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Fique por dentro! cursomeds.com.br BIOFÍSICA DA RADIAÇÃO Priscila Camara Starling1 07/2018 INTRODUÇÃO Antes que se entendesse que a radiação pudesse ser danosa aos seres vivos, muitas vítimas foram feitas. Os seres vivos estão constantemente submetidos à exposição de radiação do ambiente; Radiação pode ser definida como “emissão espontânea de partículas ou energia pelo núcleo de um átomo”. Partículas mais comuns: alfa e beta e a energia é sempre a radiação gama. Podem ocorrer fenômenos secundários nos elétrons orbitais, com ejeção de eletrons ou Raio X orbital. PARTÍCULA ALFA É o núcleo do gás hélio: 2 prótons e 2 nêutrons; As radiações alfa são altamente ionizantes, pouco penetrantes e não são utilizadas em seres humanos PARTÍCULA BETA Tem a massa do elétron; Pode ser negativa (negatron) ou positiva (positron), que é o anti-elétron; As radiações beta são bastante ionizantes, mais penetrantes do que a alfa e eventualmente usadas em seres humanos RADIAÇÃO GAMA Energia eletromagnética, sem carga elétrica ou massa; Ocorre quase sempre após a emissão de alfa e várias vezes em casa de emissão beta Fique por dentro! cursomeds.com.br INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA VIVA: LESÕES E REPARAÇÕES CELULARES Quando um sistema biológico é atingido por emissões radioativas, ocorre: 1. Passagem e absorção das radiações; 2. Formação de íons e radicais (radiólise); 3. Reação desses radicais em caminhos metabólicos diferentes dos normais Existem dois mecanismos possíveis para explicar os efeitos biológicos: Ação direta X Ação indireta Na ação direta a radiação choca-se e age diretamente sobre moléculas biológicas, como DNA, proteínas, lípides e outras. O choque resulta em inativação de enzimas, quebra de ligações, formação de radixais complexos etc, que impedem o funcionamento natural dessas moléculas. Resulta em danos do tecido biológico. É cerca de 20% do dano total; Na ação indireta, por sua vez, a radiação é absorvida pela água, que forma radicais muito reativos. Esses radicais agem sobre as biomoléculas, lesando-as. É cerca de 80% do dano total Processos biológicos envolvem energias pequenas: de 2 a 5 eV dissociam ligações moleculares; 10 a 12 eV ionizam átomos, moléculas, formando radicais químicos altamente reativos NÍVEL ESTRUTURA EFEITOS OBSERVADOS Molecular DNA Perda de NH2, oxidação da ribose, quebra da cadeia nucleotídica. Organela Mitocôndria Perda da estrutura fina. Inativação dos processos metabólicos. Célula Várias Iniciação e inibição de mitose. Alterações na estrutura. Morte celular. Tecidos Leucócitos Reprodução neoplásica. Destruição completa. Sistema Cardiovascular Perturbações circulatórias (como taquicardia). Corpo total Várias Alopécia, anorexia, distúrbios gastrointestinais. Emagrecimento rápido – morte. Fique por dentro! cursomeds.com.br O DNA é a molécula mais sensível às radiações, podendo sofrer perda de NH2, oxidação da ribose, quebra da cadeia nucleotídica. Ou seja, alterações que geram quebra, mutações e até morte podem ocorrer na molécula mais crítica em relação aos danos da radiação, uma vez que é responsável pelo controle das funções celulares Os tecidos mais sensíveis são: – Tecido hematopoiético: Linfócitos, eritroblastos, mieloblastos; – Células epiteliais: testículo, ovário, pele Quanto maior a quantidade de água... ...maior concentração de DNA... ...alta taxa de reprodução... ...baixo grau de diferenciação celular (celular)... ...MAIS SENSÍVEL O TECIDO É ÀS RADIAÇÕES! A água fornece efeitos prejudiciais indiretos (formação de radicais muito reativos decorrentes da absorção de radiação pela água); O DNA é a molécula mais sensível; Os tecidos neoplásicos estão entre os mais sensíveis; As células mais jovens são mais sensíveis (alto metabolismo); Radiossensibilidade está relacionada a dois fatores: ser vivo mais jovem e ser vivo mais evoluído na escala zoológica Homem. As gônadas são muito sensíveis, enquanto que as células nervosas, nem tanto. RADIOATIVIDADE E RAIOS X NA MEDICINA E BIOLOGIA As radiações alfa são altamente ionizantes, pouco penetrantes e não são utilizadas em seres humanos As radiações beta são bastante ionizantes, mais penetrantes do que a alfa e eventualmente usadas em seres humanos: – RADIOTERAPIA: partículas beta (-) são usadas para fins terapêuticos. Fonte emissora é colocada a certa distância do pcte e bombardeia um feixe de partículas radioativas exatamente na área da pele adjacente ao local onde existe um processo cancerígeno; – BRAQUITERAPIA: substâncias que emitem partículas beta (-) são injetadas com agulha diretamente no tecido cancerígeno; – PET-scan: Emissões beta (+) são usadas nesse exame, o qual denomina-se tomografia com emissão de prótons: Fluordesoxiglicose (FDG) glicose marcada com o radioisótopo flúor-18, o qual emite pósitrons Tomografia computadorizada imagens são formadas áreas que estiverem emitindo pósitrons coloridas. Fique por dentro! cursomeds.com.br As radiações gama são menos ionizantes do que as partículas alfa e beta, são bem mais penetrantes e são utilizadas em seres humanos: CINTILOGRAFIA: Processos fisiológicos no organismo – Radioisótopos substituem isótopos estáveis radiotraçador ou radiofármaco. – Captado e concentrado seletivamente em determinado órgão. – Mapeamento funcional de um órgão específico. – Gama-câmara e mostradas na tela de um computador. – Combate de células cancerígenas são usados em doses maiores Radiação X: Radiação formada por ondas eletromagnéticas cuja frequência é maior que a da luz visível e menor do que a radiação gama: – RADIOGRAFIA: Radiações X sensibilizam um filme densidade da estrutura PROTEÇÃO RADIOLÓGICA I. Controle da Exposição – Distância da fonte deve ser a maior possível; – Tempo de exposição deve ser o mínimo possível – doses são cumulativas com o tempo; II. Diminuição da Exposição – Blindagem – Barreiras absorventes, geralmente de chumbo entre as fontes de radiação e sistemas biológicos; – Substâncias radioativas são armazenadas em depósitos especiais, de chumbo, os “castelos”. III. Quimioproteção – Uso de quimioterápicos para diminuir os efeitos das radiações; – Antes da exposição às radiações NÃO HÁ PROTEÇÃO TOTAL CONTRA AS RADIAÇÕES! Lista de abreviações kg = Quilograma; LEC = Líquido extracelular; LIC = Líquido intracelular; m3 = Metro cúbico; SI = Sistema internacional de unidades Referências bibliográficas DeCS - Descritores em Ciências da Saúde. Disponível em: <http://decs.bvs.br/>. Acesso em: 09 jul. 2018; GUYTON, A.C.; HALL, J.E. – Tratado de Fisiologia Médica. 12ª ed. Tradução: Alcides Marinho Junior et al. Rio de Janeiro, Elsevier Ed., 2011; HENEINE, I. F. – Biofísica Básica. 2ª ed. São Paulo: Editora Atheneu, 2010; MOURÃO JÚNIOR, C. A.; ABRAMOV, D. M. – Biofísica essencial. 1ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2012; MOURÃO JÚNIOR, C. A.; ABRAMOV, D. M. – Curso de biofísica. 1a ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2009. Fique por dentro! cursomeds.com.br
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