1Efeito radiacão Matéria

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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Curso de Farmácia
Energia e o espectro eletromagnético; 
radiações não ionizantes e ionizantes; 
Interações de agentes químicos e Interações de agentes químicos e 
físicos com a matéria 
Espectro de energia
Radiação → permite a propagação da energia à distância
Com suporte material – partículas
Sem suporte material – ondas eletromagnéticas
As radiações são constituídas de um feixe de fóton.
Uma radiação eletromagnética é caracterizada por:
�Frequência
�Comprimento de onda
Radiação ionizante:
Qualquer partícula ou radiação eletromagnética que, ao interagir
com a matéria, ioniza direta ou indiretamente seus átomos ou
moléculas.
Ex. Raios X e gama
Radiação não ionizante:
Não possuem energia suficiente para promover o arrancamento deNão possuem energia suficiente para promover o arrancamento de
elétrons dos átomos presentes na matéria viva (C, O, H, N).
Ex: Infravermelho, ultravioleta e visível
Ejeção de elétrons 
(ionização)
Promoção de elétrons
para um estado ativado
(excitação)Radiação Matéria
Energia necessária para promover o arrancamento do elétron mais 
fracamente ligado de um átomo.
Principais potenciais de ionização 
para diversos elementos
1o potencial de energia
para diversos elementos
Aplicações analíticas das radiações
Absorbância (A) – quantidade de energia radiante absorvida pela
molécula.
Absorção na região do UV
Concentração do soluto (c)
Comprimento do caminho ótico através da amostra (b) – cm
Absotividade (k) - constante característica do soluto.
- Absortividade (a) – cm-1.l/g c= g/l
- Absortividade molar (ε) – cm-1.l/mol c= moles/l
Lei de Lambert- Beer A = abc A= εbc
Aplicações analíticas das radiações
Absorbância é diretamente proporcional a concentração do soluto 
absorvente.
Absorção na região do UV
Aplicações analíticas das radiações
Espectro de absorção de macromoléculas X espectro de ação para um efeito 
biológico
Absorção na região do UV
Aplicações analíticas das radiações
Ligações C=C, C=O e C=N fazem com que as 
moléculas apresentem bandas de absorção 
na região entre 190 e 300nm
Absorção na região do UV
Pico de absorção em 280 Pico de absorção em 260
Aplicações analíticas das radiações
Cromatografia em camada fina
Revelador UV
Absorção na região do UV
Método de identificação de fármacos.
Os espectros de infra-vermelho são provocados pelos diferentes modos
de vibração e de rotação de uma molécula.
Absorção da luz no IV promove:
ESPECTROFOTOMETRIA NO INFRAVERMELHO IV
Aplicações analíticas das radiações
Estiramento e Deformação
Aplicações analíticas das radiações
Espectro do Espectro do LorazepamLorazepam
Aplicações analíticas das radiações
Fatores que Podem Interferir no Espectro Infravermelho
-Impurezas; Solvente; Umidade
Aplicações analíticas das radiações
Cristalografia por difração de raio X
determinação da estrutura tridimensional
Aplicações analíticas das radiações
Estrutura tridimensional de proteínas e ligantes.
Eixos 
X Y Z
Qual a exposição natural que sofremos diariamente?
Efeitos da radiação na matéria
Agentes químicos
ou físicos
+ Matéria =
Alterações químicas/
modificação
das características
das moléculas
Efeitos da Radiação na matéria
+
Matéria
viva
=Alterações químicas/
modificações
bioquímicas e 
fisiológicas
+
Exposição humana à radiação
Bomba de 
Hiroshima
Bomba de 
Nagazaki
45.000 Mortos em 1 dia 22.000
19.000 Mortos em 2-120 dias 17.000
72.000 Sobreviventes 25.000
Efeitos da Radiação na matériaEfeitos da Radiação na matéria
Acidente de Chernobil
2 Mortos em 1 dia
29 Mortos em 2-120
200 Sobreviventes
400.000 Expostos não afetados
119.000 Expostos Não 
afetados
110.000
255.000 População 174.000
• 340 mil pessoas tiveram que deixar suas casas
• ONU estimou que cerca de 4000 pessoas
morreriam de doenças relacionadas com o acidente
Acidente radioativo de Goiânia, em 1987 com uma fonte de césio-137
� 400 pessoas contaminadas
� 4 mortos
Exposição humana à radiação
Efeitos da Radiação na matéria
� 4 mortos
�Maior acidente radioativo do Brasil e o maior do mundo ocorrido fora
das usinas nucleares
�os rejeitos foram enterrados em uma vala de aproximadamente 30
(trinta) metros de profundidade, revestida de uma parede de
aproximadamente 1 (um) metro de espessura de concreto e chumbo.
EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO
DETERMINÍSTICO
São aqueles cuja severidade depende da dose e que
apresentam um limiar de dose. Exemplos: mortalidade
animal, distúrbios imunológicos.
Efeitos da Radiação na matéria
ESTOCÁSTICOS
São aqueles cuja probabilidade de ocorrer aumenta com o
número de dose, sem porém a existência de um limiar de
dose. Exemplos: efeitos hereditários, aparecimento de
câncer
Efeitos somáticos:
Efeitos Genéticos:
Transmitidos às gerações
futuras; Danos ocorrem em
Classificação dos efeitos das radiações quanto a natureza
das células afetadas
Efeitos da Radiação na matéria
Efeitos somáticos:
Observados somente
nos indivíduos expostos;
não podem ser transmitidos
às gerações futuras; Danos
correm em células
somáticas
futuras; Danos ocorrem em
células germinativasou
MUTAÇÕES!
Efeitos In-Utero – Exposição do feto 
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS DAS RADIAÇÕES QUANTO AO INTERVALO 
DE TEMPO ENTRE A EXPOSIÇÃO E O APARECIMENTO DE LESÕES
EFEITOS AGUDOS OU A CURTO PRAZO- intervalo entre a exposição e o
Efeitos da Radiação na matéria
EFEITOS TARDIOS OU A LONGO PRAZO- surgem muitos anos após a
exposição;
EFEITOS AGUDOS OU A CURTO PRAZO- intervalo entre a exposição e o
aparecimento das lesões a nível celular e/ou do organismo: horas, dias ou
semanas;
Classificação das células de mamíferos quanto à
radiossensibilidade
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
Dose da radiação absorvida pela matéria - Gray (Gy), definido como a
quantidade de radiação absorvida, correspondente a 1 Joule por
quilograma de matéria.
Dose X Efeito da RadiaçãoDose X Efeito da Radiação
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
Efeito agudo da radiação
Doses muito elevadas (centenas de grays)
Morte em poucos minutos
Doses da ordem de 100 Gy
Falência do sistema nervoso central
desorientação espaço-temporal
perda de coordenação motora
distúrbios respiratórios
Convulsões
estado de coma
Morte em algumas horas ou dois dias mais tarde.
Doses de dezenas de grays
síndrome gastrointestinal
náuseas, vômito, perda de apetite, diarréia intensa e apatia
Dose X Efeito da RadiaçãoDose X Efeito da Radiação
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
Efeito agudo da radiação
náuseas, vômito, perda de apetite, diarréia intensa e apatia
desidratação, perda de peso e infecções graves
morte em poucos dias mais tarde
Doses da ordem de alguns grays 
síndrome hematopoiética, 
inativação das células sanguíneas (hemácias, leucócitos e plaquetas) e 
tecidos responsáveis pela produção dessas células (medula).
Doses inferiores a 10 Gy
efeito teratogênico
Doença aguda da radiação
(energia absorvida da ordem de 
grandeza de dezenas de Gy) 
(energia absorvida da ordem de 
grandeza de alguns Gy) 
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
Efeito agudo da radiação
Representação esquemática da relação entre o tempo médio de sobrevivência 
(TMS) e a dose de radiação absorvida, para uma dada espécie animal
(energia absorvida
da ordem de grandeza
de 100 Gy) 
grandeza de dezenas de Gy) 
Efeitos somáticos agudos das radiações ionizantes:
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
DL50(30) = dose letal
DL0(30) = dose sub-letal
DL100(30) = dose supra-letal
Determinação da 
DL50(30) em animais
Efeitos da Radiação ionizante na matériaEfeito agudo da radiação
Efeitos somáticos tardios das radiações ionizantes:
�Câncer: evidências acumuladas desde o início do uso das radiações
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
câncer de pulmão--trabalhadores de minas de urânio 
câncer dos ossos--pintores de mostrador de relógio à base 
de rádio 
Incidência de leucemia em sobreviventes de Hiroshima
de rádio 
câncer de tiróide--pacientes em terapia 
câncer de seio--pacientes em terapia 
câncer de pele--radiologistas 
leucemia--sobreviventes de explosões de bombas, 
exposição intra-uterina, radiologistas, pacientes em terapia 
Incidência de câncer de mama em 
função da dose de radiação
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
Efeito tardio da radiação ionizante
Encurtamento de vida em camundongos 
irradiados em função da dose absorvida.
