Aula 2023 Modulo 2 Efeito biologico.pptx

MÓDULO II - 1
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
o Mecanismos de interação das radiações com o tecido humano.
o Efeitos biológicos provocados pela radiação:
- Tempo de latência;
- Danos radioinduzidos, reversibilidade ou não do dano;
- Transmissividade nas células.
o Transferência de energia linear e eficácia biológica relativa.
o Efeitos estocásticos e efeitos determinísticos.
o Meia-vida biológica e meia-vida efetiva.

Mecanismos de Interação das Radiações com o Tecido Humano

Como a Radiação Atua no Organismo

ESTRUTURA E METABOLISMO DA CÉLULA
 Célula
 Unidade morfofisiológica dos seres vivos

 Membrana
 Isola o interior da célula do ambiente.
 Protege e estabelece os limites físicos da célula,
o Está associada ao fato de que todos os
nutrientes, secreções e rejeitos precisam
passar por esta barreira.
 Acopla as células vizinhas
o Pectina, que é uma mistura de polissacarídeos.
 Citoplasma
 Formado principalmente por água e proteína.
 Núcleo
 É a sede do material hereditário (no núcleo das
célula encontramos os cromossomos)

 Núcleo composto por três componentes:
 nucleoplasma, cromossomos e os nucléolos.
 Cromossomos consistem de ácido
desoxirribonucleico (DNA) e proteína.
 Nas células não reprodutivas, os cromossomos
são finos filamentos que, durante a divisão
celular, formam uma massa espessa e podem
ser facilmente identificados.
 Os nucléolos são pequenos corpos que contêm
nucleoproteínas, a maioria na forma de ácido
ribonucleico (RNA).
 O nucleoplasma contém proteína e sais.

Complexo de Golgi
 Consiste de sacos membranosos
achatados com vesículas esféricas nas
extremidades
 É o principal responsável pelo transporte
seguro dos compostos sintetizados para o
exterior da célula e pela proteção contra
o ataque de suas próprias enzimas.

 As membranas tem uma permeabilidade seletiva
o É incorreto supor que grandes moléculas ou partículas penetra na célula.
o Existe um mecanismo denominado de pinocitose
 Permite que partículas e moléculas inicialmente no meio exterior, consigam
habitar o interior da célula.
 Inicialmente são formados pequenos vacúolos e canais no citoplasma,
induzidos por aminoácidos, proteínas, sais e enzimas, que envolvem a partícula,
crescem e posteriormente se fecham, já com a partícula no interior da célula.
 Mecanismo diferente do transporte ativo, onde o movimento de moléculas é
regido pelo gradiente de concentração
 Os solventes passam de uma região de baixa concentração de soluto para uma
com alta concentração de soluto, pelo mecanismo denominado de osmose.
o Em certos casos, o soluto atravessa a membrana semipermeável
permanecendo no lado de menor concentração, num mecanismo de
difusão simples.

ESQUEMA ILUSTRATIVO DO DNA E CROMOSSOMO
 CROMOSSOMA = MOLÉCULA DNA
 DNA = polímeros de açúcar alternados e um grupo
 Grupo de açúcar contem base de nitrogênio
o A = adenina
o C = citosina
o G = guanina
o T = timina
 Estrutura em dupla hélice
o A - T
o C - G
 Replicação (divisão celular)
 Reparação (após dano)
 DNA carrega a informação hereditária no núcleo

ESQUEMA ILUSTRATIVO DO DNA E CROMOSSOMO

DNA E CROMOSSOMO
 DANO CAUSADO PELA RADIAÇÃO
 DNA é a molécula crítica durante a divisão celular
o Uma célula que está frequentemente se dividindo não tem tempo
suficiente para reparar-se
 As células mais sensíveis à radiação são as células tronco (estaminais) e
as células proliferativas
o medula óssea vermelha, epitélio do intestino
 As células menos sensíveis a radiação são as células diferenciadas e
células funcionais
o neurônio, cérebro

ESQUEMA DIVISÃO CELULAR
 Em 1858 o alemão Virchow formulou o
célebre axioma "toda célula provém de
outra célula" que conduz ao conceito
de multiplicação por divisão.
 Células somática
o Se dividem por MITOSES
 Células germinativas
o Se dividem por MEIOSES
TEMPO FINITO
PARA A MAIORIA
DAS CÉLULAS
CICLO CELULAR
DIVISÃO MITÓTICA
CÉLULAS IDÊNTICAS ÀS
PROGENITORAS
DUPLICA
TODOS SEUS
COMPONENTES

CICLO CELULAR
 As células dos organismos não tem
estrutura e funcionamento
permanentes.
o Elas possuem um ciclo de vida,
denominado de Ciclo Celular.

CICLO CELULAR
 As modificações básicas da célula em cada fase são as seguintes:
 G1 = período de biossíntese (RNA, proteínas, enzimas, etc.)
o No qual a célula cresce de volume e sintetiza proteínas, ribossomos, etc., até
o ponto de restrição, que após avaliação, evolui para a fase seguinte ou
caminha para a fase G0.
 S = fase de síntese do DNA.
o Cada cromossomo é duplicado longitudinalmente, passando a ser formado por
2 cromatídeos ligados pelo centrômero.
 G2 = fase que conduz à mitose e que permite formar estruturas a ela diretamente
ligadas; síntese de biomoléculas essenciais à mitose
 Fase Mitótica = fase de reprodução da célula.

CICLO CELULAR
 A célula possui
 Um período de vida denominado de
interfase
o Constituído pelas fases G1, S e
G2
 Um período de reprodução
denominado de fase mitótica.
 A duração do ciclo celular depende de
cada tipo de célula.
 Para fins de exemplificação são
apresentados os valores de
duração relativos.

REPRODUÇÃO CELULAR
 As células se reproduzem pelo processo de mitose ou bipartição.
 Neste processo podem ser identificadas 4 fases:
o prófase, metáfase, anáfase e telófase.
 No início da prófase, os cromossomos não aparecem duplicados, embora
o DNA seja duplicado antes do início da mitose.
 No meio da prófase, os cromossomos aparecem duplicados.
 Na metáfase, os cromossomos se alinham num plano e se acoplam às
fibras do fuso mitótico.

REPRODUÇÃO CELULAR
 Os cromossomos se separam e
se movem para os polos da
célula, durante a anáfase.
 Ao final da telófase surgem duas
células filhas, ambas contendo
cópia de todo o material
genético da célula inicial.

Do Indivíduo ao DNA

O DNA É O ALVO
MAIS
IMPORTANTE
PARA AS
RADIAÇÕES
IONIZANTES

FORMAS E TIPOS DE IRRADIAÇÃO
 Correlação entre a exposição à radiação ionizante e os efeitos
biológicos induzidos
 Foi estabelecida, inicialmente, pela observação de efeitos danosos
em pessoas nas primeiras exposições com raios X, e
 Em exposições com radionuclídeos sofridas pelos pioneiros das
descobertas sobre radioatividade.
 Para o seu detalhamento, foi necessária a adoção de modelos de
exposição e hipóteses baseadas em extrapolações
o Depende claramente, da quantidade, forma e período de
exposição, bem como de expectativas de concretização dos
efeitos, em termos de sua observação, no tempo.
o Os dados experimentais disponíveis eram relacionados a
exposições com doses elevadas, a acidentes radiológicos, às
observações nas vítimas de Hiroshima e Nagasaki ou a
experiências com cobaias.

 As conclusões dos estudos iniciais poderiam ter comparações e
confirmações diretas em pacientes submetidos a tratamento de
radioterapia ou em experiências em cobaias, onde propositadamente as
doses são elevadas.
Para o estabelecimento de recomendações de segurança para o
trabalho rotineiro com a radiação ionizante em suas diversas
aplicações, aonde as doses são mantidas duas a quatro ordens de
grandeza menores que as citadas, a observação dos efeitos
biológicos fica ofuscada pela ocorrência de muitos outros efeitos,
provocados por outros agentes físicos ou químicos, inclusive
ambientais.

Modelo conservativo em termos de proteção radiológica
 Correlação linear entre dose e efeito, mesmo para baixos valores de dose.
o Este modelo se baseia numa extrapolação para doses muito baixas, do
ajuste da curva obtida entre dose e efeitos biológicos observados em
valores elevados.
o A sua validade científica é questionada, pois poderia estar ignorando
possíveis valores limiares para certos efeitos, ou minimizando a
ocorrência de alguns outros efeitos, devido a influência e
comportamento de outros fatores nesta região de baixas doses.

 Modelo de extrapolação linear (curva a)
o Para a correlação entre dose-efeito
biológico, onde não são
contabilizados possíveis efeitos de
aumento da probabilidade de
ocorrência na região de doses baixas
(curva b) ou
o Da existência de limiares ou de
fatores de redução da incidência dos
efeitos até então desconhecidos
(curva c).

EXPOSIÇÃO ÚNICA, FRACIONADA OU PERIÓDICA
 A exposição do homem ou parte de seus
tecidos à radiação, pode ter resultados
bastante diferenciados, se ela ocorreu de
uma única vez, de maneira fracionada ou
se periodicamente.
o Exposições únicas podem ocorrer em
exames radiológicos, como por
exemplo, uma tomografia
o De maneira fracionada, como no
tratamento radioterápico
o Periodicamente, como em certas
rotinas de trabalho com material
radioativo em instalações radiativas e
nucleares.

EXPOSIÇÃO ÚNICA, FRACIONADA OU PERIÓDICA
 Para uma mesma quantidade de radiação, os
efeitos biológicos resultantes podem ser muito
diferentes.
 Se ao invés de fracionada, a dose aplicada
num paciente em tratamento de câncer, fosse
dada numa única vez, a probabilidade de
morte seria muito grande.
 A exposição contínua ou periódica que o homem
sofre da radiação cósmica, produz efeitos de
difícil identificação.
 O mesmo não aconteceria, se a dose
acumulada em 50 anos fosse concentrada
numa única vez. Percentual de sobrevivência de células de
mamíferos quando irradiadas com
exposição única ou fracionada.

 Para raios X ou gama, a taxa de dose é um dos
principais fatores que determinam as
consequências biológicas de uma determinada
dose absorvida.
 À medida que a taxa de dose é reduzida e o
tempo de exposição estendido, o efeito biológico
de uma determinada dose geralmente é
reduzido.

EXPOSIÇÃO DE CORPO INTEIRO, PARCIAL OU COLIMADA
 Um trabalhador que opera com material ou
gerador de radiação ionizante pode expor o
corpo todo ou parte dele, durante sua rotina ou
num acidente.
 Um operador de gamagrafia sofre irradiação
de corpo inteiro, na sua rotina de expor,
irradiar a peça, recolher e transportar a
fonte.
 Em alguns acidentes, como a perda e
posterior resgate da fonte de irradiadores,
pode expor mais as extremidades que
outras partes do corpo.
 Uma pessoa que manipula radionuclídeos,
expõe suas mãos.
 No tratamento radioterápico, a exposição do
tumor a feixes colimados de radiação é feita
com muita precisão e exatidão.

EXPOSIÇÃO A FEIXES INTENSOS, MÉDIOS E FRACOS
 Na esterilização e conservação de frutas, especiarias, peixes e carnes, com
radiação gama, as doses aplicadas chegam a 10 kilogray (kGy) e em
radioterapia, a 2 Gy por aplicação.
 São feixes intensos e capazes de induzir à morte uma pessoa, se
aplicados de uma única vez e no corpo todo.
 Os feixes utilizados em radiologia são de intensidade média,
comparativamente, pois atingem alguns miligray (mGy), e não devem ser
recebidos por uma pessoa com muita frequência, sob pena de sofrer algum
dano biológico.
 A radioatividade natural induz ao homem doses de radiação da ordem de 1
mGy por ano.
 Poucos são os efeitos identificáveis e atribuídos exclusivamente à este
tipo de radiação.

EXPOSIÇÃO A FEIXES INTENSOS, MÉDIOS E FRACOS

EXPOSIÇÃO A FÓTONS, PARTÍCULAS CARREGADAS OU A NÊUTRONS
 A grande maioria das práticas com radiação
ionizante envolve fótons provenientes de
fontes de radiação gama ou geradores de
raios X como as de radiodiagnóstico,
radioterapia, radiografia industrial e medição
de nível e densidade.
 Nas instalações nucleares, nos reatores,
além dos fótons, existem fluxos de nêutrons
gerados na fissão dentro dos elementos
combustíveis e que atingem as áreas de
manutenção e operação da máquina.
 Alguns medidores de nível, de densidade
e instrumentos para prospecção de
petróleo, utilizam fontes e geradores de
nêutrons.

EXPOSIÇÃO A FÓTONS, PARTÍCULAS CARREGADAS OU A NÊUTRONS
 Os feixes de partículas carregadas têm nos aceleradores lineares de elétrons, nos
cíclotrons com feixes de prótons e nos radionuclídeos emissores beta e alfa, os
principais representantes.
 Os fótons e nêutrons constituem as radiações mais penetrantes e causam danos
biológicos diferentes conforme a taxa de dose, energia e tipo de irradiação.
 Os feixes de elétrons têm um poder de penetração regulável, conforme a energia
estabelecida na máquina aceleradora.
 A radiação beta proveniente de radionuclídeos em aplicadores oftalmológicos e
dermatológicos tem alcance de fração de milímetro no tecido humano.
 As radiações alfa são muito pouco penetrantes, mas doses absorvidas devido a
radionuclídeos de meia-vida curta incorporados nos sistemas respiratório ou digestivo
de uma pessoa podem causar danos 20 vezes maiores que iguais valores de doses de
radiação X, gama ou beta.

DANOS CELULARES
 Lesão induzida pela radiação: dano molecular
O organismo parece ser mais radiossensível do que as
moléculas de que é composto.

 O dano molecular é
amplificado por processos
metabólicos acumulando o
dano biológico.
DANOS CELULARES

 O tempo para aparição de um dano
biológico depende fundamentalmente de:
o Taxa de exposição
o Dose acumulada
 Os efeitos biológicos das radiações
ionizantes são uma sequência de eventos
que ocorrem em nível celular
o O dano biológico primeiro se manifesta
na célula
o Em organismos multicelulares,
dependendo do tipo de célula lesada os
efeitos poderão ser transmitidos para
maiores níveis de organização
DANOS CELULARES

Cromossomas, Genes e DNA
DANOS CELULARES

DANOS CELULARES

 O processo de ionização, ao alterar os
átomos, pode alterar a estrutura das
moléculas que os contêm.
 Se a energia de excitação exceder
a energia de ligação entre os
átomos, pode ocorrer quebra das
ligações químicas e consequentes
mudanças moleculares.
 Da energia transferida pela
radiação ao tecido, metade dela
induz excitações, cujas
consequências são menores que as
de ionização.
DANOS CELULARES

 Se as moléculas alteradas compõem uma célula, esta pode sofrer as consequências
de suas alterações, direta ou indiretamente, com a produção de radicais livres, íons
e elétrons.
 Os efeitos da radiação dependem
o da dose,
o da taxa de dose,
o do fracionamento,
o do tipo de radiação,
o do tipo de célula ou tecido e
o do indicador (endpoint) considerado.
 Tais alterações nem sempre são nocivas ao organismo humano.
 Se a substância alterada possui um papel crítico para o funcionamento da célula,
pode resultar na alteração ou na morte da célula.
 Em muitos órgãos e tecidos o processo de perda e reposição celular, faz parte
de sua operação normal.
 Quando a mudança tem caráter deletério (maléfico), ela significa um dano.
DANOS CELULARES

Quadro representativo dos
diversos processos
induzidos pelas interações
da radiação ionizante no
tecido humano e a
estimativa de duração de
cada processo.
DANOS CELULARES

Tipos de Danos causados ao DNA
Tipo de Dano Exemplos
1- Alteração de base simples A- Depurinação
B- Desaminação da citosina para uracila
C- Desaminação de adenina para hipoxantina
D- Alquilação de base
E- Inserção ou deleção de nucleotídeo
F- Incorporação de base análoga
2- Alteração de base dupla A- Luz UV – induz dímero timina – timina (pirimidina)
B- Reticulação de agente alquilante bifuncional
3- Quebra de cadeias A- Radiação ionizante
B- Desintegração radioativa do elemento principal
C- Formação de radicais livres oxidantes
4- Reticulação – Ligação Cruzada A- Entre bases na mesma fita ou em fita oposta
B- Entre DNA e moléculas de proteína (exemplo, histonas)

 Dos danos celulares, os mais
importantes são os relacionados à
molécula do DNA.
 As lesões podem ser
 quebras simples e duplas
da molécula,
 ligações cruzadas (entre
DNA-DNA, entre DNA-
proteínas),
 alterações nos açúcares ou
em bases (substituições ou
deleções).
DANOS CELULARES

O reparo do DNA pode ser agrupado em duas categorias funcionais
principais:
o Reversão de dano direto
o Excisão de danos no DNA
DANOS CELULARES

REPARO DE DANOS NO DNA
 Reparo de excisão de base (BER)
 Reparo por excisão de nucleotídeos (NER)
 Reparo de incompatibilidade (MR) e
 Reparo de quebra de fitas (HRR e NHEJ)
DANOS CELULARES

REPARO POR EXCISÃO DE BASE (BER)
 O reparo por excisão de base é mais
prevalente e geralmente funciona em
alterações comuns e relativamente sutis
nas bases do DNA, como modificações
químicas causadas por agentes celulares.
DANOS CELULARES

REPARO POR EXCISÃO DE NUCLEOTÍDEOS (NER)
 O reparo por excisão de nucleotídeos
geralmente lida com mudanças mais drásticas
nas bases, muitas das quais distorcem a dupla
fita do DNA.
 Essas mudanças tendem a ser causadas
por agentes mutagênicos de fora da célula.
DANOS CELULARES

REPARO POR INCOMPATIBILIDADE (MR)
 Reparo de incompatibilidade trata da correção
de incompatibilidades das bases normais; ou
seja, falhas em manter o pareamento normal
de bases Watson-Crick (A•T, C•G).
 O reconhecimento de uma
incompatibilidade requer várias proteínas
diferentes.
 O reparo de incompatibilidade corrige erros
cometidos quando o DNA é copiado.
DANOS CELULARES

REPARO DE QUEBRAS DE FITA
 A radiação ionizante e certos produtos químicos podem produzir quebras
de fita simples (SSBs) e quebras de fita dupla (DSBs) na estrutura do DNA.
QUEBRAS DE FITA SIMPLES (SSBs)
 As quebras em uma única fita da molécula de DNA são reparadas usando os
mesmos sistemas enzimáticos que são usados no Reparo por Excisão de
Base (BER).
DANOS CELULARES

QUEBRA DE FITA DUPLA (DSBs)
 Existem dois mecanismos pelos quais a célula tenta reparar uma quebra
completa em uma molécula de DNA:
UNIÃO DIRETA DAS PONTAS QUEBRADAS.
 Isso requer proteínas que reconheçam e se liguem às extremidades
expostas e as unam para ligação.
 Esse tipo de junção também é chamado de Junção de extremidade não
homóloga (NHEJ).
 Uma proteína chamada Ku é essencial para NHEJ.
DANOS CELULARES

RECOMBINAÇÃO HOMÓLOGA (HRR)
 Aqui, as extremidades quebradas são reparadas usando as informações da
cromátide irmã intacta ou do cromossomo homólogo, mesmo cromossomo
se houver cópias duplicadas do gene no cromossomo orientado em
direções opostas (cabeça a cabeça ou costas com costas).
DANOS CELULARES

DANOS CELULARES

 A escolha da via de reparo é determinada pelo estágio do ciclo
celular.
 NHEJ contribui para o reparo de DSB em todas as fases do ciclo
celular, mas é mais ativo em G2/M,
 HRR contribui principalmente na fase S e modestamente em G2/
M.
 As células são mais radiossensíveis nas fases G1, G2 e M,
respectivamente.
 Durante a fase S, as células são as mais radiorresistentes
DANOS CELULARES

 A recombinação homóloga (HRR)
contribui para manter a integridade
do genoma, facilitando o reparo sem
erros de quebras de fita dupla (DSBs)
do DNA
 Principalmente durante as fases S
e G2 do ciclo celular mitótico
 A junção de extremidade não
homóloga (NHEJ) é a via preferida
para reparo DSB na fase G1.
DANOS CELULARES

CONTROLE DO CICLO CELULAR
PONTO DE VERIFICAÇÃO DO CICLO CELULAR G1/S
 Controla a passagem de células eucarióticas da ‘lacuna’
na primeira fase (G1) para a fase de síntese de DNA (S).
PONTO DE VERIFICAÇÃO DE DANO DE DNA G2/M
 O ponto de verificação de danos no DNA G2/M impede que
a célula entre em mitose (fase M) se o genoma estiver
danificado.
PONTO DE VERIFICAÇÃO M
 O ponto de verificação M é onde a ligação das fibras do
fuso aos centrômeros é avaliada.
 Somente se isso estiver correto, a mitose pode prosseguir.
DANOS CELULARES

CICLO CELULAR
A radiossensibilidade das células
em proliferação varia com a fase
do ciclo celular.
 Fases mais radiossensíveis:
o fase G2 e mitose (fase M)
 Fase menos radiossensível:
o última parte da fase S
(síntese de DNA)
DANOS CELULARES

 As aberrações cromossômicas são
o resultado de danos no DNA,
principalmente devido às quebras
duplas, gerando os dicêntricos ou
os anéis.
DANOS CELULARES

ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS E CROMÁTIDES
 A maioria das aberrações cromossômicas leva à morte celular.
Principais exemplos de aberrações inevitavelmente letais:
 Cromossomo em anel
 Cromossomos dicêntricos
 Ponte anafásica (aberração cromatídica)
Principais exemplos de aberrações cromossômicas, potencialmente não
letais:
 Translocações simétricas
 Pequenas deleções
DANOS CELULARES

TODAS ABERRAÇÕES INDUZIDAS POR RADIAÇÃO REQUEREM DUAS
QUEBRAS DE FITA DUPLA DE DNA .
DANOS CELULARES

TRANSLOCAÇÕES
 Troca recíproca de fragmentos cromossômicos entre dois ou mais
cromossomos.
DANOS CELULARES
o A translocação simétrica pode ser
compatível com um fenótipo normal,
embora provavelmente tenha falhas
reprodutivas.
o A prole pode receber apenas um dos
cromossomos rearranjados, tornando-
se genomicamente incompleta em
relação a esse cromossomo.
o As manifestações fenotípicas de
receber tal translocação
desequilibrada incluem aborto
espontâneo ou desenvolvimento físico
e/ou mental aberrante.

