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BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES “A principal coisa da vida não é o conhecimento, mas o uso que se faz dele.” (Talmude) 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo - Organizador Coleção de textos de Radiologia DAS RADIAÇÕES IONIZANTES “A principal coisa da vida não é o uso que se faz dele.” (Talmude) BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 2 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES I. ASPECTOS HISTÓRICOS 04 1. INTRODUÇÃO 04 2. ASPECTOS HISTÓRICOS – DESCOBERTAS 05 3. CONSEQUÊNCIAS 08 II. INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA 22 1. INTRODUÇÃO 22 2. EXCITAÇÃO ATÔMICO-MOLECULAR 22 2.1. FLUORESCÊNCIA 22 2.2. FOSFORENCÊNCIA 23 3. IONIZAÇÃO 23 3.1. ESPALHAMENTO COERENTE 23 3.2. EFEITO FOTOELÉTRICO 24 3.3. EFEITO COMPTON 25 3.4. PRODUÇÃO DE PAR 26 3.5. FOTODESINTEGRAÇÃO 26 III. DOSIMETRIA DAS RADIAÇÕES 27 1. ENERGIA 27 2. TRABALHO 27 3. POTÊNCIA 27 4. CARGA ELÉTRICA 27 4.1. CORRENTE ELÉTRICA 28 5. INTENSIDADE DAS RADIAÇÕES 28 6. ATENUAÇÃO DAS RADIAÇÕES 28 6.1. EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA ATENUAÇÃO 28 6.2. COEFICIENTE LINEAR DE ABSORÇÃO 29 6.3. CAMADA SEMI REDUTORA 29 7. ATIVIDADE 29 7.1. UNIDADES DE ATIVIDADE 29 7.2. MEIA-VIDA 30 BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 3 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com 8. UNIDADES DE EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO 30 9. DOSE ABSORVIDA 31 10. EFEITO BIOLÓGICO RELATIVO 32 11. DOSE EQUIVALÊNTE 32 12. DOSES PEMISSÍVEIS 33 13. CLASSIFICAÇÃO DAS INSTALAÇÕES ONDE SE TRABALHA COM RADIAÇÕES IONIZANTES 33 14. ORGANIZAÇÕES RESPONSÁVEIS PELO CONTROLE DO USO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 34 IV. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 35 1. DOSE ABSORVIDA 35 2. DOSE LIMIAR E SUBLETAL 35 3. TIPOS DE EFEITOS PRODUZIDOS POR RAD. IONIZANTES 35 4. RADIÓLISE DA ÁGUA E A PRODUÇÃO DE RADICAIS LIVRES 39 5. SISTEMAS BIOLÓGICOS DE DEFESA 40 6. RADIOSSENSIBILIDADE CELULAR 41 7. EFEITOS GENÉTICOS DAS RADIAÇÕES 45 8. EFEITOS SOMÁTICOS DAS RADIAÇÕES 45 8.1. SIMDROME AGUDA DE RADIAÇÃO 45 8.2. EFEITOS ESTOCÁTICOS E NÃO-ESTOCÁSTICOS 46 9. DOSE LETAL 46 10. RESPOSTAS DOS SISTEMAS ORGÂNICOS À DOSE 47 11. IRRADIAÇÃO E CONTAMINAÇÃO RADIOATIVA 49 BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 4 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com UNIDADE I ASPECTOS HISTÓRICOS 1. INTRODUÇÃO Já foram abordadas, no Curso de Física Radiológica, questões referentes ao que é a radiação, suas fontes e os equipamentos que as emitem. Na primeira parte deste trabalho que chamo de Ciclo Básico de Física Aplicada à Radiologia estudamos tudo que se refere à radiação e sua produção. No curso de Biofísica vamos agora abordar conteúdos referentes à interação das radiações com a matéria, suas conseqüências e também aspectos de sua medição. O objetivo de todo este conteúdo é a Proteção Radiológica, partindo do princípio de que conhecimento leva a uma cidadania mais atuante, contribuímos com o refinamento profissional do técnico em radiologia que vai utilizar técnicas e procedimentos mais seguros para o paciente e para si mesmo e ainda obter uma imagem radiográfica com qualidade ou um procedimento radioterápico eficiente. As questões que deverão ser respondidas ao final do curso de Biofísica serão: � Como as radiações interagem com a matéria? � Quais efeitos biológicos são observados e com que freqüência? � Como podemos medir as radiações? � Quais níveis são “seguros”? � Quais meios nós temos para se proteger? Acidentes nucleares como o que aconteceu em Goiânia em 1987 não devem mais ser frutos da ignorância de nosso povo e nem da irresponsabilidade dos que possuem o conhecimento para “salvar” vidas. Temos que estar atentos pois com um sistema educacional sempre voltado para vestibulares e concursos, ficamos preocupados com a banalização do conhecimento, que só favorece quem dela tira proveito e deste modo nos tira a condição de ser humanos para sermos máquinas descartáveis (ou apertadores de botão como queiram). Ainda é preocupante o fato de termos uma grande maioria de pessoas que não conhecem ou não sabe o que a radioatividade e a radiação representa hoje para a sociedade, mesmo que esta grande BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 5 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.commaioria já não viva mais sem a aplicação de seus conceitos fundamentais. O grande interesse da Biologia e das Ciências Médicas pelas radiações ditas ionizantes, está fundamentada nos efeitos nocivos que estas produzem em organismos vivos e também na possibilidade diagnóstica e terapêutica. No princípio, as radiações ionizantes eram usadas sem proteção ou cuidado, quando os primeiros casos de contaminação e irradiação excessiva vieram à tona muitos começaram a achar inviável o diagnóstico, já que não compensava seu custo-benefício. Mas ao longo dos anos a ciência aprendeu a produzir, manipular e controlar elementos e fontes de radiação, estabeleceu regulamentos que ajudam a diminuir seus efeitos, estudou casos baseados em acidentes e aprendeu que não existe um valor seguro e sim prudência e rigor nos limites estabelecidos. 2. ASPECTOS HISTÓRICOS – DESCOBERTAS Apesar de apenas há cerca de há mais de um século se ter tomado consciência da existência das radiações ionizantes, existiu a partir do início do século XX um enorme progresso científico e tecnológico que será descrito nesta secção, numa perspectiva histórica e em linhas necessariamente gerais. � 1895 - Descoberta dos raios-X (Wilhelm Conrad Röntgen); Emil H. Grubbé, cerca de dois meses após a descoberta dos Raios X, apresentou ao Habnemann College, em Chicago, com manifestações de eritema, dor, edema, depilação e ulceração na mão esquerda. A síndrome apresentada por Grubbé ficou conhecida por radiodermite. � 1896 - Descoberta da radioatividade (Antonie Becquerel); Bequerel também apresentou radiodermite por ter transportado, no bolso do colete, uma amostra radioativa. Roentgen Becquerel BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 6 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com Publicação da época que se referia aos efeitos biológicos causados por raios X aos primeiros radiologistas. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Publicação da época que se referia aos efeitos biológicos causados por raios X aos primeiros radiologistas. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 7 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Max Planck � 1897 - Descoberta do elétron (Joseph Thomson); � 1898 - Isolamento do elemento rádio (Marrie Curie e Pierre Curie); � 1900 - Teoria quântica (Max Planck); � 1902 – Foi diagnosticado o primeiro caso de câncer radioinduzido, na mão de um dos fabricantes de tubos de raios X; � 1905 - Proposta de uma nova teoria quântica sobre o efeito fotoelétrico (Albert Einstein); 1909 - Natureza das partículas alfa (Ernest Rutherford); � 1911 - Teoria atômica que descreve o átomo (Ernest Rutherford); � 1919 - Primeira reação nuclear (Ernest Rutherford); � 1922 – Até este ano, a literatura médica já registrava a morte de cerca de 100 radiologistas, todas elas relacionadas com a exposição excessiva a estas radiações; � 1928 - Teoria da radioatividade alfa (Gamow); � 1932 - Descoberta do nêutron (Chadwick); � 1933 - Descoberta do pósitron (Carl Anderson); � 1934 - Teoria da radioatividade beta (Fermi); � 1939 - Descoberta da fissão nuclear (Otto Hahn, Fritz Strassmann); � 1942 - Primeira reação em cadeia (Enrico Fermi); � 1948 - Modelo de camadas para o núcleo (Mayer, Haxel, Jensen e Suess); � 1964 - Descoberta dos quarks. Pierre e Marie Curie Albert Einstein Rutherford BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 8 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com No Brasil atribui-se que ao tomar conhecimento do aparelho de tão grande valor em diagnóstico, o médico brasileiro Dr. trouxe da Alemanha o primeiro aparelho radi cidade do Rio de Janeiro em meados de 1900. Em se tratando da evolução histórica e tecnológica da radiologia, temos algumas raízes fixadas na descoberta do radiologista brasileiro Manoel de Abreu, que em 1936, criou o método inédito radiografias de tórax tirada da tela florescente da radioscopia, criando se assim, a Abreugrafia. Após a construção e desenvolvimento dos primeiros aceleradores de partículas o ritmo de descobertas aumentou, uma vez que se tornou possível realizar experiências e aplicações até aí impensáveis. Nos dias que correm prossegue comportamento do núcleo e a análise das forças nucleares. As questões em aberto são muitas ainda. 