RADIOTERAPIA AULA 2

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RADIOTERAPIA AULA 2
Aspectos Radiobiológicos: Interações
das radiações a nível celular
A radiobiologia é considerada a farmacologia da
radioterapia, ou seja a área da radioterapia que
estuda todos os efeitos causados pela radiação
ionizante no organismo. Para a radiação ser
considerada ionizante é necessário que a
mesma possua uma energia mínima necessária
para quebrar a molécula de água e formar
radicais livres e estes pelo fato de serem
altamente reagentes, interagem com o núcleo
da célula levando à morte celular. 
NIVEIS DE ORGANIZAÇÃO BIOLÓGICA
CITOLOGIA‐ Célula Animal
• MEMBRANA‐ LIPO‐PROTEICA
• CITOPLASMA‐  IONS DISSOLVIDOS EM
SOLUÇÃO AQUOSA, CARBOIDRATOS E
PROTEINAS
É NO CITOPLASMA QUE SE ENCONTRAM AS
ORGANELAS.
ORGANELAS‐ TEM FUNÇÕES METABOLICAS DE
SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DE SUBSTÃNCIAS
NÚCLEO‐ COMPOSTO PELA MEMBRANA
NUCLEAR(CARIOTECA), NUCLEOLO,CROMATINA
E CARIOLINFA.
É NESSA REGIÃO QUE ESTÃO AS INFORMAÇÕES
GENÉTICAS QUE SERÃO PASSADAS PARA AS
CELULAS FILHAS E QUE DÃO ORIGEM A
FABRICAÇÃO DE PROTEINAS PELA PROPRIA
CÉLULA.
CONSTITUIÇÃO, FUNÇÃO E FORMATO DAS CÉLULAS
VARIAM DE ACORDO COMO TIPO DE TECIDO QUE
ELA FORMARÁ.
EX: ADIPÓCITOS‐ SÃO AREDONDADOS E TEM
GRANDE PRESENÇA DE GORDURA
MIÓCITOS‐ SÃO FUSIFORME E TEM GRANDE
PRESENÇA DE PROTEÍNA
EPITÉLIO DE REVESTIMENTO SÃO ACHATADAS OU
CÚBICAS E TEM GRANDE PRESENÇA DE QUERATINA
TODAS AS CÉLULAS DEVEM EM UM MOMENTO
DE SUA VIDA PASSAR PELA FASE DA DIVISÃO
DANDO ORIGEM A UMA CÉLULA IGUAL A SI
MESMA‐ MITOSE.
TODA CÉLULA POSSUI UMA PROGRAMAÇÃO DE
TEMPO DE VIDA E PARA A ÉPOCA DESSA
DIVISÃO, MAS ISSO PODE SER MODIFICADO
POR ALGUMA INDUÇÃO EXTERNA OU FALHA, E
ISSO PODE DAR ORIGEM A UM TUMOR.
CUMPRINDO SUA PROGRAMAÇÃO A CÉLULA
SABE QUE DEVE SE DUPLICAR E QUE ASSIM
QUE CUMPRIR SEU TEMPO DE VIDA OU FOR
LESADA DE ALGUMA FORMA ELA DEVE SE
MATAR.
APOPTOSE‐ MORTE PROGRAMADA.
FASES DA MITOSE
PARA PASSAR PELA DUPLICAÇÃO EXATA DE SI
MESMA A CÉLULA CUMPRE ETAPAS QUE
CHAMAMOS DE FASES DA MITOSE!
INTERFASE‐ PROFASE‐METAFASE‐ ANÁFASE‐
TELÓFASE
INTERFASE: PRECEDE A DIVISÃO CELULAR É
NESSA FASE QUE A CELULA CUMPRE SEUS
PAPEIS REALIZA SUAS ESPECIFICAS FUNCÕES!
COMO GUARDAR A ORDEM E O NOME
DAS FASES DA MITOSE
PROMETO A ANA TELEFONAR
PRO‐PROFASE
MET‐ METAFISE
ANA‐ ANAFISE
TEL‐ TELEFOFASE
INTERFASE
• ESSA FASE PE DIVIDIDA EM 3 FAESES
• G1‐ ESTA EM FUNÇÃO, MAS NÃO ESTÁ
PENSANDO EM SE DIVIDIR.
