimento do reator fez com que houvesse 
uma explosão. A explosão arrebentou a laje do edifício e liberou sobre a atmosfera gases e partículas radioativas. O ar 
que entrou na central que estava queimando levou à combustão do grafite que continuou queimando e liberando material 
radioativo por mais dez dias. 
 
 As características de uma radiação de background são: 
 Produzida por fontes Naturais e Artificiais 
 Atenuação da Atmosfera 
 Variação entre Diferentes Localidades 
 Valores Normais (1,25mSv/ano) 
 Efeitos Biológicos 
 
RELAÇÃO DOSE-EFEITO 
 Consiste em um modelo teórico que estabelece uma relação entre o efeito biológico e a dose de radiação que o 
indivíduo é exposto. Os graficos ao lado representam dois modelos de relação: um linear (de maneira uniforme, quanto 
maior for a dose, maior o efeito) e um quadrático (a partir de um determinado ponto, para um mesmo incremento de 
dose, o efeito passa a ser muito maior, sendo esse ponto o local onde a relação deixa de ser linear passando a ser 
exponencial). 
 Observe que em ambos os modelos, o gráfico intercepta o eixo y na origem dos eixos. Isso traz o seguinte 
significado prático: o efeito radiação só é nula para doses nulas, ou seja, não existe doses inóquas de radiação. Para 
qualquer dose diferente de zero, haverá efeito radioativo. Porém, vale resaltar que, lesões nas biomoléculas podem não 
http://www.workpedia.com.br/estudo.html
http://www.workpedia.com.br/ioniza%E7%E3o.html
http://www.workpedia.com.br/produzida.html
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
12 
 
www.medresumos.com.br 
ser tão expressivas como a formação de um tumor, por exemplo. Isso não ocorre devido aos mecanismos de reparo 
celular e do DNA, que desfazem muitas mutações presentes no meio e que a célula está constantemente exposta. 
 
 
EFEITO RADIOATIVO DIRETO E INDIRETO 
 Os efeitos radioativos demonstram de que forma a radiação age nas biomoléculas. Como já foi visto, a radiação 
ionizante produz lesões das biomoléculas por romper ligações e interações químicas entre elas: ao interagir no DNA, 
quebra-se as ligações fosfodiéster desse ácido nucleico; quando incide em proteínas, quebra-se as ligações peptídicas. 
Isso ocorre porque no processo de ionização, há uma ejeção de um eletron que estaria envolvido no compartilhamento 
para formação dessa ligação. 
 
 Efeito Direto: a própria energia da radiação causa uma 
lesão. No exemplo, a própria energia radioativa entra em 
contato com a proteína, quebrando suas ligações peptídicas, 
sem a necessidade de um intermediário químico. 
 Efeito Indireto: a radiação causa lesões não por meio 
de sua energia, mas por meio de um intermediário químico cuja 
estrutura já tenha sido alterada diretamente pela energia 
radionizante. No exemplo, moléculas de água sofrem um 
processo de radiação, formando radicais livres, que são 
moléculas extremamente reativas, passando a interagir com as 
biomoléculas, causando rupturas de ligações e cadeias. 
 
 
 
 
O efeito indireto responde à maioria das causas das lesões (80%). Isso 
é explicado pelo fato de o efeito direto acabar logo quando a fonte é 
desligada. Já o efeito indireto permanece agindo, mesmo após a radiação, 
pois os radicais livres, por exemplo, permanecem interagindo com 
biomoléculas até serem neutralizados. 
 
OBS
23
: Quando um paciente sofre de Síndrome de Radiação Aguda ou é 
submetido a uma radioterapia, é recomendado à ele fazer uso de vitamina 
C e drogas anti-radicais livres que neutralizem radicais livres, no objetivo 
de tratar os efeitos da radiação indireta. 
OBS
24
: Efeito Oxigênio: quando as moléculas de O2 são irradiadas, elas 
sofrem um processo chamado de excitação atômica, em que seus eletrons 
migram de nível quantico, tornando a molécula mais excitada e reativa. 
Isso representa mais uma forma de efeito indireto, em que o oxigênio é 
irradiado, é excitado, e como intermediário químico da radiação, passa a 
interagir com as biomoléculas. 
OBS
25
: Em resumo, quanto a radiação indireta: a H2O forma radicais livres 
e o O2 forma espécies reativas a partir de sua excitação atômica. 
OBS
26
: O poder de lesão da radiação eletromagnética depende 
diretamente de sua energia. Fótons suficientemente energéticos podem 
ionizar o meio material retirando elétrons orbitais. O processo de ionização 
produz lesões nas biomoléculas porque rompe ligações químicas. 
Ademais, a ionização também provoca a radiólise da água, contribuindo 
para a formação de radicais livres que potencializam o aparecimento de 
lesões. 
 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
13 
 
