Efeitos biológicos das radiações (1)

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Efeitos biológicos das radiações (1)

  1. 1. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQUÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO
  2. 2. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQUÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA- FUNDAMENTOS. LUIZ TAHUATA, IVAN SALATI, RENATO DI PRINZIO ANTONIETA DI PRINZIO
  3. 3. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQÜÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO ESTÁGIO 1- TEMPO GASTO: 10-16 A 10-12 S PROCESSO FÍSICO DE ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO IONIZANTE; IONIZAÇÃO E EXCITAÇÃO DOS ÁTOMOS. ESTÁGIO 2 – TEMPO GASTO: ATÉ MILISSEGUNDOS REAÇÕES QUÍMICAS INICIAIS. ESTÁGIO 3: TEMPO GASTO: SEGUNDOS A HORAS ALTERAÇÕES DE MOLÉCULAS BIOLOGICAMENTE IMPORTANTES. ESTÁGIO 4: TEMPO GASTO: HORAS A ANOS FENÔMENOS BIOLÓGICOS: MUTAÇÕES, EFEITOS NÃO LETAIS; EFEITOS LETAIS. MEDICINA NUCLEAR-bases Antonio F. G. da Rocha
  4. 4. RADIAÇÕES IONIZANTES DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA RADIAÇÕES IONIZANTES DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA TIPO DESCRIÇÃO PRODUÇÃO MODO DE INTERAÇÃO * ALCANCE EM TECIDO MOLE* RAIS X ONDAS ELETROMAGNÉTICAS DE ALTA ENERGIA (SEM CARGA) TUBOS DE RAIOS X TRANSFERÊNCIAS DE ENERGIA PRODUZINDO EJEÇÃO DE ELÉTRONS DE ALTA VELOCIDADE CENTÍMETROS RAIOS GAMA ONDAS ELETROMAGNÉTICAS DE ALTA ENERGIA (SEM CARGA) DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA TRANSFERÊNCIAS DE ENERGIA PRODUZINDO EJEÇÃO DE ELÉTRONS DE ALTA VELOCIDADE CENTÍMETROS PARTÍCULAS BETA (ELÉTRONS, PÓSITRONS) EMISSÕES DE PARTÍCULAS; CARREGADAS; LEVES. DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA; ACELERADORES. INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS MILÍMETROS PARTÍCULAS ALFA EMISSÕES DE PARTÍCULAS; CARREGADAS; PESADAS. DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA; ACELERADORES. INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS MICRÔMETROS PRÓTONS, DÊUTERONS NÚCLEOS PESADOS. EMISSÕES DE PARTÍCULAS; CARREGADAS; PESADAS. ACELERADORES INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS MICRÔMETROS NÊUTRONS EMISSÕES PARTICULADAS; SEM CARGA; PESADAS. ACELERADORES INTERAÇÃO COM NÚCLEOS ATÔMICOS LEVES CENTÍMETROS MÉSONS PI (ÍONS) NEGATIVOS EMISSÕES PARTICULADAS; CARREGADAS; MAIS PESADAS QUE BETAS E MAIS LEVES QUE PRÓTONS. ACELERADORES INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS. CENTÍMETROS
  5. 5. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES EFEITOS DAS RADIAÇÕES SOBRE ALGUMAS MOLÉCULAS CELULARES IMPORTANTES MOLÉCULAS EFEITOS DA RADIAÇÃO DNA RUPTURA DA DISPOSIÇÃO LINEAR DAS BASES PELA SUBSTITUIÇÃO, DELEÇÃO OU ADIÇÃO DE BASE; LIGAÇÕES CRUZADAS; RUPTURA ÚNICA DA CADEIA; RUPTURA DUPLA DA CADEIA. ENZIMAS LIPÍDIOS ESTRUTURAIS COMPONENTES DAS MEMBRANAS CELULARES. ALTERAÇÃO NA ESTRUTURA TERCIÁRIA DA MOLÉCULA PELA ALTERAÇÃO DA ROTURA DE LIGAÇÕES QUÍMICAS. RUPTURA DAS LIGAÇÕES MOLECULARES. POSSÍVEL EFEITO CELULAR INIBIÇÃO TEMPORÁRIA OU PERMANENTE DA SÍNTESE DE DNA; SÍNTESE INCORRETA DE DNA; INIBIÇÃO OU PREVENÇÃO DA MITOSE; SÍNTESE INCORRETA DE PROTEÍNA. INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA COM CONSEQÜENTE ALTERAÇÃO DO METABOLISMO CELULAR. PERMEABILIDADE AUMENTADA PARA K+, NA+, ETC., COM CONSEQÜENTE ALTERAÇÃO NO AMBIENTE NORMAL INTRACELULAR/EXTRACELUL AR.