 As células lesionadas podem morrer ao
tentar se dividir, ou conseguir realizar
reparos mediados por enzimas.
 Se o reparo é eficiente e em tempo
curto, o DNA pode voltar à sua
composição original, sem
consequências posteriores.
 Num reparo propenso a erros, pode dar
origem a mutações na sequência de
bases ou rearranjos mais grosseiros
o podendo levar à morte reprodutiva
da célula ou
o a alterações no material genético
das células sobreviventes, com
consequências a longo prazo.
DANOS CELULARES

MUTAÇÕES
 As mutações, nas células somáticas
(do corpo) ou germinativas (das
gônadas) podem ser classificadas em
3 grupos:
a) Mutações pontuais (alterações na
sequência de bases do DNA);
b) Aberrações cromossomiais
estruturais (quebra nos
cromossomos); e
c) Aberrações cromossomiais
numéricas (aumento ou
diminuição no número de
cromossomos).
DANOS CELULARES

MUTAÇÕES
 Todas as mutações consistem em alterações na sequência do DNA
 As mutações proporcionam uma evidencia decisiva de que o DNA é o
material genético.
o Também existem experiências históricas que assim o demonstra,
 As mutações podem ocorrer espontaneamente ou podem ser induzidas.
o As espontâneas surgem do metabolismo celular ou da interação
aleatória com o meio ambiente, existem em um nível basal.
o As induzidas são causadas por tratamentos com mutagênicos que
podem modificar uma base ou intercalar-se no DNA.
 As mutações pontuais alteram uma base por outra.
o Podem ser causadas por conversão química de uma base em outra ou
por erros na replicação, por exemplo, citosina em uracila.
DANOS CELULARES

MUTAÇÕES
 A mutação em um gen afeta somente à proteína codificada por esse gen e
não à do outro alelo.
 As mutações podem causar perda de função ou ganho de função.
 Mutações recessivas são devidas à perda de função.
 Mutações dominantes resultam do ganho de função.
 Mutações que não afetam à proteína são silenciosas, as que anulam a
atividade são nulas (sem sentido).
 As mutações espontâneas podem acumular-se em zonas particulares do
gen denominadas “hot spots” e sua frequência chega a ser uma ordem de
grandeza superior à basal.
 As mutações podem ser produzidas nas células somáticas e/ ou nas
germinais.
DANOS CELULARES

O DNA É O ALVO MAIS IMPORTANTE DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
…..MAS NÃO É O ÚNICO !!!
DANOS CELULARES

DIVISÃO CELULAR
CÉLULAS SOMÁTICAS
CÉLULAS GERMINAIS
DANOS CELULARES

DANOS CELULARES
Havia um dogma da radiobiologia que dizia ...............
SOMENTE A CÉLULA IRRADIADA É DANIFICADA ........
E além disso acrescentava .......
O NÚCLEO É O ÚNICO ALVO IMPORTANTE !!!!!!
(Efeitos centrados)

DANOS CELULARES
A partir destes conceitos
o avaliamos risco radiológico,
o carcinogênese radioinduzida e
o interpretação de dados epidemiológicos.
Existência de efeitos não centrados (efeitos devido à não irradiação do
núcleo).
o Efeito espectador (bystander)
o Instabilidade gênica
o Efeitos claustrogênicos
o Efeitos hereditários por irradiação parental

DANOS CELULARES
FINAL DO DOGMA?
 O DANO RADIOINDUZIDO NECESSITA A INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM
A CÉLULA.
DOGMA DA RADIOBIOLOGIA:
o Células NÃO IRRADIADAS respondem ao dano RADIOINDUZIDO EM
CÉLULAS VIZINHAS, aumentando sua
A) frequência de aberrações cromossômicas
B) mutações
C) alterações na expressão de genes
D) transformação neoplasica
PODE TER IMPLICAÇÕES NA ESTIMATIVA DE RISCO?
 EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER)

DANOS CELULARES
o IRRADIAÇÃO DO NÚCLEO
o IRRADIAÇÃO DO CITOPLASMA
 RADIAÇÃO 
 RADIAÇÃO 
 RADIAÇÃO 
 Intervalo de dose: menores de 10 cGy
QUE TIPOS DE RADIAÇÃO GERAM O EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER)
 definido como a indução de efeitos biológicos em células que não são
atravessadas diretamente por uma partícula carregada, mas estão
próximas a células que o são.
EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER)

DANOS CELULARES
1) O EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER) PODE SER INDUZIDO A ALTAS E BAIXAS
DOSES E A ALTAS E BAIXAS LET.
2) OS SINAIS ESPECTADOR (BYSTANDER) PODEM SER TRANSFERIDOS POR
CONTATO FÍSICO (UNIÕES DE GAP). (Mais frequentes para alta LET)
3) OS SINAIS ESPECTADOR (BYSTANDER) PODEM SER TRANSFERIDOS ATRAVÉS DO
MEIO DE CULTIVO. (Mais frequentes para baixa LET)
5) O EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER) É PRODUZIDO IN VITRO e IN VIVO.
DIFERENTES TIPOS CELULARES RESPONDEM DE MANEIRA DIFERENTE.
6) ALÉM DE SER IMPORTANTE EM BAIXAS DOSES, TEM IMPORTÂNCIA EM
RADIOTERAPIA.
4) O EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER) PODE SER INDUZIDO POR IRRADIAÇÃO DO
CITOPLASMA.

DANOS CELULARES
7) O EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER) PODE PRODUZIR ALTERAÇÕES GENÉTICAS
E EPIGENÉTICAS.
9) POSSUI UM EFEITO ADVERSO, INCREMENTA NÍVEIS DE MUTAÇÕES E
ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS.
10) EM ALGUNS CASOS POSSUI EFEITO BENÉFICO INDUZINDO REPARAÇÃO DO
DANO OU MORTE CELULAR.
8)AINDA QUE SÃO NECESSÁRIOS MAIS CONHECIMENTOS SOBRE OS SINAIS
ENVOLVIDOS, EXISTEM EVIDENCIAS DE PROTEÍNAS DE BAIXO PESO MOLECULAR E
RADICAIS LIVRES (ROS/RNS).

DANOS CELULARES
11) O EFEITO ESPECTADOR (BYSTANDER)
PODE TER IMPORTÂNCIA NA
ESTIMATIVA DE RISCO PARA BAIXAS
DOSES, PRINCIPALMENTE PARA ALTA
LET.
o FALTARIAM MAIS DADOS PARA
ABANDONAR DEFINITIVAMENTE A
LINEARIDADE PARA BAIXAS
DOSES.

DANOS CELULARES
EFEITO ABSCOPAL
Fenômeno de mudanças biológicas na parte não irradiada do sistema biológico
como resultado da reação da parte irradiada é geralmente referido como um efeito
colateral, extra-alvo ou abscopal.
EFEITOS NÃO CENTRADOS – Instabilidade gênica
Alta frequência de alterações
após varias divisões.
o Independente da LET.
o Independente da taxa de dose?

DANOS CELULARES
AVALIAÇÃO FUTURA DO DANO RADIOINDUZIDO?

MODIFICAÇÃO CELULAR PELA RADIAÇÃO
 Observando-se o ciclo celular e as fases do ciclo mitótico, é compreensível
que a célula não apresente a mesma resposta à radiação, devido à
interferência dos diversos tipos de interação da radiação nos diferentes
cenários de vida da célula.
 As situações de maior complexidade ou que exigem acoplamentos finos
de parâmetros físico-químicos ou biológicos, devem ser mais vulneráveis
às modificações induzidas pela radiação.
o Num tecido onde as células componentes vivem aleatoriamente
diferentes fases, as consequências das interações de uma mesma
radiação, podem ser diferentes em locais diferentes do mesmo
tecido.
 Para um determinado efeito biológico induzido por radiações, está
embutida uma avaliação estatística da situação.
DANOS CELULARES

MODIFICAÇÃO CELULAR PELA RADIAÇÃO
 As mudanças na molécula de DNA podem resultar num processo conhecido
como transformação neoplásica.
 A célula modificada, mantendo sua capacidade reprodutiva pode dar
origem a um câncer.
 O aparecimento de células modificadas, pode induzir o sistema
imunológico a eliminá-las ou bloqueá-las.
 As células sobreviventes, acabam por se adaptar, devido a modificações
estimuladas por substância promotora.
 A multiplicação deste tipo de célula dá origem a um tumor, num estágio
denominado de progressão.
 Após período de latência, se as células persistirem na reprodução,
superando as dificuldades de divisão celular, os possíveis desvios de
percurso devido a diferenciações e mecanismos de defesa do organismo,
originam o tumor cancerígeno.
DANOS CELULARES

MORTE CELULAR
 Quando a dose de radiação é elevada (vários Gy), muitas células de tecido
atingidas podem não suportar as transformações e morrem, após tentativas
de se dividir.
 O aumento da taxa de perda pode às vezes ser compensado com o
aumento da taxa de reposição.
o Neste caso, haverá um período de transição, onde a função do tecido
ou órgão foi parcialmente comprometida e posteriormente reposta.
 A perda de células em quantidade considerável, pode causar prejuízos
detectáveis no funcionamento do tecido ou órgão.
 A severidade (gravidade) do dano caracteriza o denominado efeito
determinístico, uma vez que o limiar de dose que as células do tecido
suportam, foi excedido.
 As células mais radiossensíveis são as integrantes do ovário, dos
testículos, da medula óssea e do cristalino.
DANOS CELULARES

CURVAS DE SOBREVIVÊNCIA
 Utilizando radiações de alta e baixa LET, com
altas e baixas taxas de dose, pode-se obter o
percentual de sobrevivência de células de um
tecido ou órgão.
 Os pontos experimentais podem ser
ajustados matematicamente e, as
diversas expressões obtidas são
denominadas de curvas de sobrevivência.
 Para o mesmo valor da dose de radiação,
as radiações de alta LET (alfa, nêutrons,
íons pesados) resultam em menor
percentual de sobrevivência que as de
baixa LET (elétrons, beta, fótons).
DANOS CELULARES

DETRIMENTO
 O conceito de detrimento, utilizado em proteção radiológica envolve a
combinação da probabilidade de ocorrência, severidade (gravidade) e
tempo de manifestação de um determinado dano.
 É a estimativa do dano (prejuízo) total que eventualmente seria
experimentado por um grupo ou pessoa expostos à radiação, inclusive
seus descendentes.
DANOS CELULARES

RISCO DE EFEITO BIOLÓGICO INDUZIDO PELA RADIAÇÃO IONIZANTE
 O risco pode ser usado para expressar uma quantidade - uma probabilidade - ou
uma qualidade que indica a possibilidade de dano.
 Em segurança radiológica, o risco é uma “quantidade multiatributo” que
expressa adversidade, perigo ou chance de consequências prejudiciais,
associadas a exposições reais ou potenciais.
 Relaciona-se a quantidades como a probabilidade de que consequências deletérias
(maléficas) específicas possam surgir e a magnitude e o caráter de tais
consequências.
Para fins de segurança radiológica, risco é a probabilidade de causar
efeitos prejudiciais à saúde em uma pessoa ou grupo, ou seus
descendentes, como resultado da exposição à radiação, incluindo a
probabilidade de ocorrência de tais efeitos.

 O conceito de risco é muito amplo, pois pode estar associado simplesmente à
probabilidade de ocorrência de determinado efeito biológico de qualquer tipo,
induzido pela radiação ionizante ou, frequentemente, probabilidade de efeitos
sérios ou letais, particularmente a morte por câncer.
 Em segurança de reatores, pode significar simplesmente uma expectativa
matemática da magnitude de consequências indesejáveis.
 Uma discussão detalhada, bem como o cálculo dos diversos tipos de riscos de
efeitos biológicos induzidos pelas radiações ionizantes é feito no Anexo C da
publicação 60 da ICRP.

 O risco total R pode ser obtido
aproximadamente como sendo a soma dos
riscos de cada efeito induzido pi,
𝑹=∑
𝒊
𝒑𝒊=𝑭
onde
 F é denominado, frequentemente, o fator ou coeficiente de risco,
correspondente à probabilidade para um efeito fatal, por exemplo, um câncer,
estimado em 10000 pessoas por sievert.
 O detrimento G à saúde de um indivíduo é
obtido pela expressão,
onde
 E = dose efetiva = dose equivalente de corpo inteiro HE = HWB.
𝑮=𝑹= 𝑭 ∗ 𝑬

Riscos Relativos
e Riscos
Atribuíveis

 Alguns valores, em ordem de grandeza, dos riscos de danos à saúde
produzidos pelas radiações ionizantes

DETECTABILIDADE EPIDEMIOLÓGICA
 É comum as pessoas atribuírem certos tipos de efeitos em uma pessoa, ou
grupo de pessoas, à radiação ionizante devido ao temor difundido que
delas possuem ou muitas vezes incrementado ambiguamente pelos meios
de comunicação.
 Para se fazer uma atribuição com certo grau de confiabilidade, é preciso
que o número de pessoas atingidas com certos valores de dose de
radiação, exceda valores mínimos para cada tipo de ocorrência, para se
poder afirmar, em termos epidemiológicos, a possibilidade de ocorrência.
 Estes valores de dose absorvida ou dose efetiva recebida, e o número
requerido para a garantia de ocorrência de determinado tipo de efeito é
denominado de Detectabilidade Epidemiológica.

Situações de Singularidade
 Pequenos valores de dose podem induzir efeitos biológicos indesejáveis e até letais
como o câncer em uma pessoa, conforme definição de efeitos estocásticos.
 Em termos de população e indução epidemiológica do efeito, isto requer
estatisticamente um tamanho da amostra em função do tipo de efeito.
DETECTABILIDADE EPIDEMIOLÓGICA
O número de pessoas
necessárias para a
observação
experimental da
ocorrência de câncer na
tireoide de crianças em
função da dose
absorvida e da
constatação de efeito
hereditário em função
da dose efetiva.

ETAPAS DA PRODUÇÃO DO EFEITO BIOLÓGICO PELA RADIAÇÃO
 Fenômeno Físico – Consiste na ionização
e excitação dos átomos, resultante da
troca de energia entre a radiação e a
matéria.
 Fenômeno químico – Consiste na ruptura
de ligações químicas nas moléculas e
formação de radicais livres.
 Fenômenos Bioquímicos e fisiológicos –
Dependendo do órgão atingido teremos o
aparecimento desses efeitos.
 Lesões observáveis – Aparecem após um
intervalo de tempo variável e podem
ocorrer a nível celular ou a nível do
organismo inteiro provocando alterações
morfológicas ou funcionais.

Estágio físico
 Dura cerca de 10-15
s
 Ionizações  desequilíbrio eletrostático das moléculas
 Excitações  pouco efeito
Estágio físico-químico
 Dura cerca de 10-6
s
 Quebra de ligações químicas
Estágio químico
 Dura poucos segundos
 Fragmentos da molécula se ligam a outras moléculas
Estágio biológico
 Dura dias, semanas ou anos
 Efeitos bioquímicos ou fisiológicos
 Alterações morfológicas e/ou funcionais nos órgãos

MORTE CELULAR
Célula viável: capaz de manter sua atividade funcional e sua capacidade
reprodutiva.
Conceito de “morte reprodutiva”: uma célula que pode permanecer
funcionalmente ativa e ainda passar uma ou várias mitoses até perder
sua capacidade clonogênica.

MORTE CELULAR
POR NECROSE
o Doses muito altas:
 rompimento precoce da estrutura
e função celular, edema celular,
perda precoce da integridade da
membrana, liberação de
prostaglandinas e eicosanoides
que induzem uma resposta
inflamatória.
o É uma morte PASSIVA

MORTE CELULAR
POR APOPTOSE (“suicídio celular”)
o Forma básica de morte
controlada (programada) de
células danificadas, disfuncionais
ou redundantes em organismos
multicelulares - um tipo de
"suicídio" celular.
o É uma cadeia complexa de
processos influenciados por
vários fatores e controlados por
muitas moléculas bioquímicas
complexas, especialmente
proteínas e enzimas.

MORTE CELULAR
POR APOPTOSE (“suicídio celular”)
 Morte geneticamente programada que pode ser
observada logo após baixas doses:
o diminuição do tamanho celular,
condensação da cromatina, fragmentação
internucleossomal do DNA, formação de
corpos apoptóticos, consome energia,
implica sínteses de proteínas (transcrição e
tradução), não induz resposta inflamatória.
o Pode ser imediata (poucas horas) ou tardia
(dias).
 É uma morte ATIVA
 É altamente dependente do tipo de célula.
Fragmentos de DNA de 200bp
(ou múltiplos)

MORTE CELULAR
MITÓTICA
 A forma mais comum de morte celular por radiação é a morte mitótica:
o as células morrem tentando se dividir devido a cromossomos danificados.
 A morte pode ocorrer na primeira ou em uma divisão subsequente após a
irradiação.
o Existe uma estreita relação quantitativa entre a morte celular e a indução de
aberrações cromossômicas específicas.

MECANISMOS DE AÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
 Na ação direta, a radiação age diretamente sobre uma biomolécula
importante como é o caso do DNA, dos aminoácidos, das proteínas etc.
o Predominante para radiação de alta transferência de energia linear (LET)
o Corresponde a cerca de 30% dos efeitos biológicos da radiação de baixa
LET – raios X

 Na ação indireta, moléculas como as de
água que representam 70% do corpo
humano podem ser danificadas
 Dá origem a espécies químicas bastante
difusíveis e reativas que podem atingir
as moléculas biologicamente
importantes e desse modo danificá-las.
o Interação com as moléculas de água –
radiólise da água
o Produção de espécies reativas de
oxigênio
o Corresponde a cerca de 70% dos
efeitos biológicos da radiação de baixa
LET – raios X

Mecanismos de ação Indireto
 A radiação age na molécula de água
 Radiólise
 Produção de radicais livres
 Moléculas ou átomos neutros com um elétron desemparelhado na última
camada eletrônica
 Instáveis e reagem rapidamente com outros átomos e moléculas
 Os átomos ou moléculas que perdem elétrons na reação tornam-se radicais livres
↔ reação em cadeia

EFEITOS FÍSICOS
 Quando uma pessoa é exposta à
radiação ionizante, nos locais
atingidos aparecem muitos elétrons e
íons livres, radicais produzidos na
quebra das ligações químicas e
energia cinética adicional decorrentes
da transferência de energia da
radiação ao material do tecido, por
colisão.
o Uma significativa fração desta
energia produz excitação de
átomos e moléculas, que pode ser
dissipada, no processo de
desexcitação, sob a forma de
fótons.

 Para radiações, do tipo raios X e gama, estes efeitos
ocorrem de uma maneira mais distribuída devido ao
seu grande poder de penetração e modo de
interação.
 Para radiação beta, os efeitos são mais superficiais,
podendo chegar a vários milímetros, dependendo da
energia da radiação.
 Para as radiações alfa não conseguem penetrar nem
um décimo de milímetro na pele de uma pessoa.
o Seus efeitos provocados por exposições
externas são pouco relevantes.
o No caso de inalação ou ingestão de
radionuclídeos alfa-emissores, as partículas alfa
podem danificar seriamente células de alguns
órgãos ou tecidos, pelo fato de serem emitidas
em estreito contato ou no seu interior.
EFEITOS FÍSICOS

 Esta fase física tem uma duração da ordem de 10-13
segundos.
 Esta energia adicional transferida pela radiação para uma certa quantidade
de massa de tecido atingido, permite definir algumas grandezas
radiológicas como, Dose Absorvida e Kerma.
o A relação entre a parte da energia absorvida e a massa do tecido é
denominada de Dose Absorvida
o A relação entre a quantidade de energia cinética adicional e a massa
de tecido define a Kerma
o Se o material irradiado for o ar, e se a radiação for fótons X ou gama, a
relação entre a carga adicional, de mesmo sinal, e a massa permite
definir a Exposição.
 Esta grandeza só é definida para o ar e para fótons.
 Pode ser relacionada com as demais grandezas mediante fatores de
conversão que levam em conta a energia necessária para criar um
par de íons e a influência da diferença de composição química no
processo de transferência e absorção de energia.
EFEITOS FÍSICOS

EFEITOS QUÍMICOS
 Como os átomos e moléculas atingidos pela
radiação estão dentro de células, que
possuem um metabolismo e uma grande
variedade de substâncias, a tendência seria a
neutralização gradual dos íons e radicais, no
decorrer do tempo, ou seja a busca do
equilíbrio químico.
o Esta fase fisicoquímica dura cerca de 10-
10
segundos, e nela, os radicais livres,
íons e os agentes oxidantes podem atacar
moléculas importantes da célula,
inclusive as substâncias que compõem o
cromossomo.
 Algumas substâncias, como a água, H2O, ao
serem ionizadas podem sofrer radiólise
𝑹𝒂𝒅𝒊𝒂 çã𝒐► 𝑯𝟐 𝑶 →𝑯𝟐 𝑶+¿+𝒆
−
¿

 H2O+
é o íon positivo e e-
o íon negativo.
 O íon positivo forma o radical hidroxil ao
se dissociar na forma:
𝑯 𝟐 𝑶
+¿→ 𝑯
+¿+ 𝑶 𝑯
∗
¿
¿
 O íon negativo, que é o elétron, ataca
uma molécula neutra de água,
dissociando-a e formando o radical
hidrogênio:
𝒆−
+ 𝑯𝟐 𝑶→ 𝑯𝟐 𝑶−
→ 𝑯∗
+𝑶 𝑯−
 Os radicais hidrogênio e hidroxil podem
ser formados também com a dissociação
da água, numa excitação:
𝑯𝟐 𝑶→ 𝑯𝟐 𝑶∗
𝑶𝑯∗
+𝑯∗
EFEITOS QUÍMICOS

 Além disso, os elétrons livres podem polarizar as moléculas próximas de
água, formando um elétron-hidratado (e-
ag) de vida relativamente longa.
o Os radicais e estes elétrons se difundem e reagem com as
biomoléculas, podendo danificá-las.
o No rastro das radiações de alta LET a densidade de radicais é grande e
ocorrem muitas recombinações, tais como:
EFEITOS QUÍMICOS

 O rendimento de H2 e da água oxigenada H2O2 na água pura é pequeno,
devido à reação de recombinação de com .
 Mas dentro da célula ou em presença de oxigênio, o se combina para formar
o radical peroxil, que se combina com outro para formar o peróxido de
hidrogênio H2O2
𝑯𝑶𝟐
∗
+𝑯𝑶𝟐
∗
→ 𝑯𝟐 𝑶𝟐+𝑶𝟐
𝑯∗
+𝑶𝟐→ 𝑯𝑶𝟐
∗
EFEITOS QUÍMICOS

 Os radicais e o peróxido de hidrogênio podem reduzir ou oxidar as
moléculas biológicas.
 Reações típicas são:
𝑴𝑯 +𝑶 𝑯∗
→ 𝑴𝟎
+𝑯𝟐 𝑶
EFEITOS QUÍMICOS

 ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO
 Radicais contendo oxigênio (tem pelo menos 1 elétron desemparelhado no orbital
de valência):
o OH* radical hidroxila
o O2*
-
radical superóxido (via Haber-Weiss: Fe3+
OH*)
o ROO* radical peroxila
o RO* radical oxila
 • Espécies não radicalares que também contêm oxigênio:
o H2O2 peróxido de hidrogênio (via Fenton: Fe2+
OH*)
o 1 O2 oxigênio singleto
EFEITOS QUÍMICOS

EFEITOS BIOLÓGICOS
 Esta fase varia de dezenas de
minutos até dezenas de anos,
dependendo dos sintomas.
o As alterações químicas
provocadas pela radiação podem
afetar uma célula de várias
maneiras, resultando em:
 morte prematura,
 impedimento ou atraso de
divisão celular ou
 modificação permanente que
é passada para as células de
gerações posteriores.

EFEITOS BIOLÓGICOS
 A reação de um indivíduo à exposição de radiação depende de diversos fatores
como:
o Quantidade total de radiação recebida;
o Quantidade total de radiação recebida anteriormente pelo organismo, sem
recuperação;
o Textura orgânica individual;
o Dano físico recebido simultaneamente com a dose de radiação
(queimadura, por exemplo);
o Intervalo de tempo durante o qual a quantidade total de radiação foi
recebida.

EFEITOS BIOLÓGICOS
 O efeito biológico constitui a resposta natural de um organismo, ou parte
dele, a um agente agressor ou modificador.
o O surgimento destes efeitos não significa uma doença.
 Quando a quantidade de efeitos biológicos é pequena, o organismo pode
se recuperar, sem que a pessoa perceba.
o Por exemplo, numa exposição à radiação X ou gama, pode ocorrer
uma redução de leucócitos, hemácias e plaquetas e, após algumas
semanas, tudo retornar aos níveis anteriores de contagem destes
elementos no sangue.
o Isto significa que houve a irradiação, ocorreram efeitos biológicos sob
a forma de morte celular e, posteriormente, os elementos figurados do
sangue foram repostos por efeitos biológicos reparadores, operados
pelo tecido hematopoiético.

EFEITOS BIOLÓGICOS

EFEITOS BIOLÓGICOS
 Tipos mais frequentes de lesões do DNA

EFEITOS BIOLÓGICOS
 TIPOS DE LESÃO NO DNA
o Lesão de bases
 alteração na sequência do código genético (mutação)
 consequências variáveis com a importância dos genes
envolvidos.
o Quebras simples de cadeia
 relativamente sem consequência
 são reparados com eficiência
o Quebras duplas de cadeia
 se ocorrerem na proximidade uma da outra podem ter
consequências graves
 a reparação correta é difícil
 se forem distantes comportam-se como duas quebras
simples

EFEITOS BIOLÓGICOS
 TIPOS DE LESÃO NO DNA
o Cruzamento
 ligações anómalas entre zonas da cadeia de
DNA com:
• zonas distantes da mesma (intracadeia) ou
• de outra cadeia de DNA (intercadeia) ou
• de moléculas proteicas não nucleares
(extracadeia)
 ocorrem em consequência das quebras
(simples ou duplas)
 papel pouco claro na morte celular

EFEITOS BIOLÓGICOS
 Mecanismo Básico de Reparação
1ª Etapa Excisão – a lesão é eliminada por ação de
nucleases, cada qual especializada no tipo de
lesão.
2ª Etapa Ressíntese – a sequência original do DNA
é restaurada pela DNA polimerase que preenche o
vazio criado pela excisão.
3ª Etapa Ligação - a DNA ligase sela o “nick”
deixado no açúcar / fosfato da cadeia reparada
refazendo-se a ponte fosfodiéster entre os
nucleotídeos adjacentes

EFEITOS BIOLÓGICOS
 Mecanismos de Reparo de Danos
Subletais

EFEITOS BIOLÓGICOS – Reparação do DNA

EFEITOS ORGÂNICOS - DOENÇAS
 Quando a quantidade ou a frequência de efeitos biológicos produzidos
pela radiação começa a desequilibrar o organismo humano ou o
funcionamento de um órgão, surgem sintomas clínicos denunciadores da
incapacidade do organismo de superar ou reparar tais danos, que são as
doenças.
o O aparecimento de um tumor cancerígeno radioinduzido, significa já
quase o final de uma história de danos, reparos e propagação, de
vários anos após o período de irradiação.
o A ocorrência de leucemia nos japoneses, vítimas das bombas de
Hiroshima e Nagasaki, teve um máximo de ocorrência cinco anos após
a irradiação.
o As queimaduras originárias de manipulação de fontes de 192
Ir, em
acidente com irradiadores de gamagrafia, aparecem horas após
irradiação.