3. CONSEQUÊNCIAS Muito do que se sabe sobre os efeitos bio tem sido desenvolvido em estudos com microorganismos cultura de tecidos e com animais de experimentação. Estes estudos foram e continuam sendo aprofundados com os vários acidentes envolvendo fontes radioativas, tais como os que ocorreram em Three Mile Island (EUA), Chernobyl (Ucrânia) e Goiânia (Brasil). Muitos dados importantes foram obtidos nas populações das cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, que estiveram expostas, direta e indiretamente, aos efeitos das radiações das bombas atômicas explodidas sobre estas cidades durante a Segunda Guerra Mundial. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com se que ao tomar conhecimento do aparelho de tão grande valor em diagnóstico, o médico brasileiro Dr. Álvaro Alvin, trouxe da Alemanha o primeiro aparelho radiológico instalando-o na cidade do Rio de Janeiro em meados de 1900. Em se tratando da evolução histórica e tecnológica da radiologia, temos algumas raízes fixadas na descoberta do radiologista brasileiro Manoel de Abreu, que em 1936, criou o método inédito de fotografia de radiografias de tórax tirada da tela florescente da radioscopia, criando- Após a construção e desenvolvimento dos primeiros aceleradores de partículas o ritmo de descobertas aumentou, uma vez realizar experiências e aplicações até aí impensáveis. Nos dias que correm prossegue-se o estudo do comportamento do núcleo e a análise das forças nucleares. As questões Muito do que se sabe sobre os efeitos biológicos das radiações tem sido desenvolvido em estudos com microorganismos, com uma importantes foram obtidos nas populações das cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, que estiveram expostas, direta e indiretamente, das bombas atômicas explodidas sobre estas cidades durante a Segunda Guerra Mundial. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 9 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Por outro lado temos também os estudos feitos em pacientes que receberam doses elevadas de radiação com fins terapêuticos e em manifestações patológicas ocorridas em profissionais que lidam com radiações ionizantes, tais como médicos radiologistas, engenheiros nucleares, radioterapeutas e técnicos. Populações que vivem em regiões de elevado “background” radioativo também forneceram importantes dados para a compreensão dos mecanismos e ação de diferentes tipos de radiação. BRILHO MÁGICO E LETAL Fonte: O Popular/Especiais - Goiânia - Go Roberto dos Santos fica sabendo que havia uma peça de chumbo de muito valor nas antigas dependências do Instituto de Radioterapia, na Av. Paranaíba Com a ajuda do amigo Wagner Mota, Roberto consegue remover partes da peça no dia 13 de setembro. Os dois levam-na em um carrinho de mão para a Rua 57, Centro Devair Alves Ferreira compra a peça no dia 18 de setembro. Namesma tarde dois funcionários levam o material para o ferro-velho, onde é aberto. À noite, Devair se encanta com o intenso brilho azul daquele pó e imagina que poderá ganhar muito dinheiro ou que está diante de algo sobrenatural Admirado, leva o material para casa. No dias 19, 20 e 21, amigos e vizinhos são convidados a ver o brilho. Devair distribui porções do pó entre familiares Ivo Alves, irmão de Devair, carrega uma porção no bolso da calça. Algumas pessoas Devair Alves BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 10 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com passam o produto no corpo e brincam com aquele brilho, como se fosse uma festa Todas as pessoas que tiveram contato com o césio 137 passam mal. Roberto e Wagner apresentam sintomas de contaminação radioativa (tonteiras, náuseas e vômitos) na noite do dia 13. Devair e Gabriela sentem-se mal no dia 19 de setembro. Maria Gabriela apresenta sinais de piora no dia 21 e, como Wagner Mota, procura atendimento no Hospital São Lucas Em casa, Ivo põe fragmentos do pó sobre a mesa. Sua filha Leide, de 6 anos, manuseia o material radioativo durante a refeição, ingerindo fragmentos de césio Gabriela suspeita que a peça seja a causa do mal-estar. Com ajuda de funcionários do ferro-velho, vai de ônibus à Vigilância Sanitária levar o material suspeito As vítimas são levadas para o HDT. A Secretaria da Saúde é comunicada da existência da estranha peça. O físico Walter Mendes confirma que o material é radioativo. A área da Vigilância é isolada. Devair e seus familiares são convencidos a deixar suas casas. As vítimas são monitoradas no Estádio Olímpico. A CNEN é avisada. TRAGÉDIA E PÂNICO NA VIDA DE GOIÁS Henrique Santillo* Segunda-feira, manhã de setembro. Estava há 6 meses no governo. Meu hábito era descer bem cedo ao gabinete, 6 horas. A agenda pesada. Primeiro contato com secretários diretos. Depois, audiências para vários prefeitos do interior. Às 11 horas precisaria comparecer à inauguração da unidade de soro antiofídico da Iquego. No dia anterior ocorrera a primeira prova internacional de motociclismo em Goiânia, com repercussão bastante positiva para o Estado. No meio das audiências concedidas e de toda aquela azáfama que se dava na ante-sala do gabinete, às 10 horas da manhã, toca o telefone direto da Governadoria. Era o deputado Antônio Faleiros, então secretário da Saúde. Precisa falar comigo com absoluta urgência. Mandei vir. Um pequeno objeto, com brilho próprio quando na penumbra, fora deixado por uma senhora em uma das mesas do serviço de Vigilância Sanitária do Estado, naquela manhã. Avisado, ele já BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 11 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com desconfiara poder tratar-se de material radioativo e chamara um professor de Física da Universidade Federal, que já confirmara os altos índices de radiações. Nos primeiros momentos, as pessoas que mantiveram contato com o objetivo radioativo recusavam-se a abrir plenamente o jogo. Aos poucos, os acontecimentos começaram a vir à tona. Uma bomba de césio 137, ‘esquecida’ há mais de 2 anos no local onde se erguia antes a Santa Casa de Goiânia, cujo prédio havia sido demolido pelo Estado também há mais de 2 anos, fora levada no meio da noite por um catador de papel e vendida para um ferro-velho. Quinze dias antes o artefato havia sido aberto a marretadas, com a destruição do seu invólucro protetor. Alguns homens e mulheres e pelo menos uma criança haviam manipulado aquela peça ‘mágica’ de brilho azul. Essa confirmação se deu às 12 horas do mesmo dia. Tomava-se conhecimento, a partir daquele momento, de um dos episódios mais trágicos da vida de Goiás. Primeiro: o Brasil tem uma legislação federal especial sobre uso e controle de artefatos radioativos e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é legalmente obrigada a exercer esse controle. E isso não estava sendo feito em Goiás. Só quando a notícia vazou é que a CNEN tomou conhecimento dos fatos e seu presidente só esteve em Goiânia 15 dias depois, mesmo assim puxado por uma bronca pública que lhe dei. No mesmo dia os Ministérios da Justiça, da Indústria e Comércio, da Agricultura e a Presidência da República foram informados por mim mesmo e a eles se pediram os primeiros socorros. Não se mexeram. Fiz o mesmo com o Congresso Nacional, com as universidades e entidades da área. Mobilizaram-se imediatamente. A verdade é que o governo federal e seu órgão responsável, criado já naquela ocasião havia 25 anos, estavam despreparados para uma emergência. Como parecem ainda estar, pois não é raro pipocar na imprensa nacional notícia de artefato radioativo perdido por aí, em vários pontos do País. Segundo: a imprensa de Goiás, certamente preocupada com as conseqüências para a população, tratou do problema com responsabilidade. O mesmo não aconteceu com a nacional. Mais desinformou do que informou, nos primeiros 30 dias. Deitaram e rolaram em cima da tragédia, sem nenhum parâmetro ético. Cometeram heresias absurdas todo dia, responsáveis pelo pânico que BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 12 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com tomou conta de Goiânia no primeiro mês. Um grande jornal paulista de circulação nacional chegou a manchetear na primeira página que as pastagens de Goiás estavam contaminadas com o césio 137. Outro ‘orientava’ a população a tomar cuidado com o arroz de Goiás. Segundo ele, esse arroz poderia estar contaminado. Um terceiro publicou na primeira página, em letras garrafais, possíveis declarações de um físico brasileiro de conceito internacional, comparando o caso de Goiânia com o acidente nuclear de Chernobyl. Quando a situação ia tomando curso normal, cerca de 40 dias após o acidente, o leite voltaria a derramar. Recebi telefonema de Brasília avisando