  6. 6. AÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES NA MOLÉCULA DE DNA
  7. 7. ALTERAÇÕES NAS MOLÉCULAS DE DNA NOUAILHETAS, Y.; ALMEIDA, C.E.B.; PESTANA,S. Apostila Educativa-CNEN
  8. 8. ALTERAÇÕES NAS MOLÉCULAS DE DNA NOUAILHETAS, Y.; ALMEIDA, C.E.B.; PESTANA,S. Apostila Educativa-CNEN
  9. 9. EFEITO INDIRETO-MODIFICAÇÕES NA MOLÉCULA DA ÁGUA NOUAILHETAS, Y.; ALMEIDA, C.E.B.; PESTANA,S. Apostila Educativa-CNEN
  10. 10. HAUATA,L.; SALATI, I.P.A.;PRINZIO, R.Di.; PRINZIO, M.A.R.R.Di. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos-2003-IDR/CNEN
  11. 11. EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO EM ESTRUTURAS COM DIFERENTES NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO NÍVEL DE ORGANIZAÇÃO TIPO DE LESÃO EFEITOS IMPORTANTES ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS E MUTAÇÕES. MORTE CELULAR; INIBIÇÃO DA DIVISÃO CELULAR; TRANSFORMAÇÃO PARA ESTADO MALIGNO. CÉLULA TECIDO HIPOPLASIA; TRANSFORMAÇÃO DE CÉLULAS PARA ESTADO MALIGNO. LESÃO DOS SISTEMAS HEMATOPOÉTICO, GASTRINTESTINAL, NERVOSO CENTRAL. ROTURA NA FUNÇÃO TISSULAR; MORTE; INDUÇÃO DE CÂNCER. ÓBITO ___________________ CORPO INTEIRO TRANSFORMAÇÃO DO TECIDO PARA ESTADO MALIGNO CÂNCER
  12. 12. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES RADIOSSENSIBILIDADE RELATIVA DE CÉLULAS DE MAMÍFEROS * BASEADO EM RUBIN E CASARETT,1968. RADIOSSENSIBILIDADE RELATIVA TIPO CELULAR CARACTERÍSTICAS CÉLULAS PRIMORDIAIS HEMATOPOÉTICAS, ESPERMATOGÔNIAS; CÉLULAS DAS CRIPTAS INTESTINAIS. VIDA CURTA, INDIFERENCIADA, DIVIDE-SE REGULARMENTE. POUCO ELEVADA CÉLULAS PRECURSORAS DA SÉRIE HEMATOPOÉTICA DIVIDE- SE UM NÚMERO LIMITADO DE VEZES; DIFERENCIADA ATÉ CERTO GRAU MÉDIA CÉLULAS ENDOTELIAIS, FIBROBLASTOS. DIVIDE-SE IRREGULARMENTE, PERÍODO DE VIDA MUITO VARIÁVEL. CÉLULAS EPITELIAIS DO FÍGADO, RIM, GLÂNDULA SALIVAR, ETC. VIDA LONGA; NÃO SE DIVIDE FREQUENTEMENTE; GRAU VARIÁVEL DE DIFERENCIAÇÃO. NEURÔNIOS, ERITRÓCITOS, CÉLULAS MUSCULARES, ETC. NÃO SE DIVIDE; ALTAMENTE DIFERENCIADA. ELEVADA POUCO BAIXA BAIXA
  13. 13. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES RADIOSSENSIBILIDADE TISSULAR RELATIVA SENSIBILIDADE RELATIVA TECIDO ELEVADA EPITÉLIO LINFÓIDE, HEMATOPOÉTICO, ESPERMATOGÊNICO, EPITÉLIO INTESTINAL. POUCO ELEVADA EPITÉLIO ESTRATIFICADO OROFARÍNGEO, EPITÉLIO EPIDÉRMICO. MÉDIA TECIDO CONJUNTIVO INTERSTICIAL, VASCULAR DELGADO, CARTILAGEM OU OSSO EM CRESCIMENTO. POUCO BAIXA CARTILAGEM OU OSSO MADURO, EPITÉLIO HEPÁTICO, EPITÉLIO RENAL, EPITÉLIO PANCREÁTICO, TIRÓIDEO E SUPRA-RENAL. BAIXA TECIDO MUSCULAR, NEURONAL.