�Mal formações congênitas ou morte 
neonatal/perinatal
Efeitos in utero em Embriões/Fetos
Efeitos da Radiação ionizante na matéria
Efeito agudo da radiação
Resultados experimentais 
obtidos com camundongos. 
Efeitos in utero em Embriões/Fetos
• morte intra-uterina 
• retardamento no crescimento 
• desenvolvimento de anormalidades 
• cânceres na infância 
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE RADIAÇÃO IONIZANTE
A penetração, na pele, de uma radiação não ionizante de determinado λ
depende de características do material biológico, como: 
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
- Espessura
- Presença de substâncias que possam absorver os fótons 
da radiação
Representação esquemática da penetração, na pele humana, de fótons de 
UV, luz visível e IV 
320 - 400 nm , UV longo (UVA): bastante
empregados em procedimentos
terapêuticos
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
290 - 320 nm , UV longo (UVB): Elevada
eficiência para a formação de Vit. D;
pigmentação e eritema
200 - 290 nm , UV longo (UVC): Efeito
germicida
A extensão do percurso das radiações na atmosfera depende: 
� Ângulo de incidência; 
� Latitude e altitude 
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Variação da extensão do percurso dos raios solares 
na atmosfera terrestre, em função da hora do dia
UVC = Filtrada pela sua interação
com as moléculas da atmosfera: O3
Principais efeitos somáticos das radiações não ionizantes:
Ação eritematogênica; pigmentação e espessamento da 
epiderme (EFEITO AGUDO)
Envelhecimento precoce e fotocarcinogênese 
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Formação de vitamina D
Envelhecimento precoce e fotocarcinogênese 
(EFEITO TARDIO)
Espectro de ação para produção, pelo 
UV, de vitamina D3, na pele humana 
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Efeito agudo
� Eritema - Vasodilatação e ↑ da irrigação da derme;
� ↑ da temperatura local - vasodilatação;
� Edemaciação - infiltração de líquidos nos tecidos da região;
� Dor - ação de mediadores químicos sobre as terminações nervosas.
Espessamento da epiderme
- ↑ da cinética de mitoses nos queratinócitos da camada basal;
- ↑ 2 a 3 vezes no no de células da área irradiada/ diminuição do 
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Efeito agudo
- ↑ 2 a 3 vezes no no de células da área irradiada/ diminuição do 
tamanho celular; 
- fator adicional de proteção contra o UV solar.
Modificações
Morfofuncionais Epiderme
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Efeito tardio
Manchas Hipo/Hiperpigmentadas
Fotocarcinogênese:
� Dose de UV solar acumulada e sua distribuição ao longo do tempo;
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Efeito tardio
� Dos λ absorvidos pela pele; Radiações UVB → mais eficazes em
produzir tumores;
� UV + aplicação tópica de certos compostos químicos (furocumarinas);
� Patrimônio genético.
Tipos mais comuns de 
câncer de pele
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Efeito tardio
- ORIGEM: queratinócitos da camada basal; 
- Mais frequente;
- Baixa capacidade invasiva e metastática;
- Alto índice de cura
CARCINOMA
MELANOMA
- ORIGEM: melanócitos; 
- Mais perigoso;
- Frequentemente ocorre metástases para 
outros órgãos;
Efeitos da Radiação não ionizante na matéria
Tipos mais comuns de 
câncer de pele
Efeito tardio
MELANOMA outros órgãos;
- Pode surgir a partir da pele sadia ou a partir 
de “sinais” escuros (nevos pigmentados) que 
se transformam;
� Assimetria: formato irregular;
� Bordas irregulares: limites externos irregulares;
� Colaração: variada (≠ tonalidades)
� Diâmetro: maior que 6 mm