que no dia seguinte o presidente da República visitaria Goiânia e o local do acidente. Tentei convencer o oficial de gabinete sobre a impropriedade da visita. Presidente e comitiva teriam de usar roupas de isolamento e todos os cuidados, que seriam por certo mostrados pela imprensa e reavivariam os temores. Em vão. No dia seguinte à visita, os jornais estamparam fotos gigantescas de Sarney parecendo um astronauta. Foi preciso que eu voltasse a fazer um novo périplo nacional, mas o estrago já estava irremediavelmente feito. Superá-lo demandaria tempo, trabalho e paciência. Terceiro: As vítimas. A tragédia roubou vidas e provocou muito sofrimento. Só o fato de ceifar a vida de uma criança já faz dela uma triste lembrança. As medidas de assistência às muitas vítimas foram logo tomadas sem que se pudesse esperar por iniciativas da União, a maior responsável pelo problema. Criei a Fundação Leide das Neves - o nome é homenagem à criança dolorosamente sacrificada - e iniciamos o atendimento médico, psicológico, farmacêutico e social a todos os atingidos. Quarto: a economia de Goiás foi terrivelmente abalada no final de 1987 e no transcurso de 88, enquanto o governo federal se omitia diante de uma questão que era de sua competência. A isso tudo se aliava a discriminação sofrida por Goiás, sua gente e sua produção econômica. Não estávamos preparados para isso. Nem poderíamos estar. Só a lembrança já nos mortifica. Foi um mal que deixou cicatrizes dolorosas e muito sensíveis. Sempre pensei que pudesse ao menos servir de lição. Agora, tenho minhas dúvidas que assim seja. *Henrique Santillo é ex-governador e ex-ministro daSaúde BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 13 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com O MAIOR ACIDENTE RADIOLÓGICO Meados de setembro de 1987. O desmantelamento por catadores de papel de parte de um aparelho de radioterapia contendo uma cápsula de césio 137 dava início em Goiânia ao maior desastre radiológico do planeta pessoas morreram. Muitas ou contaminadas pelo elemento químico. Toda a cidade foi atingida pela dor, o medo, a discriminação. Dez anos depois, o acidente não foi esquecido. A cápsula do césio possuía 3 cm de comprimento e 90 gramas de peso. Os envolvidos no acidente, por ignorarem a periculosidade do conteúdo, distribuíram suas partes e porções do pó radioativo entre várias pessoas e locais da cidade, abrangendo área superior a 2.000 m centro de Goiânia. 6.000 toneladas de lixo radioativo estão no depósito de Abadia de Goiás Grupo I - 55 vítimas, que receberam altas doses Grupo II - 51 atingidas por doses consideradas médias Grupo III - 600 que receberam doses baixas ou nem tiveram contaminação comprovada, mas ficaram expostos aos riscos da radiação A descontaminação Catorze pacientes mais atingidos pela radiação foram encaminhados ao Hospital Naval Marcílio Dias, no Rio de Janeiro. O restante foi atendido em Goiânia. Toda a assistência prestada às vítimas do césio 137 seguiu normas internacionais de isolamento, tratamento e descontaminação. O isolamento dos pacientes, feito no Hospital Geral de Goiânia, ocupava um andar e era dividido em considerada crítica, onde se encontravam os quartos dos pacientes, BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com O MAIOR ACIDENTE RADIOLÓGICO DO PLANETA Meados de setembro de 1987. O desmantelamento por catadores de papel de parte de um aparelho de radioterapia contendo uma cápsula de césio 137 dava início em Goiânia ao planeta. Quatro pessoas morreram. Muitas outras foram contaminadas pelo elemento químico. Toda a cidade foi atingida pela dor, o medo, a discriminação. Dez anos depois, o acidente não foi A cápsula do césio possuía 3 cm de comprimento e 90 gramas de peso. Os envolvidos ignorarem a periculosidade do , distribuíram suas partes e porções do pó radioativo entre várias pessoas e locais da cidade, abrangendo área superior a 2.000 m2, localizada no toneladas de lixo radioativo estão no 55 vítimas, que receberam altas 51 atingidas por doses 600 que receberam doses baixas ou nem tiveram contaminação comprovada, mas ficaram expostos aos Catorze pacientes mais atingidos pela radiação foram encaminhados ao Hospital Naval Marcílio Dias, no Rio de Janeiro. O stante foi atendido em Goiânia. Toda a assistência prestada às vítimas do césio 137 seguiu normas internacionais de isolamento, tratamento e O isolamento dos pacientes, feito no Hospital Geral de Goiânia, ocupava um andar e era dividido em três diferentes áreas. Na área considerada crítica, onde se encontravam os quartos dos pacientes, BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 14 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com enfermagem, sanitários, sala de exercícios e a de lazer, todos os materiais, inclusive vestimentas, eram monitorizados. Diariamente, eram efetuadas medidas de descontaminação na área crítica. Um filtro de ar funcionava ininterruptamente para que se soubesse o grau de contaminação do ar. Diante de qualquer alteração, a equipe da Proteção Radiológica fazia descontaminação com material abrasivo. Os procedimentos visando a acelerar a eliminação do césio 137 foram satisfatórios, pois contribuíram para a diminuição da contaminação verificada no contador de corpo inteiro, bem como na avaliação de quantidade de material radioativo eliminado pela urina e fezes. Os pacientes tomavam três, quatro banhos por dia com solução de vinagre. Utilizaram-se também métodos abrasivos para descontaminação da pele e aplicação de resinas de trocas iônicas, as quais eram colocadas em luvas e botas plásticas para descontaminação de mãos e pés. Ingestão de altas doses de ferrocianeto férrico, conhecido como azul-da-Prússia Exercícios físicos e banhos de sauna para eliminação através do suor Ingestão de líquidos em abundância (3.000 ml/dia), entre água e sucos de frutas ricas em potássio. Os dejetos dos pacientes eram coletados em frascos plásticos e analisados rotineiramente em laboratório de Radioquímica, no Rio de Janeiro. Rejeitos foram estocados em tonéis de aço e considerados lixo radioativo. Métodos cirúrgicos para remoção de partes desvitalizadas de acordo com cada um dos casos. Quatro vidas perdidas O acidente radiológico afetou a saúde de centenas de pessoas que tiveram algum contato com o elemento químico e provocou quatro mortes. Uma mulher, uma criança e dois jovens morreram cerca de um mês após receber altas doses de radiação. Maria Gabriela Ferreira, 29 anos, foi a primeira vítima a morrer. Ela foi a óbito no dia 23 de outubro de 1987, às 11h55. Leide das Neves Ferreira, que ingeriu partículas de césio 137, morreu aos 6 anos de idade, às 18 horas de 23 de outubro. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 15 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Israel Batista dos Santos, 18 anos, trabalhava no ferro-velho onde foi aberta a cápsula. Contaminado, morreu no dia 27 de outubro. Admilson Alves de Souza, 18 anos, também empregado do ferro-velho, morreu em 28 de outubro. O QUE É O CÉSIO? O césio 137 é um elemento resultante da fissão nuclear do urânio. O processo começa com a inserção de um nêutron em um reator abastecido com urânio 235. O urânio absorve o nêutron, passa a ser urânio 236 e fica instável, isto é, fica com excesso de energia que precisa liberar para tornar-se estável novamente. Para recuperar a estabilidade, ele se quebra em dois pedaços (fissão nuclear), liberando radioatividade (raios gama) e vários nêutrons (esses nêutrons vão bombardear outros átomos, repetindo todo o processo, no que se chama de reação em cadeia). Cada um dos dois pedaços é um novo elemento, dependendo do número de prótons e nêutrons que recebeu. Mais de 100 elementos se formam como resultado da fissão. Um deles é o césio 137, que também é instável, isto é, precisa liberar excesso de energia. O núcleo do césio 137 é constituído por 55 prótons e 82 nêutrons. A soma desses números é a massa atômica, 137. Essa composição dá instabilidade ao núcleo do césio. Para recuperar a estabilidade, um dos nêutrons vira próton (o núcleo fica com 56 prótons e 81 nêutrons) e uma partícula com carga negativa, chamada partícula beta, é expulsa. Esta partícula constitui a radioatividade do césio 137. Ao liberar esta radioatividade, ele se transforma em outro elemento: bário 137. O bário 137 também é instável e, portanto, radioativo. Para recuperar a estabilidade, ele emite raios gama. Após fazer isso, deixa de ser radioativo. Continua a ser chamado de bário 137, mas é inofensivo. O césio 137 começa a perder sua radioatividade em aproximadamente 30 anos. A radioatividade pode ter efeito devastador no organismo humano. Começa a destruir as células de dentro para fora: primeiro a camada muscular seguido dos vasos sanguíneos, depois atinge a camada de gordura, posteriormente a derme e a epiderme. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 16 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.comENTERRO DE HORROR E DOR Sempre que se refere, em suas pregações, à falta de solidariedade, preconceitos e marginalização, o pároco da Catedral Metropolitana de Goiânia, padre Luiz Gonzaga Lobo, 45 anos, recorre a uma lembrança latente em sua memória, um episódio que marcou profundamente sua vida religiosa: o enterro de Leide das Neves Ferreira, de 6 anos, e de Maria Gabriela Ferreira, 37, as duas primeiras pessoas que morreram em conseqüência da contaminação pelo césio 137. O sepultamento aconteceu em 26 de outubro de 1987, no Cemitério Parque, sob protesto de aproximadamente 2 mil pessoas, a maioria moradores do Setor Urias Magalhães. As cruzes de madeira dos túmulos, tijolos e pedaços de concreto serviram de arma nas mãos da multidão enfurecida, que atacou a caminhonete blindada que transportava os caixões do aeroporto até o cemitério. Padre Luiz Lobo foi ao local para a cerimônia fúnebre de exéquias (bênção do corpo que será sepultado) e ficou impressionado com o que presenciou, sendo obrigado a apressar a celebração por causa do tumulto. "O que mais me entristeceu foi a situação da família, que praticamente não pôde se manifestar, precisou ficar no anonimato, tamanho era o pavor dos agressores", lembra. Passados dez anos, o padre Luiz Lobo atribui o protesto a dois fatores: o pânico que se instalara em Goiânia e a falta de informação sobre o que realmente estava acontecendo. "Na época, as autoridades vetaram a informação verdadeira, o que contribuiu para criar esse clima", avalia. "No entanto, nem mesmo o suposto risco de contaminação justificaria uma ação tão desumana", acrescenta. O religioso também isenta de culpa as pessoas que roubaram a cápsula abandonada. "Como puderam deixar um material de tamanha periculosidade jogado daquela forma?", questiona. "Uma atitude dessas é inadmissível em um país que quer ser civilizado." A mãe de Leide, Lourdes das Neves Ferreira, evita lembrar aqueles dias de pesadelo. Ela guarda uma mágoa justificada das pessoas que tentaram evitar o enterro da filha, alegando que o cemitério se transformaria em um depósito de rejeitos radiativos. O pai de Leide, Ivo Alves Ferreira, estava em tratamento no Hospital Naval Marcílio Dias, no Rio de Janeiro, mas Lourdes compareceu ao enterro. "Eu estava BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 17 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com dopada por calmantes", comenta. A então primeira-dama do Estado, Sônia Santillo, buscou Lourdes em casa e a levou ao cemitério. "Quando chegamos, ela passou pelo cordão de isolamento segurando meu braço, foi advertida por um segurança para que não ficasse tão exposta, mas alegou que os manifestantes respeitariam a dor da mãe", conta. Foi o que aconteceu. Lourdes se agachou ao lado do caixão da filha e ninguém teve coragem de atirar alguma pedra contra ela. "Quando procurei dona Sônia, já não a vi mais e até hoje não a reencontrei para agradecer, como gostaria", diz Lourdes das Neves. A DIFÍCIL E SUBLIME DECISÃO DE SER MÃE Carla Borges A decisão de ter um filho foi a mais difícil e a mais sublime na vida de Aliete Correia Mendes, 30 anos, e seu marido, Elton Correia da Silva, 34. A alegria e a saúde da filha do casal, Adriana Correia Mendes, hoje com 9 anos, em nada denunciam os meses de angústia que precederam seu nascimento. Aliete trabalhava como copeira na Vigilância Sanitária em setembro de 1987 e foi irradiada por prolongada exposição ao césio 137, quando a cápsula, aberta a marretadas, ficou todo o dia no local esperando que alguém conseguisse identificá-la. Aliete e Elton tiveram a coragem de assumir os riscos e decidiram dar continuidade à gestação, que estava no segundo mês na época do acidente. Os médicos Alexandre de Oliveira e Carlos Brandão, da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), explicaram que as chances de a criança nascer perfeita eram de 50% e colocaram à disposição do casal a chance de fazer um aborto clínico, amparado em lei, e sem maiores riscos para a mãe. Aliete pediu uma semana para decidir. "Não dormíamos à noite, foi um desespero", conta. Pesou muito na decisão o fato de Aliete já ter sofrido um aborto espontâneo, no terceiro mês de gestação. "Eu queria muito um bebê e quando perdi já estava com várias peças de enxoval, foi uma grande tristeza". Quando venceu o prazo para dar a resposta, ela ainda não havia se decidido. Agonia "Ela passou toda esta semana chorando, sem saber o que fazer. Eu só dizia que sempre a apoiaria, qualquer que fosse a resposta", conta Elton Correia. Naquele dia, Aliete e Elton chegaram arrasados ao antigo BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 18 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com prédio do Inamps, onde a equipe da CNEN estava atendendo. Quando o médico Carlos Brandão perguntou qual era a decisão, Aliete se encheu de forças e deu a resposta. Brandão perguntou se Aliete tinha certeza e ela confirmou. "Ele nos parabenizou", lembra Elton. Imediatamente, Carlos Brandão entrou em contato com o presidente da CNEN, Rex Nazaré, que determinou que Aliete tivesse a melhor assistência possível. O médico Rodopiano Florêncio concordou em acompanhar a gravidez e fazer o parto. Aliete teve todo o acompanhamento, mas confessa que nem isso a tranqüilizou. "Eu chorava o tempo todo e o apoio de meu marido foi fundamental", lembra. Adriana nasceu de parto normal com 2 quilos 350 gramas e medindo 47 centímetros. "Eles a trouxeram para mim ainda na sala de parto e, à primeira vista, parecia normal", diz a mãe. O novo contato veio somente no outro dia, pois Aliete dormiu a noite toda. "Ela veio embrulhada em flanelas, mas eu arranquei toda a roupa e fiquei examinando tudo, contando os dedinhos, para ter certeza de que era perfeita". Ainda hoje, Aliete Correia Mendes se emociona e chora muito quando recorda o episódio. CURA E MORTE NA RADIAÇÃO A radiação ionizante tanto pode ser empregada no tratamento de câncer como pode causar a doença. Quando a radiação penetra no corpo humano, ela pode destruir as células atingidas (o que é benéfico em caso de células cancerosas) ou estimular a reprodução anormal de células sadias, aumentando a probabilidade de aparecimento de tumores. "Se utilizada corretamente, a radiação tem muitos benefícios", diz a física chinesa Lee Chen Chen, que destaca que a indicação e a aplicação da radioterapia precisam ser bem calculadas. Ela ressalta ser necessário direcionar os raios de forma a não atingir tecidos sadios. Em alguns casos avançados de câncer, o paciente não possui alternativa de tratamento a não ser correr o risco de efeitos colaterais da radioterapia. Experiências científicas com cobaias em laboratórios, com sobreviventes de explosões nucleares, com pacientes tratados com radiação e com profissionais expostos aos raios mostram que os efeitos biológicos negativos da radiação ionizante variam de acordo com as doses recebidas. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 19 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com Lee Chen Chen, doutora em radiobiologia e professora da Universidade Federal de Goiás, explica que a contaminação de humanos por doses elevadas pode provocar a morte em algumas horas ou em poucos dias. O óbito de pacientes atingidos por altas doses de radiação decorre da falência do sistema nervoso central, com o comprometimento do sistema respiratório, convulsões e a perda da coordenação motora. Náuseas, vômitos, anorexia, diarréia e apatia são os sintomas que atingem vítimas afetadas por cerca de mil rads, dose aproximadamente cinco vezes superior à suportável pelos humanos. A maioria desses pacientesnão sobrevive. Superdoses de radiação também podem provocar a morte da vítima por lesões no sistema hematopoético, atingindo células da medula óssea e do baço. Mas, para pacientes com esses sintomas, segundo a professora, pode haver chan Chen destaca que a contaminação por radiação ionizante leva ainda ao aparecimento de leucemia e de câncer de mama, de tireóide e de pulmões até 10 ou 20 anos após a exposição. O desenvolvimento de embriões, segundo ela, é prejudicado pela exposição, o que se traduz na morte pré-natal, no óbito nas primeiras semanas após o nascimento ou no aparecimento de malformação congênita. A exposição a altas doses de radiação também promove alterações genéticas, muitas, de acordo com a professora, transmissíveis às gerações seguintes. "Filhos de pais contaminados podem apresentar mutações silenciosas, que não se