www.medresumos.com.br 
Os efeitos da radiação passam por três estágios: 
 Estágio físico: absorção da energia da radiação e ionização da biomolécula. 
 Estagio fisico-químico: formação de radicais livres (efeito indireto) 
 Estágio biológico: efeito na lesão da molécula biomolecular. 
 
Quando a lesão radioativa começa, ela tem início no menor nível de complexidade da célula, que é o nível atômico-
molecular. Essas lesões, por tanto, terão repercusões celulares, que terão repercusões histológicas e que por sua vez 
terão repercusões sistêmicas (“a lesão começa de dentro parafora”). 
 
RADIOSENSIBILIDADE 
A radiosensibilidade explica que os tecidos não são 
igualmente sensíveis a ação da radiação. As células que 
apresentam grande atividade mitótica, bem como aquelas 
mais indiferenciadas são mais sensíveis à radiação ionizante 
(BERGONIÉ, J., TRIBONDEAU, L. - 1959). 
A medula óssea, por exemplo, é uma estrutura muito 
sensível à radiação. Isso é tão verdadeiro que, em 
transplantes de medula óssea, a medula maligna do receptor 
deve ser totalmente esvaziada para que esta não interaja com 
a medula do doador. A medula maligna do receptor é retirada 
por meio da própria radiação (radio e quimioterapia). 
Todas as linhagens medulares são sensíveis, 
relevando a importância dos megacarioblastos, 
mieloblastos e eritroblastos. Quando uma medula é 
irradiada com uma frequência alta de radiação, tem-se um 
quadro de pancitopenia, em que todas as células 
precursoras das linhagens mieloblasticas, eritroblasticas e 
megacarioblasticas vão ser aplasiadas pela radiação. 
Os tecidos perenes, como o nervoso e muscular, que possuem um baixo índice mitótico são mais resistentes a 
radiação. Já as gônadas são estruturas extremamente radiosensíveis, o que mostra a preocupação em evitar carregar 
aparelhos celulares próximo à região pélvica. Isso ocorre porque as gônadas possuem células muito pouco 
diferenciadas. 
A mulher deve ter uma preocupação maior devido ao fato de seus gametas (oocitos) estarem “adormecidos” (até 
o momento da sua devida ovulação) durante toda a vida, estando sempre mais susceptíveis à exposição radioativas, 
químicas e biológicas, o que aumenta a incidência de síndromes genéticas com o avanço da idade materna. Da mesma 
forma o embrião, que é dotado de células extremamente mitóticas e indiferenciadas (principalmente no primeiro 
trimestre), sendo também propensas à ação da radiação. 
A radiosensibilidade explica o motivo de se tratar tumores malignos por meio do uso de radiação: as células do 
tumor, em geral, são indiferenciadas e muito hiperplásicas (grande índice de mitoses). 
 
OBS
27
: Há exceções da regra como os linfócitos, que se dividem pouco, mas são células extremamente sensíveis a 
radiação. 
OBS
28
: Quando as gônadas são vítimas de radiação, elas podem sofrer uma alteração somática (tumor nas gônadas) ou 
da linhagem germinativa (de caráter hereditário). 
 
LESÕES RADIOINDUZIDAS NO DNA 
 A radiação provoca danos em praticamente todas as biomoléculas. No entanto, a que mais sofre os efeitos da 
radiação é o DNA, sendo ela considerada a mais sensível das biomoléculas. Do ponto de vista biológico, o DNA é a 
molécula mais crítica para o desempenho das funções celulares. Entre os diversos efeitos que a radiação causa na 
molécula de DNA, podemos citar: 
 Ruptura de cadeia (simples ou dupla) 
 Ruptura de pontes de hidrogênio: a partir do momento que a radiação altera a estrutura das bases nitrogenadas 
que se ligam por meio das pontes. 
 Abertura do anel imidazólico das purinas 
 Formação de hidratos e peróxidos de pirimidinas (C5=C6) 
 Formação de sítios apurínicos e apirimidínicos 
 Cross-links (intermolecular e intramolecular): ligações anormais que pode existir entre o DNA e uma outra 
biomolécula (como uma proteína) ou quando o DNA estabelece um ponto de ligação anormal na própria 
estrutura da molécula. 
 Aberrações Cromossômicas 
 Inibição da Mitose 
 Mutações 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
14 
 
