Artigo - Efeitos Biológicos das Radiações Ionizantes

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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES E SEUS MECANISMOS 
DE AÇÃO: UMA REVISÃO NARRATIVA DA LITERATURA 
BIOLOGICAL EFFECTS OF IONIZING RADIATION AND ITS MECHANISMS OF 
ACTION: A NARRATIVE LITERATURE REVIEW 
Aline Pereira Rodrigues1; Aline Vitória de Lima Coutinho1; Erivelton Oliveira Rêgo1; 
Maria Letícia Viana de Melo1; Mario Soares Sampaio1; Amanda de Castro Amorim 
Serpa Brandão2 
RESUMO 
Introdução: As radiações ionizantes podem ser irreversíveis, pois elas agem direta 
ou indiretamente em direção às estruturas celulares causando danos biológicos 
através do processo de ionização, observa-se que os danos dependem dos 
mecanismos de defesa, onde pode-se obtê-los de forma imediata ou tardia, 
classificados como determinísticos e estocásticos, sucessivamente. Objetivo: 
Analisar o acompanhamento e desenvolvimento do efeito de ionização das células 
afetadas por a radiação ionizante, apresentando os danos. Metodologia: Trata-se de 
um estudo realizado por meio de pesquisas bibliográficas e baseado em pesquisas de 
estudos originais e sites reconhecidos por ocasião da realização de uma revisão 
narrativa. Resultados e Discussões: Foi possível analisar danos encontrados em 
vítimas do acidente de Goiânia pelo césio-137, na qual 249 pessoas foram irradiadas 
e algumas mortas em apenas 16 dias após o ocorrido. Em relação aos animais que 
frequentam Chernobyl, outro histórico de acidente nuclear, aves e mamíferos 
possuíram cataratas, redução cerebral, tumores e má formação de células 
reprodutivas e cerca de 40% dos animais machos apresentaram esterilidade. Nos 
estudos de gravidez humana, durante o período de gestação, o feto pode sofrer riscos 
se a mãe for exposta a radiação, na 2a e 3a semana, ele pode levar ao óbito ou sofrer 
aborto, anormalidades severas entre a 4 a e 11 a semana, e anormalidades estruturais 
a partir da 30a semana. Conclusão: A radiação ionizante mostra sua irreversibilidade, 
pois age diretamente nas estruturas dos átomos podendo levar até a morte celular do 
indivíduo afetado, os efeitos biológicos possuem a proteção radiológica como 
prevenção. 
Palavras-chave: Efeitos Biológicos, Radiação ionizante, Mecanismo de Ação, Limiar 
1de Dose, Proteção Radiológica, Lesões por Radiação 
 
 Artigo apresentado à faculdade Uninasssau/ Teresina – Jóckey como requisito para aprovação na 
disciplina tópicos integradores I do curso de Radiologia 
1 Graduando (a) do Curso de Tecnologia em Radiologia da Uninassa/ Teresina – Jóckey 
2 Orientadora Professora Dra. Amanda de Castro Amorim Serpa Brandão. Nutricionista. Doutorado 
em Biotecnologia em Saúde. Docente da Faculdade Uninassau/ Teresina - Jóckey 
ABSTRACT 
Introduction: Ionizing radiation can be irreversible, as they act directly or indirectly 
towards cell structures caused by biological damage through the ionization process, it 
is observed that damage dependent on defense mechanisms, where the data can be 
obtained immediate or late, classified as deterministic and stochastic, successively. 
Objective: To analyze the monitoring and development of the ionization effect of cells 
affected by ionizing radiation, responsible for damage. Methodology: This is a study 
carried out through bibliographic searches and based on searches of original studies 
and websites based on the occasion of carrying out a narrative review. Results and 
Discussions: It was possible to analyze damage found in victims of an accident in 
Goiânia by cesium-137, in which 249 people were irradiated and some were killed in 
just 16 days after the event. Regarding the animals that attend Chernobyl, another 
history of nuclear accident, birds and mammals had cataracts, brain reduction, tumors 
and malformation of reproductive cells and about 40% of male animals dissipated 
sterility. In human pregnancy studies, during the gestation period, the fetus may be at 
risk if the mother is exposed to radiation, in the 2nd and 3rd week, it may lead to death 
or suffer abortion, severe abnormalities between the 4th and 11th week, and 
abnormalities appear from the 30th week. Conclusion: Ionizing radiation shows its 
irreversibility, as it acts directly on the structures of atoms and can even lead to the cell 
death of the affected individual, the biological effects have a radiological protection as 
a prevention. 
