Radiobiologia 2 e 3
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Radiobiologia 2 e 3


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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
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ABSORÇÃO DE ENERGIA PELOS TECIDOS
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HISTÓRICO
 Em 8/11/1895, Wilhelm Conrad Roentgen, procurando detectar a radiação eletromagnética de alta freqüência prevista por Heinrich Hertz \uf0e0 repetiu em seu laboratório, na Universidade de Wurzburgo, Alemanha
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2 anos após os trabalhos pioneiros de Roentgen, a primeira e imediata aplicação dos raios-x era a visualização das estrutura ósseas.
Os raios-x permitiam a aplicação da fotografia para fins médicos e clínicos.
Técnica difundida \uf0e0 Falta de conhecimento \uf0e0 Uso em diversas áreas
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fluoroscópio empregado nas grandes sapatarias, especialmente a partir de 1920
o cliente podia experimentar seus sapatos vendo a imagem dos pés e o contorno do calçado na tela fluorescente.
O aparelho ficava geralmente no centro da loja e sua carcaça era feita de aço e madeira. 
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RISCOS DE SAÚDE
A enorme curiosidade levou muita gente a correr sérios riscos de saúde em suas tentativas de novas aplicações dos raios-x. 
1896 \uf0e0 alerta para o público sobre o perigo desses raios para os olhos.
Muitos pesquisadores foram acometidos de úlceras, abscessos e graves queimaduras, que não cicatrizavam, levando a cirurgias desfigurantes, amputações ou mesmo à morte (câncer) ao trabalharem com raios-x sem a mínima proteção pessoal.
Vítimas \uf0e0 operadores de fluoroscópios de rua, que sofriam exposições repetidas. 
Vários perderam as mãos \uf0e0 desenvolveram dermatites e queimaduras de pele pela exposição repetida aos raios-x durante anos.
 Os usuários que faziam tratamento de branqueamento da pele e de remoção de cabelos indesejados eram outras vítimas comuns
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APLICAÇÕES MÉDICAS
Realizadas sem o conhecimento dos efeitos biológicos da radiação (os primeiros estudos sobre os efeitos desta na genética \uf0e0 1927 \uf0e0 execução dos exames e de outras práticas sem qualquer tipo de proteção para o paciente (ou voluntário) e o operador do equipamento. 
Alguns médicos afirmavam \uf0e0 necessidade de testes científicos e não comerciais para que compreendessem o real papel dos raios-x na terapia dos cânceres e outras doenças
\u201co que se viu até agora em termos de aplicação dos raios desse tal de Sr. Roentgen é a eliminação temporária dos efeitos dos carcinomas, sujeitos a recidiva, metátase e difusão pelo sistema \u201d.
O impacto das manchetes relativas à cura de doenças eram das mais apreciadas pelas pessoas, sem que houvesse preocupação com a real seriedade das pesquisas e dos pesquisadores responsáveis.
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EVOLUÇÕES MÉDICAS 
Progressos na física médica na década de 30 \uf0e0 relacionados a quantidade de doses de radiação e seus efeitos biológicos 
1944 \u2013 Strandqvist publicou resultados que relacionava o efeito da radiação sobre os tecidos e da dose com o tempo de administração.
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RESPOSTAS TECIDUAIS A RADIAÇÃO
Efeito imediato a irradiação
apresentam um tempo de latência muito curto e são consequência exposição aguda à radiação (dose alta recebida em um curto espaço de tempo).
Alguns minutos ou dias após exposição
Efeito tardio a irradiação
surgem com um tempo de latência muito longo; alguns efeitos levam até anos para manifestar-se. 
Não aparente em meses ou anos
Câncer
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INTRODUÇÃO
Célula: \u22480.025mm
1mm = 40 células em fila
Núcleo = 10 a 90% do volume celular
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DNA
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DNA
Dupla hélice: 100 vezes MENOR do que a célula
Maior lesão do DNA: quebra das cadeias de dupla hélice
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DNA
Single strand break: reparada por mecanismos intracelulares
Quebra de ambas as cadeias: provável morte celular
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MAIOR LESÃO CELULAR
As estruturas sensíveis à radiação \uf0e0 núcleo 
A célula contem numerosas macro moléculas \uf0e0 só algumas essenciais à sua sobrevivência \uf0e0 DNA
Se uma molécula chave é destruída \uf0e0 90% ser morte celular \uf0e0 alteração mutagênica
Lesão no DNA é a principal causa de morte celular induzida pela radiação 
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DANOS ESTRUTURAIS NO DNA
Alteração súbita e herdável na estrutura do material genético 
Mutações:
Somáticas: genes de células somáticas. Permanece restrita ao indivíduo que a porta
Germinativas: células que originam gametas,sem uma causa aparente. Podem ser devidas a erros na replicação do DNA ou a mutagênicos químicos e físicos 
DELEÇÃO \uf0e0 Anemia Falciforme
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AGENTES MUTAGÊNICOS FÍSICOS
Temperatura: 
O aumento da temperatura promove a quebras das ligações entre os átomos. 
