Efeitos celulares e moleculares das radiações ionizantes

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Efeitos moleculares e 
celulares das radiações 
ionizantes
Interação de radiações ionizantes com a matéria viva
Radiações ionizantes são aquelas capazes de causar ionização nos átomos que
constituem a matéria viva .
• Corpusculares
Partícula alfa é Anger
-
Partícula beta é Costa - kronig
- e- de conversão interna Nêutrons
Íons pesados
• Eletromagnéticas
Radiação gama
Radiação l
Efeitos indiretos
A radiação não age diretamente com a
biomolécula
, interage com elementoabundanteno meio . Este produz radicais livres que
interagem com as biomoléculas .
Radicais livres são espécies quimicamenteneutras
que possuem um
elétron não pareado
altamente reativo
,
como ROS ( espéciereativade oxigênio) ou de nitrogênio . Atuam como agentes oxidantes em reações
de aquisição ou compartilhamento de e- .
• Interação com a água
RADIAÇÃO I 2H20 o Hz O
-
+ HzÓ £ O H . + 2 Ht.
A radiação transfere sua energia para a água , formando radical livre que
pode interagir com biomoléculas, uma vez que
são espécies altamente reativas.
Na presença de oxigênio há formação de radicais livres de maior tempo deexistência
, podendo interagir por mais tempo com as biomoléculas . Tecidos mais
Consequências em biomoléculas
perfundimos possuem mais 02 e são mais radiossemíveis . Essa característica é
importante no tratamento de tumores para dosagem do radioterápico e maior
efetividade .
Efeitos diretos
A radiação modifica diretamente a matéria viva, com efeitos biológicos emácidos nucleicos
, proteínas e lipídios , por exemplo .
Alterações em macromolécula importantes
• Lesão em nucleotídeos e aminoácidos estrutura primária
• Ruptura de ponte de hidrogênio e ligações dissulfeto estrutura secundária
•
Radióeise
• Ligações intramoleculares devido formação de sítios reativos
Lesões induzidas em ácidos nucleicos
• Fatores
que interferem na geração de radioprodutos
Tipo de irradiação : maior I LE possuimaior interação com a matéria e tem
maior potencial de causar danos .
Condições da irradiação
x ptt e temperatura
× efeito oxigênio
× presença de aceptores de radicais livres i protege a célula do dano
× mecanismos de reparação
× presença de radionemicilizantes : aumenta o efeito da radiação , possibilita
a diminuição da dose do radioterápico .
× DNA de fita dupla ou simples
{ composição
das bases nitrogenadas
associação com proteínas deixa mais radiorresistente
•Radioprodutos em ácidos nucleicos
Geração de sítios apirimidínicos e apuémicos álcali - hábeis
Alterações estruturais nas bases nitrogenadas ou desoxirricose devido aoataque; reação de radicais livres com a base .
Interação em nível celular e tecidual
Quebra de ponte de hidrogênio .
Ruptura de cadeias pdinucleotídicas : provocam aberrações cromossômicas ;
é possível medir a dose de radiação recebida a partir da quantidade de
aberrações .
Agregados intra e intermoleculares
Lesões induzidas em proteínas
Ocorrem alterações estruturais e funcionais com consequente inativação .
• Desanimação
• Adição de radicais 0H
• Perda de grupamento sulfidrila
Estudo em células
curva de sobrevivência
Gráfico semi - logaritmo que correlaciona as doses
de radiação com a fração de sobrevivência .
Fs = número de células viáveis após dose
número de células viáveis antes dose
Em
que a
mortecelular é caracterizada pelaincapacidadede divisão celular e formação de colônia.
Fatores que modificam a resposta celular às radiações 
Inicialmente o gráfico forma um shoulder platô ; momento em que osmecanismosde reparo ainda atuam . Quando o dano supera o reparo da célula, teminício
a morte.
A teoria consiste no prolongamento da parte reta até atingir o eixo vertical
em certo N . Esse N representa o número de alvos , ou seja , o número de moléculas
que precisam ser modificadas para que ocorra inativação celular
.
Lei de Beegonie e Tricondeau
Maior radionemililidade para células que
se dividem mais e são menosdiferenciadas
.
Células tumorais são muito radionemíveis
,
uma vez que
se dividem muito e são
pouco especializadas . Entretanto, não é possível realizar radioterapia paraleucemia
, já que a medula também é radionemível e teria suas célulaseliminadas
.
02
Influencia diretamente no tempo de existência , de forma a aumentar seutempode interação com biomoléculas . A presença de Oz leva à radionensibicidade, o
que
deve ser levado em conta no cálculo da dose
em radioterapia , que
deve ser menor . Isso influencia
na diminuição do efeito nos tecidos sadios .
• Toma de aumento de 02
TAO= dose para inativar células sem Oa
dose para inativar células com a
LE
Transferência linear de energia é amedida da densidade de eventos de
ionização no meio .
Radiações de alta The encurtam a largura do
shoulder e geram mais
lesões moleculares por unidade
de comprimento . São elas:
• Partículas alfa
. e- Anger
• é de conversão interna
• nêutrons
•
íons pesados
ciclo celular
. Ga e mitose : mais radionemível
Estudo em animais
• 5 : menos radionemível
Fracionamento da dose
Tana de dose alta e administração em dose única causam lesões emnúmeroelevado e enrede a capacidade de
recuperação do tecido sadio . Ofracionamentoda dose
, geralmente usado na
radioterapia , tem menor efeito letal e
permite que
o tecido sadio se recupere
após exposição à ionização .
Radioprotetoe
Agente químico que diminui a sensibilidade às radiações . Presente em usomilitar
, programa espacial e radioterapia .
•Mecanismo de ação
compostos com radical sulfidrila fazem sequestro e ligação com radicais livres .
Hipácia local
Ligação em sítios sensíveis aos radicais livres .
Bloqueio do ciclo celular em G1 , permite a ação de enzimas reparadoras .
Fator modificador de dose depende de ciclo celular, tipo celular e TLE da
radiação
FMD = dose para produzir efeito com radioprotetoe
dose para produzir efeito sem radioprotetor
Radionemicilizadores
Agente químico que aumenta a sensibilidade às radiações .
Amplamente usado na radioterapia , uma vez que
deixa as células maissensíveis
,
sendo possível diminuir a dose do radioterápico e assim o prejuízo do tecidosadio
.
Para efeito direto existem compostos com
no B na neutronterapia , mas são
pouco aceitos devido à tonicidade .
•Tipos
aparente : agente teórico efetivo quando a radiação é pouco efetiva . Por exemplo
metotrexato
,
5- fluoeacil e nitroimidazol .
Verdadeiros : inibem mecanismos de reparo , como análogos de purina e piri -
midia.
Efeitos somáticos
a dose letal depende da espécie do animal e das condições de irradiação.
Geralmente a morte ocorre por depressão do sistema hematopoiético, o que causa
infecções , anemia e hemorragias . Quanto maior a dose, menor a expectativa de
vida.
Animais de grande porte possuem menorrelaçãotecido hematopoiético por grama , sendo mais
radionemível
. Já os de pequeno porte tem maior
relação e são menos radiossemível .
Outras respostas avaliadas são as reaçõescutâneas
, frequência respiratória , efeitos no SNC eesterilidade
.
Efeitos hereditários
Ocorre mutação em células germinativas .
• Drosófilas
Mutação proporcional à dose
Sem limiar
- Independe da taxa de dose
• Roedores
- Mutação depende da taxa de dose
- Com limiar
- Retardo na concepção pode diminuir os efeitos genéticos
Efeitos genéticos da radiação ionizante :