apostila química cnen - radiações ionizantes

8/14/2019 Apostila Qumica Cnen - Radiaes Ionizantes

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Radiaes Ionizantese a vida

Apostila educativa

PorYANNICK NOUAILHETAS

Colaboradores:Carlos Eduardo Bonacossa de Almeida

Sonia Pestana

Comisso Nacional de Energia Nuclear

Rua General Severiano, 90 - Botafogo - Rio de Janeiro - RJ - CEP 22290-901

www.cnen.gov.br


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Radiaes Ionizantes e a vida

Comisso Nacional de Energia Nuclearwww.cnen.gov.br

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NDICE

ESTRUTURA FSICA E QUMICA DA MATRIA ............................................................. 4O TOMO ........................................................................................................................ 4ORGANIZAO DOS SERES VIVOS: NVEL ATMICO E MOLECULAR..................... 6ORGANIZAO CELULAR E DOS TECIDOS................................................................ 7DESENVOLVIMENTO DE UM SER VIVO ........................................................................ 9MATERIAL GENTICO: CONSTITUIO ..................................................................... 10PROTENAS ................................................................................................................... 13CROMOSSOMOS........................................................................................................... 13DIFERENCIAO CELULAR ......................................................................................... 15LINHAGENS GERMINATIVAS........................................................................................ 17FECUNDAO ............................................................................................................... 19INTERAO DAS RADIAES IONIZANTES COM A MATRIA ................................ 20CONSEQNCIAS FSICAS E QUMICAS DA INTERAO DAS RADIAES

IONIZANTES COM A MATRIA ................................................................................ 21EFEITOS DAS RADIAES IONIZANTES NA GUA .................................................. 22CONSEQNCIAS BIOLGICAS DA INTERAO DAS RADIAES IONIZANTES

COM UM SER VIVO .................................................................................................. 22EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES EM MOLCULAS ORGNICAS.................. 25DANOS RADIOINDUZIDOS NA MOLCULA DE DNA .................................................. 26CNCER RADIOINDUZIDO ........................................................................................... 27MUTAES GNICAS................................................................................................... 27QUEBRAS NA MOLCULA DE DNA ............................................................................. 28REPARO DAS LESES RADIOINDUZIDAS.................................................................. 28IONIZAO E EXCITAO ........................................................................................... 29EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES NAS CLULAS E NOS TECIDOS .............. 30EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES NO HOMEM ................................................. 31EXPOSIES AGUDAS /ALTAS DOSES / CORPO INTEIRO- ..................................... 34HEREDITARIEDADE A PARTIR DE CLULAS REPRODUTORAS IRRADIADAS. ...... 40EFEITOS DAS RADIAES IONIZANTES EM TECIDOS DE RENOVAO LENTA OU

INEXISTENTE (CLULAS DIFERENCIADAS).......................................................... 41EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES NO DESENVOLVIMENTO EMBRIONRIO E

FETAL. ....................................................................................................................... 42


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NOTAAs radiaes ionizantes existem no Planeta Terra desde a sua origem, sendo portanto um

fenmeno natural. No incio, as taxas de exposio a estas radiaes eram certamente

incompatveis com a vida. Com o passar do tempo, os tomos radioativos, instveis, foram

evoluindo para configuraes cada vez mais estveis, atravs da liberao do excesso de

energia armazenada nos seus ncleos. Pelas suas propriedades esta energia capaz de

interagir com a matria, arrancando eltrons de seus tomos (ionizao) e modificando asmolculas.

Considerando a evoluo dos seres vivos, a modificao de molculas levou a um aumento

de sua diversidade, e provavelmente ao surgimento de novas estruturas que, devidamente

associadas, ganharam caractersticas de ser vivo.

As radiaes ionizantes continuaram a trabalhar este material ao longo das eras,

produzindo modificaes que contriburam para o surgimento da diversidade de seresvivos que povoaram e povoam a Terra.

No final do sculo XIX, com a utilizao das radiaes ionizantes em benefcio do homem,

logo seus efeitos na sade humana tornaram-se evidentes. Ao longo da histria, estes

efeitos foram identificados e descritos, principalmente, a partir de situaes nas quais o

homem encontrava-se exposto de forma aguda (acidentes e uso mdico).

Efeitos que porventura pudessem decorrer de exposies s radiaes em condies

naturais foram pouco estudados e pouco entendidos. Recentemente um esforo no sentido

de melhor se entender o papel destas radiaes junto vida tem sido desenvolvido e a

expectativa que possam ser emitidos novos conceitos a respeito dos efeitos biolgicos

das radiaes ionizantes.


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Todas as substncias que entram na constituio da matria resultam do arranjo entre

tomos de elementos qumicos. O produto de tais arranjos so as molculas. Uma molcula

pode ser constituda por um ou mais tomos. Macromolculas podem apresentar centenas

ou mesmo milhares deles. Para compor uma molcula, os tomos devem interagir de

acordo com suas propriedades fsicas e qumicas.

ESTRUTURA FSICA E QUMICA DA MATRIA

O TOMO

a menor quantidade de uma substncia elementar que tem as propriedades qumicas de

um elemento. Todo tomo constitudo por um ncleo e uma coroa eletrnica. O nmero

de eltrons que constituem a coroa eletrnica do tomo determinado pelo nmero de

prtons que, juntamente com os neutrons, entram na constituio de seu ncleo. Os prtons

apresentam carga eltrica positiva e os eltrons so carregados negativamente. As cargas

positivas dos prtons contidos no ncleo so neutralizadas pelas cargas negativas dos

eltrons distribudos em rbitas em torno do ncleo. A relao entre as cargas positivas e

negativas resulta na estrutura eletricamente estvel do tomo.

tomos

Clula

Molculas


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Esquema de um tomo apresentando omesmo nmero de prtons e de eltrons. Na

natureza, este tomo existe em combinao

com outro/s que complemente/m os eltrons

da ltima camada. Para a estabilizao de

um tomo este deve ter esta camada ocupada

por oito eltrons. O resultado desse tipo de

interao so as molculas.