 Keywords: Biological Effects, Ionizing Radiation, Action Mechanisms, Dose 
Threshold, Radiation Protection, Radiation Injury. 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 Na noite de 08 de novembro de 1895, o físico Wilhelm Conrad Röntgen trabalhava 
em desenvolver novos estudos utilizando um tubo de raios catódicos, que 
acidentalmente ou sem intenção uma placa composta por um material fluorescente 
começou a brilhar. Röntgen tentou interferir o brilho colocando uma folha de alumínio 
e um livro entre o tubo e a placa. Aquilo que saía do tubo era capaz de atravessar os 
materiais que o barravam incidindo no material de platinocianeto de bário (placa 
fluorescente), assim, esses raios desconhecidos foram denominamos como “raios x” 
pelo próprio físico, e mesmo após seu estudo a nomenclatura tornou-se fixa até os 
dias de hoje (NAVARRO et al., 2008). 
 Os raios x são classificados como um tipo de radiação ionizante, onde sua a forma 
de interação com a matéria pode causar processo de ionização no átomo do corpo 
incidido ocasionando danos biológicos em suas estruturas. Assim, o mecanismo de 
ação desse processo ocorre de maneira direta e indireta com o propósito de excitar o 
átomo (OKUNO, 2013). 
 Conseguinte dessa ação, os danos biológicos das radiações ionizantes tornam-se um 
assunto amplo a ser discutido nesse artigo, onde o efeito de ionização de átomos será 
acompanhado e desenvolvido nas células do tecido afetado, visto que são as menores 
unidades fisiológicas e morfológicas dos seres vivos. Quanto a natureza, os efeitos 
biológicos são classificados como: efeitos estocásticos e efeitos determinísticos, 
dependendo do limiar de dose em que a estrutura do corpo foi sujeito 
(NOUAILHETAS, 2005). 
 De acordo com Okuno (2013) os efeitos estocásticos são aqueles que não 
apresentam um limiar de dose, ou seja, não dependem de um certo nível limite de 
radiação, a gravidade dos riscos decorrentes dependerá do nível de dose e toda 
quantia vai se estocando. Em outras palavras, ocorre uma transformação celular, sua 
morte não acontece, mas sofre mutações, que futuramente poderá haver surgimento 
de neoplasias e indução ao câncer caso o mecanismo de defesa do indivíduo afetado 
não consiga reparar o dano causado. 
 Seguindo a colocação de Okuno (2013) os efeitos determinísticos acontecem de 
imediato em um período de tempo curto após a ocorrência do dano, apresentam um 
certo limite de dose, seus riscos e gravidades dependem do nível da dose, ou seja, 
existe um certo limiar e levam à morte celular. Os riscos referentes à estes efeitos 
podem resultar em leucopenia, náuseas, anemia, catarata, esterilidade, hemorragia, 
etc, efeitos clínicos também podem aparecer caso não haja compensação de 
destruição celular, como exemplo: 3-5 Gy eritema, 20 Gy necrose. 
 Diante desses efeitos que podem ser reparáveis, ou não, há maneiras de preveni-los 
tratando-se da área de radiodiagnóstico. Como exemplo, o IOE (Indivíduo 
Ocupacionalmente Exposto), ou seja, o profissional técnico/tecnólogo em radiologia 
deve adotar medidas e princípios de proteção radiológica que possam o proteger, não 
somente ele, mas sim os pacientes. Segundo Gomes (2016) esses princípios 
baseiam-se na justificação, otimização e limitação de doses individuais. 
 Em relação ao o tema abordado, esse trabalho tem como objetivo realizar análise na 
literatura dos efeitos biológicos das radiações ionizantes em indivíduos expostos, 
apresentando as consequências e explicando seu mecanismo de ação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. METODOLOGIA 
 O presente artigo consiste em uma revisão do tipo narrativada literatura científica. 
Será efetuada uma busca seletiva da literatura científica de artigos envolvendo as 
bases de dados eletrônicas (BVS), biblioteca digital (Scielo) e um pesquisador 
acadêmico (Google Acadêmico), utilizando os seguintes descritores: Efeitos 
Biológicos/Biological Effects, Radiação Ionizante/ionizing Radiation, Mecanismo de 
Ação/Action Mechanisms, Limiar de Dose/Dose Threshold, Proteção 
Radiológica/Radiation Protection, Lesões por Radiação/Radiation Injury. 