EFEITOS ORGÂNICOS - DOENÇAS
 Os efeitos orgânicos mais
dramáticos, como a redução de
tecido, ou possível perda dos
dedos, podem levar até 6 meses
para acontecer.

EFICÁCIA BIOLÓGICA RELATIVA - RBE
RADIOSSENSIBILIDADE DOS TECIDOS
 A influência da qualidade de radiação nos
sistemas biológicos pode ser quantificada
utilizando a Eficácia Biológica Relativa
(Relative Biological Effectiveness) (RBE).
 Para um dado tipo de radiação A e supondo
constantes todas as variáveis físicas e
biológicas, exceto o tipo de radiação, a
RBE é definida pela relação adimensional:
𝑹𝑩𝑬 ( 𝑨)=
𝑫𝒐𝒔𝒆𝑹𝒆𝒇𝒆𝒓 ê𝒏𝒄𝒊𝒂
𝑫𝒐𝒔𝒆𝑹𝒂𝒅𝒊𝒂çã𝒐 𝑨
onde
 Dosereferência é a dose da radiação de referência necessária para produzir
um específico nível de resposta e
 Doseradiação, A é a dose da radiação A necessária para produzir igual
resposta.

 A radiação usada como referência, nem sempre é bem estabelecida.
o Em muitos experimentos, utilizou-se a radiação X, filtrada, de 250 kVp.
o A relação parece clara, como definição, mas a dificuldade está em
estabelecer o que significa um específico nível de resposta.
 Para superar possíveis indeterminações, utiliza-se a razão entre as
inclinações das partes que podem ser consideradas lineares, das curvas de
Dose versus Efeito, para as radiações em estudo A e de referência.
o Esta razão, presumivelmente, poderá representar o valor máximo de RBE,
ou seja, a RBEM.
 Para propósitos de proteção radiológica, a RBE é considerada como sendo
função da qualidade da radiação, expressa em termos da Transferência de
Energia Linear (LET).
o Em muitos sistemas a RBE aumenta com a LET até cerca de 100 keV μm-1
e depois diminui.

 A RBE para uma determinada radiação não é somente dependente da LET,
mas também da dose, da taxa de dose, do fracionamento da dose e até da
idade da pessoa exposta.
o Seu valor só é reprodutível para um determinado sistema biológico,
tipo de radiação e o conjunto de circunstâncias experimentais.
o Seus valores dependem da natureza e condição do material biológico,
do estado fisiológico, temperatura, concentração de oxigênio,
condições de nutrição e estágio do ciclo celular.
 A magnitude do efeito e tipo de resposta com a dose também influenciam,
pois as curvas de resposta nem sempre são semelhantes e regulares
o Depende do intervalo de dose em que são comparadas.

 RBE E DOSES FRACIONADAS
Na fração de sobrevivência 0,01,
o RBE é 2,6
Dose fracionária ↑ (maior), RBE ↑ (maior)
A curva de sobrevivência é reexpressada
após cada fração de dose
O ombro é maior para raios X que para
nêutrons
Resulta numa RBE maior para
tratamento fracionado
O efeito de uma dose de raios X ou
nêutrons rápidos em 4 frações iguais

Conclusão
O resultado líquido é que nêutrons tornam
progressivamente mais eficiente que raios X com
o a dose por fração ↓ (menor)
o o número de frações ↑ (maior)
 RBE E DOSES FRACIONADAS

 A RBE geralmente aumenta à medida que a dose diminui, atingindo um
valor limite que é a relação entre as inclinações iniciais das curvas de
sobrevivência para raios X e nêutrons.
A: Doses únicas. A curva de sobrevida para raios X tem
um grande ombro inicial; para nêutrons rápidos, o ombro
inicial é menor e a inclinação final é mais íngreme. Como
as curvas de sobrevida têm formas diferentes, a eficácia
biológica relativa (RBE) não tem um valor único, mas
varia com a dose, aumentando à medida que o tamanho
da dose é reduzido.
B: Doses fracionadas. O efeito de administrar doses de
raios X ou nêutrons rápidos em quatro frações iguais para
produzir o mesmo nível de sobrevivência que em A. O
ombro das curvas de sobrevivência é reexpresso após
cada fração de dose; o fato de o ombro ser maior para
raios X do que para nêutrons resulta em uma RBE
aumentada para tratamentos fracionados.

 RBE PARA DIFERENTES CÉLULAS E TECIDOS

A variação na radiossensibilidade entre diferentes linhagens de células é
marcadamente menor para nêutrons que para raios X
Razões
o Raios X: curva de sobrevivência apresenta ombro inicial maior e
variável
• Acumula e repara uma grande quantidade de danos subletal
causado pela radiação
• Maior RBE para nêutrons
o Nêutrons : região do ombro é menor e menos variável
• Valores pequenos de RBE para nêutrons
 RBE PARA DIFERENTES CÉLULAS E TECIDOS

 FATORES QUE AFETAM A RBE
Qualidade da radiação (LET)
o Tipo de radiação
o Energia da radiação
o Eletromagnética ou particulada
o Carregada ou não carregada
Dose de radiação

Número de frações de dose
o A forma da relação dose-resposta varia para radiações que diferem
substancialmente em sua LET
o Taxa de dose
o Radiações esparsamente ionizante varia criticamente
o Radiações densamente ionizante depende pouco
Sistemas biológicos ou destino
o Influência marcante na RBE
o Alta RBE : acúmulo e reparo uma grande quantidade de dano subletal
 FATORES QUE AFETAM A RBE

 RBE EM FUNÇÃO DA TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA LINEAR
LET
Raios X : 2 keV/μm
Partículas alfa : 150 KeV/μm
Se a LET ↑ (aumenta)
A curva é mais íngreme
Ombro da curva↓ (menor)
Curvas de sobrevivência para células cultivadas de origem
humana expostas a raios X de 250 kVp, nêutrons de 15 MeV e
partículas α de 4 MeV

 RBE EM FUNÇÃO DA TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA LINEAR
o Variação da eficácia biológica
relativa (RBE) com a transferência
de energia linear (LET) para
sobrevivência de células de
mamíferos de origem humana.
o A RBE sobe para um máximo em
uma LET de cerca de 100 keV/m e
posteriormente cai para valores
mais altos de LET.
o As curvas 1, 2 e 3 referem-se aos
níveis de sobrevivência celular de
0,8, 0,1 e 0,01, respectivamente,
ilustrando que o valor absoluto da
RBE não é único, mas depende do
nível de dano biológico e, portanto,
do nível de dose.

TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA LINEAR - LET
 O conceito de transferência de energia linear (Linear Energy Transfer) -
LET - provém da simplificação do Poder de Frenamento de Colisão Linear
(Linear Collision Stopping Power), como sendo a perda média de energia,
por colisão, de uma partícula carregada por unidade de comprimento.
o O poder de frenamento (stopping power) expressa o efeito do meio
material na partícula, enquanto que a LET expressa o efeito da
partícula no meio, normalmente o tecido humano.
 Para entender o significado da LET é preciso observar como as partículas
carregadas interagem com o meio material.
o Por exemplo, um elétron, quer gerado após interação de um fóton X ou
gama com a matéria, uma radiação beta ou uma partícula proveniente
de um acelerador linear, interage basicamente com o campo elétrico
de sua carga, influenciado pela sua massa.

 Numa visão simples de uma colisão, parece se comportar como o choque
de duas esferas rígidas num mero evento mecânico.
o Sob o ponto de vista físico, o elétron interage com vários elétrons
atômicos ao mesmo tempo e, na interação com o elétron mais
próximo, eles se afastam sem se tocar, devido ao aumento da
repulsão de seus campos elétricos quando a distância entre eles é
muito pequena.
o Neste evento, pode haver transferência ou conversão de energia,
resultando em excitação ou ionização do átomo, emissão de radiação
de frenamento (bremsstrahlung) e mudança de direção da partícula.

 Como num material existem muitos elétrons, quando um elétron nele
incide, haverá uma série de colisões sequenciais, com correspondentes
transferências de energia e mudanças de direção.
o A energia inicial do elétron incidente vai sendo gradativamente
transferida para o material, numa trajetória com a forma de linha
quebrada.
 Supondo, então, que uma certa quantidade média de energia dE foi
transferida entre um ponto A de referência e um ponto B de avaliação
final, após várias colisões, a relação entre a energia dE, média, e a
distância dx entre os pontos A e B é denominada de LET.
o Quando se fala em energia localmente cedida pela partícula, está
implícito que o percurso da partícula carregada é menor do que o seu
alcance (range) no meio material.

 Na definição do dE/dx, a partir da perda média de energia no espaço
percorrido, existe ainda uma dificuldade não explicitada:
o É como acompanhar o elétron incidente
 Após a primeira colisão, podem sair dois elétrons com energias
muito próximas
 Cada um gerando uma sequência semelhante de colisões dentro
do material
 Não são contabilizadas as perdas de energia pelas partículas
secundárias de alta energia (raios δ),
o A LET recebe a denominação de Transferência de Energia Linear
Irrestrita, denotado por L∞, uma vez que não se fixou um valor de
energia de corte no processo de degradação.

 Acompanhando o percurso de uma
partícula carregada num meio
material e o processo de
transferência de sua energia,
percebe-se que ela não possui um
valor fixo de LET.
o Após cada interação, o valor
da energia da partícula é
diferente e o valor de dE/dx
depende deste valor.
 No nível microscópico, a energia por unidade de comprimento de trajetória
varia em uma faixa muito ampla.
 Uma quantidade média tem pouco significado se a variação individual for
grande.
o O que é chamado de LET constitui um valor médio obtido de um espectro
largo de valores.

 A separação de radiações de baixa e alta LET é muito arbitrária,
embora de utilidade prática.
 Outra observação importante é que o termo Linear nada tem a ver com
uma trajetória retilínea.
o Significa simplesmente que é a estimativa mais simples que se faz
de dE/dx, supondo que ele possa ser calculado por um
desenvolvimento em série de Taylor, onde se escolheu o seu valor
até o segundo termo, ou seja, o termo linear.

 O fator de qualidade Q da radiação como função da LET, com seus
valores médios estabelecidos pela ICRP podem constituir guias
administrativos de importância prática, mas não de utilidade científica,
pois foram embutidas muitas incertezas e aproximações.
o É por isso que a ICRP, em seu lugar, estabeleceu um fator de
ponderação wR, obtido de uma revisão de uma grande variedade de
tipos de exposição e informações biológicas.
o Com a introdução do wR foi necessário a definição da Dose
Equivalente (Equivalent Dose), em substituição ao Equivalente de
Dose (Dose Equivalent).

 Método de cálculo
 Traço médio
o Dividindo o traço em comprimentos iguais e ponderando a energia
depositada em cada trajetória
 Energia média
o Dividindo o traço em intervalos de energia iguais e ponderando as
trajetórias dos traços que contem essa quantidade de energia

Valores Típicos de Transferência de Energia Linear
Radiação Transferência de Energia Linear, keV/μm
Cobalto-60 - raios γ
250 kV – raios X
10 MeV prótons
150 MeV prótons
14 MeV nêutrons
2,5 MeV partícula α
2 GeV Fe íons
0,2
2,0
4,7
0,5
Traço médio Energia média
12 100
166
1000
O método de cálculo da média faz pouca diferença para raios X ou para
partículas carregadas monoenergéticas, mas a média da trilha e a média da
energia são diferentes para os nêutrons.

O método de ponderação faz pouca diferença para raios X
ou para partículas carregadas monoenergéticas
Mas o traço médio e a energia media são diferentes para
nêutrons
É útil como uma maneira simples e ingênua de indicar a
qualidade de diferentes tipos de radiação
oEnergia ↑ (maior), LET ↓ (menor), EBR ↓ (menor)

LET para 100 keV/μm
A separação media entre eventos ionizantes coincide
com o diâmetro da hélice do DNA (isto é,
aproximadamente 2 nm)
Maior probabilidade de causar quebra dupla de tira
pela passagem de uma única partícula carregada
TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA LINEAR – LET - IDEAL
 É interessante perguntar por que a radiação com uma LET de cerca de 100 keV/m é ótima em
termos de produção de um efeito biológico.
o Nessa densidade de ionização, a separação média entre os eventos ionizantes quase
coincide com o diâmetro da dupla hélice do DNA (20 Å ou 2 nm).
o A radiação com essa densidade de ionização tem a maior probabilidade de causar uma
quebra de fita dupla (DSB) pela passagem de uma única partícula carregada

TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA LINEAR – LET - IDEAL
 No caso dos raios X, que são menos ionizantes, a
probabilidade de uma única trilha causar uma DSB é baixa
e, em geral, mais de uma trilha é necessária.
o Como consequência, os raios X têm uma baixa
eficácia biológica.
 No outro extremo, radiações ionizantes muito mais
densas (com uma LET de 200 keV/m, por exemplo)
prontamente produzem DSB, mas a energia é
“desperdiçada” porque os eventos ionizantes estão muito
próximos.
o Como a RBE é a proporção de doses que produzem
efeito biológico igual, essa radiação ionizante mais
densa tem uma RBE mais baixa do que a radiação com
LET ideal.
o A radiação ionizante mais densa é mais eficaz por
trilha, mas menos eficaz por dose unitária.

Resumo
o A LET mais efetiva biologicamente é aquela onde existe
uma coincidência entre o diâmetro da hélice do DNA e a
separação media dos eventos ionizantes
o A radiação possuindo esta LET ideal
• Nêutrons de algumas centenas de keV
• Prótons de baixa energia
• Partícula alfa

 EFEITO DO OXIGÊNIO (OER) NA TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA LINEAR - LET
Curvas de sobrevivência para células cultivadas de origem
humana determinadas por quatro diferentes tipos de radiação
Para raios X 250 kVp
Baixa LET
Alta OER (2,5)

Para neutron de 15 MeV
Ionização intermédia
OER = 1,6
Para partícula α de 4 MeV
• Ligeiramente menos densamente ionizante
• LET 110 keV/μm
• OER = 1,3
Para partícula α de 2,5 MeV
Densamente ionizante
LET = 166 keV /μm
OER = 1

 As células são muito mais sensíveis aos raios X
na presença de oxigênio molecular do que na sua
ausência (ou seja, sob hipóxia).
 A proporção de doses sob condições hipóxicas
para aeradas necessárias para produzir o mesmo
nível de morte celular é chamada de proporção de
aumento de oxigênio (OER).
o Tem um valor próximo a 3,5 em altas doses
(A),
o Mas pode ter um valor menor de cerca de 2,5
em doses de raios X menores que cerca de 2 a
3 Gy (B)

Variação da relação de aumento de oxigênio (OER) e a eficácia biológica relativa
(RBE) em função da transferência linear de energia (LET) da radiação
envolvida.
As duas curvas são virtualmente imagens
espelhadas uma da outra
Aumento rápido da RBE e a rápida queda da
OER ocorre em aproximadamente a mesma LET,
100 keV /μm
O efeito do oxigênio é grande e importante no caso de radiações esparsamente
ionizantes, como raios X; está ausente para radiações densamente ionizantes, como
partículas alfa; e tem um valor intermediário para nêutrons rápidos.

 EFEITO DO OXIGÊNIO (OER)
o A Taxa de Aumento de Oxigênio (OER) reflete o aumento do número de radicais
livres reativos (levando ao aumento do dano indireto) gerados na presença de
oxigênio em tecidos irradiados.
 esse fenômeno é válido apenas para radiação de LET baixa (ou seja, não
pode ser demonstrado para partículas com LET >150 keV por mícron).
o A OER para a maioria das células de mamíferos é de 2,3 - 3,0
 Assim, na ausência de oxigênio molecular, a dose de raios X para produzir o
mesmo grau de destruição celular que em condições bem oxigenadas
precisaria ser aumentada por um fator de cerca de 3.
Consequências clínicas
o O oxigênio hiperbárico pode potencializar o dano ao oxigenar focos hipóxicos
dentro de tumores.
o Da mesma forma, a hipóxia local (criada pelo uso de um torniquete ou
medicamento vasoconstritor local) pode proteger os tecidos irradiados.

 PAPEL DA QUALIDADE DA RADIAÇÃO
Ponderação biológica da radiação ionizante:
 O efeito biológico devido a radiação depende
 da densidade das ionizações,
 da Transferência de Energia Linear (LET), que é a energia realmente depositada
por unidade de distância ao longo da trajetória (ou seja, -dE / dx).
Eficácia biológica relativa RBE:
• RBE descreve a dependência da eficácia biológica
em LET.
• RBE é a razão das doses físicas da radiação de
teste (Dt) e, por exemplo, Raios X (Dx), levando ao
mesmo efeito biológico:
RBE=
𝐷𝑥
𝐷𝑡

Distribuição de energia da radiação de diferentes LET, mas de mesma dose
atingindo uma célula biológica
 Ponderação biológica da radiação ionizante:
 A eficácia biológica da radiação ionizante depende de sua qualidade,
ou seja,
o da densidade de ionizações,
o da Transferência de Energia Linear (LET)
 RBE descreve a dependência da eficácia biológica em termos da LET
de uma radiação em relação a uma radiação padrão, por exemplo,
raios X
 O fator de qualidade é uma aproximação generalizada da RBE com
base na LET
 PAPEL DA QUALIDADE DA RADIAÇÃO

FATOR DE PONDERAÇÃO DA RADIAÇÃO
O propósito
o A radiação difere em sua eficácia biológica por unidade de dose
absorvida
o As complexidades da RBE são muito difíceis de aplicar na
especificação de limites de dose para a proteção radiológica
o É necessário ter uma maneira mais simples de considerar diferenças
na eficácia biológica de diferentes radiações.
Dose equivalente
o Dose absorvida vezes o fator de ponderação
o Unidade : sievert (Sv) onde dose é expressada em gray
Rad equivalent man (rem) onde dose é expressada em rad

RADIAÇÕES DE BAIXA LET
 As radiações consideradas de baixa LET são:
o raios X, raios , β+ e β-
.
 A LET só é definida para radiações constituídas por partículas
carregadas.
o A inclusão dos raios X e da radiação se deve ao fato de que, após a
primeira interação com a matéria, aparecem elétrons por efeito
fotoelétrico, por espalhamento Compton ou por formação de pares.
 Por isso, tais radiações são também denominadas de
indiretamente ionizantes.

RADIAÇÕES DE BAIXA LET
 Os elétrons Auger são também considerados radiações de baixa LET,
mas podem apresentar valores de RBE maiores que os demais elétrons.
o Se o radionuclídeo que os emite não penetrar na célula, os elétrons
Auger são incapazes de produzir efeitos biológicos, devido ao seu
pequeno alcance.
o Para os que penetram na célula, mas não se incorporam ao DNA, a
RBE é de 1,5 a 8.
o Para os que se incorporam no DNA como o 125
I, a RBE de seus elétrons
Auger fica na faixa de 20 a 40.

INDUÇÃO DE CÂNCER PELAS RADIAÇÕES DE BAIXA LET
 Para fins de proteção radiológica, as doses (e taxas de doses),
normalmente têm valores muito baixos, da ordem de mGy ou dezenas de
mGy.
o Para estes valores de dose, não existem estudos epidemiológicos
suficientes para estabelecer, com segurança, o formato da curva
dose-resposta, ou a existência de um limiar.
 Como a maioria das informações sobre carcinogênese radioinduzida foi
obtida com doses acima de 0,1 Gy e com taxas de doses muito altas,
fazem-se extrapolações das curvas de dose-resposta, para a região de
doses baixas.

 Dentre as fórmulas matemáticas para
explicitar tais hipóteses, a mais utilizada
é a linear-quadrática
(E = D + βD2
)
o A denominação linear-quadrática é
matematicamente incorreta, pois, se
for linear não pode ser quadrática.
o Entretanto, ela é muito usada, devido
ao fato de que, para doses baixas, o
efeito é proporcional à dose, ou seja,
responde linearmente e, para doses
elevadas, o efeito aumenta com o
quadrado da dose.

 O comportamento dos efeitos biológicos que resultam em tumores
cancerosos é descrito, matematicamente, da seguinte forma:
a. Para valores de dose muito baixos, por não se ter dados
experimentais inequívocos, supõe-se que a probabilidade de
incidência de câncer seja proporcional à dose absorvida;
b. Na região de doses elevadas, com dados obtidos das vítimas de
Hiroshima e Nagasaki, acidentes radiológicos e experiências em
laboratório, a probabilidade de incidência de câncer varia, na
maioria dos casos, com o quadrado da dose; e
c. Para doses muito elevadas, a probabilidade de indução de câncer
decresce devido a alta frequência de morte celular, que impede a
evolução para um câncer.

 A relação entre a dose e a
probabilidade de indução de câncer é
considerada linear, para radiações de
baixa LET, quando os valores de dose
estão abaixo dos limites
recomendados pela ICRP.

RADIAÇÕES DE ALTA LET
 As radiações consideradas de alta LET são aquelas que possuem um alto
poder de ionização e uma alta taxa de transferência de energia num meio
material.
o Para o mesmo valor da dose absorvida, são as que induzem maiores
danos biológicos.
 Partículas alfa, íons pesados, fragmentos de fissão e nêutrons são
classificados como radiações de alta LET.
 As partículas carregadas interagem com os átomos situados defronte à
linha de incidência e também nas proximidades, devido a ação da sua
carga elétrica e sua massa.
o São denominadas de radiações diretamente ionizantes.
o As radiações denominadas de indiretamente ionizantes só são
percebidas pelo material, após a primeira ionização, quando liberam
elétrons; caso contrário, atravessam o material sem interagir.

 Para as radiações de alta LET, o
fracionamento da dose produz o mesmo
efeito ou até o aumenta.
o Este fenômeno é denominado de
efeito reverso da taxa de dose.
 As radiações de alta LET causam mais
danos por unidade de dose que as de
baixa LET.
o Para efeito de morte celular, a RBE é
de 2 a 3.
o Para efeitos determinísticos,
geralmente não excede a 10.
INDUÇÃO DE CÂNCER PELAS RADIAÇÕES DE ALTA LET

FATOR DE EFICIÊNCIA DA DOSE E DA TAXA DE DOSE - DDREF
 A ICRP julga que quando se obtém coeficientes de probabilidade de
indução de câncer num dado órgão, obtidos com altas doses e altas
taxas de dose de radiações de baixa LET, para aplicá-los em estimativas
com baixas doses ou baixas taxas de dose, deve-se utilizar um fator de
redução, o DDREF (Dose and Dose Rate Effectiveness Factor).
o Este fator não se aplica para dados obtidos com radiações de alta
LET.

FATOR DE REDUÇÃO DDREF
 Para fins de proteção radiológica, a ICRP (60) recomenda a inclusão de um
fator de redução (DDREF) nos coeficientes de cálculo da probabilidade de
indução de câncer devido a doses baixas (< 0,2 Gy) e baixas taxas de dose
(< 0,19 Gy/h) de radiações de baixa LET.
 Devido à variedade de tipos de tumor, nos diversos tecidos ou órgãos, e
considerando que os valores atribuídos ao DDREF dependem dos intervalos
de valores de dose e taxa de dose estudados, alguns organismos
internacionais, como o NCRP e a UNSCEAR, sugeriram o uso de um valor
entre 2 e 10, após a revisão dos dados experimentais disponíveis.
o Por exemplo, para o 60
Co, a redução de expectativa de vida devido a
tumores, com exposições únicas, fracionadas e contínuas, o DDREF = 5.
o A ICRP recomenda, para propósitos de proteção radiológica, um valor
conservativo e arbitrário de DDREF = 2.