www.medresumos.com.br 
 
Na maioria das vezes, os danos no DNA são reparados por mecanismos de reparo da própria célula (reparo por 
fotoativação, por exemplo). Porém, o dano pode evoluir para uma mutação com efeitos biológicos: genéticos, somáticos, 
má-formação ou morte celular. 
 
UNIDADES DE DOSIMETRIA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 
 Unidade de dose de exposição (Roentgen): o Roentgen foi uma unidade criada baseada na ionização do ar, 
sendo ela definida pelo número de cargas (Coulomb) formadas ao na exposição por unidade de massa de ar 
(kg). Não é usada para medir as doses de absorção do organismo. 
 Unidades de doses de absorção (RAD e Gray): mede a quantidade de energia radionizante (Joules) absorvida 
em função da massa do receptor (kg). 
 Unidades de doses equivalentes (Rem e Sievert): Unidades criadas para mensurar o efeito do tipo de 
radiação e o efeito da distribuição dessa radiação. A dose equivalente é idêntica a dose de absorção, sendo 
corrigida por dois fatores: o fator de qualidade q e o fator de distribuição n. O REM é representado pelo rad, 
sendo corrigido por q e n. Sievert é representado pelo Gy, corrigido pelos fatores q e n. 
 O fator de qualidade (q) está relacionado com o poder de ionização que tem a radiação. Ele aumenta na 
medida que aumenta o poder de ionização da radiação: os Raios-X, , elétrons e posítrons apresentam 
q=1; enquanto os nêutrons rápidos, prótons, partículas  e íons pesados apresentam q=20. 
 O fator de distribuição (n) valerá 1 quando a exposição radioativa é compreendida em um campo externo 
e uniforme. Ele difere quando essa radiação não é mais uniforme e passa a ser interno (como com o 
tratamento de I-131, o qual, além de ser fonte de radiação interna, vai se acumular apenas em um ponto 
do corpo, a tireoide). 
 
 
DOSE LETAL- 50 
A DL50 representa a dose capaz de produzir óbito em 50% de indivíduos 
expostos de uma amostra no intervalo de 30 dias. Sabe-se que a DL50 no homem é 
aproximadamente 250 rad (acima de uma exposição de 250 rads, imagina-se que 50% 
de uma determinada amostra exposta vai à óbito em um prazo de 30 dias). Sabe-se 
também que a partir de 100 rads, pode-se induzir uma Síndrome Hematopoiética por 
Radiação. Porém, as doses usadas na clínica para tratamento de doenças ou na 
utilização de radiografias são muito baixas, quase sempre abaixo de 1 rad. 
Os mamíferos, principalmente, são as espécies mais sensíveis à radiação. Já 
outras espécies mais rudimentares seriam mais resistentes à acidentes radioativos. 
Isso é explicado pela afirmação que diz: quanto maior o nível de complexidade na 
escala filogenética, mas sensível será a espécie aos efeitos da radiação. 
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO 
1. Efeito Imediato: Por convenção, é o efeito causado nos primeiros 30 dias depois de uma exposição 
radioativa. Acontece por exemplo com pacientes que fazem sessões de radioterapia e que dias depois, 
apresentam leucócitos do hemograma baixos. Outro exemplo seria a radiodermite, que significa uma 
irritação na pele após uma exposição, deixando-a edematosa. 
2. Efeito tardio: Por convenção, seria os efeitos sentidos após os primeiros 30 dias depois da exposição. Na 
prática, esses efeitos podem se manifestar anos ou até décadas depois da primeira exposição. Isso 
aconteceu, por exemplo, nos habitantes das cidades de Hiroshima e Nagasaki, no Japão, após a explosão 
da bomba atômica. Esta, que foi eclodida em 1945, mas seus efeitos (leucemia mieloide) continuaram sendo 
sentidos até meados da década de 70 (gráfico ao lado). 
 Efeitos Genéticos (hereditários): o efeito é passado pelas células germinativas será sentido pelas 
gerações futuras a quem foi exposto (mutações). 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
15 
 
www.medresumos.com.br 
 Efeitos Somáticos: quem desenvolve o efeito são as células do próprio indivíduo exposto (não 
atingindo as células germinativas). 
 