 A seleção será restrita aos artigos publicados entre o ano 2007 a 2020, escritos no 
idioma português. Entre as publicações, encontram-se estudos originais e revisões 
bibliográficas. Serão excluídos os artigos publicados em outros idiomas, com datas 
inferiores ao ano proposto e que não abordem o tema em questão. 
 Após a seleção, as informações estarão organizadas em imagens, quadros e textos 
contendo os dados das análises realizadas pela avaliação dos artigos e trabalhos 
encontrados nas bases de dados citadas acima. 
 Para a busca de estudos, foram encontrados 11 artigos nas demais bases de dados. 
Após a leitura, 07 estudos foram selecionados e aceitos, os demais foram excluídos 
pelo motivo da ausência de coleta de dados relacionado ao tema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
3.1 Radiação Ionizante 
 A radiação ionizante pode causar danos aos seres vivos por meio do processo de 
ionização no momento em que sua energia for superior a 10 eV, e esse dano causado 
classifica-se como dano biológico, assim, o fóton de radiação possui energia suficiente 
para ejetar um elétron da órbita de um ou mais átomos, ionizando-os e os deixando 
excitados. 
 Os núcleos também possuem partículas aceleradas com fontes naturais como os 
radionuclídeos e radiação cósmica, as partículas ionizantes arrancam elétrons e 
moléculas do nosso corpo desabilitando as quebras de molécula. 
 Assim, os fótons incidentes possuem partículas de radiações ionizantes variadas, 
como os raios gamas e raios-x. Ambas possuem energia suficiente para desestabilizar 
moléculas de átomos que estão em seus caminhos até que sua energia se torne baixa 
e insuficiente para dar continuidade aos danos em demais tecidos (OKUNO, 2013). 
 3.2 Mecanismos de Ação 
 O mecanismo de ação da radiação ionizante está incluído em dois tipos que são: 
mecanismo direto e mecanismo indireto. Cada mecanismo fala sobre a interação da 
radiação direto com a molécula e suas causas, e o que leva a destruição da molécula 
de DNA e a quebra da molécula da Água. 
 Falando sobre mecanismo direto, temos em vista que essa radiação interage 
diretamente com as importantes moléculas do corpo que é o DNA levando a ter 
problema genético até a morte da célula irradiada. Tendo como consequência a falta 
de distribuição do material genético nas células, fazendo com que consequentemente 
se reproduza. 
 No mecanismo indireto temos como referência a quebra de moléculas de água, 
sabemos que o organismo biológico é composto por inúmeras moléculas de água que 
a mesma participa de toda reação metabólica no organismo, e que em caso de 
exposição com a radiação as mais prejudicáveis são as moléculas de água sofrendo 
então radiólise onde levará a quebra da molécula e quando ocorre a quebra da 
molécula permite afirmar que são formados radicais livres sendo que o mesmo 
podendo atacar outras importantes moléculas do organismo que logo após sofrer essa 
irradiação tem como meios de proteção, rearranjos eletrônicos que permitem 
produção de radicais livres, sendo que esse radicais livres tem como características 
entidades químicas bastante mente reativas em relação aos átomos contidos, sendo 
que a última camada não apresentando o número de elétrons, lhe daria equilíbrio a 
estrutura (NOUAILHETAS, 2005). 
 
Figura 1: Consequências da irradiação da molécula de DNA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Nouailhetas, 2005. 
3.3 Acidente Radioativo em Goiânia 
 Em 13 de setembro de 1987 marcou-se uma das maiores tragédias do Brasil que 
ficou conhecida como o acidente radiológico com o césio-137, em Goiânia. Dois 
catadores de ferro velho andavam pela cidade a procura de materiais reutilizáveis, 
Wagner Mota Pereira e Roberto Santos Alves chegaram em uma antiga clínica 
abandonada que exercia atividades em radioterapia, eles recolheram um material 
revestido de chumbo, com finalidade de removê-lo para vendê-lo. 
 O problema é que não sabiam que dentro do material havia uma cápsula com 
elemento bastante radioativo, o Césio-137, que por sua vez, escapou contaminando 
e irradiando os próximos no momento em que Roberto destruiu a proteção que 
revestia o elemento, no ferro velho (CHAVES, 2007). 