manifestam", declara. Ela explica que doenças, como anemia falciforme, hemofilia e daltonismo, são atribuídas a essas mutações. UM SÍMBOLO DESCONHECIDO Mais da metade dos entrevistados maiores de 36 anos não consegue identificar o símbolo, que revela a existência de materiais radioativos. A logomarca, uma espécie de três triângulos dispostos em BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Lee Chen Chen, doutora em radiobiologia e professora da Goiás, explica que a contaminação de humanos por doses elevadas pode provocar a morte em algumas horas ou em poucos dias. O óbito de pacientes atingidos por altas doses de radiação decorre da falência do sistema nervoso central, com o stema respiratório, convulsões e a perda da coordenação motora. Náuseas, vômitos, anorexia, diarréia e apatia são os sintomas que atingem vítimas afetadas por cerca de mil rads, dose aproximadamente cinco vezes superior à suportável pelos humanos. A a desses pacientes não sobrevive. Superdoses de radiação também podem provocar a morte da vítima por lesões no sistema hematopoético, atingindo células da medula óssea e do baço. Mas, para pacientes com esses sintomas, segundo a professora, pode haver chances de sobrevivência. Lee Chen Chen destaca que a contaminação por radiação ionizante leva ainda ao aparecimento de leucemia e de câncer de mama, de tireóide e de pulmões até 10 ou 20 anos após a exposição. O desenvolvimento de judicado pela exposição, o que se traduz na natal, no óbito nas primeiras semanas após o nascimento ou no aparecimento de malformação congênita. A exposição a altas doses de radiação também promove alterações genéticas, muitas, de acordo ofessora, transmissíveis às gerações seguintes. "Filhos de pais contaminados podem apresentar mutações silenciosas, que não se manifestam", declara. Ela explica que doenças, como anemia falciforme, hemofilia e daltonismo, são atribuídas a essas mutações. Rosane Rodrigues Cunha UM SÍMBOLO DESCONHECIDO Mais da metade dos entrevistados maiores de 36 anos não consegue identificar o símbolo, que revela a existência de materiais radioativos. A logomarca, uma espécie de três triângulos dispostos em BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 20 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com torno de um círculo, é usada em todo o mundo e durante e após o acidente com o césio 137 podia ser vista em tambores, em áreas afetadas pela radiação e em equipamentos empregados pelos técnicos que trabalhavam na descontaminação da cidade. Uma década depois, o símbolo parece ter sido esquecido. Dos 480 entrevistados pela TMK com idades entre 36 e 50 anos, 52,1% desconhecem o símbolo. Entre os maiores de 50 anos, o sinal é ignorado por 52% dos pesquisados. A situação muda entre os mais jovens. Um total de 53,1% dos entrevistados na faixa etária de 21 a 25 e 52,1% com idades entre 26 e 35 anos identifica visualmente o símbolo universal dos elementos radioativos. RISCO DE CA ENTRE RADIOLOGISTAS E TÉCNICOS: REVISÃO DOS ESTUDOS EPIDEMIOLÓGICOS Shinji Yoshinaga, PhD, Kiyohiko Mabuchi, MD, DrPH, Alice J. Sigurdson, PhD, Michele Morin Doody, MS and Elaine Ron, PhD* Radiologistas e técnicos, desde muito cedo, constituiram grupos expressivos dentre aqueles expostos à radiações ionizantes e representam um expressivo segmento da mão de obra envolvida em exposição à radiação como um todo. Neste trabalho, publicado na revista Radiology de setembro de 2004 e que deverá ser apresentado no RSNA , em Chicago, os autores revisaram dados epidemiológicos de risco de câncer em oito cortes de mais de 270.000 radiologistas e técnicos/tecnólogos em radiologia em vários países. Os achados mais consistentes foram o incremento da mortalidade por leucemia entre os profissionais que lidaram com este tipo de radiação antes de 1950, quando os níveis de exposição eram altos. Fatores associados como o aumentado índice de exposição e duração excessiva da carga horária trabalhada – lembrar que a legislação refrente a cargas horárias reduzidas para esse tipo de trabalho sofreu alteração nos EUA , a partir da décda de 50 , e no Brasil , alguns anos mais tarde - , trazem evidências de excessivo risco de leucemia associado com exposição ocupacional à radiação neste período. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 21 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com Apesar do achado de diferentes tipos de cânceres sólidos serem pouco significativos , alguns estudos correlacionam também à exposição excessiva à radiação com câncer de mama e de pele. Atualmente não há evidências consistentes de risco aumentado de câncer com os níveis usuais de doses de radiação. Entretanto , pelo fato do período anali recentes de exposição à radiação ionizante ser relativamente curto, e ainda considerando o fato de cada vez mais estes tipos de exames serem utilizados,com incremento da dose em algumas situações potenciais – veja uso da tomografia com grande número de cortes autores consideram de fundamental importância que o estado de saúde destes trabalhadores em radiologia seja monitorado. 1. From the Radiation Epidemiology Branch, Division of Cancer Epidemiology and Genetics, National Cancer Institutes of Health, Department of Health and Human Services, Bethesda, Md (S.Y., K.M., A.J.S., M.M.D., E.R.); and Research Center for Radiation Safety, National Institute of Radiological Sciences, 4 Anagawa, Inage-ku, Chiba 263-8555, Japan (S.Y.). Received July 17, 2003; revision requested September 29; revision received November 7; accepted January 29, 2004. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Apesar do achado de diferentes tipos de cânceres sólidos serem s , alguns estudos correlacionam também à exposição excessiva à radiação com câncer de mama e de pele. Atualmente não há evidências consistentes de risco aumentado de câncer com os níveis usuais de doses de radiação. Entretanto , pelo fato do período analisado destes usuários mais recentes de exposição à radiação ionizante ser relativamente curto, e ainda considerando o fato de cada vez mais estes tipos de exames serem utilizados,com incremento da dose em algumas situações a com grande número de cortes - os autores consideram de fundamental importância que o estado de saúde destes trabalhadores em radiologia seja monitorado. From the Radiation Epidemiology Branch, Division of Cancer Epidemiology and Genetics, National Cancer Institute, National Institutes of Health, Department of Health and Human Services, Bethesda,Md (S.Y., K.M., A.J.S., M.M.D., E.R.); and Research Center for Radiation Safety, National Institute of Radiological Sciences, 4-9-1 555, Japan (S.Y.). Received July 17, 2003; revision requested September 29; revision received November 7; BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 22 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com UNIDADE II INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA 1. INTRODUÇÃO Ao tentar atravessar a matéria, as radiações interagem com os átomos deste meio. Essa interação depende fundamentalmente da estrutura molecular e do estado de agregação em que se encontra o meio. Desta forma poderemos aplicar estes conhecimentos para identificar as radiações e monitorar os trabalhadores ocupacionais, bem como fabricar elementos mais sensíveis que ajudem a reduzir ainda mais a dosagem absorvida pelo paciente. Quando fótons de uma radiação eletromagnética atravessam a matéria, estes podem ser absorvidos ou espalhados, em qualquer uma destas interações vai haver perda de intensidade do feixe emergente, esta radiação com maior comprimento de onda, no caso dos raios X, não transportam informação de imagem e constituem-se apenas em radiação dispersa e inútil que contribuirão somente para o velamento da película radiográfica e empobrecendo a qualidade da imagem. 2. EXCITAÇÃO ATÔMICO-MOLECULAR Luminescência - É o fenômeno pelo qual uma substância emite luz sob ação de um estímulo. Ela pode ser de dois tipos: � Fluorescência; � Fosforescência. 2.1. FLUORESCÊNCIA Neste caso a luminescência produzida está em fase com o estímulo, isto significa dizer que, a produção de luz começa junto com o início do estímulo e é interrompida quando o estímulo cessa. Este fenômeno foi responsável pela curiosidade de Roentger quando descobriu os raios X. Écrans intensificadores funcionam como transformadores de energia convertendo energia de raios X (invisível) em energia de luz visível. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 23 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com 2.2. FOSFORENCÊNCIA Neste caso, mesmo após a interrupção da excitação (estímulo), a luz continua a ser produzida durante um tempo relativamente longo. Desta forma a fosforescência não pode ser adequadamente controlada. 