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Efeitos Biológicos da Radiação João Lúcio Mação Júnior 27-05-2008 Curso de Atualização em Radioproteção.

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1 Efeitos Biológicos da Radiação João Lúcio Mação Júnior Curso de Atualização em Radioproteção

2 Índice Estrutura básica da célula Interação da radiação com o tecido celular Etapas da produção do efeito biológico pela radiação Classificação dos efeitos biológicos Usos dos efeitos biológicos Acidentes

3 Estrutura Básica da Célula Três Estruturas Básica –Membrana Citoplasmática Formada de fosfolipídios e proteínas e celulose nas células vegetais Células animais são constantemente renovada Proteger a célula e fazer a permeabilidade seletiva –Citoplasma Encontra-se as organelas –Núcleo Presença de nucleoplasma, cromossomos e nucléolos

4 Núcleo Cromossomos –Consistem de ácido desoxirribonucléico (DNA) e proteína Nucléolos –São pequenos corpos que contém nucleoproteínas na maioria na forma de ácido ribonucléico (RNA) Nucleoplasma –Contém proteínas e sais

5 Metabolismo Celular A célula troca informação com o meio exterior através de –Transporte ativo O movimento é regido pelo gradiente de concentração –Pinocitose Entrada de grandes moléculas

6 Reprodução Celular As células se reproduzem em um processo denominado mitose –Que pode ser dividido em quatro etapas Profase Metáfase Anáfase Telófase

7 Interação da radiação com o tecido celular Formas e tipos de radiação –Única Exames radiológicos –Fracionada Tomografia –Periodica Tratamento radioterápico Feixes intensos, médios e fracos

8 Interação da radiação com o tecido celular Danos Celulares O dano ocorrerá quando a energia de excitação for maior que a energia de ligação Ação direta: o dano ao DNA é causado pela partícula carregada diretamente Ação indireta: a partícula carregada interage com outras moléculas (H2O) para produzir radicais livres que irão lesar o DNA

9 Interação da radiação com o tecido celular Os principais danos ocorre no DNA –Podendo chegar a aberrações cromossomais A célula pode tomar duas decisões –Reparar com as enzimas –Morte celular Se a célula manter sua capacidade reprodutiva ela potencialmente pode dar origem a um câncer.

10 Etapas da produção do efeito biológico pela radiação Efeitos Físicos Ocorre com a transferência direta de energia das partículas para o alvo Íons livres Radicais produzidos pelas quebras de ligações químicas Energia cinética A interação pode ocasionar três tipos de efeitos

11 Etapas da produção do efeito biológico pela radiação Efeitos Químicos A célula sempre busca o equilíbrio químico

12 Etapas da produção do efeito biológico pela radiação

13 Efeitos Biológicos É a reposta do organismo, podendo variar de alguns minutos ate anos –Fatores que podem afetar: Quantidade total de radicais livres Textura orgânica individual Danos físicos recebidos simultaneamente Intervalo de tempo

14 Interação da radiação com o tecido celular LET (Transferência Linear de Energia) Expressa o efeito da partícula no meio

15 Interação da radiação com o tecido celular Baixo LET –Raio-x, raios γ, β* βˉ Alto LET –Neutros rápidos, partículas α aceleradas e núcleos pesados Indução de câncer com baixo e alto LET Altos LET causam mais danos que a de baixo LET

16 Classificação dos efeitos Biológicos Estocásticos Não há limiar de dose. A célula permanece viável com mutação (ocasionando carcinogênese ou efeito ereditário ) Podem ser determinísticos, Estocásticos ou hereditário

17 Classificação dos efeitos Biológicos Determinísticos Efeito onde há limiar de dose e a severidade do efeito é dependente da dose (ex: eritema, catarata, etc.) Acima do limiar de dose a severidade do dano aumenta de acordo com a dose.

18 Reversibilidade, Transmissividade e Fatores de Influência Reversibilidade –É o poder que a célula tem de se reparar Transmissividade –Um dano produzido numa pessoa não se transmite, o que eventualmente pode acontecer é a transmissão de células modificadas Fatores de Influência –A idade, o sexo e o estado físico

19 Uso de efeitos biológicos na Terapia Radioterapia –A dose induz a morte das células do tumor de modo que a células sadias consigam se reparar Aplicações Oftalmológicas e dermatológicas –Tratamentos pós-cirurgia, ultiliza-se um radioisótopo de baixa penetração acelerando o processo de cauterização

20 Experiências em Humanos Informações sobre radiação em humanos provém de 2 fontes: medicamentos e sobreviventes da bomba-atômica no Japão A malformação mais comum é a microcefalia (associada ou não com retardo mental), retardo no crescimento e outros defeitos no SNC

21 Experiências em Humanos Síndrome de Irradiação Aguda –São o conjunto de sintomas que aparece nas vítimas após a exposição.

22 Experiências em Humanos Irradiação in utero por Rx diagnóstico parece aumentar a incidência de leucemia e cânceres na infância principalmente no 3º trimestre de gestação; Um exame de Rx (10mGy), aumenta o risco de Câncer em 40%; Câncer na Infância e após exposição em útero

23 Experiências em Humanos Poucas pessoas eram menores que 4 semanas de gestação Crianças que estavam a 1500m da explosão são menores, mais magras e seu diâmetro cefálico é bem menor daquelas que estavam a 3000m O período mais sensível é entre 8 e 15 semanas. Entre 16 e 25 o risco cai 4 vezes Antes de 8 semanas pode haver microcefalia sem retardo mental Sobreviventes de Hiroshima e Nagasaki

24 Cerca de 200 mil mortos e 250 mil sobreviventes com seqüelas;

25 Experiências em Humanos

26 Acidente de Three Mile Island Liberação de Xe e I Estimativa de casos de câncer adicionais de 70% Retirada de gestantes e crianças num raio de 16 km;

27 Acidente de Chernobyl Toneladas de UO 2, Cs- 137 e I-131, liberados na atmosfera; De 444 trabalhadores. 105 com doses entre 1-2 Sv, sobreviveram. De 53 com doses entre 2-4 Sv, 1 faleceu. De 23 com doses entre 4-6 Sv, 7 faleceram. De 22 que receberam doses entre 6-16 Sv, 21 morreram.

28 Acidente em Goiânia Catadores de lixo removeram a fonte de Cs- 137 de um equipamento de radioterapia sucateado; pessoas expostas. 129 com contaminação interna e externa. 49 internados, 21 em tratamento intensivo. 4 mortos;

29 Câncer de Pele Geralmente começa com uma radiodermatite; Problema comum entre os primeiros radiologistas; As mudanças induzidas por radiação ocorrem na camada basal da pele;

30 Referência Bibliográfica Luiz Tauhata – Radioproteção e dosimetria Hall, E. J., Giaccia, A. J. – Radiobiology for the Radiologist. 6ª edição, 2006

31 FIM


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