Radiobiologia

Definição

 

Radiobiologia é a ciência que une a física à biologia, para o entendimento da ação das radiações ionizantes na sua génese até ao efeito final, seja a destruição do tumor ou as lesões indesejáveis nos tecidos normais. Noções básicas de genética, ciclo celular, DNA, efeitos das radiações sobre as células e suas implicações nos tecidos dos organismos vivos são uma mais valia para perceber de que forma a irradiação dos tecidos leva à destruição celular controlada.

Para um aprofundamento maior sobre a Radiobiologia acesse o site:  http://ruirodrigues.pt/RB/index.html

Biologia Célular

 

Composição bioquímica da célula

  •   Célula: a menor unidade orgânica capaz de existência independente
  •   Água: 70-85% da massa celular.
  •   Componentes orgânicos: proteinas, carbohidratos, lipidos e ácidos nucleicos.

  Estrutura celular

  •   Citoplasma, organelas, núcleo:
  •   DNA: direcção da actividade celular; transmissão da informação genética
  • Genoma Humano: 30.000 genes (2.109 bases)

Divisão celular e ciclo celular-mitose

  •  
  • G1 - horas a anos (G0) (diferenciação/degeneração/repouso)
  • S - 15 horas,
  • G2 - 1-5 horas,
  • M - 1 hora

 

Interação biológica da radiação ionizante

 

Pontos a reter
  1. A interação da radiação nas células é uma função probabilística, istoé, pode ou não interagir e se interagir pode ou não provocar danos á célula;
  2. A deposição inicial de energia é muito rápida, cerca de 10-17 seg
  3. A interação radiação-célula não é selectiva, isoté, a energia é depositada ao acaso na célula;
  4. As alterações nas células, tecidos ou órgãos, resultantes da interação com radiações ionizantes não são características, isto é, não podem ser distinguidas das devidas a outros tipos de trauma;
  5. As alterações biológicas em células e tecidos, devidas às radiações ionizantes ocorrem apenas após um periodo de latência, que pode ir de minutos a semanas ou até anos (em função de dose, cinética celular, etc.).

Transferência Linear de Energia (LET)

A quantidade de  energia depositada ou transferida por unidade de comprimento do trajeto percorrido em um material absorvedor é definida com LET( Linear Energy Transfer), o qual é expresso em KeV por micron de unidade de densidade de material.

As radiações eletromagnéticas são de baixo LET e por isso são chamadas de esparsamente ionizantes, devido a sua relativa infrequencia de ionizações produzidas ao longo de seu trajeto.

 As radiações corpusculares são densamente ionizantes. Os nêutrons e as particulas alfas têm alto LET e são mais efetivas do que as radiações eletromagnérticas em termos de efeitos biológicos produzidos por unidade de dose.

 

Eficácia Radiobiológica Efetiva (EBR)

 

EBR é um termo usado para definir o índice da eficiência da radiação ao produzir uma dada resposta biológica, o qual é definido por

D250/Dr , onde: D250 e Dr são respectivamente as doses de raios X de 250 Kvps e da radiação de teste r para produzir o mesmo efeito radiobiológico. O valor do EBR é dependente do objetivo particular em que é empregado.

 

 

danos celulares provocados pela radiação

 

Os danos celulares podem classificar-se em três grandes grupos:

  • Danos letais: os quais são irreversíveis e irreparáveis, conduzindo à morte da célula;
  • Danos subletais: podem ser reparados em algumas horas excepto se outros danos subletais forem adicionados antes da recuperação celular, o que conduzirá ao aparecimento de um dano letal;
  • Danos potencialmente letais: podem ser manipulados pela reparação quando as células são retidas num estádio de não divisão.

 

 efeitos biológicos provocados pela radiação

 

Os efeitos decorrentes do uso das radiações ionizantes sobre o organismo varia de dezenas de minutos até dezenas de anos, dependendo dos sintomas. As alterações físico-químicas provocadas pela radiação podem afetar uma célula de várias maneiras, resultando em: morte prematura, impedimento ou retardo de divisão celular ou modificação permanente que é passada para as células de gerações posteriores.
 

Em função da dose e forma de respostas os efeitos biológicos podem ser classificados como:

  • Efeitos Estocásticos: são efeitos em que a probabilidade de ocorrência é proporcional à dose de radiação recebida, sem a existência de limiar de dose, o que significa, que doses pequenas, abaixo dos limites estabelecidos por normas e recomendações de radioproteção, 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 período de aparecimento ( detecção ) do câncer após a exposição pode chegar até 40 anos. No caso de leucemia, a freqüência passa por um máximo entre 5 e 7 anos, com período de Latência de 2 anos esses efeitos são aleatórios, surgem em células singulares e assume-se que existe sempre a probabilidade de ocorrerem, mesmo para pequenas doses de radiação; a probabilidade de ocorrerem é proporcional à dose de radiação e não existe um limiar de dose abaixo do qual não se desencadeiam efeitos da radiação. O cancro radioinduzido é um exemplo de um efeito estocástico.
  • Efeitos Determinísticos: 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. Para esse efeito existe um limiar de dose, abaixo do qual a perda de células é insuficiente para prejudicar o tecido ou órgão de um modo detectável, isso 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. A probabilidade de efeito determinístico, assim definido, é nula para valores de dose abaixo do limiar, e 100% acima. São os efeitos cuja severidade aumenta com o aumento da dose, usualmente acima de um limiar de dose. São exemplos de efeitos determinísticos eritemas e queimaduras na pele devido à exposição.

 Efeitos Somáticos:surgem do dano nas células do corpo,quando a resposta biológica se faz sentir poucas horas até algumas semanas depois da exposição,
 e o efeito aparece ns própria pessoa irradiada. 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 na descendência da pessoa irradiada, como resultado do dano produzido pela radiação em células dos órgãos reprodutores, as gônadas. Tem caráter cumulativo e independe da taxa de absorção da dose.

 

os 4R's da Radiobiologia

A reposta dos tumores à radiação depende muito da sobrevida das célular tumorais, as quais são influencidas por vários fatores biológicos, químicos e físicos.

Reparo: Reparo ao dano subletal e pontencialmente letal.....