interação das radiações com a matéria

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24/06/2018 UNIP - Universidade Paulista : DisciplinaOnline - Sistemas de conteúdo online para Alunos.
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Resumo:
Interação das radiações com a matéria
Ø As radiações possuem energia e ao interagirem com o meio, tranferem esta para
os átomos deste meio através de dois mecanismos distintos: excitação ou ionização. Isso
ocorre de acordo com o tipo de radiação e suas características básicas como carga ou
massa atômica.
Ø A excitação seria o processo no qual um dos elétrons do átomo que recebeu
energia migra de uma órbita mais interna para outra mais externa.
Ø Átomo ganha mais energia sendo considerado excitado.
Ø A ionização – processo que resulta na remoção de um elétron de um átomo,
tornando carregado positivamente.
Ø As radiações geralmente são classificadas como: ionizantes e não-ionizantes.
 
CONSEQÜÊNCIAS FÍSICAS E QUÍMICAS DA INTERAÇÃO 
DAS RADIAÇÕES IONIZANTES COM A MATÉRIA
 
• Ao arrancarem, aleatoriamente, elétrons das camadas eletrônicas de átomos, as radiações
ionizantes contribuem para romper, mesmo que momentaneamente, o equilíbrio entre as cargas
positivas e negativas do átomo.
 
• À introdução de cargas elétricas livres em um meio irradiado, segue-se um rearranjo eletrônico
que pode envolver elétrons de outros átomos e moléculas. Este rearranjo de elétrons tem como
conseqüência o restabelecimento do equilíbrio perdido.
 
Íon: átomo ou molécula que se torna eletricamente carregado
pelo ganho ou perda de elétrons
 
• A interação das radiações ionizantes com a matéria consiste na transferência de energia da
radiação para o meio irradiado.
 
• Considerando que as moléculas biológicas são constituídas, principalmente, por átomos de
carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, os elétrons que provavelmente serão arrancados de
um átomo, no caso de irradiação de um ser vivo, serão elétrons de átomos destes elementos.
 
• A transformação de uma molécula específica (água, proteína, açúcar, DNA, RNA, etc.) pela
ação das radiações leva a conseqüências que devem ser analisadas em função do papel biológico
desempenhado pela molécula atingida.
 
 
 
EFEITOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES NA ÁGUA
 
• Moléculas de água irradiadas sofrem radiólise.
• Em seguida à ionização da água segue-se um rearranjo eletrônico e a possibilidade de produção
de radicais livres.
 
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 Radicais livres são entidades químicas, altamente reativas em decorrência da presença de átomos cuja
última camada não apresenta o número de elétrons que conferiria estabilidade à estrutura.
 
• Sendo formas altamente reativas, os radicais livres, originados em decorrência da radiólise da
água, interagem quimicamente entre si ou com moléculas próximas a eles. Como conseqüência,
novas moléculas podem ser danificadas, passando a disputar elétrons com o meio.
 
DANOS RADIOINDUZIDOS NA MOLÉCULA DE DNA
 
• Por ser responsável pela codificação da estrutura molecular de todas as enzimas das células, o
DNA passa a ser a molécula chave no processo de estabelecimento de danos biológicos.
 
• Ao sofrer ação direta das radiações (ionização) ou indireta (através do ataque de radicais livres)
a molécula de DNA expõe basicamente dois tipos de danos: mutações gênicas e quebras.
 
• Mutações gênicas: correspondem a alterações introduzidas na molécula de DNA que resultam
na perda ou na transformação de informações codificadas na forma de genes;
 
• A mensagem codificada no DNA pode sofrer alterações pela ação das radiações ionizantes.
Estas alterações podem ser resultar em diversos efeitos, ou mesmo, não resultar em efeito algum.
 
• Na fase embrionária, podem resultar em má formação de tecidos, órgãos e membros.
 
• Em um adulto, mutações podem ser acumuladas em tecidos ou órgãos sem prejuízo significativo
para o indivíduo irradiado.
 
• Caso mutações ocorram na linhagem de células produtoras de gametas, existe a possibilidade de
transferência de mutações do indivíduo irradiado para sua descendência.
 
 
 
 
 
CÂNCER RADIOINDUZIDO
 
• A introdução de mutações no genoma de uma célula é considerada indispensável para a indução
de um câncer por ação das radiações. No entanto, mutações radioinduzidas não evoluem
obrigatoriamente para câncer.
 
• Quanto maior a quantidade de energia absorvida por um indivíduo (dose absorvida), maior a
probabilidade de que venha a desenvolver a doença.
 
• EFEITO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES NO HOMEM
 
• Os seres vivos, em geral, e o Homem, em particular dispõem de mecanismos biológicos que lhes
confere capacidade, dentro de limites ainda por estabelecer, de convívio com radiações
ionizantes
 
O efeito das radiações ionizantes em um indivíduo depende basicamente da dose absorvida
(alta/baixa), da taxa de exposição (crônica/aguda) e da forma da exposição (corpo
inteiro/localizada).
 
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Qualquer dose absorvida, inclusive das doses provenientes de radiação natural, pode induzir câncer
ou matar células. A questão é de probabilidade de dano, probabilidade de mutações precursoras de
câncer e número de células mortas.
 
Quanto maiores as taxas de dose e as doses absorvidas, maiores as probabilidades de dano, de mutações
precursoras de câncer e de morte celular. Danos podem ser reparados.
 
SÍNDROMES DE IRRADIAÇÃO AGUDA.
 
• Síndromes de irradiação aguda correspondem a um conjunto de manifestações clínicas
apresentadas por indivíduos submetidos a exposições envolvendo altas taxas de dose, altas doses
e exposição de área importante do corpo (corpo inteiro).
 