  14. 14. A SÍNDROME DE IRRADIAÇÃO AGUDA APÓS EXPOSIÇÃO DE CORPO INTEIRO SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO _______________ SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO ________________ SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO ________________ SISTEMA NERVOSO CENTRAL (SÍNDROME SCN) SÍNDROME GASTRINTESTINAL SÍNDROME HEMATOPOÉTICA PRINCIPAL ÓRGÃO DETERMINANTE CÉREBRO INTESTINO DELGADO MEDULA ÓSSEA LIMIAR DA SÍNDROME 2.000 R 500 R 100 R LATÊNCIA DA SÍNDROME ¼ DE HORA ATÉ 3 H 3 A 5 DIAS 2 A 3 SEMANAS LIMIAR DO ÓBITO 5.000 R 1.000 R 200 R TEMPO DE ÓBITO DENTRO DE 2 DIAS 3 A 14 DIAS 3 A 8 SEMANAS SINAIS E SINTOMAS CARACTERÍSTICOS LETARGIA, TREMORES, CONVULSÕES, ATAXIA. MAL- ESTAR, ANOREXIA,NÁUSEAS, VÔMITOS, DIARRÉIA, DISFUNÇÃO GI, FEBRE, DESIDRATAÇÃO, PERDA DE ELETRÓLITOS, COLAPSO CIRCULATÓRIO. MAL-ESTAR, FEBRE, DISPNÉIA DE ESFORÇO, FADIGA, LEUCOPENIA, TROMBOPENIA, PÚRPURA. ASPECTOS * BASEADO EM RUBIN E CASARETT,1968.
  15. 15. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
  16. 16. QUEIMADURAS INDUZIDAS PELA RADIAÇÃO IONIZANTE
  17. 17. RADIOPROTEÇÃO NORMAS APARECEM NA DÉCADA DE 1920 – RAIOS X NA MEDICINA ORGANIZAÇÕES NACIONAIS E INTERNACIONAIS • 1928 – A PARTIR DO 2º CONGRESSO INTERNACIONAL DE RADIOLOGIA (ESTOCOLMO) – FUNDADA A COMISSÃO INTERNACIONAL DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA – ICRP. • 1934 - 1AS REGRAS A PARTIR DE EXPERIÊNCIAS COM ANIMAIS E NA MEDICINA ICRP (COMISSÃO INTERNACIONAL DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA). • AGÊNCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA ATÔMICA – IAEA. • NO BRASIL, A COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR – CNEN.      IRRADIAÇÃO NATURAL AUMENTO DA DOSE PROVOCA CÂNCER CÂNCER EM RATOS INDUZIDO PELA INALAÇÃO DE PLUTÔNIO IRRADIAÇÃO TOTAL DO CORPO EM HIROSHIMA E NAGASAKI INDUZIU LEUCEMIA APLICAÇÕES MÉDICAS
  18. 18. QUAIS OS PRINCÍPIOS DA RADIOPROTEÇÃO FILOSOFIA BÁSICA FUNDAMENTA-SE EM DUAS PREMISSAS:  QUALQUER EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO PODE SER PERIGOSA E, CONSEQUENTEMENTE, TODAS AS DOSES DEVEM SER MINIMIZADAS.  EXPOSIÇÃO DE GRANDE NÚMERO DE PESSOAS A PEQUENAS QUANTIDADES DE RADIAÇÃO PODE PRODUZIR OS MESMOS EFEITOS GENÉTICOS, NUMA POPULAÇÃO, QUE A EXPOSIÇÃO DE UM PEQUENO NÚMERO DE PESSOAS A GRANDES DOSES DE RADIAÇÃO.  DOSE TÃO BAIXA QUANTO RAZOAVELMENTE ALCANÇÁVEL.  SUPRIMIR TODA EXPOSIÇÃO INÚTIL.  MENOR EXPOSIÇÃO X CUSTO/BENEFÍCIO