3. IONIZAÇÃO Radiação é transmissão de energia de um sistema a outro por meio de ondas eletromagnéticas (espectro eletromagnético) ou então de partículas dotadas ou não de carga elétrica ( radiações corpusculares). Radiações ionizantes são aquelas cujos fótons ou partículas produzem íons na matéria com a qual interagem, esta ionização pode produzir danos nas estruturas vivas e, por isso, o seu estudo é relevante para a Biologia e para a Medicina. São cinco os processos fundamentais dessa interação: � Espalhamento Coerente; � Efeito Fotoelétrico; � Efeito Compton; � Produção de Par; � Fotodesintegração. 3.1. ESPALHAMENTO COERENTE É também chamado de espalhamento Rayleigh ou Thomson. O fóton transfere toda sua energia para o elétron do átomo-alvo excitando-o, o elétron salta para um orbital de maior energia e após um certo tempo este elétron retorna a seu orbital de origem (equilíbrio), devolvendo a energia que recebeu sob a forma de outro fóton. Fótons incidentes e emergentes possuem o mesmo comprimento de onda, portanto a mesma energia (coerente), mas propagando-se numa direção diferente, caracterizando o espalhamento. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 24 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com O único efeito produzido é a mudança de direção de propagação do fóton. 3.2. EFEITO FOTOELÉTRICO Neste efeito o fóton interage com um elétron orbital, principalmente da camada K, transferindo-lhe toda sua energia. Para isso, o fóton precisa ter energia suficiente para deslocar o elétron e ainda afasta-lo do núcleo. Nesta interação o fóton desaparece e o átomo é ionizado. A vaga que se forma na camada K é preenchida por outro elétron proveniente da camada L que perde energia na emitindo raios X característicos. Portanto, o efeito fotoelétrico produz: � Raios X característicos; � Fotonelétron ejetado; � Íon positivo. A energia do fóton incidente deve ser maior que a atração eletrostática que o núcleo exerce sobre o elétron orbital. Isto significa que quanto mais interno é o elétron, maior deverá ser a quantidade de energia necessária para arrancá-lo do seu orbital. As retiradas de elétrons periféricos surgem fótons de baixa energia (calor ou luz visível), enquanto que para elétrons das camadas K ou L teremos o surgimento de fótons de alta energia (raios X característicos). Número atômico Átomo Energia da camada K (keV) 6 Carbono 0,284 7 Nitrogênio 0,400 8 Oxigênio 0,532 13 Alumínio 1,56 20 Cálcio 4,04 50 Estanho 29,2 53 Iodo 33,2 56 Bário 37,4 74 Tungstênio 69,5 82 Chumbo 88 BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 25 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com O efeito fotoelétrico permite a formação de imagens radiográficas com elevado contraste entre os órgãos, mas contribuem para o aumento da dosagem absorvida pelo corpo. 3.3. EFEITO COMPTON Nesta interação, a radiação transfere parte de sua energia para elétrons periféricos. A energia não transmitida deixa o átomo como um fóton emergente, cuja energia é menor do que aquela do fóton incidente. A quantidade de energia perdida para deslocar o elétron periférico é pequena comparada com a energia do efeito fotoelétrico. Elétrons periféricos ligam-se mais fracamente a seus núcleos. Os fótons espalhados por efeito Compton aumentam a probabilidade de irradiação dos técnicos em BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 26 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com radiologia e como se propagam em direções aleatórias são dificilmente atenuados pelas blindagens. 3.4. PRODUÇÃO DE PAR Um fóton de alta energia, ao se aproximar de um núcleo atômico pesado, é transformado em duas partículas com massas semelhantes à massa do elétron e de cargas opostas que se afastam com grande velocidade. 3.5. FOTODESINTEGRAÇÃO Nesta interação, o fóton altamente energético é absorvido pelo núcleo que,assim, desestabiliza e acaba por ejetar um nêutron, um próton, uma partícula alfa ou mesmo um conjunto de partículas. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 27 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com UNIDADE III DOSIMETRIA DAS RADIAÇÕES 1. ENERGIA (E) É uma propriedade que confere aos corpos a capacidade de produzir um trabalho. Qualquer sistema que possua energia pode, sob determinadas condições, realizar trabalho. Para medirmos a energia usamos as seguintes unidades: erg no sistema CGS; Joule (J) no sistema MKS; Caloria (Cal) na termologia, sendo mais comumente usado à quilocaloria (kcal); Elétron-volt (eV) na Física das radiações, com seus múltiplos (keV, MeV, GeV). 2. TRABALHO É o fenômeno que se observa quando a energia de um sistema se transforma ou se transmite a outro sistema. As unidades detrabalho são equivalentes as da energia. 3. POTÊNCIA É definida como sendo a energia dissipada (liberada) por unidade de tempo, ou seja, significa uma taxa de transferência de energia de um sistema para o outro. Portanto: t EP ∆ = No sistema CGS a unidade de potência é o erg/s e no sistema MKS é J/s. J/s é a unidade watt. 4. CARGA ELÉTRICA É uma propriedade inerente da matéria que confere a esta os fenômenos de atração e repulsão entre cargas elétricas. Algumas radiações corpusculares (α, β-, β+) transportam cargas elétricas que contribuem para aumentar a interação da radiação com o meio. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 28 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com A unidade MKS de carga elétrica é o Coulomb (C). 4.1. CORRENTE ELÉTRICA É a quantidade de cargas elétricas que passam por uma secção transversal de um condutor por unidade de tempo, ou seja, é a grandeza que corresponde ao movimento de cargas elétricas. t Qi ∆ = A unidade de corrente é o Ampère, que corresponde à quantidade de 1 Coulomb por segundo. 5. INTENSIDADE DAS RADIAÇÕES A intensidade de uma radiação pode ser medida quando seu fluxo de energia (φ) atravessa uma dada superfície (S). Assim: S I Φ= A intensidade de uma radiação varia inversamente ao quadrado da distância, ou seja, quanto mais distante das fontes muito menor é a intensidade que chega até o ponto de medição. 6. ATENUAÇÃO DAS RADIAÇÕES Atenuar é reduzir a intensidade de uma radiação e isto só acontece devido à fenômenos de espalhamentos e absorções que ocorrem quando a radiação interage com o meio. 6.1. EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA ATENUAÇÃO A intensidade final de uma radiação que atravessa o meio (I) é o produto de sua intensidade inicialmente antes de atravessar o meio (I0) e as características do meio absorvedor (μ e x), onde μ é o coeficiente de atenuação linear e o x é a espessura do meio absorvedor. X x eII µ− = 0 BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 29 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com 6.2 COEFICIENTE LINEAR DE ABSORÇÃO (μ) Este coeficiente representa a capacidade que possue o meio em reter a radiação incidente e o seu valor depende do estado de agregação do meio. Assim, a água, por exemplo, apresenta coeficientes quando esta sob a forma de gelo, líquido ou vapor. A atenuação final oferecida por um meio complexo é a soma das atenuações provocadas por cada elemento que constituem o meio. 6.3. CAMADA SEMI-REDUTORA Chama-se de camada semi-redutora (CSR) à espessura (x) de um material absorvedor que reduz a intensidade da radiação incidente pela metade do seu valor inicial. Sua relação com o coeficiente de atenuação linear é: µ 693,0 =CSR 7. ATIVIDADE Atividade é a velocidade com que as substâncias radioativas desintegram-se. Esta velocidade pode ser definida como a quantidade de átomos que desintegram por unidade de tempo. Muitas vezes uma transformação nuclear é confundida com uma desintegração nuclear, devido ao antigo conceito de radioatividade que imaginava que, quando o núcleo emitia radiações, ele estava se desintegrando, se destruindo. Hoje se sabe que o núcleo só emite radiações para se auto organizar, otimizar sua estrutura e dinâmica internas. T eAA λ−= 0 7.1. UNIDADES DE ATIVIDADE � Bequerel (Bq) é a unidade do sistema internacional (SI) e corresponde a uma desintegração por segundo: 1Bq = 1dps BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 30 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com � Curie (Ci) é a unidade comumente usada junto com seus submúltiplos (mCi, μCi, pCi, fentoCi), esta unidade corresponde: 1Ci = 3,7 x 1010 dps � Mache é a unidade que mede a atividade de águas minerais radioativas e corresponde a: 1Mache = 3,64 x 10-10 litro curie A relação entre as duas principais unidades é: 1Ci = 3,7 x 1010Bq 7.2. MEIA-VIDA (T1/2) É o tempo necessário para que a atividade de uma amostra radioativa diminua pela metade e sua relação com a constante de decaimento radioativo é: λ 693,0 2 1 =T 8. UNIDADES DE EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO Para definirmos exposição vamos considerar a absorção de radiação pelo ar seco em condições normais de temperatura e pressão. Assim uma unidade X de exposição é a quantidade de cargas elétricas de mesmo sinal que são produzidas em uma determinada massa de ar seco. Portanto: m QX = Kg C unidadeX 11 = Outra unidade muito usada é o Roentgen (R) definida como: BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 31 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com 3 11 cm statcR = 9. DOSE ABSORVIDA É a quantidade de energia depositada por unidade de massa, e podem ser duas: � Gray (Gy) é a quantidade de 1 Joule (J) de energia depositada por quilograma (kg) de matéria absorvedora. Assim: Kg JGy 11 = � rad (“radiation absored dose”) é a quantidade de qualquer radiação que deposita uma quantidade de energia equivalente a 100ergs por grama de meio absorvedor. 