• S‐ SINTESE DE DNA( NESSA FASE A CELULA
DUPLICA O MATERIAL GENÉTICO)
• G2 – MOMENTO EM QUE A CELULA PRODUZ
ENERGIA PARA SE DIVIDIR
FASES DA MITOSE
PRÓFASE‐ PRIMEIRA FASE, PREPARATÓRIA,
CONDENSAÇÃO DA CROMATINA, DESAPARECE
O NUCLÉOLO E CARIOTECA, CENTRIOLOS VÃO
PARA O OUTRO EXTREMO
• METAFASE OS CROMOSSOMOS SE TORNAM
MAIS CENTRAL É FORMADA A PLACA
EQUATORIAL
ANÁFASE Os cromossomos são tracionados
para os pólos.
O centrômero divide‐se e cada cromossomo
que se encontrava duplicado transforma‐se em
dois cromossomos, cada um formado por uma
única molécula de DNA.
• TELÓFASE Cromossomos chegam aos pólos
desespiralizando‐se. Os centríolos estão
individualizados e desaparece o fuso mitótico.
parecem a carioteca e o nucléolo. O citoplasma
divide‐se num movimento chamado citocinese. 
A RADIOSSENSIBILIDADE DE UMA CÉLULA
DEPENDE DE QUAL FASE DO CICLO CELULAR
ELA SE ENCONTRA.
AS FASES DO CICLO MAIS RADIOSSENSIVEIS
SÃO:
‐MITOSE
‐PASSAGEM DO FINAL DA G1 PARA INICIO DA S.
A FASE DO CICLO CONSIDERADA MAIS
RADIORRESISTENTE
A ZONA MÉDIA DA FASE S
A ZONA TARDIA DA FASE S
• Ao interagir com o tecido, a radiação
desencadeia uma série de processos físicos,
químicos e biológicos que podem determinar
diferentes tipos de efeitos dependendo da
dose administrada, do fracionamento da dose,
do tempo de tratamento e da área irradiada
• Ao interagir com o tecido, a radiação
desencadeia uma série de processos físicos,
químicos e biológicos que podem determinar
diferentes tipos de efeitos dependendo da
dose administrada, do fracionamento da dose,
do tempo de tratamento e da área irradiada
• Considerando radiossensíveis às células que
são danificadas com baixas doses de radiação,
geralmente são grupos celulares com grande
proporção de células em fase de duplicação.
Como exemplo existem as células das
mucosas, células dos linfomas, leucemias,
células germinativas, entre outras. 
Quando a célula é atingida pela radiação ionizante podem
acontecer três coisas:
Morte Celular ‐ Efeito sofrido tanto pela célula normal quanto
a tumoral, embora a tumoral, na maioria das vezes, seja a
mais sensível.
Dano Subletal ‐ Onde o efeito não foi suficiente para levar à
morte da célula, existe a possibilidade de recuperação deste
dano e também acontece tanto com as células normais
quanto com as tumorais.
Nenhum Dano ‐ A radiação passa pela célula sem produzir
qualquer efeito.
• A radioterapia normalmente é administrada
de forma fracionada. Num tratamento
convencional realizam‐se em média de
25 a 30 aplicações, uma vez por dia, cinco
vezes por semana. Este fracionamento não é
realizado de maneira aleatória. Existem
motivos para isso:
• Ao fracionar o tratamento com doses diárias
menores, as células normais que sofreram dano
subletal conseguem se recuperar entre uma
fração e outra de tratamento. Esta capacidade de
recuperação do dano é maior entre as células
normais. Desta maneira, quando for realizada a
segunda fração, a célula normal que sofreu o
dano estará recuperada e o mesmo não
acontecerá com a célula tumoral. Para esta, a
segunda fração de radioterapia irá contribuir
para o acúmulo de danos até levá‐la a morte.
• Para que o dano causado pelo radical livre ao DNA da célula se
consolide, é muito importante a presença do oxigênio. Assim, os
tumores bem oxigenados respondem melhor à radioterapia do
que os pouco oxigenados. O tumor possui áreas bem oxigenadas,
geralmente localizadas na periferia e áreas com baixo índice de
oxigenação que são mais centrais.  Quando o tumor recebe o
efeito da radioterapia, as células periféricas morrem mais do que
as centrais. O intervalo entre uma fração e outra do tratamento
permite que o oxigênio que era utilizado por esta célula que
morreu seja desviado para as células com baixa concentração de
oxigênio. Portanto, numa fração seguinte do tratamento teremos
maior número de células oxigenadas, consequentemente mais
sensíveis à radiação.