OBS
29
: Os danos e consequências que os efeitos tardios podem implicar são: 
 Efeito carcinogênico: mais perigoso e importante. Abrange todas as classes de tumores induzidos por 
radiação: as leucemias mieloides, tumores da mama e tumores da tireoide. 
 Diminuição da sobrevida 
 Depressão imunológica 
 Indução da catarata: a radiação desnatura as proteínas do cristalino, precipitando-as. 
 Mutações 
 
OBS
30
: Os grupos susceptíveis a desenvolver efeitos tardios da radiação são: 
 Pessoas que sobreviveram a altas doses de radiação. 
 Pessoas que sofrem exposições ocupacionais (cotidianamente, em seu trabalho, sãoexpostos à radiação). 
Isso ocorre devido o efeito cumulativo da radiação (não que ocorra um acúmulo de radiação no organismo, 
mas sim, as mutações geradas que se acumulam). 
 
3. Efeitos Estocásticos: tem o mesmo significado de “efeito probabilístico” ou aleatório, sem condições de 
prever seus danos e desenvolvimento. Não se pode prever efeitos tardios quando relacionados à alguns tipos 
de radiação, mesmo havendo um risco sempre. 
4. Efeitos Não Estocásticos: efeito certo e esperado a partir da aplicação de uma dose de radiação conhecida. 
 Dose de 1 a 1,5 Sv  aplasia da medula óssea 
 Dose de 3 a 4 Sv  esterilidade das gônadas 
 Dose de 5 a 8  catarata do cristalino. 
 Dose de 10 a 12  radiodermite. 
 
SÍNDROME DE IRRADIAÇÃO AGUDA 
Para que a síndrome aconteça, dois requisitos devem estar presentes: 
 A dose de radiação deve ser elevada: a partir de 100 rads. 
 Dose única de radiação: se a dose for fracionada (como em uma radioterapia), não haverá síndrome. 
 
Devido a esses dois requisitos, conclui-se que raramente essa síndrome poderia ser induzida por um tratamento 
radioterapêutico (doença iatrogênica – causada pelo médico), por exemplo. Ela é um efeito mais ligado a retratos de 
acidentes radioativos. Vale salientar, também que, na síndrome, um tecido resistente à radiação, não significa ser imune 
aos seus efeitos (como no caso do SNC). 
 
o Limiar de síndrome: dose a partir da qual o sistema começa a ser acometido drasticamente pela radiação. 
o Limiar de óbito: dose a partir da qual será produzido óbito. 
o Latência de síndrome: período compreendido entre a exposição e o início dos primeiros sintomas da síndrome. 
 
OBS
31
: O tecido hematopoético, por ser um dos mais vulneráveis à ação da radiação (limiar de síndrome=100rad), 
geralmente é associado ao óbito do paciente com a síndrome de radiação aguda, ou seja, o paciente não morre devida a 
ação da radiação em si, mas sim, por uma falência hematopoetica, causada pela síndrome direta ou indiretamente. A 
latência de síndrome para a medula óssea é de 3 meses devido a vida útil de células sanguíneas circulantes ser o 
bastante para suportar o organismo durante esse período. Após esse tempo, a medula óssea, já aplasiada devido aos 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● BIOFÍSICA 
16 
 
www.medresumos.com.br 
efeitos da radiação, deixa de produzir células da linhagem sanguínea, ocasionando quadros de pancitopenia 
(informações logo abaixo), quadro este que leva o indivíduo a obito em 3 a 8 semanas. Nesses casos, deve-se aplicar 
concentrados de plaquetas (para reverter hemorragias), terapia com antibióticos para previnir infecções oportunistas, 
repor a volemia do paciente (com soro ou sangue total), e lutar contra os efeitos indiretos por meio de vitamina C e E. 
 ↓ Megacarioblastos: causa uma trombocitopenia, o que gera hemorragias graves. 
 ↓ Mieloblastos: causa uma leucopenia, o que gera infecções generalizadas. 
 ↓ Eritroblastos: causa uma queda nas taxas de hemácias, gerando anemia. 
 