1rad = 100ergs/g As relações entre estas unidades e as unidades de exposição são: 1Gy = 100rads 1R = 0,96rad = 0,0096Gy 1unidade X = 34Gy = 3400rads BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 32 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com 10. EFEITO BIOLÓGICO RELATIVO Os diferentes tipos de radiações que existem produzem efeitos biológicos diferentes, ou seja, cada radiação vai depositar no material biológico uma quantidade diferente de energia. Assim, para podermos comparar os efeitos biológicos das interações destas diversas radiações foi criado um fator de correção chamado de Eficácia Biológica Relativa que vai depender fundamentalmente da quantidade e da energia da radiação em questão. Na tabela a seguir teremos a Eficácia Biológica Relativa de algumas radiações: Radiação EBR Raios X 1 Raios Gama 1 Raios betas 1 Nêutrons lentos 5 Prótons 10 Nêutrons rápidos 10 Dêuterons 10 Raios alfas 20 Para se produzir um efeito biológico semelhante ao de uma radiação alfa é preciso irradiar o tecido com uma quantidade de radiação X, gama ou beta 20 vezes maior do que a radiação alfa. 11. DOSE EQUIVALENTE (H) É a grandeza que relaciona o dano biológico com as doses absorvidas de radiação. Esta dose pode ser calculada levando em consideração os fatores: � Dose Absorvida (D) � Fator de qualidade da radiação (FQ) � Fator de distribuição da radiação (FD), que terá um valor unitário para campos uniformes e fluxos externos. DF não terá valor unitário para campos de irradiação internos como de radionuclídeos utilizados em Medicina Nuclear. Assim, esta grandeza é calculada pelo produto: BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 33 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com H = (D) (FQ) (FD) 11.1. UNIDADES DE DOSE EQUIVALENTE � No SI é o Sievert (Sv) com dose absorvida em Gray (Gy): Sv = (Gy) (FQ) (FD) � No sistema CGS, usa-se o rem (“roentger equivalent man”) com doseabsorvida em rad: rem = (rad) (FQ) (FD) 12. DOSES PEMISSÍVEIS Na tabela a seguir temos uma relação atualizada das doses máximas permissíveis: Dose limite Categoria Período rem mSv Exposição ocupacional ano 5 50 Gônadas, medula óssea ou corpo inteiro ano 5 50 Cristalino ano 15 150 Pele, osso, tireóide ano 30 300 Extremidades ano 40 400 Outros órgãos ano 50 500 Pessoas do público ano 0,16 1 Dose acumulada vida idade Idade x 10 13. CLASSIFICAÇÃO DAS INSTALAÇÕES ONDE SE TRABALHA COM RADIAÇÕES IONIZANTES � Instalações que utilizam fontes selada Grupo I – Fontes seladas com grande atividade na indústria; Grupo II – Fontes seladas usadas em Radioterapia ou Gamagrafia; Grupo III – Fontes seladas usadas para outros fins. � Instalações que utilizam fontes não seladas BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 34 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com Pertencem aos grupos IV, V e VI e são classificada de acordo com os limites de atividade radioativa manipulada ou armazenada. 14. ORGANIZAÇÕES RESPONSÁVEIS PELO CONTROLE RADIAÇÕES IONIZANTES � ICRP – (“International Comission for Radiological Protection”) Comissão Internacional de Proteção Radiológica cuja tarefa e definir e divulgar as recomendações fun proteção radiológica no uso das radiações. � ICRU – (“International Comission for Radological Units”) Comissão Internacional de Unidades Radiológicas cuja tarefa é padronizar métodos de uso, de medidas e define as unidades radiológicas. � IAEA – (“International Atomic Energy Agency”) Agência Internacional de Energia Atômica sua tarefa é produzir padrões para proteção radiológica e define limites de segurança.(www.iaea.org) � WHO – (“World Health Organization”) Organização Mundial de Saúde colabora com a IAEA deliberando sobre ques técnicas e dados científicos no campo da saúde. � CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear é o órgão brasileiro responsável pelo acompanhamento e controle do uso das radiações.(www.cnen.gov.br BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com e são classificada de acordo com os limites de atividade radioativa manipulada ou armazenada. ORGANIZAÇÕES RESPONSÁVEIS PELO CONTROLE DO USO DAS (“International Comission for Radiological Protection”) Comissão Internacional de Proteção Radiológica cuja tarefa e definir e divulgar as recomendações fundamentais para proteção radiológica no uso das radiações.(www.icrp.org). (“International Comission for Radological Units”) Comissão Internacional de Unidades Radiológicas cuja tarefa é padronizar métodos de uso, de medidas e define as unidades (“International Atomic Energy Agency”) gência Internacional de Energia Atômica sua tarefa é produzir padrões para proteção radiológica e define limites de (“World Health Organization”) Organização Mundial de Saúde colabora com a IAEA deliberando sobre questões e dados científicos no campo da saúde.(www.who.int). Comissão Nacional de Energia Nuclear é o órgão brasileiro responsável pelo acompanhamento e controle www.cnen.gov.br) BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 35 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com UNIDADE IV BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1. DOSE ABSORVIDA Quando um corpo é exposto a uma radiação, ele absorve certa quantidade de energia desta radiação. A quantidade de energia absorvida pelos tecidos é chamada de dose absorvida (D). Quanto maior for à dose absorvida, maiores serão as probabilidades para que surjam efeitos biológicos. m ED = 2. DOSE LIMIAR E SUBLETAL 2.1 DOSE LIMIAR É aquela abaixo da qual não podem ser detectadas alterações no funcionamento e na expressão de uma dada estrutura biológica, mas do ponto de vista atômico-molecular, qualquer que seja a dose absorvida, haverá sempre a formação de um radioproduto e este, por sua vez, poderá produzir uma radiolesão. 2.2. DOSE SUBLETAL É definida como sendo a dose que não causa a morte celular, independente de produzir ou não outros efeitos biológicos. 3. TIPOS DE EFEITOS PRODUZIDOS POR RADIAÇÕES IONIZANTES 2.2. EFEITOS INDIRETOS Caracteriza-se pelo surgimento de radicais livres devido à absorção de radiação pela molécula da água (Radiólise da água) que constituem os meios intra e extracelular. 3.2. EFEITOS DIRETOS São produzidos quando a energia da radiação é absorvida diretamente por moléculas que são importantes para o metabolismo das células como as enzimas e o DNA. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 36 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 37 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com Os efeitos biológicos provocados pelas radiações ionizantes podem ser: 3.3. EFETOS SOMÁTICOS Quando os efeitos biológicos manifestam irradiado. 