• Ocorrem de minutos a um dia após a exposição e se manifesta pelo surgimento de náusea,
vômito, anorexia, diarréia e mal estar generalizado. A severidade, a duração e o tempo o
estabelecimento da sintomatologia estão relacionados com a dose absorvida pelo organismo.
Esta sintomatologia é indício de exposição a altas doses e de comprometimento das membranas
celulares.
 
Síndrome do Sistema Hematopoético
 
• Quando, por ação das radiações, um número importante de células-tronco pluripotenciais são
destruídas, estabelece-se a Síndrome do Sistema Hematopoético.
 
• O indivíduo desenvolve um quadro de imunodeficiência grave, anemia e propensão a
hemorragias e infecções. A recuperação está ligada à sobrevivência e à proliferação de células-
tronco pluripotencial que, recompondo o tecido radiolesado reiniciam a hematopoiése.
 
SÍNDROME GASTROINTESTINAL
 
• Quando células da camada mais interna são mortas pela ação de radiações ionizantes, o efeito se
manifesta na forma de ulcerações que surgem dias após a exposição à radiação.
 
• A energia necessária para a produção de úlceras é extremamente alta, tanto para lesões de pele
quanto para lesões intestinais.
 
• Quadros apresentando ulcerações intestinais são praticamente irreversíveis. Caso o paciente
possa ser controlado, a dose capaz de produzir ulceração a partir do quarto dia desencadeará a
sídrome do sistema hematopoético a partir do décimo dia.
 
EFEITOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES NAS 
LINHAGENS GERMINATIVAS
 
• Uma mulher que tenha seu aparelho reprodutor irradiado, de modo significativo, pode acumular
mutações e quebras no DNA de seus ovócitos primários.
 
• O óvulo que, nestas circunstâncias, eventualmente venha a se formar,se fecundado, dificilmente
evoluirá satisfatoriamente.
 
• A mulher irradiada pode, em decorrência de perda parcial de ovócitos, apresentar uma
diminuição na taxa de fertilidade, proporcional à dose absorvida.
 
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• No caso de uma exposição localizada, o homem pode apresentar queda temporária na produção
de espermatozóides que perdura enquanto as células primordiais sobreviventes recompõem a
linhagem destruída.
 
• A esterilização do homem por ação das radiações é possível porém implica em exposições a
doses extremamente altas.
 
• Dose de 100.000 rads – todas as enzimas e proteínas sofrem desnaturação, o sistema biológico
entra em falência, ocorrendo a morte em torno de minutos ou horas.
 
• Dose de 10.000 rads – Local mais atingido sistema nervoso central – falta de coordenção
motora, distúrbios circulatórios, respiratórios e excitabilidade. Um a dois dias após – coma e
morte.
 
• Dose entre 1000 e 10.000 rads – trato gastrintestinal – náuseas, vômitos, desequilíbrio
eletrolítico e ácidobásico. Perda de peso, septicemia por bactérias intestinais.
 
• Doses abaixo de 1000 rads – Atingem a medula óssea – trombocitopenia, leucopenia,
eritropenia, hemorragias e supressão do sistema imunológico.
 
 
 
Exercício 1:
Como podemos resumidamente descrever o processo chamado ionização?
 
A)
Processo no qual um dos elétrons do átomo que recebeu energia migra de uma
órbita mais interna para outra mais externa.
 
B)
A introdução de cargas elétricas livres em um meio irradiado.
 
C)
Processo que resulta na remoção de um elétron de um átomo, tornando
carregado positivamente.
 
D)
Dose absorvida de radiação por um átomo.
 
E)
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Nenhuma das anteriores.
 
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Exercício 2:
Sobre os radicais livres, qual das afirmações abaixo pode ser considerada
verdadeira?
 
A)
Sendo formas pouco reativas, os radicais livres, originados em decorrência da radiólise da água,
interagem quimicamente entre si ou com moléculas próximas a eles.
 
B)
Radicais livres são entidades químicas, altamente reativas em decorrência da
presença de átomos cuja última camada não apresenta o número de elétrons que
conferiria estabilidade à estrutura.
 
C)
Em seguida à hidrolização da água segue-se um rearranjo elétrico e a
possibilidade de produção de radicais livres.
 
D)
 Ao sofrer ação direta das radiações (ionização) ou indireta (através do ataque
de radicais livres) a molécula de DNA expõe basicamente dois tipos de
danos: crossing over e haploidíase.
 
E)
Todas estão incorretas.
 
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Exercício 3:
Sobre a interação da Radição com a Matéria, assinale a alternativa incorreta:
 
A)
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Sob o ponto de vista físico, as radiações ao interagir com um material,
podem nele provocar excitação atômica ou molecular, ionização ou ativação do
núcleo.
 
B)
No processo de transferência de energia de uma radiação incidente para
a matéria, as radiações que têm carga, como elétrons, partículas α e fragmentos
de fissão, atuam principalmente por meio de seu campo elétrico e transferem sua
energia para muitos átomos ao mesmo tempo, e são denominadas radiações
diretamente ionizantes.
 
C)
As radiações que não possuem carga, como as radiações eletromagnéticas e os
nêutrons, são chamadas de radiações indiretamente ionizantes, pois interagem
individualmente transferindo sua energia para elétrons, que irão provocar novas
ionizações. Este tipo de radiação pode percorrer espessuras consideráveis dentro
de um material, sem interagir. 
 
D)
As radiações eletromagnéticas ionizantes de interesse são as radiações X e
gama. Devido ao seu caráter ondulatório, ausência de carga e massa de repouso,
essas radiações podem penetrar em um material, percorrendo grandes espessuras
antes de sofrer a primeira interação. 
 
E)
A penetração das partículas gama é muito reduzida, incapaz de ultrapassar a
espessura da pele humana. 
 
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