Como ocorre a radiação ionizante e o que ela pode provocar a molécula?

Histórico dos efeitos

Efeitos das radiações sobre os tecidos vivos são muitos e complexos. Diferentes tecidos reagem de diferentes formas às radiações e alguns tecidos são mais sensíveis que outros. Em 1896, logo após a descoberta dos raios-x, o médico J. Daniels notificou o primeiro efeito biológico da radiação ionizante, a queda de cabelo de um de seus colegas, cuja radiografia de crânio havia sido realizada. O uso de raios-x na terapia produziu resultados desagradáveis como eritema de pele e em seguida ulcerações nas mãos de médicos, além de câncer nos ossos, resultante das exposições durante os tratamentos dos pacientes. Em 1907 foram relatados os primeiros casos de câncer em profissionais, inclusive fatais (Andrade, 2007).

Biologia das radiações

Radiação ionizante é a radiação cuja energia é superior à energia de ligação dos elétrons de um átomo com o seu núcleo, ou seja, ela é capaz de arrancar os elétrons de seus orbitais. A quantidade de energia depositada pela radiação ionizante ao atravessar um tecido depende da natureza química do tecido e de sua massa específica. A absorção das radiações ionizantes pela matéria é um fenômeno atômico e não molecular (Stabin, 2007). A transferência linear de energia é a grandeza que caracteriza a interação das radiações ionizantes com a matéria e é definida como a quantidade de energia dissipada por unidade de comprimento da trajetória sua unidade é KeV/m.

Interação da radiação X.

A energia de uma radiação pode ser transferida para o DNA modificando sua estrutura, o que caracteriza o efeito direto (Tauhata, 2003). Efeitos indiretos ocorrem em situações em que a energia é transferida para uma molécula intermediária, é o que ocorre com a água cuja radiólise acarreta a formação de produtos altamente reativos, capazes de lesar o DNA. Ao sofrer ação direta das radiações (ionização) ou indireta (através do ataque de radicais livres) a molécula de DNA expõe basicamente dois tipos de danos: mutações gênicas e quebras (Nouailhetas, [199-?]). Dependendo da dose, tipo de radiação, e ponto observado, os efeitos biológicos podem variar amplamente. Alguns ocorrem com relativa rapidez enquanto outros podem levar anos para se tornar evidentes.

Os efeitos biológicos da radiação podem ser divididos em duas categorias gerais, estocásticos e deterministas. Como o nome indica os efeitos estocásticos são aqueles que ocorrem de uma forma estatística. O câncer é um exemplo, se uma grande população é exposta a uma quantidade significativa de uma substância cancerígena, como a radiação, então é esperada uma elevada incidência de câncer. Embora possamos ser capazes de prever a magnitude do aumento da incidência, não podemos dizer quais indivíduos da população irão contrair a doença. Além disso, embora a incidência esperada de câncer aumente com a dose de radiação, a gravidade da doença em uma pessoa atingida não é função da dose.

Em contraste, os efeitos determinísticos são aqueles que mostram uma clara relação de causalidade entre dose e efeito em um determinado indivíduo. Geralmente há um limite, abaixo do qual nenhum efeito é observado. Não se pode dizer com certeza que a radiação causará algum problema ao indivíduo, porém, assume que qualquer quantidade de radiação, não importa quão pequena seja, implica em algum risco.

Mutações nas células somáticas ou germinativas podem ser classificadas em três grupos: mutações pontuais, aberrações cromossomais estruturais e aberrações cromossomais numéricas.

1° mutações pontuais: quando ocorrem alterações nas sequências de base do DNA.

2° Aberrações cromossomais estruturais: é a quebra dos cromossomos.

3° aberrações cromossomais numéricas: é o aumento ou a diminuição do número de cromossomos.

Câncer radioinduzido

As mudanças nas moléculas de DNA podem resultar no processo conhecido como neoplásica. A célula modificada, mantendo sua capacidade reprodutiva, pode gerar um câncer (Tauhata, 2003; Stabin, 2007; Nouailhetas, [199-?]). Ao interagir com o núcleo da célula a radiação pode produzir mutações radioinduzidas que não evoluem obrigatoriamente para câncer. O que se observa é que a probabilidade de cancerização a partir de células irradiadas é superior à probabilidade de ocorrência deste processo a partir de células não irradiadas. As Mutações seriam o primeiro passo do processo de cancerização, esse processo é conhecido como neoplásica. Quanto maior a quantidade de dose absorvida por um indivíduo, maior a probabilidade de que venha a desenvolver alguma doença. A tabela 3 exibe a relação entre os sintomas e as doses absorvidas por um indivíduo, onde a dose é apresentada em Gray (Gy) que é igual a 1 joule de energia depositada na matéria.

Tabela 3- Relação entre a dose absorvida e os sintomas.

A radiação no organismo humano produz efeitos, que representam danos diferentes para cada região afetada. As gônadas sexuais, os pulmões, o estômago e a medula óssea apresentam uma grande sensibilidade à radiação. A seguir, a Tabela 4 exibe a sensibilidade relativa dos órgãos à radiação, publicada em 1991 pelo ICRP (International Commission on Radiological Protection):

Tabela 4- Sensibilidade dos órgãos.

Doses de radiação acima de 2 Gy podem causar catarata, como mostra a Figura abaixo.

Catarata Radioinduzida

Doses acima de 20 Gy podem causar radiodermite e , que é manifestada por um eritema precoce, dor e exudação; o processo evolui para uma ulceração do tecido (Nouailhetas, [199-?]). A Figura ao lado exibe complicações causadas pela radiação ionizante.

Radionecrose