 
Figura 2: Local do ferro velho onde foi desmontado o aparelho radiológico. Ainda 
hoje permanece o terreno concretado e vazio. 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Goiás, 2016. 
 Diante do ocorrido, as consequências geradas foram impactantes, a radiação se 
espalhou por toda a cidade, 249 pessoas encontravam-se irradiadas e contaminadas 
em apenas 16 dias após o acidente, já havendo mortes. A população estaria 
encantada com o “pó azul brilhante” (figura 4), o que a agravou ainda mais a 
contaminação entre ela, pois chegaram a tocar e transportar o césio-137, aumentando 
ainda mais os riscos (CHAVES, 2007). 
 Efeitos determinísticos causados pela radiação gama do césio-137 foram 
apresentados como queimaduras, necrose e cicatrizes por pessoas que tocaram no 
pó. Luiza Odete Motta dos Santos, uma das vítimas, sofreu lesões no rosto e pescoço, 
sendo amenizadas através de cirurgias plásticas (BORGES, 2015). 
 O símbolo da tragédia é uma garotinha chamada Leide das Neves de 06 anos, foi a 
vítima que recebeu a maior quantidade de radiação, Leide ingeriu o “pó azul” e 
infelizmente veio a falecer. Seu corpo foi enterrado em um caixão totalmente revestido 
com aproximadamente 700 quilos de chumbo para evitar que a radiação presente em 
si não disseminasse (BORGES, 2003; 2015). 
 Figura 3: Enterro da menina Leide das Neves, primeira vítima do césio-137. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Carneiro, 2015. 
Figura 4: Simulação do pó branco de césio-137 exposto à luz. 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Memória Globo, 2013. 
Outra vítima do ocorrido foi Odesson, um homem pai de família, que atualmente 
possui 65 anos e na época do acidente tinha 32 anos. Ele é irmão dos donos do ferro 
velho, no caso Ivo Alves Ferreira e Devair Alves Ferreira. Odesson também não tinha 
conhecimento sobre o cs-137 chegando a tocá-lo e logo mais as consequências 
vieram. Suas mãos sofreram queimaduras de 3º grau necessitando uma cirurgia de 
enxerto com gordura e pele da barriga nas mãos, falanges dos dedos indicadores 
foram amputadas além de doenças psicológicas (DA SILVA, 2016). 
 Figura 5: Odesson e suas sequelas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Irene, 2012. 
O estudo de Okuno (2013) aponta que o aumento de casos de câncer (efeitos 
estocásticos) não foi especificamente comprovado e que o efeito hereditário de pai 
para filhos e netos não houve. 
3.4 Efeitos Biológicos: Animais Sujeitos aos Efeitos da Irradiação de Chernobyl 
e Riscos ao Embrião e Feto na Gravidez 
 O maior acidente nuclear da história ocorrido na cidade de Chernobyl em 26 de abril 
de 1986 comprometeu milhares de vidas aos efeitos radioativos do local após o 
acidente com o reator 4, tanto em pessoas, quanto em animais, plantas e elementos 
da natureza. A região do desastre é restrita aos humanos até os dias de hoje, exceto 
para fins de pesquisas, porém, tratando-se dos animais, pode-se esclarecer que eles 
possuem hábito livre em qualquer zona de Chernobyl, mas em quantidades menores, 
pois logo notavam que a radiação local era o bastante para que fossem forçados a se 
distanciarem do local (WENDLE, 2016). 
 O estudo de Mousseau (2016) também aponta que a alta radioatividade existente na 
cidadefez com que a biodiversidade dos animais fosse reduzida e que os poucos que 
ali vivem podem desencadear reações teciduais. Aves e mamíferos possuem 
cataratas e cérebros menores, também, algumas aves apresentam tumores e outras 
não desenvolveram formação total de células reprodutivas e cerca de 40% dos 
animais machos apresentam esterilidade. Plantas e insetos desenvolveram anomalia 
em suas estruturas. 
 D'ippolito e Medeiros (2005) esclarecem que altas doses de radiação ionizante podem 
afetar o desenvolvimento celular, impedindo a sua maturação e evolução fazendo com 
que ocorra morte do feto ou que haja alguma malformação, mas tais consequências 
não costumam acontecer caso o feto seja submetido a pequenas doses de radiação, 
pois o sistema imunológico é capaz de auto reparar o dano, tornando-se momentâneo. 
