EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES

                    Os efeitos biológicos da radiação são a consequência de uma longa série de acontecimentos que se inicia pela excitação e ionização de moléculas no organismo. Há dois mecanismo pelos quais as alterações químicas nas moléculas são produzidas pela radiação ionizante: efeito diretos e indiretos.

No processo de interação radiação com a matéria ocorrem ionização e excitação dos átomos e moléculas provocando modificações (ao menos temporárias) nas moléculas. O dano mais importante é o que ocorre no DNA.

TIPOS DE EFEITO

1. Efeitos biológicos
2. Efeitos orgânicos

1. Efeitos Biológicos: é a resposta natural do organismo a um agente agressor, não constitui necessariamente em doença. Ex: reduação de leucócitos.
2. Efeitos Orgânicos: são as doenças. Incapacidade de recuperação do organismo devido à frequência ou quantidade dos efeitos biológicos. Ex: catarata, câncer, leucemia.

EFEITOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE NOS SERES HUMANOS

CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOs

• Classificação segundo a dose absorvida: Estocásticos ou Determinísticos
• Classificação segundo ao Tempo de Manifestação: Imediatos ou Tardios
• Classificação ao Nível de dano: Somáticos ou Genéticos 

Efeito Estocástico:

• Leva à transformação celular. Sua causa deve-se a alteração aleatória do DNA de uma única célula que continua a se reproduzir. Quando o dano ocorre em célula germinativa, efeitos genéticos ou hereditários podem ocorrer.
• Não apresenta limiar de dose: o dano pode ser causado por uma dose mínima de radiação. Tumores altamente malignos podem ser causados por doses baixas e outros benignos por doses altas. A severidade é constante e independente da dose;
• A probabilidade de ocorrência é em função da dose;
• São difíceis de serem medidos experimentados, devido ao longo período de latência. Exemplo: câncer (leucemia de 5 a 7 anos; tumores sólidos de10 a 15 anos ou mais).

                    A severidade de um determinado tipo de câncer não é afetado pela dose, mas sim, pelo tipo e localização da condição maligna. Os resultados até o momento parecem indicar que, em indivíduos expostos, além de câncer e tumores malignos em alguns órgãos, nenhum outro efeito estocástico é induzido pela radiação.

Efeito Determinístico:

• Leva à morte celular
• Existe limiar de dose: os danos só aparecem a partir de uma determinada dose.
• A probabilidade de ocorrência e a gravidade do dano estão diretamente relacionadas com o aumento da dose.
• Geralmente aparecem num curto intervalo de tempo; Exemplos: catarata, leucopenia, náuseas, anemia, esterilidade, hemorragia, eritema, e necrose. 

                    A morte de um pequeno número de células de um tecido, resultante de exposição à radiação, normalmente não traz nehuma consequência clínica observável. Para indivíduos saudáveis, dependendo do tecido irradiado, nenhum indivíduo apresentará dano para doses de até centenas ou milhares de miliSivierts. Acima de um valor de dose (limiar), o número de indivíduos manisfestando o efeito aumentará rapidamente até atingir o valor unitário (100%). Isto decorre das diferenças de sensibilidade entre os indivíduos.

Efeitos somáticos e Genéticos

Efeitos Somáticos: são aqueles que ocorrem no próprio indivíduo irradiado. Podem ser divididos em efeitos Imediatos e efeitos tardios. Nos Efeitos Genéticos os danos provocados nas células que participam do processo reprodutivo de indivíduos que foram expostos à radiação, podem resultar em defeitos ou mal-formações em indivíduos de sua descendência.
                    Os Efeitos somáticos das radiações são aqueles que afetam apenas os indivíduos irradiados, não se transmitindo para os seus descedentes. Os efeitos somáticos classificam-se em:

1. Efeitos imediatos: aqueles efeitos que ocorrem em um período de horas até algumas semanas após a irradiação. Como exemplos de efeitos agudos provocados pela ação de radiações ionizantes pode-se citar eritema, queda de cabelos, necrose de tecidos, esterilidade temporária ou permanente, alterações no sistema sanguíneo, etc.
2. Efeitos tardios: quando os efeitos ocorrem vários meses ou anos após a exposição à radiação. Exemplo dos efeitos crônicos são: o aparecimento de catarata, o câncer, a anemia - aplástica, etc.

HORMESE

Hormese -  significa algum evento que é perigoso em altas doses, mas torna-se benéfico em baixas doses. Os elementos mais comuns são os elementos químicos presentes no corpo humano tais como Li, Cd, Se, radiação UV, que são essenciais ao nosso organismo porem se tornam letais se presentes em altas doses. Os estudiosos que apoiam essa teoria acreditam que Hormese vale para as radiações ionizantes. De acordo essa teoria, em baixas doses, o sistema imunológico ficaria ativado. No entanto esses são apenas estudos epidemiológicos.

