ED - Efeitos de radiações ionizantes na matéria viva em nível molecular e celular

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ROTEIRO DE ESTUDO DIRIGIDO 5: 
- Efeitos de radiações ionizantes na matéria viva em nível molecular e celular 
 
1. O que são radiações ionizantes? Quais são os tipos de radiações ionizantes? 
 
Radiações ionizantes são aquelas capazes de causar ionização dos átomos que constituem 
a matéria viva. Podem ser corpusculares, como partículas alfa, beta, elétrons de conversão 
interna, elétrons Auger, elétrons Coster-Kronig, neutrôns e íons pesados. Podem também 
ser eletromagnéticas, como radiação gama e X. 
 
2. Diferencie efeitos diretos e indiretos das radiações ionizantes na matéria viva. 
 
Os efeitos diretos ocorrem quando a radiação modifica diretamente a matéria viva, 
alterando ácidos nucléicos, proteínas e lipídeos. Já os efeitos indiretos ocorrem quando a 
radiação não age diretamente com a biomolécula, e sim com um elemento abundante no 
meio, como a água, provocando a formação de radicais livres que então interagem com 
as biomoléculas. 
 
3. Quais as consequências da interação de radiações ionizantes com sistemas biológicos? 
 
A radiação ionizante pode provocar lesões e mutações no DNA de forma a impedir sua 
duplicação ou sua transcrição para síntese proteica, pode causar transformação neoplásica 
e inativação celular. 
 
4. Quais são as alterações que podem ser causadas pelas radiações ionizantes em macro 
moléculas biologicamente importantes? 
 
Pode ocorrer lesão na estrutura primária, como em nucleotídeos e aminoácidos, lesão na 
estrutura secundária, devido à ruptura de pontes de hidrogênio e sulfeto, pode acontecer 
radiólise e formação de sítios ativos, que levam à ligações intramoleculares. 
 
5. Quais os fatores que interferem com a produção dos radioprodutos? 
 
Tipo de irradiação (TLE) e condições da irradiação, como pH, temperatura, concentração 
de O2, presença de aceptores de elétrons, mecanismos de reparação, presença de 
radiossensibilizantes, composição das bases nitrogenadas e associação com proteínas. 
 
6. Exemplifique os radioprodutos do DNA e de proteínas. 
 
Presença de sítios apirimidínicos e apurínicos, alterações estruturais nas bases 
nitrogenadas ou na desoxirribose, quebra de pontes de hidrogênio, ruptura de cadeias 
polinucleotídicas com formação de aberrações cromossômicas e formação de agregados 
intra e intermoleculares. 
 
7. Justifique a importância das curvas de sobrevivência celular para o estudo dos efeitos 
das radiações ionizantes. 
 
A curva de sobrevivência é o modelo experimental utilizado para avaliar a relação entre 
as doses de radiações e frações de sobrevivência da população atingida. Com esse modelo 
é possível determinar o grau de morte celular provocado pelas radiações, assim como o 
efeito da taxa dose, aceptores, radioprotetores e radiossensibilizadores. 
 
8. Justifique a importância da lei de Bergonie e Tribondeau. 
 
Essa lei permite entender quais tipos celulares são mais sensíveis à radiação e quais são 
menos, permitindo compreensão da extensão dos danos causados pela radiação. Células 
com maior taxa de proliferação e menos diferenciadas tendem a ser mais radiossensíveis, 
com maior chance de sofrerem danos irreparáveis, enquanto células mais especializadas 
e com menor capacidade proliferativa não são tão atingidas pela radiação. 
 
9. Como o fracionamento da dose e a taxa de dose podem influenciar os efeitos das 
radiações ionizantes? 
 
Uma alta taxa de dose e administração única provocam lesões em número elevado, de 
forma a exceder a capacidade de recuperação do tecido sadio. Quando a dose é fracionada 
e administrada em menor taxa, o que geralmente ocorre na radioterapia, há menor efeito 
letal no tecido sadio e permite sua recuperação após exposição à radiação. 
 
10. O que é o efeito oxigênio? Qual a sua importância na radioterapia? 
 
O oxigênio influencia diretamente no tempo de existência dos radicais livres, de forma 
que esses conseguem interagir com as biomoléculas por mais tempo. A presença de 
oxigênio deixa as células tumorais mais radiossensíveis, principalmente quando se 
encontram em tecidos altamente perfundidos. Dessa forma, o cálculo da dose do 
radioterápico na radioterapia pode ser reduzida, o que diminui os efeitos do processo em 
tecidos sadios. 
 
11. Justifique as diferenças entre as curvas de sobrevivência de uma cultura de células 
para radiações de alta e baixa TLE. 
 
TLE é a quantidade de energia depositada no meio por unidade de comprimento; quanto 
maior a TLE, maior a interação com a matéria. Dessa maneira, cultura de células expostas 
à radiação de alta TLE, como as partículas alfa sobre muitas lesões moleculares por 
unidade de comprimento. A curva de sobrevivência dessa cultura possui menor largura 
de shoulder e declive mais acentuado. O mesmo não ocorre em culturas expostas à 
radiação gama, por exemplo, que tem baixa TLE, uma vez que a radiação interage muito 
pouco com a matéria. 
 
 
 
Culturas de células expostas a radiações ionizantes de diferentes transferências lineares 
de energia (TLE) apresentam curvas de sobrevivência diferentes. Explique a diferença 
entre a curva de sobrevivência de uma cultura de células de uma linhagem exposta à 
radiação alfa e a curva de sobrevivência de uma cultura desta mesma linhagem celular 
exposta à radiação gama. 
 
TLE é a quantidade de energia depositada no meio por unidade de comprimento; quanto 
maior a TLE, maior a interação com a matéria. Dessa maneira, cultura de células exposta 
à radiação de alta TLE, como a radiação alfa, sofre muitas lesões moleculares por unidade 
de comprimento e, consequentemente, tem sua viabilidade diminuída. A curva de 
sobrevivência dessa cultura possui menor largura de shoulder (menor platô) e declive 
mais acentuado. O mesmo não ocorre em culturas expostas à radiação gama, por exemplo, 
que tem baixa TLE, uma vez que a radiação interage pouco com a matéria e causa menos 
danos por unidade de comprimento.