OBTENÇÃO DO DDREF
 O fator de redução DDREF é obtido,
matematicamente, da curva de resposta
Probabilidade de Indução de Câncer versus
Dose Absorvida, para o sistema biológico
estudado, e nas faixas de dose e de taxa de
dose de interesse.
 Considerando a curva de resposta o DDREF
é obtido pela expressão
𝑫𝑫𝑹𝑬𝑭 =
𝜶𝑳
𝜶𝟏
onde
 L é a inclinação da reta de ajuste dos dados experimentais dos pontos de altas
doses ou altas taxas de dose (DDREF tem valores altos) e
 1 é a inclinação da reta de ajuste dos dados experimentais dos pontos (poucos
pontos) de baixas doses ou baixas taxas de dose (DDREF com valor próximo de 1).

DENOMINAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS

 Os efeitos radioinduzidos podem receber denominações
o em função do valor da dose e forma de resposta,
o em função do tempo de manifestação e do nível orgânico atingido.
 Em função da dose e forma de resposta, são classificados
o em estocásticos e determinísticos;
 Em termos do tempo de manifestação, são denominados
o em imediatos e tardios;
 Em função do nível de dano, são denominados
o em somáticos e genéticos (hereditários).

 Do ponto de vista da característica dose resposta:

EFEITOS ESTOCÁSTICOS
Podem aparecer a partir de lesões de
uma ou várias células
SEM LIMIAR
Aumento da dose de radiação
AUMENTO DA FREQUÊNCIA E NÃO DA
GRAVIDADE DO EFEITO
Efeito do tipo tudo ou nada
EFEITOS HEREDITÁRIOS
CÂNCER
EFEITOS DETERMINÍSTICOS
Gravidade depende do número de
células ou tecidos lesados
COM LIMIAR
Aumento da dose de radiação
AUMENTO DA GRAVIDADE DO EFEITO
Catarata
Síndrome Aguda das Radiações

Mecanismo para Causar Efeitos no Corpo Humano - Efeito Estocástico

 São efeitos em que a probabilidade de ocorrência é
proporcional à dose de radiação recebida, sem a
existência de limiar.
o Isto significa que doses pequenas, abaixo dos
limites estabelecidos por normas e
recomendações de proteção radiológica, podem
induzir tais efeitos.
 Entre estes efeitos, destaca-se o câncer.
 A probabilidade de ocorrência de um câncer
radioinduzido depende do número de clones de
células modificadas no tecido ou órgão, uma vez que
depende da sobrevivência de pelo menos um deles
para garantir a progressão.
o O período de aparecimento (detecção) do câncer
após a exposição pode chegar até 40 anos.
 No caso da leucemia, a frequência passa por
um máximo entre 5 e 7 anos, com período de
latência de 2 anos.
Estimativa do tempo de latência
para o aparecimento de câncer após
exposição.

 Podem resultar da exposição a baixas doses
durante grandes períodos de tempo – exposição
crônica.
 A gravidade é independente da dose total e não
existe um limiar de dose.
o Exemplo típico destes efeitos são as
mutações: alterações no DNA.
 Muitas vezes o organismo não consegue reparar
estas mutações, ou então fá-lo de uma forma
deficiente, criando novas mutações.
 As mutações podem ocorrer nas células
germinais ou nas células somáticas:
o As mutações nas células somáticas afetam
apenas o próprio indivíduo que foi exposto –
podem originar câncer.
o As mutações nas células germinais podem
ser transmitidas para a descendência –
podem originar efeitos hereditários.

Mecanismo para Causar Efeitos no Corpo Humano - Efeito Determinístico

 São efeitos causados por irradiação total ou
localizada de um tecido, causando um grau de
morte celular não compensado pela reposição ou
reparo, com prejuízos detectáveis no
funcionamento do tecido ou órgão.
o Existe um limiar de dose, abaixo do qual a
perda de células é insuficiente para prejudicar
o tecido ou órgão de um modo detectável.
 Isto significa que os efeitos
determinísticos são produzidos por doses
elevadas, acima do limiar, onde a
severidade ou gravidade do dano aumenta
com a dose aplicada.
o A probabilidade de efeito determinístico,
assim definido, é considerada nula para
valores de dose abaixo do limiar, e 100%,
acima.

 Além da severidade (gravidade), os efeitos
determinísticos variam com a frequência em
que um dado efeito, definido como condição
patológica reconhecível, aumenta em função
da dose, em uma população de indivíduos com
diferentes susceptibilidades (curvas a, b e c).

 Exemplos de efeitos determinísticos
na pele são:
o eritema e descamação seca para
dose entre 3 e 5 Gy, com sintomas
aparecendo após 3 semanas;
o descamação úmida acima de 20
Gy, com bolhas após 4 semanas;
o necrose para dose acima 50 Gy,
após 3 semanas.
 Limiares de dose para efeitos como
esterilidade temporária ou
permanente, opacidade do cristalino,
catarata, e depressão do tecido
hematopoiético, para exposições
única e fracionada.

 Surgem quando há exposição a elevadas doses de
radiação, e tornam-se mais graves à medida que a
exposição aumenta.
 Pequenos períodos de tempo com altas doses de
radiação são designados por – exposição aguda.
 Existe um limiar de dose, ou seja, para valores de
exposição acima deste limiar observa-se
necessariamente, para todos os indivíduos, uma
lesão.
o É um efeito certo.
 Muitos dos efeitos não cancerígenos provocados
pela radiação são não estocásticos.
 Os efeitos determinísticos observam-se pouco
tempo após a exposição à radiação e observam-se
na pele, nos órgãos reprodutores, na medula
óssea, e nos intestinos.
o Contudo há efeitos que só vem a ser
observados mais tardiamente, como é o caso
da catarata.

Efeitos no Corpo Humano – Tipos de Efeitos

EFEITOS SOMÁTICOS
 Surgem do dano nas células
do corpo e o efeito aparece na
própria pessoa irradiada.
o Dependem da dose
absorvida, da taxa de
absorção da energia da
radiação, da região e da
área do corpo irradiada.

EFEITOS GENÉTICOS OU HEREDITÁRIOS
 São efeitos que surgem no
descendente da pessoa irradiada,
como resultado do dano produzido
pela radiação em células dos órgãos
reprodutores, as gônadas.
o Têm caráter cumulativo e
independe da taxa de absorção da
dose.

EFEITOS GENÉTICOS OU HEREDITÁRIOS

DOSE GENETICAMENTE SIGNIFICATIVA (GSD)
 Permite avaliar a influência genética das baixas doses de radiação para
populações inteiras
 É uma dose calculada a partir das doses nos gônadas recebidas pela
população inteira
o Quando se determina a GSD, a dose equivalente para os gônadas para
cada pessoa irradiada é corrigida para o número de crianças
esperadas para uma pessoa dessa idade e sexo
o Equivalente de dose gonadal recebido por pessoas com potencial
reprodutivo também considerando o número esperado de filhos para
essa população.
 Esta dose tem em atenção as contribuições esperadas desta população
nas gerações futuras de crianças
 A GSD assume que esta dose, se recebida por todos os membros da
população, provocaria idêntico efeito genético

 A GSD anual de todas as fontes de radiação é aproximadamente de 1,3 mSv
 A maior contribuição singular, aproximadamente 1,02 mSv ou 78% resulta da
radiação de fundo natural, primariamente originada nos raios cósmicos, exposição
terrestre e radionuclídeos no interior do corpo
 A contribuição do radônio é aproximadamente 0,1 mSv
 As fontes tecnológicas contribuem para a GSD principalmente sob a forma de
exposições médicas, sendo de aproximadamente 0,2 mSv ou 15%
o Cerca de 2/3 desta é atribuível à irradiação das mulheres e 1/3 à irradiação
dos homens
o A exposição é maior para as mulheres por causa da localização dos ovários
dentro da pélvis, o que os coloca no feixe primário durante as radiografias de
abdômen e pélvis
DOSE GENETICAMENTE SIGNIFICATIVA (GSD)

DOSE DUPLICADORA
 Dados experimentais
o Esta é a dose de radiação necessária por geração para duplicar a taxa de
mutações espontâneas
o A taxa de mutações espontâneas é aproximadamente de 6%
 Dados extrapolados a partir dos estudos com animais
o Varia de 0,5 a 2,5 Gy para cada geração
o Considera-se um intervalo de doses por causa das diferenças na
frequência das mutações que são observadas com exposições crônicas e
agudas
 Para as exposições crônicas  doses mais elevadas
 Para as exposições agudas  doses mais baixas
 1/ (Dose duplicadora) = Risco relativo de mutação.
o Essa fração dá uma noção geral do poder que qualquer dose tem de afetar
a taxa de mutação.

 Considerando o potencial de cada indivíduo, se a população inteira for
exposta a uma dose nos gônadas entre os 0,5 e 2,5 Gy, haverá cerca do
dobro do número de mutações nos seus descendentes
 Comitê BEIR
o Uma exposição de 1 cGy dada a uma geração causaria 6 a 65
alterações genéticas adicionais/ 1 000 000 de nascimentos na
geração seguinte
DOSE DUPLICADORA

 Se a população for continuamente exposta a um aumento da dose de
1 cGy para cada geração
o Será esperado um acréscimo de 100 alterações genéticas, a maior
parte com origem em mutações autossômicas dominantes
moderadas
 Lesões cromossomiais e mutações recessivas contribuem somente de
uma maneira mínima
 Alguns canceres têm origem genética, mas não foi provado que a
radiação tenha a capacidade de influenciar a susceptibilidade
herdada ao câncer
DOSE DUPLICADORA

 Nem a Dose de Duplicadora nem a GSD são limiares
o Na carcinogênese, são usados modelos lineares sem limiar ou
linear-quadráticos

para estimativa de risco de processos
estocásticos.
o Embora a radiação seja aparentemente um mutagênico muito
fraco em exposições fracionadas de baixa dose, nenhuma dose é
considerada livre de risco.
 Qualquer distúrbio genético que possa resultar de mutação
espontânea também pode ser induzido pela exposição à radiação,
desde a aberração cromossômica até a mutação pontual de um único
gene.
o Mesmo a exposição à radiação de baixa dose e baixa LET é
considerada como portadora de risco aumentado.

EFEITOS IMEDIATOS E TARDIOS
 Os primeiros efeitos biológicos causados pela radiação, que ocorrem
num período de poucas horas até algumas semanas após a exposição,
são denominados de efeitos imediatos, como por exemplo, a
radiodermite.
 Os que aparecem depois de anos ou mesmo décadas, são chamados de
efeitos atrasados ou tardios, como por exemplo, o câncer.

 Se as doses forem muito altas, predominam os efeitos imediatos, e as
lesões serão severas ou até letais.
 Para doses intermediárias, predominam os efeitos imediatos com grau
de severidade menor, e não necessariamente permanentes.
o Poderá haver, entretanto, uma probabilidade grande de lesões
severas a longo prazo.
 Para doses baixas, não haverá efeitos imediatos, mas há possibilidade
de lesões a longo prazo.

 Os efeitos tardios (atrasados), principalmente o câncer, complicam
bastante a implantação de critérios de segurança no trabalho com
radiações ionizantes.
o Não é possível, por enquanto, usar critérios clínicos porque, quando
aparecem os sintomas, o grau de dano causado já pode ser severo,
irreparável e até letal.
 Em princípio, é possível ter um critério biológico e espera-se algum dia
ser possível identificar uma mudança biológica no ser humano que
corresponda a uma mudança abaixo do grau de lesão.
o Por enquanto, utilizam-se hipóteses estabelecidas sobre critérios
físicos, extrapolações matemáticas e comportamentos estatísticos.

 Exposição aguda de Corpo Inteiro
o efeitos imediatos (determinísticos ou reações teciduais)
o e/ou efeitos tardios (estocásticos)
 Exposição aguda localizada
o efeitos imediatos (determinísticos ou reações teciduais)
o e/ou tardios (estocásticos)
 Exposição crônica
o efeitos tardios (estocásticos)

ESPECIFICIDADE
CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
 Os efeitos biológicos conhecidos
como decorrentes de exposição à
radiação ionizante podem ser
provocados por outras causas
 Não são característicos ou
específicos dessas radiações.
o Outros agentes físicos,
químicos ou biológicos
podem causar os mesmos
efeitos.
o A radiação não provoca
nenhuma enfermidade que
não seja conhecida pelo
homem antes de que este
usufruísse da energia
nuclear

TEMPO DE LATÊNCIA
 Período de tempo que decorre entre o momento da irradiação e o
aparecimento de um dano visível (detectável).
o O tempo de latência varia inversamente com a dose de radiação
recebida
o Efeitos tardios - tempo de latência para o aparecimento desse tipo
de efeito é muito longo - Câncer
o Após a irradiação de Hiroshima e Nagasaki, frequência anormal de
leucemia entre o 6º e 12º anos após as explosões, voltando ao
normal 25 anos após as explosões

REVERSIBILIDADE
 Em certos casos os efeitos apresentam caráter de reversibilidade,
dependendo:
o da dose recebida
o da taxa de dose
o do órgão atingido
 A célula poderá sintetizar uma nova estrutura?
o Exemplo: alterações funcionais (temporárias)
 Câncer e necrose – irreversível

REVERSIBILIDADE
 A célula possui muitos mecanismos de reparo
 Durante sua vida, sofre danos provenientes de substâncias
químicas, variação da concentração iônica no processo de troca de
nutrientes e dejetos junto à membrana celular, danos físicos
produzidos por variações térmicas e radiações.
o Mesmo os danos mais profundos, produzidos no DNA, podem ser
reparados ou compensados, dependendo do tempo e das
condições disponíveis.

 Um tecido atingido por uma dose de radiação única e de baixo valor,
tem muitas condições de recuperar sua integridade, mesmo que nele
haja um certo percentual de morte de suas células.
 Em condições normais, ele repõe as células e retoma o seu ritmo de
operação.
o Nestas condições, pode-se dizer que o dano foi reversível.
 Para efeito de segurança, em proteção radiológica, considera-
se que o efeito biológico produzido por radiação ionizante é de
caráter cumulativo, ou seja, despreza-se o reparo do dano.
REVERSIBILIDADE

TRANSMISSIBILIDADE
 A maior parte das alterações causadas no organismo humano pelas
radiações ionizantes não são transmissíveis a outras células ou outros
organismos.
 São transmissíveis aquelas alterações que ocorrem no patrimônio
hereditário das células germinativas e os efeitos poderão aparecer nos
descendentes do indivíduo irradiado.
o O que pode eventualmente ser transmitido é um efeito de doses
elevadas que, lesando significativamente as células reprodutivas,
pode resultar num descendente portador de defeito genético.
 Não há relação nenhuma entre a parte irradiada numa pessoa e o
local de aparecimento do defeito no organismo do filho.

 Uma pessoa que apresenta um dano causado pela radiação, mesmo
exibindo sintomas da síndrome de irradiação aguda, pode ser
manuseada, medicada e transportada como um doente qualquer, pois
sua doença não pega (não é transmitida).
o O cuidado que se deve ter no tratamento destas pessoas, é o dos
médicos, enfermeiros, demais pessoas e instalações de não
contaminá-las por vírus ou bactérias por eles portados, uma vez que,
a resistência imunológica dos pacientes está muito baixa.
TRANSMISSIBILIDADE

 As pessoas que sofreram contaminação, interna ou externa, com
radionuclídeos é que precisam ser manuseadas com cuidado, pois tais
radionuclídeos podem estar presentes no suor, na excreta e muco das
vítimas.
o Por exemplo, as vítimas do acidente com o 137
Cs, em 1987 em
Goiânia, tiveram que ficar isoladas
 Durante o tratamento especial, os técnicos tiveram que usar
macacões, luvas, máscaras e sapatilhas para não se contaminar
radioativamente e não contaminar biologicamente os enfermos.
TRANSMISSIBILIDADE

DOSE LIMIAR
 Dose mínima necessária para que certos efeitos ocorram.
 Alguns efeitos não apresentam dose limiar

RADIOSSENSIBILIDADE
 Nem todas as células, tecidos, órgãos ou organismos respondem
igualmente a mesma dose de radiação.
o Alguns fatores influenciam essa resposta
Lei de Bergonie e Tribondeau
 A radiossensibilidade das células é diretamente proporcional a sua
capacidade de reprodução e inversamente proporcional ao seu grau de
especialização

Quanto maior a taxa
proliferativa
(atividade de divisão
celular)
Maior a sensibilidade
da célula, maior a
chance de erro
Quanto maior o grau
de diferenciação
celular (pouca
atividade
metabólica)
Menor a
sensibilidade da
célula
RADIOSSENSIBILIDADE

RADIOSSENSIBILIDADE

1. Qualidade da radiação
Baixa LET (gama, X e Beta) Alta LET (nêutron, alfa)
Efeito da Taxa de Dose Dependente Independente ou Dependência Inversa
Resposta a Dose Frequentemente linear-quadrática Frequentemente linear
Dano ao DNA Principalmente indireto Principalmente direto
Dano mais simples ao DNA Dano mais complexo ao DNA
Reparo ao DNA Mais fácil Mais difícil
Efeito do Oxigênio Sensibiliza o tecido Nenhum
Efeito de Radicais Sequestradores Reduz o dano Nenhum
FATORES QUE AFETAM A RADIOSSENSIBILIDADE

2. Efeito da taxa de dose
A distribuição da dose pode ser classificada como:
 Exposição crônica.
o A dose é administrada a uma taxa baixa ao longo de um longo tempo, por exemplo, 1
mGy/h por 10000 horas (total de 10 Gy).
 Exposição fracionada.
o A dose é distribuída em quantidades discretas, por exemplo, 1 Gy são fornecidos por
semana durante 10 semanas (dose total: 10 Gy).
 Exposição aguda.
 A dose total é administrada de uma vez ou em um tempo muito curto (total de 10 Gy).

3. Tecido exposto
 Um tecido é um grupo de células semelhantes organizadas para
desempenhar uma função comum.
 Lei de Bergonie e Tribondeau (1906)
o A lei caracteriza os tecidos do corpo que são mais radiossensíveis.
o Como todas as leis da biologia, é uma generalização e tem exceções.
o Embora os radiobiólogos tendam a rejeitar a “lei”, ela tem seus usos.

3. Tecido exposto
 A lei afirma que os tecidos mais radiossensíveis possuem células que
estão em:
o divisão no momento da exposição (a mitose é a fase mais sensível do
ciclo celular)
o um tipo indiferenciado, ou seja, não especializado em estrutura e
função
 A lei descreve os tecidos onde os efeitos precoces (agudos) são
observados.
o Esses efeitos iniciais são devido a grandes doses em curtos períodos
de tempo e envolvem principalmente a morte celular.

4. Tempo de exposição durante o ciclo celular
 Para radiação de baixa LET, os estágios mais sensíveis do ciclo celular, no que diz
respeito à morte celular, são a mitose e o G1 tardio (na fronteira G1-S).
 Porque os cromossomos são condensados durante a mitose e os mecanismos
de reparo têm acesso deficiente à molécula de DNA.
 Para radiação de alta LET, todas as fases do ciclo celular parecem igualmente
sensíveis.
 Na radioterapia, as células cancerosas com maior probabilidade de serem mortas
são aquelas no estágio sensível do ciclo celular.
 As células em outras fases do ciclo celular sobrevivem.
 É assim que as exposições à radiação podem sincronizar as células no ciclo
celular.
 As exposições subsequentes à radiação para as células cancerosas
sincronizadas são particularmente eficazes.
 A radiação pode retardar (atrasar) a passagem de uma célula através de G1 e G2.
 Um possível efeito disso é dar à célula mais tempo para reparar os danos antes
da divisão.

5. Resposta Adaptativa
 Baixas doses de radiação parecem ser capazes de iniciar mudanças nas
células que reduzem as consequências de exposições subsequentes.
 Por exemplo, uma dose de condicionamento de 5 a 200 mGy para
linfócitos pode resultar em uma resposta adaptativa cerca de quatro a
seis horas depois.
 Esta resposta adaptativa resulta em um número menor do que o
esperado de aberrações cromossômicas após uma segunda dose
de “desafio”.
 Essa resposta adaptativa parece envolver a ativação de certos
genes que aumentam a produção de enzimas envolvidas no reparo
do DNA.

7. Agentes de proteção química
Intervenção Química
 A introdução de certos produtos químicos no meio em que as
células existem pode alterar a resposta da população celular às
doses de radiação administradas.
o Esses produtos químicos alteram os efeitos indiretos (via
radicais livres) da radiação no DNA.

8. Temperatura
 Em muitos experimentos, um aumento dramático na radiorresistência
foi produzido pela redução da temperatura corporal de um animal.
 Por exemplo, em camundongos,
 LD50 pode ser duplicada reduzindo a temperatura corporal para
5 o
C.
 O aumento da radiorresistência é aparentemente devido a uma
redução na tensão de oxigênio que acompanha uma temperatura
corporal mais baixa.
 Em alguns casos, a temperatura baixa serve apenas para atrasar o
efeito, não reduzi-lo.
 Se o efeito for simplesmente atrasado, pode ser devido a uma taxa
mitótica reduzida
o Assim que o animal aquece e a mitose recomeça, pode ocorrer
a morte das células mitóticas.

9. Sexo
 Em algumas espécies, as fêmeas tendem a ser ligeiramente mais
radiorresistentes do que os machos.
 isso está relacionado a diferenças nos níveis hormonais
 é sugerido pelo fato de os machos castrados reverterem essa
tendência.
 As diferenças de sensibilidade dependem do efeito que está sendo
procurado.
 Por exemplo,
 os homens são mais suscetíveis à leucemia induzida pela
radiação,
 enquanto as mulheres são mais suscetíveis ao câncer de tireoide
induzido pela radiação.
 Os linfócitos de homens e mulheres diferem em sua radiossensibilidade,
algo que pode introduzir incerteza na dosimetria citogenética.
 A variabilidade nos níveis hormonais femininos foi associada a
variações na radiossensibilidade dos linfócitos.

10. Idade

11. Espécies
 Para os animais, quanto mais
primitiva a espécie, mais
radiorresistente é o organismo.
 Quanto mais avançado o
organismo, mais radiossensível
ele é.
 Com espécies de plantas, quanto
maior o volume do cromossomo
interfase (ICV), maior a
radiossensibilidade.
 O ICV é definido como o volume
médio dos núcleos dividido pelo
número de cromossomos
característicos da espécie.

11. Espécies
 Uma maneira útil de comparar as radiossensibilidades de diferentes
espécies é comparando seus LD50.
 LD50 é a dose de uma exposição aguda que matará 50% da população
(com os organismos expostos não tratados).
 Normalmente especificamos que as mortes devem ocorrer dentro de um
certo tempo após a exposição.
 Por exemplo, LD50 / 30 é a dose que matará 50% da população em 30 dias.
 LD50 / 60 indica que as mortes ocorrem em 60 dias.

EFEITOS BIOLÓGICOS PRÉ-NATAIS
 Para uma melhor compreensão dos efeitos pré-natais induzidos pelas
radiações ionizantes, a evolução de um feto é descrita simplificadamente
onde o período de avaliação é de semanas.

 Para fins de Proteção Radiológica, a publicação Nº 89 da ICRP, de 2001,
estabelece os valores de referência para as dimensões, massas, conteúdo
de todas as fases do corpo humano, desde a fase embrionária até a adulta.
 Os efeitos biológicos pré-natais induzidos pela radiação ionizante podem
ser avaliados em duas situações:
a) os induzidos por radionuclídeos ingeridos ou inalados pela mãe e
transferidos ao embrião ou feto;
b) os induzidos pela radiação externa, durante o período de gravidez.

 No relatório da UNSCEAR de 1986, denominado Genetic and Somatic
Effects of Ionizing Radiation, foram avaliados dados de experimentos com
animais e das pessoas expostas em Hiroshima e Nagasaki, e enfocados,
principalmente, os temas:
a) efeitos letais no embrião;
b) malformações e outras alterações estruturais e no crescimento;
c) retardo mental;
d) indução de doenças, incluindo a leucemia; e
e) efeitos hereditários.

 Na publicação Nº 60 da ICRP, de 1990, a questão da irradiação do feto,
durante o período de gestação foi estudada onde os valores das
probabilidades de indução de efeitos por radiações de baixa LET foram
determinados.