Efeitos da exposicação pré-natal

A exposição pré-natal pode ser perigosa para o embrião ou feto devido a sua alta radiosensibilidade. Estudos baseados nas explosões nucleares de Hiroshina e Nagasaki demonstraram as seguintes correlações entrre efeitos mais prováveis e a fase de gestação quando ocorreu a irradiação.

Propriedade dos sistemas biológicos 

1. Reversibilidade: mecanismo de reparo das células é muito eficiente. mesmo danos mais profundos são capazes de ser reparados ou compensados.
2. Transmissividade: o dano biológico não se transmite. O que pode ser transmitido é o efeito hereditário em células reprodutivas danificadas. 

Fatores de Influência: Pessoas que recebem a mesma dose podem não apresentar o mesmo dano. O efeito biológico é influenciado pela idade, sexo e estado físico. Para uma mesma quantidade de radiação os efeitos biológicos resultantes ser muito diferentes. 

O tipo de exposição nos seres humanos pode ser:

• Exposição única: radiografia;
• Exposição fracionada: radioterapia;
• Exposição períodica: rotina de trabalho com materiais radioativos.

Sistema de Proteção Radiológica

• Evitar os efeitos determinísticos, uma vez que existe um limiar de dose. Manter as doses abaixo do limiar.
• Prevenir os efeitos estocásticos fazendo uso de todos os recursos disponíveis de proteção radiológica.
• Para efeito de segurança em proteção radiológica, considera-se que os efeitos biológicos produzidos por radiação ionizantes sejam cumulativos.
• Câncer é a principal preocupação de proteção radiológica. É difícil se distinguir se o câncer foi, ou não induzido por radiação.

Evidências que as Radiações Ionizantes causam câncer nos seres humanos

 > Ocupacional: Trabalhadores das minas de Urânio, ingestação de Rádio (pintores), radiologistas.

> Bombas atômicas: sobreviventes japoneses de Hiroshima e Nagasaki, ilhas Marshall, Chernobyl.

> Diagnósticos médico: irradição pré natal, injeções de thorotrast, fluoroscopias repetidas.

> Terapia médica: radioterapia (cervical, mama, etc.)

 Risco médio anual de morte devido a causas comuns e de câncer potencialmente induzido entre pessoas altamente expostas. Dados do Reino unido em 1971

Doenças Causadas pela Radiação X

Proteção Radiológica

1) Mutações e meios de proteção:

               Embora seja invisível, a radiação em grande quantidade provoca uma série de doenças que podem, inclusive, levar o indivíduo à morte.

Muita gente acha que os raios X não afetam em nada o organismo, porque se expõe e nada setem. Só que esta radiação vai se acumulando no organismo, e quando a doença se apresenta, muitas vezes já é tarde.

  

a) Mutações: São lesões causadas pela alta dose e acúmulo da radiação no organismo.

Lesões Causada Pela Radiação de baixa  Penetração

 a) Depilação - Queda dos pelos;

 b) Eritema - Rubor congestivo da pele;

 c) Radiodermite - Inflamação da pele provocada pela ação dos raios X ou rádio;

              

 

 Lesões Causada Pela Radiação de alta  Penetração 

   a) Lesões da medula óssea;

   b) Baixa dos glóbulos vermelhos e brancos;

   c) Ausência de produção dos elementos figurados do sangue;

   d) Ação sobre as gLãndulas sexuais, que podem causar a esterilidade.

Obs.: Qaundo o organismo é afetado pelas lesões dos itens A,B e C, ocorre uma janela letal, chamada "LEUCEMIA".

    

2) Efeitos Imediatos:

               São efeitos com a aparição imediata de mutações, devido a uma altíssima dose de radiação, como por exemplo, podemos citar:

a) O acidente de CHERNOBIL, a explosão da Bomba atòmica;

b) O acidente de Goiânia, entre outros.

3) Efeitos somáticos:

                São efeitos ao próprio corpo, isto é, sobre o corpo daqueles que foram expostos a radiação.

4) Efeitos Genéticos ou Estocasticos:

São efeitos aos seres das gerações futuras.

      

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Radiação - Definição - Tipos

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RADIAÇÃO

De acordo com o Dicionário Aurélio da língua Portuguesa, a radiação e qualquer processo físico de "emissão ou propagação de energia, seja por intermédio de fênomenos ondulatórios, seja por meio de partículas dotadas de energia cinética".

TIPOS DE RADIAÇÃO:

1. Radiação Ionizante: Tipo de Radiação que possui energia para que os átomos e moléculas sejam ionizados. Raios cósmicos, raios X e radiação emitidas pelo dacaimento de substâncias radioativas são exemplo de radiação ionizante.
2. Radiação não Ionizante: possui frequência igual ou menor que a da luz e inclui a própria luz, calor, radar, ondas de rádio e micro-ondas.
3. Radiação Natural: se manifesta nos elementos radioativos, em isótopos e em raios cósmicos que se encontram na natureza por exemplo, urânio e tório.
4. Radiação Artificial:  produzida por meio de reações causadas por reatores nucleares,ciclotrons ou geradores, como o tecnécio 99m (m = metaestável) e flúor 18. 