Radiações: 
Incluem radiações ionizantes de alta energia \uf0e0raios X, raios gama, nêutrons, e partículas beta e alfa
Radiação não-ionizante de baixa energia \uf0e0 luz ultravioleta 
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DANOS INDUZIDOS POR RADIAÇÃO IONIZANTE
\u25cf Substituição de uma base por outra:
Transição \uf0e0 substituição de uma purina (A e G) por outra ou de uma pirimidina (T e C) por outra. 
Transversão \uf0e0 troca de uma purina por uma pirimidina. 
 
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DANOS INDUZIDOS POR RADIAÇÃO IONIZANTE
 Deleção ou adição de uma base em uma das fitas de DNA: 
Frameshift mutations \uf0e0 alteram a estrutura de leitura de todas as trincas de pares de bases no gene a partir do ponto em que surgem.
O trecho deixa de ser múltiplo de 3 \uf0e0 mudando a leitura do segmento de DNA, o que resulta em aminoácidos alterados a partir daquele ponto.
 Formação de peróxidos
Transferência de energia suficiente para permitir a ionização e formação de radicais livres a partir de diversas moléculas. 
Uma parte significativa dos danos celulares associados às radiações ionizantes deve-se a formação de radical hidroxila (OH\u2219) e O2
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MECANISMO DE REPARO 
Por fotorreativação: 
Uma enzima fotorreativadora é ativada na presença de luz. Ela liga-se aos dímeros de pirimidina e utiliza a energia da luz para quebrar as ligações que formam o mesmo, restaurando a estrutura original da molécula. 
Por excisão: 
Processo multienzimático dividido em 4 etapas.
Inicialmente, uma enzima endonuclease reconhece a distorção corta um dos filamentos próximo ao mesmo \uf0e0 incisão. 
Em seguida, a DNA-polimerase I sintetiza um novo filamento, deslocando o filamento velho que contém o a distorção \uf0e0síntese de reparo. 
Um segundo corte além da distorção é feito pela exonuclease \uf0e0 removendo-o do DNA \uf0e0 excisão.
Finalmente, o filamento recém sintetizado é unido ao original \uf0e0 DNA-ligase. 
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REPARO POR EXCISÃO
1- endonuclease reconhece o erro
Marca o filamento
Incisão
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REPARO POR EXCISÃO
2- DNA Polimerase \uf0e0 sintese de um novo filamento, deslocando o filamento velho 
Síntese de reparo
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REPARO POR EXCISÃO
Exonuclease \uf0e0 corta além da distorção \uf0e0 remoção do DNA
Excisão
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REPARO POR EXCISÃO
DNA ligase \uf0e0 filamento novo unir ao original
T
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A IMPORTÂNCIA RADIOBIOLOGIA NO FRACIONAMENTO DA DOSE
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Lesões induzidas num organismo pela radiação \uf0e0 alterações químicas a nível atômico e molecular. 
As alterações biológicas resultantes da radiação \uf0e0 tempo (período de latência) \uf0e0 varia desde minutos, a semanas ou até mesmo anos
Dependendo do sistema biológico e da dose 
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CLASSIFICAÇÃO DAS ALTERAÇÕES
Direta e Indireta
Alteração direta \uf0e0 macro molécula biológica (DNA, RNA ou proteína) fica ionizada ou excitada por uma partícula ionizante .
Incapacidade de concentrar energia \uf0e0 Lesionada \uf0e0 Morte 
Alteração indireta \uf0e0 interações entre a radiação e o meio (ex.: citoplasma) \uf0e0 criação de espécies quimicamente reativas \uf0e0 interagir com a molécula alvo. 
70% a 85% da massa dos sistemas vivos \uf0e0 água
Lesões induzidas por radiação \uf0e0 ação indireta em moléculas de água. 
A absorção da radiação por uma molécula de água \uf0e0 Íons instáveis e dissociam-se para formar \uf0e0 radical livre \uf0e0 HIDROXILA
Os radicais livres difundem-se na célula \uf0e0 LESÃO \uf0e0 Principal de dano biológico causado por radiação de transferência linear de energia
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EFEITO RADIAÇÃO NA DUPLA HELICE DO TUMOR
DIRETO:
Quebra das pontes de H tumorais
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EFEITO DA RADIAÇÃO NA DUPLA HELICE