3.4. EFEITOS GENÉTICOS Quando os efeitos biológicos manifestam indivíduos irradiados ou contaminados. Os núcleos de todas as células do corpo contêm cromossomos nos quais, há grande número de genes que determinam a natureza hereditária de cada indivíduo. Esses genes e cromossomos em cada célula do corpo são idênticos, metade herdado de cada pai, a partir do espermatozóide e óvulo que contém somente metade dos genes e cromossomos de cada célula do corpo. Assim é que um gene em particular é passado à metade de alguns filhos, a um quarto de netos e a um oitavo de alguns bisnetos, até que após um grande número de gerações estará amplam uma população. Os genes ocasionalmente sofrem uma ligeira alteração para uma forma diferente, conhecida como mutação. Se isso ocorre no espermatozóide ou na célula ovo, o gen gerações em sua forma modificada. Mutações normalmente ocorrem com baixa ocorrência, entre outras coisas, pela radiação dispers natural vinda de raios cósmicos e pequenas quantidades de radiatividade em nosso corpo ou nas vizinhanças. Muitas mutações produzem efeitos danosos na população, freqüentemente severos incluindo deficiências mentais, Doenças f neonatais, morte fetal e mal formações congênitas. Seus níveis de existências são dados pelo índice de mutação natural ao qual o gênero BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Os efeitos biológicos provocados pelas radiações ionizantes Quando os efeitos biológicos manifestam-se no próprio individuo EFEITOS GENÉTICOS Quando os efeitos biológicos manifestam-se nos descendentes de indivíduos irradiados ou contaminados. Os núcleos de todas as células do corpo contêm um número de filhos, a um quarto de netos e a um oitavo de alguns bisnetos, até que após um grande número de gerações estará amplamente disperso em s ocasionalmente sofrem uma ligeira alteração para uma forma diferente, conhecida como mutação. Se isso ocorre no espermatozóide ou na célula ovo, o gene será passado para as próximas gerações em sua forma modificada. Mutações normalmente ocorrem com baixa ocorrência, entre outras coisas, pela radiação dispersa natural vinda de raios cósmicos e pequenas quantidades de radiatividade em nosso corpo ou nas vizinhanças. Muitas mutações produzem efeitos danosos na população, freqüentemente severos eficiências mentais,Doenças fatais, cegueiras, e mortes eonatais, morte fetal e mal formações congênitas. Seus níveis de existências são dados pelo índice de mutação natural ao qual o gênero BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 38 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com humano está sempre sujeito. Entretanto, a qualquer radiação adicional aos órgãos reprodutores desde o momento de nossa própria concepção até a concepção de uma criança, aumenta o índice de mutação e por essa razão, há ocorrência desses efeitos genéticos deletérios nas gerações futuras. A enorme massa de informações obtidas em animais, plantas e vírus, permitiram a formulação dos seguintes princípios gerais, aceitos há duas décadas: � As radiações ionizantes e a radiação ultravioleta (UV) produzem mutações gênicas e cromossômicas, assim ampliando a taxa natural de mutabilidade dos seres vivos. � As mutações induzidas são indistinguíveis das chamadas "espontânea" e, como estas, podem ser somáticas (quando ocorrem em tecido somático, não se transmitindo, portanto, à descendência dos indivíduos irradiados) e germinais (quando se dão em células da linhagem germinal, podendo então, passar para as gerações futuras). � O comprimento de onda mutagênico é o que é absorvido pelo DNA. � A quase totalidade das mutações induzidas é de natureza deletéria, produzindo malformações, reduzindo a fertilidade, provocando esterilidade, conduzindo à morte prematura, etc. � Os efeitos genéticos acarretados são permanentes, isto é, transmitem-se às gerações seguintes, com grande estabilidade. � A relação entre dose e efeito é linear para as mutações genéticas, não parecendo haver um limite abaixo do qual uma dose de radiação se mostre ineficaz em sua ação. � O seu efeito final independe, além disso, do período de tempo durante o qual se processou a irradiação, não sendo afetado por fracionamento e nem por intermitências. Depende exclusivamente da dose total. � As diferentes linhagens de uma mesma espécie reagem, as vezes, em graus diversos, diante do mesmo agente mutagênico administrado nas mesmas condições, umas mostrando-se mais sensíveis que outras. � Se uma mutação ocorre num gameta, poderá transmitir-se, logicamente, uma única vez. Caso se dê, porém, numa espermatogônia (mesmo de uma criança) poderá manter-se, nestas BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 39 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com células, durante toda a vida do indivíduo, continuamente passando aos gametas. As radiações podem, portanto, mostrarem-se nocivas como agente mutagênicos, não só quanto atinge adultos em franco período de reprodução, mas também quando administradas a crianças. � A freqüência de indivíduos defectivos por ação de mutações recessivas induzidas depende do grau de endocruzamento da população em causa, sendo tanto maior aquela incidência quanto mais alto for a freqüência de casamentos consangüíneos ali existentes, uma vez que o endocruzamento provoca um aumento da taxa de hemozigosidade da população. � A descoberta de que um grande número de substâncias carcinogênicas possui também acentuado ação mutagênico, veio dar um forte apoio à teoria que coloca as mutações somáticas na base da etiologia de certos tipos de câncer. � As radiações possuem, também, o poder de provocar fraturas cromossômicas e cromatídicas (simples e isocromátídicas), de que decorrerem rearranjos (inversões paracêntricas ou pericêntricas, transposições, anéis, translocações simples ou recíproca, deficiências e duplicações). Essas fraturas nem sempre se acham distribuídas ao acaso, ao longo dos cromossomos. É possível que haja apenas uma diferença na capacidade de restituição das quebras em diferentes partes do cromossomo. � As radiações também provocam efeitos "fisiológicos" nos cromossomos, como, por exemplo alterações da viscosidade, capazes de ocasionar aglutinações Cromáticas que, por ocasião da anáfase, conduzem às chamadas pseudo-pontes, que dificultam o movimento dos cromossomos em direção aos pólos, assim criando condições para a ocorrência de fraturas. 4. RADIÓLISE DA ÁGUA E A PRODUÇÃO DE RADICAIS LIVRES As radiações ionizantes quando agem sobre a molécula de água, provocam alterações na sua estrutura e nos seus níveis de energia. A modificação estrutural da molécula da água chama-se de Radiólise da água. Resumidamente teremos: a) A interação e conseqüente absorção de energia pela molécula da água, levam a um estado excitado (energizado); BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES 40 Atribuição / Uso não leobrabo@gmail.com b) Em um segundo momento, surgem radicais do tipo H3O+, H2O+ e H2O-; c) Como os radicais que surgiram são instáveis, acabam levando a produção de radicais livres do t Os radicais livres caracterizam consequentemente combinarem-se muito rapidamente interferindo com o metabolismo das proteínas, dos lipídios e dos carboidratos. A célula responde À radiólise da água de um modo que v a completa recuperação até a morte celular radioinduzida. 5. SISTEMAS BIOLÓGICOS DE DEFESA As células possuem mecanismos de defesa contra as radiações, as enzimas catalase, superóxido dismutase e as peroxidases agem neutralizando radicais livres. Além desses, existem ainda os sistemas de reparação que atuam no DNA lesado pela radiação. As radiolesões no DNA que não podem ser corrigidos podem levar ao aparecimento de mutações que na maioria dos casos é letal. A radiolesão provocada numa célula germinal pode transmitir um gene mutante ao descendente, comprometendo a formação e a expressão funcional de tecidos e de órgãos do novo indivíduo. BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com Em um segundo momento, surgem radicais do tipo Como os radicais que surgiram são instáveis, acabam levando a produção de radicais livres do tipo H e OH. Os radicais livres caracterizam-se por serem muito reativos e se muito rapidamente interferindo com o metabolismo das proteínas, dos lipídios e dos carboidratos. A célula responde À radiólise da água de um modo que vai desde a completa recuperação até a morte celular radioinduzida. SISTEMAS BIOLÓGICOS DE DEFESA As células possuem mecanismos de defesa contra as radiações, as enzimas catalase, superóxido dismutase e as peroxidases agem radicais livres. Além desses, existem ainda os sistemas de lesado As radiolesões no DNA que não podem ser corrigidos podem levar ao aparecimento de mutações que na maioria dos casos é letal. A numa célula germinal pode transmitir um gene mutante ao descendente, comprometendo a formação e a expressão funcional de tecidos e de BIOFÍSICA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 1/2010 Prof. Leoberto Lopes Brabo 41 Atribuição / Uso não-comercial / Não a obras derivadas leobrabo@gmail.com - http://nextcursos.blogsot.com 6. RADIOSSENSIBILIDADE CELULAR As células que apresentam grande atividade mitótica (com exceção aos linfócitos), são mais sensíveis à radiação ionizante. Por isso, o sistema hematopoético e o reprodutivo são mais agredidos durante uma exposição às radiações ionizantes. Em virtude da grande atividade mitótica, as células neoplásicas são, via de regra, mais sensíveis do que as células normais e isso permite que se usem as radiações ionizantes para tratar alguns tipos de tumores cancerígenos. A radiossensibilidade não é igual para todas as células, mas varia de acordo com a atividade
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