PRINCIPAIS TIPOS DE RADIAÇÃO E CARACTERÍSTICAS

ALFA - 2 PROTONS e 2 NEUTRONS - CARGA POSITIVA - POUCA PENETRAÇÃO, FACILMENTE BLINDADA - MAIOR PODER DE IONIZAÇÃO

BETA - PARTÍCULA DE CARGA NEGATIVA - MENOS PODER DE IONIZAÇÃO DO QUE O ALFA - MAIOR PENETRAÇÃO DO QUE ALFA

GAMA - NÃO APRESENTA CARGA ELETRICA - COMPRIMENTO DE ONDAS É MENOS DO QUE OS RAIOS X, SENDO MAIS PENETRANTE. - UTILIZADO NA ÁREA INDUSTRIAL

INFRAVERMELHO - TIPO DE ONDA ELETROMAGNÉTICA INVISÍVEL - TRATAMENTO DE DOENÇA DE PELE E MÚSCULOS - UTILIZADA NA ASTRONOMIA PARA VISUALIZAÇÃO DE ESTRELAS.

ULTRAVIOLETA - PRODUZIDA POR DESCARGAS ELÉTRICAS.- APLICADAS EM LÂMPADAS GERMICIDAS, DOENÇAS DE PELE E ENRIQUECIMENTO COM VITAMINA D.

RAIOS X - CAPAZES DE ATRAVESSAR O CORPO HUMANO. - UTILIZADOS EM DIAGNÓSTICOS E TERAPIAS.

COMO SÃO GERADOS OS RAIOS X

Ocorre quando elétrons de alta velocidade se chocam com o polo positivo da ampola de raios x (anodo), transformando parte de sua energia cinética em energia eletromagnética. Isto ocorre quando aplicamos uma diferença de potencial entre o filamento negativo que é o catodo em um anteparo ou alvo positivo (anodo), os elétrons são repelidos do filamento e atraídos para o alvo onde ocorre sua desaceleração brusca. Quando esses elétrons são desacelerados haverá produção de raios x e calor. A produção de calor é predominante, representando 99% da energia cinética dos elétrons e apenas 1% raios x.

Esquema de tubo de raios X

                     EXISTEM DUAS FORMAS DE RAIOS-X, DEPENDENDO DA INTEREÇÃO ELETRON-ALVO

• RAIOS X DE FRENAGEM (BREMSSTRAHLUNG)

• RAIOS X CARACTERÍSTICOS

RAIOS X DE FRENAGEM - o processo envolve um elétron passando bem próximo a um núcleo do material do alvo. A atração entre o elétron carregado negativamente e o núcleo positivo faz com que o elétron seja desviado de sua trajetória perdendo parte de sua energia. Nesse momento por conservação de energia, ocorre a liberação da radiação, porque parte da energia do elétron, que era de movimento, foi transferida em forma de radiação no momento da frenagem. Dependendo da distância entre trajetória do elétron incidente e o núcleo, o elétron pode perder parte ou toda sua energia.

RAIOS X CARACTERISTICOS - esse processo se dá quando um elétron ao penetrar na órbita de um átomo colide com um elétron orbital de uma camada e o arranca de sua órbita, deixando um buraco. Ocorrendo isso o elétron de uma camada mais externa ocupa o espaço deixado na camada mais interna. Durante a transição esse elétron libera energia sobre forma de raios x, isso porque o elétron sede energia para transitar de uma camada mais externa p/ uma mais interna.

 

 




 

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Tensão - Potência - Transformadores - Retificadores

TENSÃO ELÉTRICA

Pode ser definida como a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos de um condutor.

Unidade de medida: Volt (V)

A Tensão elétrica em um tubo de raios X é medida em quilovolts (KV):

1 KV = 1.000V = 10³V.

POTÊNCIA

Corresponde à energia elétrica produzida ou consumida em um intervalo de tempo.

Unidade de Medida: Watts (W)

A potência de um tubo de raios X é medida em quilowatts (KW):

1KW = 1.000W = 10³W

TRANSFORMADORES

Possuem a função de elevar, reduzir e regular tensões.

•  Núcleo de ferro
•   Bobina de entrada (enrolamento primário)
•   Bobina de saída (enrolamento secundário)

Funções do transformador no equipamento de raios X

• Regular a tensão elétrica de entrada;
•  Elevar a tensão elétrica;
•  Regular a quilovoltagem;
•   Regular a intensidade (miliamperagem – mA). Essa e feita através de um transformador de aquecimento (reduz a tensão e eleva a intensidade da corrente elétrica);

•  Rotação do anódio.

RETIFICADORES DE CORRENTE

Os retificadores de corrente elétrica de um aparelho gerador de raios X têm a função de converter a corrente elétrica alternada em corrente contínua. Esta conversão pode ser feita de duas maneiras: retificação de “meia onda” e” retificação de onda completa”.

Não há diferença na qualidade (poder de penetração) do feixe de radiação entre estes dois tipos de retificação, pois as voltagens presentes são as mesmas em ambos os casos.

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