 A Publicação No.88 da ICRP de 2001, intitulada: “Dose to the Embryo and
Fetus from Intake of Radionuclides by the Mother”, apresenta um estudo
aprofundado sobre a questão, levando em conta a transferência de
radionuclídeos pela placenta, distribuição e retenção no tecido fetal.
o São apresentados os modelos Biocinéticos e Dosimétricos para o
cálculo das doses no embrião, no feto e recém-nascido resultantes da
ingestão ou inalação de radionuclídeos pela mãe, antes ou durante a
gravidez.
o São exibidas as tabelas para cada radionuclídeo, órgão ou sistema do
corpo humano.

 Para a avaliação das doses, foram considerados três períodos:
o o período de pré-implantação, com duração de 0 a 8 dias;
o o período embrionário de organogênese, com duração de 9 a 56 dias e;
o o período fetal de crescimento, com duração de 57 a 266 dias.
 Risco de efeitos biológicos pré-natais, deletérios à saúde humana,
induzidos pela radiação ionizante.

PRINCIPAIS EFEITOS TÓXICOS INDUZIDOS PELA RADIAÇÃO IONIZANTE

MORTALIDADE
PRINCIPAIS EFEITOS TÓXICOS INDUZIDOS PELA RADIAÇÃO IONIZANTE

Efeito Determinístico
Exposição de Corpo Inteiro e Exposição Localizada

SÍNDROME DE IRRADIAÇÃO AGUDA
 A exposição com feixes externos de radiação e, em alguns casos, com
contaminação interna por radionuclídeos, pode resultar em valores
elevados de dose absorvida, envolvendo partes do corpo ou todo o
corpo.
o Ocorrem em situações de acidente, envolvendo fontes radioativas
de alta atividade ou feixes de radiação intensos produzidos por
geradores de radiação ionizante, como aceleradores de partícula,
reatores e máquinas de raios X.
 Como resultado o organismo humano desenvolve reações biológicas
que podem se manifestar sob a forma de sintomas indicativos de
alterações profundas provocadas pela radiação, conhecidos como
Síndrome de Irradiação Aguda ou, como denominam algumas pessoas,
Síndrome de Radiação Aguda.
 EXPOSIÇÕES ACIDENTAIS COM ALTAS DOSES

 Sequelas tardias da exposição à
radiação envolvem efeitos
somáticos e genéticos.
 Além de uma síndrome prodrômica,
há três cursos clínicos distintos
observados após exposição aguda
de alta dose à radiação - todos os
três estão associados a um alto
grau de letalidade.
o Com exceção da síndrome
cerebrovascular, todas as
síndromes são marcadas por um
período latente relativamente
assintomático.

 Após a irradiação de corpo inteiro,
desenvolve-se a síndrome
prodrômica - a intensidade e a
duração dependem da dose.
 Segue-se um período de latência
em que os sintomas desaparecem.
 Seguido pelo desenvolvimento de
doença manifesta descrita pela
síndrome cerebrovascular,
gastrointestinal ou hematopoiética,
dependendo da dose.
 Estágios da síndrome de radiação aguda.

 Na análise microscópica do organismo humano
o muitas células tiveram, entre outros danos, seus cromossomos
atingidos e,
o algumas células exibem aberrações cromossomiais.
 Estas aberrações cromossomiais podem ser observadas com
auxílio de um microscópio óptico depois de devido procedimento
de cultura biológica, separação e tratamento do material
amostrado para análise, por exemplo, o sangue.

O cromossomo normal tem a forma de um “X”.
 As formas mais características de aberrações
produzidas são os denominados cromossomos
dicêntricos e em forma de anel.
o Os dicêntricos são formados pela emenda
aleatória de dois cromossomos mutilados pela
radiação, cada um contribuindo com um centro.
o Os anéis aparecem quando um mesmo
cromossomo é cortado nas duas extremidades, e
elas se ligam formando um anel.
 A frequência relativa de dicêntricos e anéis depende
da dose, da energia da radiação e do tipo de
radiação.
o Curvas que expressam a variação do número de
aberrações com o tipo e energia da radiação.

 As lesões mais severas produzidas por exposições localizadas e de
altas doses são, resumidamente:
a. Lesões na pele
o eritema precoce 3 < D < 10 Gy
o epiderme seca 10 < D < 15 Gy
o epiderme exudativa 15 < D < 25 Gy
o queda de pelos e cabelos
o radiodermite
o necrose D > 25 Gy
b. Lesões no olho
o ocorre para D > 2 Gy
o catarata D > 5 Gy
 EXPOSIÇÃO EXTERNA LOCALIZADA

c. Lesões nas gônadas
o Homem
o esterilidade temporária D > 0,15 Gy
o esterilidade definitiva 3,5< D > 6 Gy
o Mulher
o alterações provisórias na fecundidade D > 2,5 Gy
o esterilidade 3 < D < 6 Gy
d. Lesão no Feto
o efeitos em função da dose e idade do feto
 EXPOSIÇÃO EXTERNA LOCALIZADA

 Indivíduo exposto à
radiação gama em corpo
inteiro
 Valores limiares de dose
absorvida para o caso
de 1% de Morbidez e
Mortalidade (publicação
103 da ICRP de 2007).
 EXPOSIÇÃO DE CORPO INTEIRO DE UM ADULTO

 A morbidez pode ser definida como o número de doenças produzidas
em determinado órgão, tecido ou sistema de uma pessoa quando
submetida a uma determinada causa.
o Pode significar também a taxa de portadores de determinada
doença, em relação à população total estudada em determinado
local e momento.
 O valor de 1% de morbidez e mortalidade significa uma em 100
pessoas expostas.
 EXPOSIÇÃO DE CORPO INTEIRO DE UM ADULTO

o Os sistemas envolvidos são
 circulatório,
particularmente o tecido
hematopoiético,
 gastrointestinal e
 sistema nervoso central.
 Sintomas associados a
diferentes valores de dose
elevadas.
 O conjunto e a sucessão de sintomas que aparecem em vítimas de acidentes
envolvendo doses elevadas de radiação é denominado de Síndrome de
Irradiação Aguda.

 A dose letal média fica
entre 4 e 4,5 Gy.
o Isto significa que, de
100 pessoas irradiadas
com esta dose, metade
morre.
 Chance de sobrevivência,
tempo de manifestação e
sintomas.

 Sintomas e sinais no estágio
prodrômico e síndrome de
irradiação aguda em ordem
aproximada de crescente
gravidade.

 Sintomas da Síndrome Prodrômica
Neuromuscular Gastrointestinal
Sinais e sintomas esperados em cerca de 50% da dose letal
Fatigabilidade Fácil Anorexia
- Náusea
- Vômito
Sinais adicionais esperados após doses supraletais
Febre Diarréia Imediata
Hipotensão -

 Para se ter uma compreensão
mais significativa destes
eventos sintomáticos
o comportamento médio
das pessoas, em termos
probabilísticos, quando
expostas a altas doses de
radiação ionizante.

 Os sintomas são caracterizados por três parâmetros:
o a dose absorvida,
o a gravidade (severidade) do dano e
o o tempo de manifestação após a exposição.
 Por exemplo, para um indivíduo exposto a uma dose de 5 Gy, sua fase
Prodrômica se inicia quase 15 minutos após a exposição e desaparece em
torno de 8 horas.
 Sua fase crítica é esperada após 3,5 dias, devendo-se ter um cuidado
extremo com ele após 3 semanas, quando o indivíduo corre sério risco de
morrer.

 EFEITOS DETERMINÍSTICOS
 Exposição aguda de corpo inteiro
o Dose única maior que 2 Gy
 Porque eles ocorrem??
o Esses efeitos são causados por irradiação total do corpo ou
localizada em um tecido, causando um grau de morte celular não
compensado pela reposição ou reparo, com efeitos visíveis ou
clinicamente detectáveis no funcionamento do tecido ou órgão.
o Um grande número de células são atingidas e o organismo humano
não consegue reparar os danos.
 Maior dose maior número de células atingidas maior dano

 Fase Prodrômica – conjunto de sintomas gastrointestinais, náuseas,
vômitos, diarréia e anorexia e neurovasculares para dose muito altas
 Fase de latência
 Fase crítica
 Fase de recuperação ou morte

1. Estágio Prodrômico da Síndrome de Irradiação Aguda
 Sintomas, especialmente nas doses mais altas, incluem:
 febre (até 41 graus o
C)
 dor de cabeça
 diarréia
 secura da boca (xerostomia)
 edema da glândula parótida (parotidite)
 Até certo ponto, o tempo de início desses sintomas indica a magnitude da dose.
 Isso é particularmente verdadeiro em relação ao momento do início do vômito.
 No entanto, esses sintomas também podem ser induzidos psicologicamente.
2. Estágio latente da Síndrome de Irradiação Aguda
 Este é um período assintomático entre o estágio prodrômico e o início dos sintomas
dos estágios posteriores.
 Quanto maior a dose, mais curta é a fase latente.
 Em doses suficientemente altas
o por exemplo > 30 Gy, a fase latente desaparece efetivamente.

3. Doença e / ou estágio de morte da Síndrome de Irradiação Aguda
 Muitas das características da fase prodrômica podem ocorrer novamente,
 por exemplo,
 náuseas,
 vômitos,
 anorexia,
 fadiga.
 Sintomas adicionais podem incluir
 febre,
 hemorragia.
 Geralmente, acredita-se que sem atenção médica:
 a morte é certa acima de 6 Gy
 50% dos indivíduos expostos morrem com uma dose de 4 Gy
 5% dos indivíduos expostos morrem com uma dose de 2 Gy
 Se o paciente sobreviver por seis semanas, a recuperação é muito provável, mas não
garantida.
 Se a dose exceder 10 Gy, a morte é certa, provavelmente em 60 dias.

 DOSE LETAL
Dose letal 100% - 10 Gy
Sem tratamento médico
Dose letal 50% - 4,5 Gy
 Ocorre sempre acima de um limiar de dose
o Mais grave em maiores doses
o LD50/60  3 - 5 Gy para irradiação de corpo inteiro ~ 4,5 Gy
Mortalidade
Medula óssea vermelha 10 - 30 dias
Gastrointestinal 4 - 10 dias
Sistema nervoso central < 2 dias

 DOSE LETAL
Dose letal 50/60 (DL50/60) :
 dose de radiação recebida em forma
aguda em todo corpo, capaz de
induzir a morte em 50% dos
indivíduos irradiados em
aproximadamente 60 dias, em
ausência de tratamento
o Adultos sadios: entre 3 e 4 Gy

 De acordo com as doses recebidas no corpo inteiro podemos distinguir as
diferentes formas da Síndrome de Irradiação Aguda
o Síndrome da medula óssea hematopoiética
- D >2 Gy
o Síndrome do trato Gastrointestinal
- D > 6 Gy
o Síndrome do Sistema Nervoso Central ou Neurovascular cerebral
- D > 10 Gy

Irradiação de corpo inteiro: Síndrome Prodrômica
 Associada a exposições tão baixas quanto 1 Gy, quase universal acima de 2
Gy
 Radiação na região epigástrica com maior probabilidade de provocar esta
síndrome
o Tem um período latente de 2 a 6 horas
 Sx/Si: Sensação de fadiga.
o O paciente pode parecer retraído e pouco cooperativo.
o Possível dor de cabeça.
o Pode ser confundido com depressão.
o Os sintomas GI variam com a dose (náusea leve a ânsia de vômito; diarreia
é um sinal ameaçador de exposição a doses mais altas).

Irradiação de corpo inteiro: Síndrome Prodrômica
 Recuperação após 2 a 3 dias (pode ser mais curta para casos muito leves)
 O mecanismo da síndrome prodrômica é provavelmente o aumento da
permeabilidade do tecido e da célula, permitindo que substâncias como
serotonina e histamina entrem nas células quimiossensíveis do trato GI e
ativem as vias neurais para o centro do vômito na medula.
 Atropina e nicotina inibem a resposta; acetilcolina aumenta a gravidade da
resposta.

 SÍNDROME DA MEDULA ÓSSEA HEMATOPOIÉTICA

 Compartimentos
Células
tronco em
repouso
Células
tronco e
progenitor
es
Precursores
imaturos
Células
maduras SANGUE
proliferativo maduro
ativação
repouso
Proliferação e
diferenciação
amadurecimento saída

Irradiação de corpo inteiro: Síndrome Hematopoiética
 Associada a exposições de pelo menos 3 Gy
 Mecanismo: perda de células-tronco pluripotentes de
tecidos hematopoiéticos
 Si/Sx: pancitopenia, levando a infecção e hemorragia
 Tem um período de latência de 2 a 4 semanas
 Rx: hemoderivados, transplante de medula óssea e
antibióticos
 Sobrevivência: 50% de recuperação espontânea na
exposição de 3,5 Gy.
o 180 dias necessários para recuperar a função
máxima.
Poucos sobrevivem a doses maiores de 6 -7 Gy (em doses acima de 8 Gy, > 90% de
imunossupressão de longo prazo é observada).
A morte ocorre 1-2 meses após a exposição à infecção; anemia não é uma causa
de morte.

 Dose maior que 2 Gy
 Diminui o índice mitótico da medula óssea
 Células que não foram mortas entram em divisão e apresentam uma
regeneração mas por anormalidades morrem e novamente cai o
índice mitótico
 Diminuição das células sanguíneas circulantes devido a falta de
renovação dessas células pela medula óssea

 Dose de corpo inteiro > 2 Gy de uma
única vez causa efeito
o Dentro de 1 ou 2 dias o sistema
imunológico é gravemente
comprometido
o Após 7 até 10 dias ocorrem
sangramentos
 Sensação:
o Comprometimento do sistema
imunológico, sangramentos internos
o Recuperação após transfusão.

 Sintomas em Função da Dose
Dose Sintoma Porcentagem de pessoas expostas
que sentem sintomas
Início pós-exposição
0,5 – 1 Gy
Anorexia 15 – 50% 3 – 18 h
Náusea 5 – 30% 3 – 16 h
Vômito 15 – 20% 4 – 16 h
1 – 2 Gy
Anorexia 50 – 90% 3 – 18 h
Náusea 30 – 70% 3 – 16 h
Vômito 10 – 50% 4 – 16 h
Fadiga e Fraqueza 25 – 60% 3 – 24 h
Sangramento (leve) 10% 1 – 5 semanas
Febre e Infecção 10 – 50% 2 dias – 5 semanas

Dose Sintoma Porcentagem de pessoas expostas que
sentem sintomas
2 – 3,5 Gy
Anorexia 90 – 100% 1 – 48 h
Náusea 70 – 90% 1 – 48 h
Vômito 70 – 90% 1 – 24 h
Diarréia < 10% 4 – 8 h
Fadiga e Fraqueza 50 – 90% 2 h – 6 semanas
Sangramento 10 – 50% 1 – 5 semanas
Febre 10 – 80% 1 – 5 semanas
Infecção 10 – 80% 2 – 5 semanas
Ulceração 30% 3 – 5 semanas

sentem sintomas
3,5 – 5,5 Gy
Anorexia 100% 1 – 72 h
Náusea 90 – 100% 1 – 72 h
Vômito 80 – 100% 1 – 24 h
Diarréia < 10% 3 – 8 h
Fadiga e Fraqueza 90 – 100% 1 h – 6 semanas
Dor de Cabeça 50% 4 – 24 h
Sangramento 50 – 100% 6 dias – 6 semanas
Febre e Infecção 80 – 100% 6 dias – 6 semanas

sentem sintomas
5,5 – 7,5 Gy
Anorexia e Náusea 100% 1 – 72 h
Vômito 100% 1 – 48 h
Diarréia > 10% 1 – 6 h
Fadiga e Fraqueza 100% 1 h – 2 semanas
Dor de Cabeça 80% 4 – 30 h
Sangramento, Febre e
Infecção
100% 10 – 14 dias
Tontura e Desorientação 100% 4 – 48 h

 SINAIS E SINTOMAS
o Anemia - Diminuição do número de glóbulos vermelhos.
o Leucopenia - Diminuição do número de glóbulos brancos.
o Infecção – Por diminuição do número de glóbulos brancos.
o Hemorragia – Por diminuição do número de plaquetas.

 Os elementos figurados do sangue começam a diminuir com o correr dos dias
como consequência da morte de seus progenitores em medula óssea.
o Os linfócitos de sangue periférico são
EXTREMAMENTE RADIOSENSÍVEIS e
morrem por apoptose precocemente (horas
pós irradiação).
IMUNOSSUPRESSÃO
Qual é o risco da linfopenia?

Neutrófilos: valor prognóstico
 Cronologia e intensidade do 1° pico abortivo;
 Presença ou ausência do 2° pico abortivo;
 Tempo transcorrido até que os neutrófilos caiam a um valor de 500 por L.
Qual é o risco da neutropenia?
INFECÇÕES

Plaquetas:
 Normalmente são produzidas 1x1011
por dia e esta produção pode aumentar
10 vezes se a demanda aumentar.
 O comportamento das plaquetas na SRA é similar a dos neutrófilos (1° pico
abortivo e diminuição progressiva) mas não apresentam um 2° pico abortivo.
 Os valores críticos são alcançados aos 30 dias pós irradiação com doses de
1 Gy e entre 10 - 15 dias pós irradiação com doses de 6 Gy.
Qual é o risco da plaquetopenia?
HEMORRAGIAS

Glóbulos Vermelhos:
 Não são radiossensíveis e sua vida média é maior (120 dias).
 A morte de seus progenitores em medula óssea se faz evidente
tardiamente, a medida que são removidos do sangue periférico e não
alcançam ser substituídos.
 Possui um baixo % de glóbulos vermelhos imaturos circulantes
(reticulócitos) que são radiossensíveis e cuja diminuição precoce resulta
um indicador biológico de utilidade.
ANEMIA

Progresso da Síndrome Hematopoiética
Fase Prodrômica
 Após doses de 2 - 8 Gy, a fase prodrômica com seus sintomas
associados (por exemplo, anorexia, náusea, vômito) ocorre tipicamente
dentro de 1 a 5 dias após a exposição.
Fase de Latência
 Esse período assintomático dura 1 a 3 semanas após a fase
prodrômica.

Doença e morte ou recuperação
 Após a fase de latência, começa um período de doença extrema.
 Os sintomas incluem náusea, fadiga, anemia (provocada pela diminuição da
população de glóbulos vermelhos), febre, depilação (queda de cabelo), anorexia
(perda de apetite), cicatrização de feridas prejudicada e hemorragia petequial
(pontual) na pele causada por danos ao revestimento dos capilares.
 A morte, se ocorrer, é normalmente 2 a 6 semanas após a exposição.
 As causas mais prováveis de morte são hemorragia e infecção.
 A hemorragia é causada por danos às células radiossensíveis que revestem os
vasos sanguíneos finos e é agravada pela população reduzida de plaquetas.
 A infecção ocorre porque as bactérias intestinais penetram no revestimento
danificado do trato gastrointestinal.
 Ao mesmo tempo, a capacidade do corpo de combater infecções é reduzida
devido a uma diminuição na população de leucócitos.

 TRATAMENTO
o Transfusão de sangue
o Antibióticos
o Isolamento
 O transplante de medula óssea foi abandonado como tratamento para radio
acidentados

Irradiação de corpo inteiro: Síndrome Gastrointestinal
 Associada a exposições de pelo menos 7 a 10 Gy
 Mecanismo: perda de células-tronco das criptas
intestinais, levando à eventual perda da mucosa
GI
 Si/Sx: diarreia e vômitos levando à desidratação
profunda
 Tem um período de latência de 3 a 5 dias
 Rx: ressuscitação com fluidos (finalmente inútil)
 Sobrevivência: Nenhuma.
o Morte em 1 a 2 semanas após a exposição

 SÍNDROME DO SISTEMA GASTROINTESTINAL
 Dano no sistema de renovação
das células do epitélio intestinal
 Sinais e sintomas
 Dor intestinal, anorexia, náusea, vomito,
diarréia.
 Desidratação e perda de peso.

 Dose de corpo inteiro ou abdômen > 6 Gy
de uma só vez
 Células foliculares morrem, a produção de
epitélio novo fica estagnada
 As células diferenciadas sobreviventes
migram em 5 - 6 dias para a superfície e
são eliminadas
 Sensação:
o Diarreia e vômitos grave, morte por
desidratação.
o Formas leves podem ser tratadas
quando a divisão celular é
restabelecida.
o > 5 Gy também afeta os tecidos
formadores de sangue.

 A síndrome gastrointestinal (GI) está associada a exposições
agudas de corpo inteiro de 8 Gy a 30 Gy.
o As estimativas para o aparecimento da síndrome
gastrointestinal variam de 6 - 10 Gy.
 A morte resulta tanto do dano ao revestimento do trato
gastrointestinal quanto do dano ao sistema hematopoiético.

Descrição do revestimento do trato gastrointestinal
 Grande parte do revestimento do trato gastrointestinal é
coberto por pequenos dedos como projeções chamadas
vilosidades.
o As vilosidades aumentam a área de superfície efetiva
do revestimento e, assim, aumentam a capacidade do
corpo de absorver nutrientes.
 As células na superfície das vilosidades estão
constantemente migrando em direção à ponta das
projeções, onde são descartadas.
o As células-tronco mitoticamente ativas na base das
vilosidades (a área da cripta) substituem as células
perdidas.
o Cada cripta contém 30 - 40 células-tronco.
 A taxa de renovação das células epiteliais é alta - elas
têm uma vida útil média de 7 a 8 dias.

Efeito da radiação no revestimento do trato gastrointestinal
 Exposições agudas suficientemente grandes levam à
morte reprodutiva das células da cripta que se dividem
rapidamente.
 As células que cobrem as vilosidades continuam a ser
removidas, mas não são mais substituídas.
 Essa deterioração do revestimento do trato
gastrointestinal leva à perda de fluido corporal, absorção
inadequada de nutrientes e infecção da flora intestinal
(bactérias).
 Acima de 10 - 12 Gy, as células da cripta são
completamente destruídas.
 Nesse ponto, a morte é certa.

Progresso da Síndrome Gastrointestinal
Fase Prodrômica
 Algumas horas após a exposição, o indivíduo demonstrará uma
perda aguda de apetite, dor de estômago e apatia.
 Várias horas depois ocorrerão, náuseas, vômitos intensos e
diarreia (possivelmente com sangue)
Fase de Latência
 No terceiro dia após a exposição, os sintomas anteriores terão
desaparecido e a vítima parecerá saudável.
 Essa fase assintomática pode durar de 1 a 7 dias.

Doença
 Pode incluir náuseas, vômitos, obstrução dolorosa do íleo (falha do trato intestinal em
mover o conteúdo), diarréia, febre, septicemia (inflamação de todo o corpo devido à
infecção), hemorragia, apatia, anorexia e perda de peso.
 A morte geralmente ocorre dentro de 3 a 12 dias após a exposição.
 Como o mecanismo de renovação celular do trato gastrointestinal foi
completamente destruído e não pode ser substituído, a morte é inevitável.
 As causas de morte incluem perdas de fluidos e eletrólitos devido à destruição do
revestimento do trato gastrointestinal.
 Essas perdas de fluidos também são responsáveis pela perda de peso, diarréia e
espessamento do sangue associados à síndrome GI.
 Existe uma incapacidade de absorver nutrientes.
 Uma causa contribuinte de morte é a infecção, que pode ocorrer dentro de 24 horas
após a exposição, pois as bactérias endógenas que habitam o trato gastrointestinal
invadem o corpo através do revestimento danificado.
 Danos ao sistema hematopoiético reduzem simultaneamente a capacidade do
corpo de lidar com a infecção.

Irradiação de corpo inteiro: Síndrome Cerebrovascular
 Associada a exposições agudas catastroficamente altas
(perto de 100 Gy)
 Mecanismo: danos graves ao SNC, sistemas
cardiovascular e respiratório
 Si/Sx: Ataxia, desorientação, hipotensão, choque e
dificuldade respiratória
 Período de latência de minutos a horas
 Rx: Suporte (fútil)
 Sobrevivência: Nenhuma.
o Fulminante em um dia.