  19. 19. PRINCÍPIOS DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA • PROTEÇÃO DE INDIVÍDUOS OCUPACIONALMENTE EXPOSTOS • ATIVIDADES DE CONTROLE DE ÁREA • DISPOSIÇÃO DOS REJEITOS
  20. 20. CONTRIBUIÇÃO DE DIFERENTES FONTES À RADIAÇÃO DE FUNDO PRESENTE EM TODO O PLANETA
  21. 21. DENSIDADE DE FORMAÇÃO DE ÍONS EM UM MEIO MATERIAL HAUATA,L.; SALATI, I.P.A.;PRINZIO, R.Di.; PRINZIO, M.A.R.R.Di. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos-2003-IDR/CNEN
  22. 22. EVOLUÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS HAUATA,L.; SALATI, I.P.A.;PRINZIO, R.Di.; PRINZIO, M.A.R.R.Di. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos-2003-IDR/CNEN
  23. 23. CONTROLE DE EXPOSIÇÃO INTERNA E EXTERNA • BACKGROUND • FONTES INTERNAS • FONTES EXTERNAS • • • • CONTROLE DA EXPOSIÇÃO INTERNA INALAÇÃO INGESTÃO PELE
  24. 24. CONTROLE DE EXPOSIÇÃO INTERNA E EXTERNA CONTROLE DA EXPOSIÇÃO EXTERNA  O TEMPO  A DISTÂNCIA  A BLINDAGEM • MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA CONTAMINAÇÃO INTERNA – CONTADOR DE CORPO INTEIRO – EXAMES DE SANGUE, URINA, FEZES E CABELO • • • • DESCONTAMINAÇÃO IODO ESTÁVEL AGENTES QUE PROVOQUEM VÔMITO E DIARRÉIA (LAVAGENS ESTOMACAIS) DOSES MÁXIMAS PERMISSÍVEIS
  25. 25. USO DE ABSORVEDORES • Aplicação de Argamassa Baritada, Aplicação de lâminas de chumbo, Instalação de Vidros Plumbíferos, Instalação de portas blindadas, Instalação de divisórias blindadas e biombos. HAUATA,L.; SALATI, I.P.A.;PRINZIO, R.Di.; PRINZIO, M.A.R.R.Di. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos-2003-IDR/CNEN
  26. 26. COMO MENSURAR? GARCIA, E.A.C., BIOFÍSICA,1998
  27. 27. UNIDADES DE MEDIDA DAS RADIAÇÕES ANTIGA NOVA SÍMBOLO RELAÇÃO DOSE rad Gray = energia transferida/Kg Gy 1 rad=cGy DOSE EQUIVALENTE rem Sievert= Gy . Q Sv 1 rem=0,01 Sv RADIOATIVIDADE Ci Bequerel = 1 decaimento/ segundo Bq 1Ci = 3,7 x 1010 Bq
  28. 28. SÍNDROME DA IRRADIAÇÃO AGUDA E DOSE
  29. 29. LIMIARES DE DOSE HAUATA,L.; SALATI, I.P.A.;PRINZIO, R.Di.; PRINZIO, M.A.R.R.Di. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos-2003-IDR/CNEN
  30. 30. HAUATA,L.; SALATI, I.P.A.;PRINZIO, R.Di.; PRINZIO, M.A.R.R.Di. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos-2003-IDR/CNEN
  31. 31. HAUATA,L.; SALATI, I.P.A.;PRINZIO, R.Di.; PRINZIO, M.A.R.R.Di. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos-2003-IDR/CNEN
  32. 32. COMPARANDO DOSES

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