 Por volta da 2a a 3a semana, ou até mesmo antes disso, o feto pode levar ao óbito ou 
sofrer aborto. As anormalidades severas costumam aparecer em fetos mais 
desenvolvidos podendo ocorrer por volta da 4a a 11a semana, sendo elas o esqueleto 
e sistema nervoso central as estruturas sujeitas aos danos. Já a partir da 30a semana, 
as anormalidades estruturais não costumam acontecer, perante a isto os riscos que 
podem comprometê-lo são desordens funcionais. (BIRAL, 2002). 
 D'ippolito e Medeiros (2005) afirmam que o embrião pode sofrer retardo mental e 
desenvolvimento incompleto em torno de suas 16a a 30a semanas e que há indícios 
de enfermidade grave na infância ou na fase adulta após a 32a semana. As estatísticas 
de pesquisas realizadas mostram que 0,5% para uma exposição de 10 mSv 
possibilitam o aparecimento de malformações, 0,4% em exposição de 10 mSv para 
microcefalia e 0,1% em 10mSv para retardo mental e que somente 0,5 a 5% da 
população podem desenvolver displasias congênitas. 
 Com base em seus estudos, Varella e Pinhal (2015) elaboraram um quadro 
apresentando os danos que afetam o feto de acordo com a quantia de mGy (unidade 
de dose absorvida) em sua idade gestacional. 
 
 
 Visto no que foi apresentado nos resultados acima, percebe-se que a grande maioria 
das pessoas não tinham e atualmente não têm conhecimento sábio referente às 
radiações ionizantes, pois boa parte sabe-se que as radiações ionizantes apresentam 
perigo dependendo de sua maneira de uso, porém não possuem a noção do que pode 
acontecer ao interagir com a mesma e consequentemente, também são leigos 
referente à proteção contra radiação a fim de preveni-los dos efeitos biológicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Idade Gestacional <50mGy 50-100mGy >100mGy 
0 – 14 dias Nulos Nulos Nulos 
15 – 28 dias Nulos Provavelmente nulos Aborto espontâneo 
29 – 70 dias Nulos Efeitos incertos e nem 
sempre detectáveis 
Malformações 
71 – 119 dias Nulos Efeitos incertos e nem 
sempre detectáveis 
Atraso mental 
120 – 189 dias Nulos Nulos Atraso mental nem 
sempre 
detectados 
 >189 dias Nulos Nulos Nulos 
Quadro 1 - Efeitos de acordo com os dias gestacionais 
Fonte: Varella e Pinhal (2015) 
4. CONCLUSÃO 
Com base no que foi dito e mencionado no decorrer do artigo, as radiações ionizantes 
em interação com os átomos da matéria ou corpo lesionado resultam em efeitos 
biológicos em suas estruturas, acometendo sérios riscos aos indivíduos expostos. 
 Foi possível observar que o tipo de efeito biológico da radiação ionizante depende 
bastante do mecanismo de defesa, pois o mesmo possui a função de reparar os danos 
causados ou a serem causados, visto que possuem dois tipos de efeitos biológicos, 
os estocásticos, onde não há morte celular, porém há o surgimento de transformações 
celulares podendo ocasionar patologias futuramente, e os efeitos determinísticos, que 
ocorre danos imediatos após a interação com a radiação ionizante dependendo 
também do limite de dose que foi recebida, podendo levar a morte celular. 
Com isso, podemos concluir que a prevenção às radiações ionizantes, seguindo os 
conhecimentos dos princípios de proteção radiológica é o método mais eficaz para 
evitar o surgimento de efeitos biológicos físicos e psicológicos, evitando situações de 
mutação, esterilidade, depressão, perda de membros e até mesmo acidentes 
radioativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
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DA SILVA, S. Césio-137- consequências do acidente radioativo em Goiânia: estudo 
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DE LIMA, I. et al. Acidente nuclear de Chernobyl: os efeitos biológicos da 
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NAVARRO, M. Controle de riscos à saúde em radiodiagnóstico: uma perspectiva 
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http://www.cnen.gov.br/images/cnen/documentos/educativo/radiacoes-
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OKUNO, E. Efeitos biológicos das radiações ionizantes: acidente radiológico de 
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SILVA, M., AIRES, D. Os efeitos biológicos da radiação ionizante na 
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VARELLA, I., JUNIOR, P. Os efeitos negativos da radiação ionizante nos 
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