 SÍNDROME DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL ou SÍNDROME NEURO VASCULAR
CEREBRAL
 Principal dano seria a falência do sistema
nervoso central
 Sinais e sintomas
 Irritabilidade, hiperexcitabilidade, desmaios e
coma (consequência de danos em neurônios)

 Dose de corpo inteiro ou cabeça maior que 10 Gy num curto
intervalo de tempo
 Armazenamento de fluídos nas células após algumas horas
 Implica na perda massiva de material – falência do sistema
nervoso central
 Sangramentos, falta de coordenação e movimentos
involuntários
Morte ocorre em horas
Sensações:
Irritação, desorientação, dormência, perda da função motora,
desmaios e coma.
CEREBRAL

Forma Neurovascular
Fase prodromal seguida de um período de depressão transitória ou de
excitação psicomotriz.
Aumento da permeabilidade vascular, edema hemorragias.
Com > 50 Gy: coma e morte em 48 – 72 h.
> 30 Gy
CEREBRAL

Síndrome cerebrovascular (sistema nervoso central)
 Associada a doses acima de 30 Gy para o corpo inteiro.
 Sempre fatal.
 Náusea, vômito, anorexia, desorientação e prostração imediatos e hipotensão
irreversível; a pressão arterial ficará marcadamente instável.
 Poucas horas após a exposição, a vítima estará apática, sonolenta, trêmula,
convulsiva e atáxica.
 Provavelmente entrará em coma.
 A morte provavelmente ocorrerá dentro de 24 a 48 horas.
 Podem ocorrer danos diretos ao cérebro devido à inativação eletroquímica das
células nervosas que resulta de danos às membranas celulares.
 Muito provavelmente, a morte resulta de várias causas, por exemplo, meningite
(inflamação das membranas que cobrem o cérebro), mielite (inflamação da medula
espinhal), encefalite (inflamação do cérebro) e dano vascular.
CEREBRAL

Síndrome cerebrovascular (sistema nervoso central)
 Os vasos sanguíneos do cérebro são danificados por grandes doses
de radiação.
 Como esse dano aumenta a permeabilidade das paredes dos
vasos, o fluido do sangue vaza para a cavidade do crânio (edema)
e causa um aumento da pressão dentro do crânio.
 A morte é em parte devido ao aumento da pressão em certas
áreas do cérebro (por exemplo, o centro respiratório).
 A morte também pode envolver a mudança no suprimento de sangue
para o cérebro.
CEREBRAL

EXPOSIÇÃO AGUDA LOCALIZADA
 Os sinais e sintomas vão depender do tecido ou órgão atingido
É definido como irradiação localizada a sobreexposição de uma
fração limitada do corpo que, mesmo podendo ser grave em si
mesma, não implica “per si” a ocorrência de um quadro sistêmico de
síndrome de irradiação aguda.
 São os eventos radiológicos acidentais mais frequentes e
constituem um desafio no que concerne à avaliação dosimétrica
e à determinação da extensão e profundidade do dano.

 REAÇÃO DA PELE IRRADIADA
o Eritema - 3,5 a 5 Gy
 O tempo de latência depende da dose (horas a semanas)
 Reação – Dilatação dos capilares decorrente da liberação de
histamina pelas células epiteliais danificadas.
o Epilação - 4 a 7 Gy
o Descamação seca – > 10 Gy
o Descamação úmida - (com aparecimento de bolhas) – > 18 a 23 Gy
o Necrose – Maior 30 Gy

 Sintomas iniciais:
 coceira, formigamento, eritema.
 Pode ocorrer eritema transitório (associado a coceira) poucas horas após a
exposição.
 Isso é seguido por uma fase latente e sem sintomas que dura de alguns dias a
várias semanas.
 Após a fase latente, são visíveis
 vermelhidão intensa, bolhas e ulceração do local irradiado.
 É possível que uma terceira ou quarta onda de eritema ocorra nos meses ou anos
subsequentes.
 Enquanto a camada basal da pele não for destruída, a pele se curará sozinha.
 Grandes doses podem causar perda de cabelo permanente, glândulas sudoríparas
danificadas, atrofia, fibrose, diminuição ou aumento da pigmentação da pele e
ulceração ou necrose do tecido exposto.

 Doses de 3 - 8 Gy
 Limite mínimo para eritema (vermelhidão da pele).
 Os efeitos podem ser comparados a uma queimadura de primeiro
grau, ou seja, queimadura de sol.
 Existe uma vermelhidão da pele com possibilidade de descamação
(descamação seca).
 Essa vermelhidão é causada por uma dilatação dos capilares logo
abaixo da superfície da epiderme - provavelmente devido à liberação de
histamina.
 Nenhum tratamento médico é necessário e a pele se recuperará
completamente.

 Na primeira onda de eritema (se ocorrer), a pele fica vermelha 1 a 3
dias após a exposição.
 A vermelhidão começa a desaparecer no final da primeira
semana.
 A segunda fase começa 2 a 3 semanas após a exposição e pode
durar até um mês.
 A segunda onda parece ser devido a danos nos vasos
sanguíneos.
 Talvez os capilares se dilatem para compensar a diminuição do
oxigênio que atinge o tecido, consequência do dano causado pela
radiação às pequenas arteríolas.

 Doses de 10 - 50 Gy
 Os efeitos de doses nesta faixa podem ser considerados semelhantes
aos de queimaduras de segundo grau.
 A primeira onda de eritema ocorre logo após a exposição, enquanto a
segunda fase pode começar na primeira ou segunda semana.
 A segunda fase envolve descamação seca e, em doses mais altas (> 20
– 30 Gy), descamação úmida.
 Essa perda de epiderme se deve à morte da camada germinativa.
 Com a descamação úmida, a perda de epiderme está associada à
ulceração e à exsudação de fluido.
 Em muitos casos, a área afetada é claramente demarcada, formando
um claro contraste com o tecido saudável circundante.

 O tratamento visa manter o tecido limpo, prevenindo infecções e
reduzindo qualquer dor ou irritação que esteja presente.
 A cura levará de semanas a meses.
 Após a recuperação, a pele pode ficar pigmentada e mais suscetível
a lesões.
 O tratamento pode incluir a administração oral de anti-histamínicos
(por exemplo, Loratadina) que pode reduzir a sensação de coceira e
encurtar a duração do eritema.
 Os esteróides tópicos também podem ser usados para aliviar o
eritema.

 Doses acima de 50 Gy
 Os resultados podem ser comparados a uma queimadura de terceiro
grau.
 A dor associada pode ser intensa.
 As células germinativas são destruídas e danos suficientes podem ser
causados para que ocorra a necrose da pele.
 Infecção e gangrena estão entre as preocupações de curto prazo.
 A carcinogênese é a preocupação de longo prazo.
 O tratamento pode exigir enxertos de pele e / ou amputação.
 A morte tardia do tecido pode ocorrer à medida que a fibrose profunda
e a deposição de colágeno reduzem gradualmente o suprimento de
sangue ao tecido.
 Em vez de sarar com o tempo, a condição pode piorar
progressivamente.

o Sequelas após a cura
 Mudança na pigmentação da pele
 Atrofia da epiderme
 Atrofia das glândulas sebáceas
 Atrofia das glândulas sudoríparas
 Atrofia dos folículos capilares
 Fibrose da derme
 Ulceração crônica

Depilação - perda de cabelo
 Doses agudas de 3 - 6 Gy na pele podem levar a uma queda temporária de
cabelo aproximadamente três semanas após a exposição.
 O cabelo deve crescer novamente dentro de um a dois meses após a
exposição.
 O novo cabelo pode ser de uma cor diferente (branco ou cinza) e de uma
textura diferente.
 Doses agudas acima de 7 Gy ou mais levarão a uma queda de cabelo
permanente em três semanas.
 Esses resultados são típicos para exposições da área da barba e do couro
cabeludo.
 Os pelos de outras partes do corpo são afetados com menos facilidade.

EFEITO NAS GÔNADAS IRRADIADAS
 Infertilidade temporária
 Esterilidade total e permanente

 Mulher
 Dose única no intervalo de 1,5 a 2 Gy em ambos os ovários,
o infertilidade temporária com supressão da ovulação por 12 a 36
meses
 Dose única no intervalo de 3 a 8 Gy em ambos os ovários
o esterilidade permanente

 Homem
 Dose de 0,25 Sv nos testículos
o diminuição na contagem de espermatozóides e isto poderá
perdurar por 12 meses
 Dose de 1,5 Gy nos testículos
o infertilidade temporária por 2 a 3 anos
 Dose de 4 a 6 Gy levará à esterilidade permanente.
Essa esterilidade por radiação no homem não produz alterações
significativas no quadro hormonal, libido ou capacidade física.

Esterilidade em homens
 0,1 Gy para as gônadas pode resultar em uma ligeira diminuição na
contagem de esperma.
 0,25 Gy podem reduzir a contagem de espermatozoides em 30% seis
semanas após a exposição.
 0,5 Gy pode causar esterilidade temporária breve em muitos homens.
 A recuperação da espermatogônia e o subsequente aumento na
contagem de espermatozoides para níveis normais podem levar 40
semanas.
 2,5 Gy levam à esterilidade por 1 a 2 anos.
 5 - 6 Gy resulta em esterilidade permanente

Esterilidade em mulheres
 1 - 2 Gy - esterilidade temporária por 1 a 3 anos
 3,5 - 4 Gy - destrói os oócitos primários e secundários e leva à
esterilidade permanente.
Fibroatrofia
 Meses ou anos após a exposição de várias centenas de gray, os
tecidos expostos podem se deteriorar e ser substituídos por
tecido fibrótico.
 O resultado é uma perda gradual da função do tecido.

Esterilidade por radiação – comparação entre homens e mulheres
Homem Mulher
Sistema de autorrenovação: Espermatogônia →
espermatócitos → espermátides →
espermatozóides
Cinética gonadal oposta à dos homens: 3 dias
após o nascimento, todas as células
progrediram para o estágio oocitário; sem mais
divisão celular
Período latente entre a irradiação e a esterilidade Sem período latente
Sem esterilidade temporária em mulheres
Oligospermia e fertilidade reduzida: 0,15 Gy -
Azoospermia e esterilidade temporária: 0,5 Gy -
A recuperação depende da dose (1 ano após 2 Gy) -
Esterilidade permanente: 6 Gy, dose única;
2,5 – 3 Gy, fracionado, 2 – 4 semanas
A radiação pode induzir falência ovariana
permanente; acentuada dependência da idade.
Esterilidade permanente: 12 Gy, pré-puberdade;
2 Gy, pré-menopausa
A indução da esterilidade não afeta o equilíbrio
hormonal, a libido ou a capacidade física
A esterilidade por radiação produz alterações
hormonais como as observadas na menopausa
natural

EFEITO NO FETO IRRADIADO
 Efeito Teratogênico no Feto
 Os efeitos observados dependerão do período de desenvolvimento
do feto
o Deficiência mental
o Defeitos de formação
DETERMINÍSTICOS ESTOCÁSTICOS

 Embriões e fetos são os estágios de vida mais radio-responsivos de um
organismo devido à alta taxa de atividade mitótica.
o Da mesma forma, quaisquer modificações no DNA somático serão
distribuídas entre um grande número de células descendentes.
 Em uma determinada população que não recebe exposição excessiva à
radiação, a taxa de malformação congênita ainda é de 5-6%.
o Portanto, há uma taxa relativamente alta de alteração genética
espontânea (de fundo ou "natural") que leva à malformação.

EFEITOS DA RADIAÇÃO NO EMBRIÃO E NO FETO
Entre os efeitos somáticos da radiação além do câncer, os efeitos sobre o
desenvolvimento do feto são os que mais preocupam.
1. Efeitos letais são induzidos por radiação antes ou imediatamente após a
implantação do embrião na parede uterina ou são induzidos após doses cada
vez mais altas durante todos os estágios do desenvolvimento intrauterino, a
serem expressos antes do nascimento (morte pré-natal) ou por volta do
momento do nascimento (morte neonatal).
2. As malformações são características do período de maior organogênese em
que as principais estruturas do corpo são formadas e, especialmente, da fase
mais ativa de multiplicação celular nas estruturas relevantes.
3. Distúrbios de crescimento e retardo de crescimento, sem malformações,
são induzidos em todos os estágios de desenvolvimento, mas particularmente
na última parte da gravidez.

 Riscos de radiação para o feto:
o Morte fetal
o Malformação congênita
o Efeitos cognitivos/do SNC
o Carcinogênese
o Retardo do crescimento intrauterino
 O risco de qualquer um desses possíveis resultados ruins varia com a
idade gestacional no momento da exposição
o primeiro trimestre > segundo > terceiro

 Os efeitos observados dependerão do período de desenvolvimento do feto.
1. Irradiação na fase de pré-implantação (desde a fecundação até o
décimo dia do desenvolvimento) – Eliminação do embrião (aborto
espontâneo)
2. Irradiação entre 2 e 6 semanas após a concepção podendo levar a
malformação do feto
3. Irradiação entre 8 e 15 semanas após a concepção pode levar a uma
deficiência mental
 Alterações a partir de doses entre 0,12 Sv (120 mSv) e 0,2 Sv (200 mSv).
 Retardo mental grave em cerca de 40% dos indivíduos expostos a doses
acima de 1 Sv.

 Até o dia 12 após a concepção (ou
seja, estágio de pré-implantação e
implantação), a morte celular
significativa induzida por radiação
provavelmente levará à morte do
concepto.
 Doses acima de 300 mGy
provavelmente causarão morte pré-
natal neste estágio.
o Curiosamente, dados limitados
envolvendo altas doses de radiação
(>2500 mGy) sugerem que nenhuma
malformação deletéria seria
esperada caso um concepto tão
jovem sobrevivesse.

 Observe que o desenvolvimento do
sistema orgânico ocorre
principalmente no primeiro trimestre.
o Dentro deste período, cada sistema
orgânico tem um estágio de
sensibilidade máxima.
 Uma dose de 0,1 Gy durante o período
de organogênese principal apresenta
risco significativo de malformação
congênita.
 Incidência de morte fetal por
exposição a 0,1 Gy : 2 em 100 (2%)
 O embrião corre maior risco de morte
induzida por radiação durante as
semanas 3 a 6.
 O desenvolvimento neural começa no
dia 12 e continua até o nascimento.

 Incidência de anormalidades e de
morte pré-natal e neonatal em
camundongos que receberam uma
dose de cerca de 2 Gy de raios X
em vários momentos após a
fertilização.
 A escala inferior consiste nas
estimativas de Rugh dos estágios
equivalentes para o embrião
humano.

 Para minimizar o risco para o feto, a
dose limite durante toda a gravidez
é de 1 mSv (0,1 rem).
 Considera os seguintes riscos
devido a uma exposição fetal:
 Câncer
 Retardo mental
 QI diminuído
 Malformações

Câncer
 Conforme observado no relatório BEIR VII, "No caso de exposições in útero
(exposições ao feto durante a gravidez) o excesso de câncer pode ser
detectado em doses tão baixas quanto 10 mSv [1 rem]“
 Com base no estudo de expectativa de vida da bomba atômica
 O risco relativo em excesso (ERR) por Sv é de 2,1.
 De dez indivíduos no LSS (Life Span Study) expostos no útero que
desenvolveram câncer, nove eram mulheres.
 Resumindo os dados de exposição médica, o UNSCEAR 1996 observou
 Um aumento estatisticamente significativo do risco de leucemia e
 Um aumento de 40% no risco de câncer infantil com doses de 10 a 20
mSv (1 a 2 rem).

Retardo mental
 A evidência do LSS indica que o risco grave de retardo mental é
extremamente pequeno para exposições durante as primeiras sete
semanas após a fertilização.
 O risco observado foi maior durante o período de 8 a 15 semanas após a
fertilização, quando os neurônios do SNC estão aumentando rapidamente
em número.
 Durante o período de 16 a 25 semanas, o risco de retardo mental ainda
existe, mas foi substancialmente reduzido.
 Após 26 semanas, o SNC continua a se desenvolver, mas nenhum risco
aumentado foi observado para aqueles expostos durante este período.
 A ICRP 90 observou que os dados do LSS indicaram um limite para retardo
mental de pelo menos 300 mGy (30 rad) quando a exposição estava no
estágio mais sensível
 Período de 8 a 15 semanas após a concepção.

Perda do QI
 Tratar o retardo mental tanto como / ou como um fenômeno com um limite
de 0,2 a 0,4 Gy pode ser enganoso, pois pode ser considerado como
implicando que doses abaixo desse limite não podem ter efeitos sobre a
inteligência.
 Com relação ao risco de diminuição do QI, a ICRP 103 declarou
 "mesmo na ausência de um verdadeiro limiar de dose, quaisquer
efeitos no QI após doses intrauterinas abaixo de 100 mGy não teriam
significado prático".
 Também observou que "os dados sobre as perdas de QI estimadas em
cerca de 25 pontos por Gy [100 rad] são mais difíceis de interpretar."

QI: se desloca 21 a 33 pontos/Gy entre a semana 8 e 15 por exemplo.
Efeito determinístico cujo limiar se situa entre 0,12 e 0,20 Gy.
DESLOCAMENTO DO QI

Malformações
 Ao nascer, aproximadamente 3% das crianças apresentam algum tipo de
malformação significativa.
 Com o tempo, duas a três vezes esse número demonstram algum tipo
de anormalidade.
 A malformação mais comum observada em humanos devido à exposição
pré-natal à radiação é a microcefalia (diminuição do tamanho da
cabeça).
 Quase todas as crianças microcefálicas também apresentam retardo
mental grave.
 Outras malformações observadas incluem retardo de crescimento,
anormalidades do olho (catarata e alterações da pigmentação da retina)
e malformações genitais e esqueléticas.

Malformações
 A dose mais baixa na qual as malformações foram atribuídas a uma
exposição pré-natal é de aproximadamente 0,05 Gy (5 rad).
 Citando a ICRP 103
 “existem padrões dependentes da idade de radiossensibilidade in
útero com sensibilidade máxima sendo expressa durante o período de
organogênese principal.
 Com base em dados de animais, considera-se que existe um
verdadeiro limiar de dose de cerca de 100 mGy [10 rad] para a
indução de malformações
o Para fins práticos, a Comissão considera que o risco de
malformação após a exposição intrauterina a doses bem abaixo
de 100 mGy [10 rad] não é esperado. ”

Pergunta
Uma mulher recebe 0,35 Gy no abdômen. Ela concebeu há 8 dias. Devido à
exposição, seu feto corre maior risco de:
A. Morte pré-natal
B. Retardo mental
C. Grande anormalidade estrutural
D. Leucemia

Resposta: A. (Morte pré-natal)
Se o concepto sobreviver, ele não correrá maior risco de outras malformações.
o Enquanto os primeiros 12 dias após a concepção tendem a ser "morte ou
nada", o risco de morte por exposição à radiação é, na verdade, mais alto
durante as semanas 3 a 5, o período de organogênese.
A radiossensibilidade, medida pelo risco de induzir uma malformação congênita,
começa a diminuir após 45 dias após a concepção - o risco de anormalidades
congênitas se torna muito pequeno para a maioria dos sistemas orgânicos no
segundo e terceiro trimestres.
O SNC, no entanto, está em risco de 8 a 10 semanas de IG até o nascimento
(nenhuma evidência de comprometimento se exposto antes de 8 a 10 semanas).
Por causa de um período tão longo de vulnerabilidade, não é surpresa que
anomalias estruturais e funcionais do SNC sejam as sequelas mais frequentes de
irradiação embrionária ou fetal. A microcefalia pode ocorrer com ou sem
comprometimento mental.
O cerebelo é particularmente radiossensível. Em relação aos efeitos cognitivos, as
tentativas de quantificar a vulnerabilidade sugerem uma perda de 30 pontos de QI
por Sv.

Efeito no Cristalino dos Olhos
 Dose limiar de 2,5 Gy
o Irradiação por beta de baixa energia
 Efeito:
o Opacificação do cristalino e
o CATARATA
A catarata é caracterizada pelo seguinte:
■ Um limite na dose abaixo do qual o efeito não ocorre.
■ A gravidade do efeito aumenta com a dose acima do limiar.
■ Acredita-se que o efeito seja causado por danos a muitas células.
O limite sugerido pela ICRP é de 2 Gy, entregues em uma única exposição,
ou uma dose maior (5 - 8 Gy) para uma exposição prolongada ou fracionada.

DOSES DE RADIAÇÃO E DANOS ESPERADOS
 0 a 0,25 Sv - Métodos clínicos e laboratoriais não indicam qualquer efeito
 0,25 a 1 Sv – A maioria dos indivíduos não apresentam sintomas.
o Em alguns indivíduos pode haver variação da composição sanguínea
 1 a 2 Gy – Muitos indivíduos apresentam sinais de dano, acentuada
diminuição de glóbulos brancos e vermelho
 4,5 Gy – Dose letal 50 % para indivíduos não tratados
 6 a 8 Gy – Danos no trato gastrointestinal
 8 Gy – Dose letal 100% para indivíduos não tratados
0,02 Sv/ano
20 mSv

 Não apresentam limiar de dose
 Podem se manifestar no indivíduo irradiado ou no seu descendente,
dependendo da célula atingida
 Provocados por doses baixas com tempo de exposição longo ou
 Indivíduos que sobreviveram a uma dose aguda
o Caracteriza-se por apresentar um tempo de latência muito longo
o São verificados estatisticamente

 Câncer
 Efeitos hereditários

 Porque a radiação pode provocar o câncer??

 CÂNCER
Desenvolvimento do câncer

 CÂNCER
 O aparecimento de um câncer pode demorar até 40 anos após a
exposição à radiação ionizante (Efeito Tardio).
 A forma de câncer que ocorre mais precocemente é a Leucemia
com um tempo de latência entre 6 e 12 anos.

 CÂNCER
 Carcinogênese
o Efeitos observados em populações expostas
 Câncer cutâneo.......... Radiologistas (raio X)
 Câncer pulmonar........ Mineiros (radônio)
 Câncer ósseo.............. Pintores de relógios (Ra)
 Câncer hepático......... Pacientes Torotrast (Th)
 Leucemia.................... Hiroshima e Nagazaki

 CÂNCER
 Carcinogênese
o Efeitos observados
 Formas de câncer com maior incidência entre os sobreviventes das
bombas atômicas
 Leucemia
 Tireóide
 Mama
 Pulmão

 Coeficientes de Risco para efeitos estocásticos em órgãos ou tecidos

 Fator de Ponderação para Tecidos ou Órgãos, wT

 MUTAÇÃO
 Qualquer alteração do material genético das células
o Radiação Ionizante induz mutações
 Agentes mutagênicos
o Agentes físicos, químicos e biológicos

 Gônadas irradiadas
 Mutação nas células das
Gônadas
o Alterações ocorridas nas
células dos ovários e
testículos levam a formação
de óvulos e espermatozóides
danificados
 Se gametas com DNA alterado
são usados na concepção todas
as células do novo organismo
carregam essa alteração,
portanto o dano é transmitido
para as gerações futuras.

 TIPOS DE MUTAÇÕES
 Mutações Gênicas
o Alteração química de um único gen
 Mutações ou Aberrações cromossômicas
o Modificação dos cromossomos em número ou qualidade
 Dominantes - Anidria, Retinoblastoma
 Recessivas - Surdo-mudez, Albinismo
 Ligadas ao sexo – Hemofilia, Daltonismo
Autossômica dominante: a doença é causada por uma mutação em um único gene em um
cromossomo.
Autossômica recessiva: a doença é causada por uma cópia defeituosa do mesmo gene de cada
pai.
Ligada ao sexo: os homens têm um cromossomo X, então uma mutação pode causar a doença; as
mulheres têm dois X, então dois genes mutantes são necessários para causar a doença.

Efeito Hereditário Exemplo
Mutações genéticas*
Única dominante 736 (753) Polidactilia, coreia de Huntington
Recessiva 521 (596) Anemia falciforme, doença de Tay-Sachs, fibrose cística,
retinoblastoma
Ligada ao sexo 80 (60) Daltonismo, hemofilia
Alterações cromossômicas
Muitas ou poucas Síndrome de Down (cromossomo 21 extra), principalmente morte
embrionária
Aberrações cromossômicas, anormalidades
físicas
Morte embrionária ou retardo mental
Translocação Robertsoniana
Multifatorial
Anomalias congênitas presentes no nascimento Defeitos do tubo neural, lábio leporino, fenda palatina
Doenças crônicas de início na idade adulta Diabetes, hipertensão essencial, doença cardíaca coronária
*Os números a seguir aos tipos de mutações genéticas referem-se a várias doenças humanas conhecidas por
serem causadas por essa mutação. Os números entre parênteses referem-se a possíveis doenças adicionais.

ESTIMATIVAS DE RISCOS HEREDITÁRIOS DA ICRP
■ População total 0,2%/Sv
■ População ativa 0,1%/Sv
■ Com base em:
■ Riscos hereditários para as duas primeiras gerações.
■ Esperança de vida 75 anos; idade reprodutiva 30 anos.
■ População total 30/75 da população reprodutiva.
■ População ativa (30 - 18)/75 da população reprodutiva.

