EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO

Apresentação em tema: "EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO"— Transcrição da apresentação:

1 EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO
RADIÓLISE DA ÁGUA

2 Química da radiação da água
Trata das mudanças ocorridas na água pela absorção de radiação de alta energia (radiólise da água). Estuda a origem das espécies reativas responsáveis pelas mudanças químicas observadas na água e em soluções aquosas.

3 Organismo humano (células)  70% de água
 solução aquosa Produtos da radiólise da água  efeitos biológicos (danos)

4 Weiss (1944) trabalhando com raios X, evidenciou:
Radiação Ionizante OH• + H • Radicais livres [Moléculas que contém elétrons despareados, sendo altamente reativas] H • agente redutor; OH• agente oxidante

5 Burton (1947) e Allen (1948): resumo do modelo da radiólise da água:
W Radiação Ionizante H20 H20+ + e- H20 + e- OH- + H• H20- H20+ + H20 H30+ + OH• H30+ + e- H• + H20 OBS. H30+ = H+ aq

6 Além de interagir com as moléculas em solução, os radicais podem sofrer recombinação, originando, p.ex.: H • + H • H2 OH • + OH • H2O2 H • + OH • H2O

7 H20 H2O* H • + OH • (28%) H20 H2O+ + e H3O+ + OH• Superexcitação (47%)
Escala de tempo  excitação H20 H2O* H • + OH • 10-13s (28%) 10-16s  H20 H2O+ + e 10-16 s ionização + H2O H20- H • + OH- (26%) + H+ H • + H2O H3O+ + OH• e-aq 10-14 s Superexcitação (47%) Ionização e excitação

8 e-aq e-aq e- H2O energia cinética ½ vida 2,3 x 10–4 s atrai
colisão atrai e-aq Energia e- < 100 eV H2O e-aq agente redutor (1962) ½ vida 2,3 x 10–4 s

9 As moléculas e radicais livres originados são denominados de “produtos primários da radiólise da água”: W H20 H • + OH • + e-aq + H2 + H H30+

10 Dainton & Sutton (1953) mostraram que o GH2 < GH202
Burton (1947) mencionou pela primeira vez o rendimento químico da radiólise: G = Número de espécies produzidas ou destruídas 100 eV absorvido Dainton & Sutton (1953) mostraram que o GH2 < GH202

11 Valores de G para os principais produtos da radiólise da água
e-aq ,7 H• ,6 OH• ,2 H ,45 H2O ,75

12 Deposição de energia Não é uniforme, ocorre em unidades de 20 a 100eV.
“Spurs” (esporas, focos concentrados)

13 spur Coluna de ionização

14 Concentrações (centro)
H • ,5 OH • 2 mol/dm3 e-aq mol/dm3 O raio para a distribuição inicial de H •, OH • e H3O+ é 3 vezes menor que do e-aq  centro do spur

15 Valores de G após 10-11 s de difusão
e-aq e OH•  2 Equilíbrio químico Valores de G após 10-7 s de difusão e-aq ,7 H• ,5 OH• ,2

16 Reações típicas dos produtos da radiólise da água
1. Elétron aquoso ou hidratado a) Com aminoácidos (aa) e-aq + NH3+CHRCOO- NH3 + •CHRCOO- •NH2 + RCH2COO- H + NH2CHRCOO- e-aq + NH3CH(CH2SH)COO- H2 + NH2CH(CH2S)COO- H2S + NH2CH(CH2)COO-

17 + Glicina b) Com metais, oxigênio, moléculas inorgânicas Fe 3+ + e-aq
NH2-CHRCOOH e-aq •CH2COOH H• NH2CHCOOH • + Glicina H2COOH ác. aspártico b) Com metais, oxigênio, moléculas inorgânicas Fe e-aq Fe 2+ 2 CO2 + e-aq 2 CO2- H+ 2 •COOH COOH ác. oxálico O e-aq O2-

18 a) Transferência de elétrons Cl- + OH• Cl• + OH-
2. Radical hidroxil a) Transferência de elétrons Cl- + OH• Cl• + OH- b) Redução de duplas C• C C + OH• c) Abstração de H R’RH OH• R’R• H2O d) Quebra de anel aromático Nucleotídeos , aminoácidos

19 Tabela das reações de e-aq , H• e OH• com solutos
Aa e peptídeos que contém SH- e S-S são altamente reativos com as 3 espécies. Aa aromáticos  reativos OH•  reativos H• e e-aq Reatividade das protenas é >, qto > n. de aa aromáticos. Nuc. e DNA  reativos OH• e-aq  reativos H• Reatividade do DNA é devido à das bases púricas e pirimídicas. Reatividade do DNA  (expressa/mol) PM  Reatividade do DNA < nucleotídeos  Dificuldade de e-aq , H• e OH• alcançarem bases + reativas (interior da hélice)