•
E
• Existe um equilíbrio numérico entre as células
nas diferentes fases do ciclo celular. Estas fases
se diferem em relação à sensibilidade à radiação,
ou seja, existem as mais sensíveis e as menos
sensíveis. Com uma fração de radioterapia, as
células da fase mais sensível morrem mais do que
as das outras fases. Ocorre o desequilíbrio
numérico que volta a se restabelecer entre uma
fração e outra do tratamento. Na próxima fração
haverá novamente número maior de células na
fase mais sensível do ciclo celular.
• À medida que as células do ciclo celular
morrem mais, começa a ocorrer o
recrutamento de células que se encontravam
em repouso. Desta maneira, o fracionamento
faz com que as células avancem das fases
mais resistentes para as mais sensíveis do
ciclo proporcionando um ganho terapêutico.
• Todos estes processos mencionados,
conhecidos como os 5 "Rs” da radiobiologia
(Reparo, Reoxigenação, Redistribuição,
 Repopulação, Radiossensibilidade), ocorrem
de maneira simultânea e em última análise
pode‐se afirmar que: o fracionamento
contribui para o reparo das células normais
que sofreram o dano subletal e para
aumentar a sensibilidade do tumor à radiação.
• Reparação: refere‐se ao reparo da lesão subletal
(onde existe a possibilidade de reparo das fitas de
dupla hélice do DNA, ou seja, um dano reversível) que
ocorre com maior eficácia nos tecidos normais, uma
vez que as células tumorais, de uma forma geral,
apresentam maior quantidade de mitoses
(reprodução celular) do que as células normais que as
geraram, descontrole do ciclo celular e da ativação
dos checkpoints para reparo (nas fases G1 e G2 do
ciclo celular). Desta forma, o fracionamento oferece
condiçõespara otimização do tratamento, ao
possibilitar o reparo dos tecidos normais;
• Redistribuição: a sensibilidade das células a radiação tem
relação com a fase do ciclo celular em que se encontram.
Logo após a irradiação, de uma certa forma, as células
"congelam" o seu ciclo celular e ativam os checkpoints de
reparo. Se este processo não é possível, ocorre a morte
celular. Assim, é interessante produzir um dano irreversível
quando as células estão nas fases G2 e mitose (fases
celular mais sensíveis a radiação). Após um intervalo de
tempo, as outras células que se encontravam nas outras
fases do ciclo (G1 ou S, por exemplo) voltam a progredir
para as fases G2 ou mitose e têm chance de sofrerem um
dano irreversível promovido pela radiação devido a nova
fração da dose de tratamento que paciente receberá na
sequênci
• Repopulação: a repopulação refere‐se
principalmente a capacidade de crescimento
das células tumorais que escaparam da morte
radioinduzida. Desta forma, em um
departamento de radioterapia (i) paciente
não pode faltar as sessões diárias de
tratamento e (ii) deve‐se respeitar dose e
tempo de tratamento, permitindo assim que
novas células tumorais sejam erradicadas,
não repopulando a massa tumoral
• Reoxigenação: boa parte das células tumorais
apresentam a característica de serem pouca
oxigenadas (células hipóxicas). A presença do
 oxigênio (elemento químico altamente reativo)
"fixa" os danos promovidos pela radiação através
da radiólise da água na macromolécula do DNA.
Com isso, ao fracionar a dose de tratamento (i)
primeiramente promove a morte celular das
células tumorais mais oxigenadas e (ii) permite o
reparo dos vasos sanguíneos, os quais irão
vascularizar melhor o tumor, ofertando assim
mais oxigênio para as células tumorais hipóxicas;
• Radiossensibilidade: refere‐se as
características celulares de cada tipo de
célula, onde temos: capacidade de reparo,
programação genética e a expressão de genes
e proteínas, por exemplo. Cada tipo de tecido
no corpo humano apresenta uma resposta
diferente as radiações, seja para o processo
de formação da imagem ou tratamento
radioterápico.
RESPOSTA DOS TECIDO
Cada tecido do corpo humano responde de
maneira específica à radiação. Essa resposta
depende da forma como a radiação é
administrada, ou seja, da dose total, da dose
por fração, do volume da área irradiada, entre
outras. Quando a radioterapia é associada à
quimioterapia, espera‐se maior sensibilidade
dos tecidos pela maior dificuldade de reparo do
dano subletal sofrido pelas células normais.