Resposta imediata
 O tratamento de primeiros socorros para lesões físicas deve ter prioridade máxima.
 Se a contaminação externa for possível, ela deve ser detectada e eliminada.
 Pode-se considerar a administração de um sedativo leve.
Estimativa de dose
 A proteção radiológica não prescreve tratamento médico.
 Essa é a responsabilidade do médico.
 Uma vez que o indivíduo exposto esteja sob os cuidados de um médico, o papel da
proteção radiológica é
 ajudar a obter uma estimativa da dose inicial e
 fornecer qualquer assistência que seja solicitada.
 A estimativa da dose pode ajudar a determinar o curso apropriado a seguir durante
o contato inicial com o indivíduo exposto.
 Uma determinação mais detalhada da dose pode ser necessária posteriormente
para ajudar a orientar o tratamento médico.
PAPEL DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA APÓS EXPOSIÇÕES AGUDAS

 Avaliar possível incorporação
 Se houver potencial para o material radioativo entrar no corpo, a proteção
radiológica pode estar envolvida na quantificação da incorporação potencial.
 Esta avaliação pode envolver alguns procedimentos ou todos dos seguintes:
 Bioensaio in vitro:
• Análise de cotonetes nasais
• Análise de urina
• Análise de fezes
• Análise de sangue (possível, mas não prática padrão)
 Bioensaio in vivo:
• Contagem de corpo inteiro
 “Os esfregaços nasais devem ser sempre colhidos e analisados prontamente,
 Como regra prática as narinas anteriores contêm aproximadamente 5% da
atividade inalada total, até uma ou duas horas após a inalação.” (Ricks et al
2002).
 Roupas potencialmente contaminadas, curativos, etc. devem ser ensacados,
etiquetados e analisados.
PAPEL DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA APÓS EXPOSIÇÕES AGUDAS

DANO FINAL
 DEPENDERÁ DE
 Dose total recebida
 Taxa de dose
 Localização da fonte
 Parte do corpo irradiada
 Idade
 Sexo
 Condições gerais do indivíduo
 Danos adicionais provocados por outras causas
o (Ex. queimaduras por calor + radiação)

DOSIMETRIA BIOLÓGICA
 É importante correlacionar os efeitos genéticos observados do
biomarcador estudado com a dose de radiação ionizante recebida.
 O cálculo desta dose é sempre aproximado e poderá dar uma ideia da
ordem de grandeza da exposição a que a população foi sujeita.
 Várias curvas dose - resposta, obtidas em condições experimentais
usualmente standard, são descritas para o ensaio citogenético escolhido
(dicêntricos, micronúcleos, etc.).
 Em relação a exposição a RI o biomarcador de excelência que é mais
comumente utilizado, é
o a formação de cromossomas dicêntricos nos linfócitos do sangue
periférico.
 Limitação – extrapolação para situações que ocorreram in vivo (exposição
aguda ou crônica) para doses obtidas através de parâmetros matemáticos
resultantes de estudos de genotoxicidade elaborados in vitro

 Modelo linear-quadrático
 Curva dose-resposta para aberrações cromossômicas em linfócitos
humanos produzida pela radiação gama (baixa LET) (adaptado de
Hall, 1994).

 Preparação de Amostras

 Curva dose – resposta para a população portuguesa usando como
bioindicador o número de cromossomas dicêntricos.
16 doadores 11 200 metáfases completas (46 cromossomas)

 Curva dose – resposta para a população portuguesa usando como
bioindicador o número de células binucleadas com micronúcleo.
16 doadores  128 000 células binucleadas

 Estimativa de Dose em caso de Exposição

MEIA-VIDA BIOLÓGICA E EFETIVA
 A meia-vida biológica de uma substância é o tempo que leva para que
metade da substância saia do compartimento de um organismo vivo.
o Um compartimento pode ser um órgão ou parte do corpo de
interesse.
 A constante de decaimento biológico é similar à constante de
decaimento radioativo e fornece a probabilidade de uma substância
unitária deixar um compartimento biológico no tempo unitário.
𝑇 𝑏=
ln 2
𝜆𝑏

 A meia-vida efetiva de um radionuclídeo no compartimento de um
organismo vivo é responsável pela meia-vida biológica e radioativa do
radionuclídeo.
o As meias-vidas físicas e biológicas inversas são adicionadas para
proporcionar uma meia-vida efetiva inversa:
1
𝑇𝑒
=
1
𝑇 𝑓
+
1
𝑇𝑏
 As constantes de decaimento físico e biológico são adicionadas para
fornecer a constante de decaimento efetiva:
𝜆𝑒=𝜆𝑓 + 𝜆𝑏
MEIA-VIDA BIOLÓGICA E EFETIVA

EXERCÍCIOS MÓDULO 2
Quando é considerado que uma célula perdeu sua integridade reprodutiva?
a) Quando não pode emigrar para outro tecido.
b) Quando já não é capaz de se dividir.
c) Quando possui alterada a membrana citoplasmática.
d) Quando perdeu sua capacidade funcional.
SOLUÇÃO: b)

Das seguintes moléculas que podem ser lesionadas como consequência da exposição
à radiação qual é a que possui maiores consequências biológicas?
a) Os ácidos graxos.
b) O DNA (ácido desoxirribonucleico).
c) As vitaminas.
d) As proteínas.
SOLUÇÃO: b)

A radiossensibilidade celular em geral é:
a) Dependente do tamanho da célula
b) Proporcional ao diâmetro do núcleo.
c) Dependente do grau de diferenciação celular.
d) Independente da fase do ciclo celular.
SOLUÇÃO: c)

.Os efeitos estocásticos são relacionados com:
a) as alterações do citoplasma da célula.
b) a letalidade celular.
c) a esterilidade.
d) as mutações no material genético.
SOLUÇÃO: d )

Os efeitos determinísticos são relacionados com:
a) a letalidade celular.
b) o aparecimento de câncer.
c) as mutações cromossômicas.
d) o desenvolvimento de células cancerígenas.
SOLUÇÃO: a)

Os efeitos estocásticos hereditários se caracterizam por que:
a) Aparecem na descendência do individuo irradiado.
b) Aparecem no individuo que sofreu a irradiação.
c) São produzidos mediante a exposição a doses altas de radiação.
d) São consequência da morte de um número elevado de células.
SOLUÇÃO: a

Qual população celular das citadas é mais radiorresistente?
a) População com capacidade de se auto manter.
b) População com alta capacidade de divisão.
c) População em trânsito.
d) População altamente diferenciada.
SOLUÇÃO: d

Qual das seguintes síndromes é produzida com doses mais baixas de radiação?
a) Síndrome gastrointestinal.
b) Síndrome da medula óssea.
c) Síndrome do sistema nervoso central.
d) A que afeta ao tecido muscular.
SOLUÇÃO: b

Em que período do desenvolvimento o embrião é mais suscetível a que sejam induzidas
anomalias congênitas por efeito das radiações?
a) Antes da implantação do óvulo na mucosa do útero.
b) Imediatamente antes do parto.
c) Durante a fase de organogêneses.
d) Quando o feto está se desenvolvendo.
SOLUÇÃO: c

A ICRP para estimar o risco de efeitos estocásticos em doses baixas de radiação
considera que:
a) Existe uma dose limiar para efeitos estocásticos que abaixo da qual estes nunca serão
produzidos.
b) Existe uma relação linear com a dose e não existe dose limiar.
c) Existe uma relação quadrática com a dose e um limiar de dose.
d) Não existe dose limiar, sendo o efeito dependente do quadrado da dose recebida.
SOLUÇÃO: b

Com relação à dose absorvida em gray é falso dizer:
a) D > 10 Gy – Síndrome do Sistema Neuro Vascular
b) 6 < D < 10 Gy – Síndrome do Sistema Gastro Intestinal e Pulmonar
c) D < 1 Gy – Ausência de Sintomas
d) 2 < D < 4 – Reações Leves Generalizadas
e) 4 < D < 6 Gy – Síndrome Hematopoiética Grave
Solução (d)

Com relação à dosimetria citogenética pode-se afirmar que:
a) É o método mais sensível para se determinar a dose média em caso de exposições acidentais elevadas
b) Permanece por mais tempo em células de baixa taxa de reprodução.
c) Não é indicada para situações onde a incorporação ocorre por inalação.
d) O tempo transcorrido entre o momento da irradiação e a realização do exame é um fator muito importante.
e) Todas as alternativas estão certas
Solução (e)

Qual dos efeitos não é determinístico
a) Catarata
b) Eritema
c) Esterilidade
d) Leucemia
e) Escamação
Solução (d)

Por que existe limiar de dose para o aparecimento dos efeitos determinísticos ?
a) Porque as células precisam de um tempo longo para se recuperar
b) Porque basta que uma célula seja danificada para que o efeito ocorra
c) Porque o efeito só ocorre após irradiações fracionadas
d) Porque precisa que muitas células morram para o sintoma aparecer
e) Porque o efeito só ocorre após irradiações agudas
Solução (d)

São exemplos de efeitos determinísticos na pela, exceto:
a) Descamação seca ou úmida
b) Vermelhidão
c) Infecções primárias
d) Necrose
e) Bolhas
Solução (c)

TLE – transferência de energia linear, também conhecida como LET (linear transferência energy)
é medido em keV/cm. Qual das radiações abaixo possui maior TLE ?
a) Radiação alfa
b) Radiação beta
c) Raios X
d) Raios gama
e) Próton
Solução (a)

Em geral, as células do corpo mais suscetíveis ao dano pela radiação
são aquelas encontradas em:
a)tecidos rígidos ou semi rígidos
b)tecido muscular
c)tecidos que se dividem rapidamente
d)tecido altamente especializado
e)tecido nervoso
Solução (c)

Um indivíduo que recebe uma dose aguda de corpo inteiro de
aproximadamente 8 Gy provavelmente sofrerá os sintomas de que
tipo de síndrome aguda da radiação?
a)subclinica
b)hematopoiética
c)gastro intestinal
d)sistema nervoso central
e)a exposição não é suficiente para apresentar síndrome
Solução (c)

Quais dos seguintes tecidos é o mais radiossensível?
a)Sistema nervoso central
b)Coração
c)Esqueleto
d)Tireóide
e)Hematopoiético
Solução (e)

A ação indireta da radiação esta relacionada com:
a)efeitos dos radicais livres
b)efeitos da radiação espalhada
c)excitação de uma molécula por um elétron
d)efeito sistêmico causado pela emissão secundária
e)efeitos biológicos relativos de diferentes tipos de radiação
Solução (a)

O efeito mais provável da irradiação durante o período de
desenvolvimento embrionário é:
a)carcinogênese
b)retardamento no crescimento
c)mal formação
d)retardamento mental
e)aborto espontâneo
Solução (e)

Numa célula de mamífero, o alvo mais sensível para o dano causado
pela radiação é:
a)parede celular
b)retículo endoplasmático
c)mitocôndria
d)complexo de Golgi
e)ácido desoxiribonucleico (DNA)
Solução (e)

1) A irradiação de útero de uma mulher grávida pode causar uma
série de enfermidades, qual delas não é possível:
a)leucemia
b)organomegalia
c)síndrome de Down
d)microencefalia
e)morte intra uterina
Solução (c)

Sobre os efeitos estocásticos da radiação é falso dizer:
a)não existe um limiar de dose estabelecido
b)a indução de câncer é um exemplo deste efeito
c)a formação de catarata não se enquadra como um exemplo
deste efeito
d)a probabilidade de ocorrência é uma função direta da dose
e)doses elevadas produzem uma gravidade maior para estes
efeitos num indivíduo
Solução (e)

Sobre os efeitos biológicos produzidos pela radiação ionizante do tipo de baixa
transferência de energia linear (LET) é CORRETO afirmar que eles ocorrem
principalmente como consequência dos danos causados pela:
a) Ação direta da radiação ionizante em proteínas celulares críticas.
b) Ação direta da radiação ionizante em lipídeos da membrana plasmática.
c) Ação direta da radiação ionizante no citoplasma.
d) Ação direta da radiação ionizante no ácido desoxirribonucleico (DNA).
e) Ação indireta da radiação ionizante em lisossomos.
Resposta D

Sobre a eficácia biológica relativa (Relative Biological Effectiveness – RBE),
assinale a alternativa CORRETA.
a) RBE é um conceito usado para expressar o fato de que doses iguais de
diferentes tipos (qualidades) de radiação produzem diferentes níveis de dano
biológico.
b) A RBE de uma radiação “A” (radiação A) é definida como a razão onde Dreferência
e Dradiação A são, respectivamente, a dose de radiação de referência e a dose de
radiação “A” requeridas para produzir um mesmo efeito biológico.
c) A RBE para uma determinada radiação depende de vários fatores, entre os
quais dose, taxa de dose, número de frações, sistema biológico e efeitos
biológicos considerados.
d) O fator de peso de radiação (wR) é utilizado para expressar, de forma
simplificada e para fins de proteção radiológica, as diferenças na efetividade
biológica relativa (RBE) de diferentes tipos (qualidades) de radiação.
e) Todas as afirmativas apresentadas nos itens (a) a (d) acima estão corretas.
Resposta: E

Em relação aos efeitos determinísticos (reações tissulares) da radiação
ionizante, assinale a alternativa INCORRETA:
a) Têm origem em mutações não letais induzidas pela radiação ionizante em
células germinativas.
b) Ocorrem apenas após exposição a doses acima de um determinado valor,
chamado de limiar de dose.
c) Acima do limiar de dose, a severidade do efeito aumenta com a dose.
d) Acima do limiar de dose, a frequência do efeito aumenta com a dose.
e) Alguns exemplos são lesões na pele (como eritema e descamação),
leucopenia e esterilidade temporária ou permanente.
Resposta: A

Em relação à indução de câncer pela exposição à radiação ionizante, assinale a
alternativa INCORRETA.
a) A principal fonte de dados sobre a indução de câncer pela exposição à
radiação ionizante em humanos são os estudos com os sobreviventes das
exposições atômicas ocorridas em Hiroshima e Nagasaki.
b) O intervalo de tempo entre a exposição à radiação e o aparecimento
subsequente de câncer radioinduzido é chamado de período de latência.
c) Para fins de proteção radiológica considera-se que a curva dose-resposta
para a indução de tumores sólidos pala exposição à radiação ionizante é
linear, sem limiar de dose.
d) O risco por toda a vida de desenvolvimento de um câncer radioinduzido é, de
modo geral, tão maior quanto mais jovem for o indivíduo no momento da
exposição.
e) A severidade de um câncer induzido pela radiação ionizante é proporcional à
dose absorvida no órgão ou tecido exposto.
Resposta: E

A Tabela abaixo apresenta valores característicos de transferência de
energia linear (LET) para alguns tipos de radiação:
Radiação LET (keV/µm)
Raios gama do Cobalto-60 0,2
Raios X - 250 keV 2,0
Prótons - 10 MeV 4,7
Prótons - 150 MeV 0,5
Partículas alfa - 2,5 MeV 166
Íons de Ferro – 2 GeV (radiação espacial) 1000
A partir dessas informações, é INCORRETO afirmar que:
a) Quanto maior a energia dos prótons, menor a LET e, portanto, menor a sua efetividade biológica relativa
(RBE)
b) Quanto maior a energia de uma radiação ou partícula, maior o LET e, portanto, maior a sua eficácia
biológica
c) A eficácia biológica relativa dos raios gama do cobalto-60 é cerca de 10% daquela dos raios X de 250 keV
d) Em termos de danos biológicos, a exposição à radiação espacial é cerca de 500 vezes maior que a
exposição à radiação X de 250 keV
e) Apesar de ambas serem radiações eletromagnéticas, a exposição à radiação gama e à radiação X pode
causar danos biológicos distintos, de gravidade diretamente proporcional ao LET.
Resposta: (b)

Assinale a afirmativa INCORRETA:
a) O risco de câncer é expresso em termos de dose efetiva.
b) A dose coletiva é o produto da dose efetiva média pelo número de pessoas expostas.
c) No material do tecido humano atingido pela radiação ionizante podem surgir elétrons, íons livres,
radicais livres e energia cinética decorrente da transferência de energia por colisões.
d) O dano radiológico produzido em uma pessoa não se transmite a outra pessoa.
e) Indivíduos que recebem a mesma dose de radiação apresentam os mesmos efeitos biológicos.
Resposta: (e)

Assinale a afirmativa INCORRETA:
a) A presença de oxigênio durante uma exposição à radiação pode contribuir para tornar
permanente o dano produzido por radicais livres no organismo. Na ausência de oxigênio, esse dano
pode ser reparado.
b) A transferência linear de energia, TLE, é a energia transferida por unidade de comprimento do
percurso da radiação ionizante no meio irradiado.
c) A eficácia biológica relativa, EBR, é a razão entre uma dose de radiação de referência necessária
para produzir um determinado efeito e uma dose de outro tipo de radiação necessária para produzir
o mesmo efeito.
d) Os efeitos biológicos em função do valor da dose e forma de resposta são classificados em
somáticos e hereditários.
e) O conceito de DL50 reflete a dose associada a uma taxa de mortalidade de 50% da população
exposta.
Resposta: (d)
Do ponto de vista da característica dose resposta:
Os efeitos somáticos podem ser:
 Estocástico
 Determinístico

Vinte milhões de pessoas na Escandinávia foram expostas a uma dose efetiva média de 7
μSv, em decorrência do acidente de Chernobyl. Considerando um risco de incidência de
câncer mortal da ordem de 0,05/Sv, o risco associado ao desenvolvimento dessa doença na
Escandinávia em função desse acidente é de:
a) 3,5 em 10 000 000
b) 5 em 100 000
c) Zero
d) 3,5 em 10 000
e) 5 em 10 000
Resposta: (a)
Ou seja, o risco de desenvolver câncer é 3,5 casos em uma população de 107
(10 000 000)pessoas.

O risco de morte associado ao câncer letal em IOEs é estimado em 4,1x10-2
/Sv. Considerando
que um IOE foi submetido ao limite de dose máximo admitido em um ano, sabendo que a
dose média em 5 anos consecutivos foi de 20 mSv, calcule o risco de desenvolvimento de
câncer letal para esse trabalhador:
a) 50 em 100.000 IOEs
b) 82 em 100.000 IOEs
c) 20 em 100.000 IOEs
d) 205 em 100.000 IOEs
e) 0 em 100.000 IOEs
Resposta: (d)
Ou seja, o risco de desenvolver câncer é 205 casos em uma população de 105
(100 000) IOE.

Associar as alternativas a seguir com (1) se for efeito estocástico e
(2) se for determinístico:
A gravidade do dano é dependente da dose
A probabilidade de ocorrência é proporcional à dose
Eritema e escamação seca necessitam uma dose limiar para sua ocorrência
Não existe limiar de dose para sua ocorrência
São efeitos causados por irradiação total ou localizada de um tecido, causando um grau de morte celular
não compensado pela reposição ou reparo ao dano, com prejuízos detectáveis no funcionamento do
tecido ou órgão
a) 21221
b) 12121
c) 12212
d) 21212
e) 21222
Resposta: (d)

Assinale a alternativa INCORRETA:
a) O efeito biológico produzido por uma radiação de alto LET é maior que para radiação de baixo
LET.
b) Efeitos somáticos surgem do dano nas células do corpo, quando a resposta biológica se faz
sentir tempos depois da exposição,
c) Efeitos genéticos são efeitos que surgem na descendência da pessoa irradiada, como resultado
do dano produzido pela radiação em células dos órgãos reprodutores.
d) Todo dano causado ao DNA gera dano biológico.
e) A leucemia, enfermidade que ocorre devido à exposição crônica da radiação é um dos fatores
que justifica a realização de exame de sangue periódico como um dos controles médicos
ocupacionais.
Resposta: (d)

Em relação aos efeitos biológicos podemos considerar como afirmações VERDADEIRAS:
A. Um fator de ponderação 20 atribuído à radiação é mais danoso do que um fator 1.
B. A RBE para efeitos determinísticos, geralmente não excede a 10.
C. Os efeitos estocásticos não possuem um limiar de dose.
D. O fator de ponderação da radiação é estabelecido em relação aos efeitos biológicos e é definido
para baixas doses de radiação.
E. O fator de ponderação dos raios X e radiação beta menos é igual a 1.
a) Todas as alternativas estão erradas
b) As alternativas A, B e E estão erradas
c) As alternativas B e D estão erradas
d) Somente a alternativa E está certa
e) Todas as alternativas estão certas
Resposta: (e)

Considerando que a Eficácia Biológica Relativa das radiações X e Z são respectivamente 0,4 e
0,8. Assinale a alternativa que contém a relação entre as doses absorvidas Dx e Dz:
a) 4/8
b) 8/2
c) 16/64
d) 64/16
e) É o dobro
Resposta: (e)
Relação

Classifique os efeitos radioinduzidos abaixo como estocásticos ou determinísticos, e assinale
a alternativa que corresponde às associações CORRETAS:
1. Catarata
2. Efeitos hereditários
3. Fibrose tissular
4. Câncer de pulmão
5. Eritema
6. Esterilidade
a) Determinísticos: 3; 5; 6 . Estocásticos: 1; 2; 4
b) Determinísticos: 1; 3; 5 . Estocásticos: 2; 4; 6
c) Determinísticos: 1; 3; 5; 6 . Estocásticos: 2; 4;
d) Determinísticos: 1; 5; 6 . Estocásticos: 2; 3; 4
e) Determinísticos: 3; 5 . Estocásticos: 1; 2; 4; 6
Resposta: (c)

Assinale a alternativa CORRETA:
a) O surgimento dos efeitos biológicos da radiação no ser humano significa necessariamente uma
doença
b) As queimaduras na pele decorrentes da manipulação de fontes de irídio-192 em acidentes com
irradiações de gamagrafia aparecem poucos segundos após o ocorrido
c) A reação de um indivíduo à exposição de radiação depende unicamente da quantidade total de
radiação recebida
d) O efeito biológico da radiação constitui a resposta natural de um organismo, ou parte dele, a
um agente agressor ou modificador
e) Se um indivíduo é exposto à radiação gama, com redução de leucócitos, hemácias ou
plaquetas, é certo que posteriormente ocorrerá morte celular.
Resposta: (d)

A Figura abaixo ilustra a variação da eficácia biológica relativa (RBE) com a transferência
linear de energia (LET) para sobrevivência de células de origem humana, que é similar ao de
vários mamíferos. As curvas 1, 2 e 3 se referem aos níveis de sobrevivência celular de 0,8;
0,1; e 0,01, respectivamente.
Analise as afirmativas abaixo e selecione V para as verdadeiras e F
para as falsas
( ) A RBE é máxima para LET em torno de 400 keV/µm
( ) As curvas 1, 2 e 3 ilustram que o LET não é o único fator decisivo para a
magnitude de uma resposta biológica
( ) O RBE aumenta com o aumento da LET até um máximo de 100 keV/µm,
decaindo para valores maiores de LET
A sequência está CORRETA em:
a) F, V, V
b) V, V, F
c) F, F, F
d) V, V, V
e) F, V, F
Resposta: (a)

Identifique a afirmativa INCORRETA entre as alternativas abaixo:
a) O tempo entre a quebra de ligações químicas e a expressão do efeito biológico pode ser de
horas, dias, meses, anos ou mais de uma geração.
b) Se o resultado da quebra de ligações químicas é a morte celular, o efeito biológico pode ser
expresso após horas a dias, quando a célula danificada tenta se dividir.
c) Se o dano da radiação for oncogênico, sua expressão como um câncer pode demorar anos para
se manifestar.
d) Se o dano for uma mutação em uma célula somática, as alterações hereditárias resultantes
podem ou não ser expressadas por muitas gerações.
e) A cadeia de eventos que leva a uma alteração biológica é iniciada pela ionização ou excitação de
átomos de alvos celulares críticos, dos quais o mais importante é o DNA.
Resposta: (d)

Considerando as afirmativas abaixo, assinale a alternativa CORRETA:
I: Para uma mesma quantidade de radiação os efeitos biológicos resultantes podem ser
distintos
II: Na irradiação de alimentos, as doses aplicadas são da ordem de 2 Gy
III: Toda a energia transferida pela radiação ao tecido humano induz excitações, alterando a
estrutura molecular
IV: O conceito de detrimento utilizado em radioproteção, envolve a combinação da
probabilidade de ocorrência, severidade e tempo de manifestação de um determinado dano.
a) I; II; III; IV
b) I; II; III
c) II; IV
d) I; III
e) I; IV
Resposta: (e)