FATORES QUE AUMENTAM A RADIOSENSIBILIDADE 
 Entre os fatores que aumentam a radiosensibilidade de um tecido: 
 Teor de água e O2 do tecido: a água forma radicais livres e o O2, espécies reativas, quando estes são irradiados. 
Por meio dessas transformações sofridas por essas moléculas, a lesão radioativa é potencializada de forma 
indireta. 
 Supressão dos sistemas de reparo 
 Capacidade de divisão do tecido 
 
OBS
32
: Efeito Oxigênio na Radioterapia: na radioterapia, a formação de 
espécies reativas do oxigênio é usada em favor do paciente. Em massas tumorais, 
há uma mitose desordenada das células acompanhada de uma neovascularização 
para fornecimento de nutrientes. Próximo ao capilar, existe uma camada de células 
bem oxigenadas, e devido ao fato do O2 se propagar de forma radial, tem-se outras 
camadas de células hipóxicas e anóxicas (pelo fato dessas células estarem muito 
distante do capilar). A radioterapia em sessões (e não em dose única) terá o 
seguinte efeito positivo para a destruição do tumor: na primeira sessão de 
radioterapia, a primeira camada, por ser mais oxigenada, vai sofrer mais os efeitos 
da radiação (todo dano ao tumor, na radioterapia, é desejável). No momento que 
se elimina a primeira camada, tem-se uma melhor difusão do O2 para a seguinte 
camada. Em uma segunda sessão de radioterapia, essa segunda população 
celular, agora oxigenada, sofre agora os efeitos da radiação, e assim por diante. 
Isso mostra porque o fracionamento das doses é vantajoso na radioterapia, pois 
permite que as camadas tumorais sejam devidamente oxigenadas e destruídas, 
além de prevenir os efeitos de uma dose única (Síndrome de Radiação Aguda). 
 
CONTAMINAÇÃO RADIOATIVA E HIGIENE DAS RADIAÇÕES 
 Medidas de proteção radiológicas que o profissional e o paciente devem tomar para evitar uma contaminação 
radioativa. A contaminação radioativa é um termo diferente de uma exposição radioativa (não existe contaminação 
radioativa em uma sala de radiologia). Segundo a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), contaminação 
radioativa é a presença indesejável do radioisótopo em uma determinada região. A contaminação radioativa se propaga 
como uma contaminação microbiológica: o contaminado pode propagar o radioisótopo em um simples contato. 
 
OBS
33
: Um exemplo de contaminação radioativa aconteceu no acidente radiológico de Goiânia, que foi um grave 
episódio de contaminação por radioatividade ocorrido no Brasil. A contaminação teve início em 13 de Setembro de 1987, 
quando um aparelho utilizado em radioterapias foi furtado das instalações de um hospital abandonado, na zona central 
de Goiânia. O instrumento roubado foi, posteriormente, desmontado e repassado para terceiros, gerando um rastro de 
contaminação o qual afetou seriamente a saúde de centenas de pessoas. 
 
 Para se proteger dos efeitos da radiação, pode levar em consideração os dois meios de propagação radioativa: 
 Quando se tratar de uma fonte de radiação externa, deve-se manter uma distância máxima da fonte de radiação 
(a radiação eletromagnética é inversamente proporcional ao quadrado da distância); o tempo de exposição deve 
ser o mínimo possível; uso de blindagens adequadas (materiais que impedem a propagação da radiação) de alta 
densidade (a penetração de radiação é inversamente proporcional à densidade). 
 Quando se tratar de uma fonte interna, deve-se ter uma importância especial para prevenir uma contaminação 
radioativa. Deve-se manter os seguintes cuidados: não comer ou fumar em ambientes de trabalhos radioativos; 
não levar às mãos à boca nessas regiões; não pipetar soluções radioativas com a boca; uso de luvas e roupas 
impermeáveis à soluções radioativas; uso de máscaras ao manusear elementos radioativos. 
 
OBS
34
: Exposição E (radiações eletromagnéticas X e ): 
 
K  Constante. Depende da energia e do tipo de radiação 
T  Tempo de exposição 
D  Distância da fonte