Analise as seguintes afirmativas e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas:
( ) Entre os efeitos determinísticos resultantes da ação localizada das radiações ionizantes em
seres humanos, temos a esterilidade (temporária ou permanente), a ocorrência de catarata,
queimaduras na pele (eritema) e epilações.
( ) Se o reparo de um dano induzido pela radiação no DNA é feito de maneira correta e em tempo
curto, este poderá voltar à sua composição original, dividindo-se de maneira descontrolada,
dando origem a uma célula cancerígena
( ) Efeitos estocásticos são ocasionados por um grau elevado de morte celular
( ) Os efeitos somáticos ocorrem para exposições a altas doses de radiação (da ordem de Gy)
Assinale a alternativa que apresenta a sequência de letras CORRETA.
a. a) V; V; F; F
b. b) F; F; V; V
c. c) V; F; F; V
d. d) F; V; V; F
e. e) V; V; V; V
Resposta: (c)

Qual dos seguintes eventos precede alterações radioinduzidas na molécula de ADN – ácido
desoxirribonucleico (deoxyribonucleic acid – DNA)?
a) Formação de radicais livres
b) Tentativa de reparo
c) Reparo defeituoso
d) Sobrevivência celular normal
e) Morte celular.
Resposta: (a)

Qual das equações representa corretamente a comparação entre a eficácia biológica
relativa – EBR (relative effectiveness – RBE) de tipos diferentes de radiação na produção
da mesma extensão de um determinado efeito biológico? Considerar nas alternativas a
seguir “D” como sendo a dose absorvida.
a) EBR1 + EBR2 = D2 + D1
b) EBR1 – EBR2 = D1 – D2
c) EBR1/EBR2 = D2/D1
d) EBR1 x EBR2 = D1 x D2
e) EBR1 x D2 = EBR2 x D1
Resposta: (c)

Em relação à descrição matemática do comportamento dos efeitos biológicos que
resultam em tumores cancerosos, analise as afirmativas a seguir:
I – Para valores de dose muito baixos, por não se ter dados experimentais inequívocos, para
efeitos de proteção radiológica assume-se que a probabilidade de incidência de câncer seja
proporcional à dose absorvida.
II – Na região de doses elevadas, com dados obtidos das vítimas de Hiroshima e Nagasaki,
acidentes radiológicos e experiências em laboratório, a probabilidade de incidência de câncer
varia, na maioria dos casos, com o quadrado da dose.
III – Para doses muito elevadas, a probabilidade de indução de câncer decresce devido à alta
frequência de morte celular, que impede a evolução para um câncer.
Estão CORRETA(S) a(s) afirmativa(s):
a) I apenas
b) II e III apenas
c) I e III apenas
d) III apenas
e) I, II e III
Resposta: (e)

Horas após atuarem na tentativa de contenção do incêndio ocorrido na usina nuclear de
CHERNOBYL, bombeiros apresentaram sintomas tais como vômitos, inflamação e ulceração
de pele, queda de cabelos, hemorragia e predisposição a infecções, que se tornaram mais
graves com o passar dos dias. Sobre estes efeitos é CORRETO afirmar que:
a) Os bombeiros apresentaram efeitos do tipo estocásticos, cuja gravidade é função do aumento da
dose.
b) É possível afirmar que os bombeiros apresentaram efeitos imediatos, mas não se pode
diferenciar se são dos tipos estocásticos ou determinísticos.
c) Os efeitos apresentados são dos tipos determinísticos, para os quais não existe limiar de dose,
qualquer valor de dose contribui com a gravidade do efeito.
d) Os bombeiros apresentaram efeitos determinísticos esperados para exposições de corpo inteiro
de indivíduos adultos a altas doses (> 1 Gy).
e) Os efeitos são do tipo genético, uma vez que são decorrentes da alteração do ADN – Ácido
Desoxirribonucleico (deoxyribonucleic acid – DNA) das células expostas.
Resposta: (d)

A respeito das características gerais dos efeitos biológicos
provocados pela radiação ionizante, numere a segunda
coluna de acordo com a primeira:
1-Especificidade Nem todas as células, tecidos, órgãos ou organismos respondem
igualmente à mesma dose de radiação
2-Reversibilidade Os efeitos biológicos das radiações podem ser provocados por outros
agentes físicos, químicos ou biológicos
3-Transmissividade Certos efeitos exigem, para se manifestar, que a dose de radiação seja
superior a uma dose mínima
4-Radiossensibilidade A maior parte das alterações causadas pelas radiações ionizantes que
afetam células e organismos não é herdada por outras células e
organismos
5-Limiar A célula possui mecanismos de reparo
a) 1, 4, 5, 3, 2
b) 1, 4, 3, 5, 2
c) 1, 4, 2, 3, 5
d) 4, 1, 5, 3, 2
e) 4, 5, 1, 3, 2
Resposta: (d)

Para propósitos de proteção radiológica, a eficácia biológica relativa (relative
biological effectiveness – RBE):
a) É um parâmetro mensurável, dado em keV.µm-1
.
b) Pode ser utilizada para quantificar a influência da qualidade de radiação nos sistemas
biológicos.
c) É um parâmetro independente da Transferência de Energia Linear (Linear Energy Transfer
– LET).
d) É a medida relativa da efetividade de um mesmo tipo de energia de radiação em induzir
diferentes efeitos à saúde.
e) É sempre utilizada para avaliar a evolução da gravidade de um efeito biológico em função
do tempo.
Resposta: (b)

O gráfico a seguir apresenta curvas dose-resposta para radiação
de alta e baixa transferência de energia linear (linear energy
transfer – LET)
Assinale a alternativa que representa a maior probabilidade
de indução de efeito estocástico em função da dose
hipotética X.
a) Dose única, independente do LET da radiação
b) Dose única de radiação de baixo LET
c) Doses fracionadas de radiação de baixo LET
d) Dose única de radiação de alto LET
e) Doses fracionadas de radiação de alto LET.
Resposta: (e)

Considerando que a meia vida do I-125 é de 60 dias e que a meia vida biológica desse
radioisótopo é de 3 dias, o tempo necessário para que a atividade remanescente no
organismo de um indivíduo decaia a 1/100 do valor inicial é de aproximadamente:
a) 19 dias
b) 50,5 dias
c) 30,5 dias
d) 9,5 dias
e) 23 dias
Resposta: (a)

Sobre a definição de meia vida biológica, podemos afirmar:
A) É o tempo necessário para que os átomos radioativos sejam eliminados de uma amostra.
B) É o tempo necessário para que o organismo elimine a metade da quantidade de material
radioativo causador da contaminação interna.
C) Meia vida biológica é igual que a vida média.
Estão CORRETAS as afirmativas:
a) A, B, C
b) B, C
c) C, A
d) B
e) Nenhuma delas
Resposta: (d)

Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa CORRETA:
I. O conceito de meia vida biológica é aplicável para irradiações externas
II. O intervalo de tempo necessário para que um organismo elimine metade de uma substância
ingerida ou inalada é chamado de meia vida física
III. Se o 131
I na tireóide apresenta meia vida física de 8 dias e meia vida biológica de 15 dias, a
meia vida efetiva é de 11,5 dias
a) Apenas alternativa I é verdadeira
b) Apenas alternativa III é verdadeira
c) As alternativas I e II são verdadeiras
d) As alternativas I, II e III são verdadeiras
e) As alternativas I, II e III são falsas
Resposta: (e)

Um técnico atende na equipe médica de emergência a um homem ferido contaminado. Qual é a sua
primeira prioridade?
A) auxiliar na descontaminação da ferida
B) informar o pessoal médico sobre as condições radiológicas
C) providenciar tratamento médico do paciente
D) evacuação do paciente
E) movimento do paciente para uma área de radiação de fundo baixa
A resposta correta é b

Em relação aos efeitos das radiações ionizantes, assinale a alternativa que corresponde à relação
correta entre a coluna da esquerda (efeitos) e a coluna da direita (descrição de efeitos)
1. Efeitos
Determinísticos
A. São aqueles que surgem num curto espaço de tempo (dias, horas, minutos) a
partir de um valor de dose limiar, e sua gravidade é função do aumento dessa
dose.
B. A probabilidade de ocorrência é função da dose, não existindo limiar
C. Podem ser hereditários ou somáticos
2. Efeitos
Estocásticos
D. Estes efeitos incluem inflamação e ulceração da pele, náusea, vômito,
infecções, etc.
E. Um exemplo desse efeito é o câncer radioinduzido.
(a) 1-A, 2-B, 2-C, 1-D, 2-E
(b) 2-A, 1-B, 1-C, 2-D, 1-E
(c) 1-A, 1-B, 2-C, 1-D, 2-E
(d) 2-A, 2-B, 1-C, 2-D, 1-E
(e) 2-A, 1-B, 2-C, 1-D, 2-E
Resposta (a)

Observe a tabela que mostra os efeitos de uma exposição à radiação aguda de corpo inteiro de um
indivíduo adulto. Relacione adequadamente as letras A, B, C, D, E, F e G, dispostas na tabela a esquerda
com os respectivos termos dispostos na tabela da direita.
Forma Dose Absorvida Sintomatologia Inferior a 1 Gy
A C Ausência de sintomatologia 8 – 9 Gy
Hematopoiética leve D Leucopenia, anemia Morte em poucas horas por colapso
B 4 – 4,5 Gy F Morte de 50% dos indivíduos irradiados
Sindrome Pulmonar E Insuficiência respiratória aguda Infraclinica
Síndrome do Sistema Nervoso
Central
Superior a 10 Gy G DL50
2 – 4 Gy
A sequência CORRETA em:
(a) C, D, F, G, A, B, E
(b) D, C, G, F, B, A, C
(c) E, D, G, F, B, A, C
(d) D, E, F, G, A, B, C
(e) C, E, G, F, A, B, D
Resposta (e)

A deposição de energia pela radiação ionizante é um processo aleatório. Mesmo em doses muito pequenas
é possível que energia suficiente seja depositada em um volume crítico de células que resultem em
modificações celulares ou morte celular. A morte de uma ou mais células, na maioria dos casos, não trará
consequências para os tecidos; mas modificações em células individuais, tais como modificações genéticas
ou transformações que resultam em malignidade, poderão ter consequências sérias. Esses efeitos são
resultado de danos a células individuais e, para estes, não será observado limiar de dose.
É CORRETO afirmar que o texto descreve:
(a) Detrimento
(b) Efeito estocástico
(c) Síndrome aguda da radiação (SAR)
(d) Modelo linear sem limiar (LNT)
(e) Efeito determinístico
Resposta (b)

O valor usado para relacionar a transferência de energia linear de um determinado tipo de radiação à
sua eficácia biológica relativa é:
A) poder de frenamento de colisão
B) coeficiente de atenuação
C) fator de absorção
D) fator de qualidade
E) fator de ponderação do tecido
A resposta correta é d

Quando a energia da radiação ionizante ejeta um elétron de uma molécula de água, ela produz um íon
H2O+
; quando um elétron é adicionado a uma molécula de água, ela produz H2O-
. O H2O-
então se decompõe
em:
A) Íons de carbono
B) Íons superóxido
C) Acetil CoA
D) Radicais livres
E) Hidrogênio eletricamente neutro

O termo "síndrome de radiação aguda" descreve qual dos seguintes cenários de exposição à radiação?
A) Longo prazo, dose moderada
B) Longo prazo, alta dose
C) Curto prazo, dose moderada
D) Curto prazo, dose alta
E) Curto prazo, dose baixa

Uma lei fundamental em radiobiologia que está em uso há mais de um século é a Lei de:
A) Becquerel
B) Bergonie e Tribondeau
C) Bragg-Gray
D) Curie
E) Andersson-Braun

O princípio básico para a resposta radiológica de um tecido de mamífero é chamado de Lei de _________.
A) Bragg e Gray
B) Bergonie e Tribondeau
C) Becquerel e Curie
D) Curie e Joliet
E) Bragg-Gray

Os efeitos genéticos produzidos pela radiação em homens dependem de:
1) Estado de desenvolvimento das células germinativas
2) LET da radiação
3) Intervalo entre a exposição e a concepção
A) 1,2,3
B) 1,2
C) 1,3
D) 1
E) Nenhuma das respostas
A resposta correta é a A

Por que uma criança é mais radiossensível do que um adulto?
A) um adulto tem melhor saúde
B) as células de uma criança são mais fracas
C) as células de uma criança estão se multiplicando mais rapidamente
D) as células de uma criança têm menos capacidade de reparar danos
E) as células de uma criança são menores
A resposta correta é: C

Se um grande grupo de pessoas receber uma dose profunda aguda de 4,5 Gy, que fração das pessoas
você esperaria estar vivas em 2 meses se não recebessem tratamento médico?
A) < 25%
B) 25%
C) 50%
D) 75%
E) 100%
O LD 50/60

Dos seguintes tipos de células, qual é MENOS radiossensível?
A) linfócitos
B) células endoteliais
C) células epiteliais
D) células nervosas
E) eritrócitos

Assumindo uma taxa de fatalidade normal por câncer de 20%, qual seria a probabilidade total de
desenvolver um câncer fatal para um grupo de trabalhadores ocupacionalmente expostos com uma
probabilidade de 3 em 1000 de contrair um câncer fatal induzido por radiação:
A) 3 em 1000
B) 20 em 1000
C) 230 em 1000
D) 203 em 1000
E) 200 em 1000
total = probabilidade normal + probabilidade ocupacional = (200 em 1000) + (3 em 1000) = 203 em 1000

Com base nas leis de Bergoinie e Tribondeau, classifique as seguintes células da mais para a menos sensível.
1. células da cripta intestinal
2. células nervosas
3. espermatócitos maduros
4. linfócitos
5. eritrócitos
A) 4,5,1,3,2
B) 4,1,3,5,2
C) 1,4,3,2,5
D) 1,4,5,3,2
E) 3,4,1,5,2
Use também a hierarquia de efeitos da Síndrome da Radiação Aguda para classificar as células em sua ordem de radiossensibilidade. Saber
que os leucócitos são os mais radiossensíveis imediatamente restringe a escolha a apenas A ou B. B é a melhor escolha, pois os eritrócitos
(sem núcleo, especializados) são menos radiossensíveis do que as células da cripta intestinal (não especializados, se dividindo rapidamente).

Qual das opções a seguir lista a resposta da pele à exposição aguda à radiação na ordem cronológica correta?
A) descamação seca, descamação úmida, eritema, recuperação
B) descamação úmida, descamação seca, eritema, recuperação
C) descamação seca, descamação úmida, recuperação, eritema
D) eritema, descamação seca, descamação úmida, recuperação
E) eritema, descamação úmida, descamação seca, recuperação
A ordem também pode ser denominada: vermelhidão, descamação, bolhas, recuperação.

Os efeitos deletérios causados pela exposição à radiação nas gônadas podem assumir a forma de:
A) problemas de fertilidade e efeitos estocásticos
B) redução do tumor e efeitos somáticos
C) problemas de fertilidade e efeitos hereditários
D) indução de tumor e efeitos teratogênicos
E) efeitos hereditários e teratogênicos

Qual das seguintes opções é/são VERDADEIRA(S)?
a) Para LET maior que 100 keV/µm, pode-se observar uma DIMINUIÇÃO na Eficácia Biológica
Relativa.
b) A quebra da fita dupla de DNA é máxima em uma LET de 100 keV/µm, já que o espaçamento
de eventos ionizantes se aproxima do diâmetro de uma dupla hélice de DNA.
c) Nêutrons de 300 KeV, prótons de baixa energia e partículas alfa de baixa energia têm LET
próximo a 100 keV/µm.
d) Somente A e B.
e) A, B e C.
A resposta correta é: E

Qual das seguintes opções é FALSA?
a) D0, a inclinação da curva de sobrevivência celular onde é linear, representa a radiossensibilidade de
uma população de células.
b) D0 para células de mamíferos oxigenadas é 1,5 Gy
c) A dose quase-limiar (Dq) é a dose subletal e pode ser extrapolada de uma curva de sobrevivência
celular.
d) Os linfócitos têm uma alta capacidade de reparo de danos subletais, em comparação com as células da
cripta jejunal.
e) O ombro da curva de sobrevivência celular demonstra uma capacidade dos clonágenos de sustentar
danos subletais para baixas doses de um tipo específico de radiação.
A resposta correta é: d
Os linfócitos têm uma BAIXA capacidade de reparar danos subletais em comparação com as células da
cripta jejunal.

Quais das seguintes opções são invariavelmente letais para o probando?
a) Translocações simétricas, cromossomos em anel, cromossomos dicêntricos e pontes de
anáfase
b) Cromossomos em anel, cromossomos dicêntricos e pontes de anáfase
c) Deleções de qualquer tamanho, cromossomos em anel, cromossomos dicêntricos e pontes
de anáfase
d) Irradiação durante a fase S tardia da mitose.
A resposta correta é: b
Translocações simétricas e pequenas deleções não são necessariamente letais para o probando.

Qual das seguintes opções é FALSA sobre a Síndrome GI em um ser humano após uma dose
aguda de 10 Gy de corpo inteiro sem atenção médica?
a) Inevitavelmente fatal
b) Produz desequilíbrio de fluidos e sais
c) Resulta em infecção
d) 10 Gy é a LD50/60 para raios X
A resposta correta é: d
A LD50/60 para radiação é de aproximadamente 3,25 Gy.
A síndrome GI é vista em exposições de 7-10 Gy e é invariavelmente fatal, apesar da terapia agressiva de
fluidos.
As síndromes GI e cerebrovascular são invariavelmente fatais.

Uma mulher de 24 anos, anteriormente saudável, recebe uma dose de radiação alta em seus
ovários. Ela logo experimenta um período temporário de ondas de calor, secura vaginal e
esterilidade. Qual das seguintes opções provavelmente representa a dose em seus ovários?
a) 1 - 2 Gy
b) 4 - 5 Gy
c) 5 - 10 Gy
d) 50 - 100 Gy
Mulheres de 18 a 25 anos tendem a recuperar a fertilidade em doses abaixo de 4 a 5 Gy.
A esterilidade provavelmente será permanente em doses acima de 5 a 10 Gy.
Quanto mais próxima a mulher estiver da menopausa, menor será a dose de radiação
necessária para induzir a esterilização.

De acordo com a IRCP, qual é a expressão apropriada do risco excessivo de câncer devido à
exposição à radiação de baixa dose?
a) 8% por Sv
b) 4% por Sv
c) 2% por Sv
d) 0,5% por Sv
Embora a extrapolação direta dos dados de sobreviventes japoneses indique 8% por Sv, a IRCP
aplica um fator atenuante, o DDREP (= 2) para contabilizar exposições de baixa dose. Portanto,
o risco excessivo é de 8% por Sv dividido por 2.

Qual dos seguintes tecidos parece ser mais radiossensível ao desenvolvimento de neoplasias
após a exposição à radiação?
a) Tireoide e mama
b) Tireoide e pulmão
c) Tireoide e osso
d) Mama e fígado
A resposta correta é: a

Qual das seguintes afirmações é FALSA?
a) Leucemia é o tipo de câncer mais provável de ser induzido por irradiação pré-natal.
b) Doses de 40 mGy absorvidas por um embrião ou feto podem resultar em uma frequência
aumentada de tumores pós-natais, benignos ou malignos.
c) Há evidências de um "efeito abscopal" da radiação no embrião e no feto. Por exemplo, a
radioterapia para um tumor oral ou uma série odontológica diagnóstica pode induzir um
aborto em uma mulher grávida, mesmo que o embrião não tenha absorvido radiação
significativa.
d) A coorte de crianças que receberam exposição à radiação no útero dos bombardeios
atômicos não demonstrou um aumento na incidência de cânceres infantis, embora um
aumento na incidência de microcefalia tenha sido observado.
A resposta correta é: c
Os efeitos abscopal foram originalmente descritos para efeitos antitumorais sistêmicos da
radioterapia localmente direcionada.
Não há evidências de tais efeitos indiretos da radiação em um embrião ou feto em
desenvolvimento.

Uma placa de Petri de células de mamíferos em um ambiente oxigenado é irradiada e a fração
sobrevivente é calculada como 1%. A placa recebe 1,50 Gy adicionais, qual é a fração
sobrevivente esperada?
a) 0,037
b) 0,0037
c) 0,37
d) Não pode ser calculado a partir das informações fornecidas.
Esta questão exige que você se lembre do D0 para células de mamíferos oxigenadas, que é 1,5 Gy.
Portanto, espera-se 37% de sobrevivência celular após 1,5 Gy. (0,01*0,37 = 0,0037).

Qual dos seguintes sintomas ocorreria SOMENTE se uma exposição aguda de corpo inteiro
excedesse 80 Gy?
a) Náuseas e vômitos
b) Diarreia
c) Sangramento nas gengivas
d) Depilação
e) Alucinações e visão prejudicada
A resposta correta é: e
Alucinações e visão prejudicada
Os efeitos do SNC observados na Síndrome Cerebrovascular requerem doses próximas a 100
Gy.
Todos os outros efeitos podem ser observados em doses menores que 20 Gy.
Observe que a perda de cabelo ocorre após cerca de 3 Gy.
Hall E.J. Radiobiologia para o Radiologista. 5ª edição. Filadélfia, PA: Lippincott Williams &
Wilkins, 2000: 124-135.

Qual das seguintes afirmações é FALSA?
a) O risco de leucemia após exposição à radiação não está relacionado à idade.
b) Entre os sobreviventes de bombardeios, parece haver relações dose-resposta demonstrando
aumento da mortalidade por doenças cardíacas, derrame e doenças dos sistemas digestivo,
respiratório e hematopoiético.
c) A Dose de Duplicação para humanos é estimada em 0,5 Sv.
d) Todas as avaliações de risco genético humano dependem de dados de experimentação em
camundongos.
e) A hormese da relação dose-risco de câncer implica um efeito anticâncer protetor em
exposição à radiação de baixa dose. Embora sugerida por certas observações
epidemiológicas, essa visão não é compartilhada por nenhuma agência reguladora.
A resposta correta é: c
A dose de duplicação para humanos é estimada em 1 - 2 Gy. Uma população exposta a essa dose
esperaria experimentar uma duplicação de sua taxa de mutação espontânea.
The Board on Radiation Effects Research of the National Academy of Sciences. Health Risks from Exposure
to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR VII Phase 2 (2006).
http://www.nap.edu/books/030909156X/html, Public Summary: Estimating Risks to Children of Parents
Exposed to Ionizing Radiation.

O maior risco de anomalias estruturais provavelmente ocorre quando embriões ou fetos
humanos são expostos à radiação ionizante durante qual parte do período gestacional?
a) 0-12 dias pós-concepção
b) 18-45 dias pós-concepção
c) Fim do primeiro trimestre
d) Fim do segundo trimestre
18-45 dias após a concepção
Valentin J., ed. Comissão Internacional de Proteção Radiológica, Publicação 90: Efeitos
Biológicos após Irradiação Pré-natal (Embrião e Feto). 2003; 33:1-206.

Uma criança foi exposta a 40 mGy de radiação durante a 9ª semana de gestação, sua exposição à
radiação pode colocá-la em maior risco para qual dos seguintes:
a) Câncer de tireoide
b) Melanoma
c) Focamelia
d) Retardo mental
e) Leucemia linfocítica aguda aos 9 anos de idade
f) Leucemia linfocítica aguda aos 4 anos de idade
A resposta correta é: f
Leucemia Linfocítica Aguda aos 4 anos de idade
Para estudos epidemiológicos diferentes do Oxford Survey of Childhood Cancers, as leucemias
demonstram o maior risco relativo aumentado após a exposição à radiação no útero. Os cânceres
linfocíticos tendem a se apresentar aos 4-5 anos de idade. (Os cânceres mieloides podem se
apresentar aos 5-9 anos de idade.) Com nove semanas de idade gestacional, o paciente completou a
maior parte da organogênese principal, com exceção dos tecidos neurais, e é improvável que 40 mGy
produzam qualquer um dos outros efeitos dramaticamente anormais listados.
Valentin J., ed. Comissão Internacional de Proteção Radiológica, Publicação 90: Efeitos biológicos
após irradiação pré-natal (embrião e feto). 2003; 33:1-206.

MÓDULO II
PROGRAMA DA PROVA GERAL
Mecanismos de interação das radiações com o tecido humano.
Efeitos biológicos provocados pela radiação:
- Tempo de latência;
- Danos radioinduzidos, reversibilidade ou não do dano;
- Transmissividade nas células.
Transferência linear de energia e eficácia biológica relativa.
Efeitos estocásticos e efeitos determinísticos.
Meia-vida biológica e meia-vida efetiva.

PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
Módulo 1
Radioproteção
Programa Específico de Treinamento
Proteção Radiológica
Matias Puga Sanches
msanchesp@yahoo.com.br

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