Alm de orbitarem em torno do ncleo do tomo, os eltrons apresentam movimento de

rotao em torno de si mesmo. Sendo os eltrons carregados negativamente, o resultado

desta movimentao a gerao de campos eletromagnticos. A neutralizao destes

campos ocorre atravs do emparelhamento de eltrons cuja rotao seja oposta. A maioria

dos elementos apresenta eltrons desemparelhados nas camadas mais externas de seus

tomos. A neutralizao dos campos eletromagnticos, devidos existncia desses

eltrons, ocorre a partir da interao entre tomos cujos eltrons no emparelhados

apresentem rotao em sentido oposto. As propriedades qumicas dos tomos de um

determinado elemento esto relacionadas ao nmero de eltrons no emparelhados

presentes na coroa eletrnica.

Esquema de um Radical Livre: o tomo apresentao mesmo nmero de prtons e de eltrons porm

o eltron da ltima camada eletrnica encontra-se

desemparelhado; na natureza este tipo de

instabilidade rapidamente eliminada pela

combinao com outro tomo complementar ou por

uma estrutura molecular que lhe ceda o eltron

necessrio sua estabilizao .


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Neste exemplo,a estrutura atmica constituda por

nove prtons e oito eltrons. Na natureza, os ons

positivos se ligam a ons negativos de modo que as

cargas eltricas sejam anuladas.

Qualquer agente, qumico ou fsico, capaz de remover

eltrons da coroa eletrnica dos tomos pode interferir

com a estrutura molecular do meio impactado.

ORGANIZAO DOS SERES VIVOS: NVEL ATMICO E MOLECULAR

Os seres vivos so constitudos, principalmente, por tomos de carbono (C), hidrognio

(H), oxignio (O) e nitrognio (N). Estes tomos, combinados entre si, constituem a

base das molculas biolgicas.

Como pode ser observado na tabela que segue, a gua a substncia encontrada em

maior quantidade na composio qumica de um ser vivo.

COMPOSIO APROXIMADA DE UM SER HUMANO

H2O

Protenas

Gorduras

Osso mineral

Sais

Glicognio

Carbohidratos

18

104

800

130

66

106

180

600

170

150

40

10

20

10

2 x 1025

1 x 1021

1 x 1023

2 x 1023

1 x 1023

1 x 1019

3 x 1022

97.9

0,01

0,5

0,98

0,5

0,0001

0,015

60

17

15

4

1

2

1

MaterialPeso

molecular g/kgMolculas/

kg% de

molculas% empeso


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Em um organismo vivo molculas desempenham funes estruturais e/ou funcionais

(acares, protenas, lipdeos, enzimas, hormnios). So fonte de energia, codificam, lem,

interpretam e executam mensagens. O quadro abaixo ilustra o que seria uma atividade

funcional desenvolvida por trs molculas que juntam esforos para a realizao de uma

tarefa, no caso, representada pela abertura de um cofre.

ORGANIZAO CELULAR E DOS TECIDOS

A clula a unidade morfolgica e fisiolgica dos seres vivos. Clulas so constitudas

por um sistema de membranas de natureza lipo-proteica cuja funo manter a

individualidade celular e sua compartimentao, seu equilbrio eletroltico, o controle da

entrada e sada de substncias e, portanto, suas relaes com meio ambiente. O citoplasma,

constitudo principalmente por gua e protena, preenche a clula. Nele encontram-se

diferentes organelas, responsveis pelas principais atividades metablicas das clulas.

Nas clulas ditas eucariticas, mergulhado no citoplasma, encontra-se o ncleo celular,

Molcula BMolcula A

Molcula C

Funo: abrir o cofre

Energia

Energia


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no qual encontra-se o material gentico,

responsvel pela regulao de toda a

atividade celular. Na figura apresentada

ao lado, encontra-se representada uma

clula com seu sistema de membranas,

o ncleo, o citoplasma e algumas

organelas celulares.Representao grfica de uma clula

ORGANIZAO DOS SERES VIVOS

TOMOS(Carbono, Oxignio, Nitrognio, Hidrognio)

MOLCULAS(gua, oxignio, carbono, acares, lipdeos, protenas, cidos nucleicos, nucleotdeos, cidos

graxos, etc.)

SUBSTNCIAS

ESTRUTURAS SUB-CELULARES(sistemas de membranas, hialoplasma, retculo endoplasmtico, complexo de Golgi,

lisossomos, mitocndrias, cromossomos, ncleo, nuclolo, etc.)

CLULAS(epiteliais, conjuntivas, musculares, nervosas, hepticas, linhagem sangnea, gametas, etc).

TECIDOS

Tecido epitelial (epiderme, derme, tecido glandular); Tecido conjuntivo (cartilaginoso e sseo);Tecido muscular (liso, estriado, cardaco); tecido nervoso , etc.

ORGOS(crebro, estmago, intestino, pulmo, corao, fgado, rim, pncreas, ovrio, testculo,

supra-renais, tireide, etc. )

SISTEMAS(nervoso, digestivo, respiratrio, circulatrio, excretor, reprodutor)

INDIVDUOS

membrana

ncleo

organelascitoplasma


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Alguns seres vivos, como bactrias e amebas, so constitudos por uma nica clula

capaz de desempenhar todas as funes inerentes vida, a saber: absorver nutrientes,

eliminar excretas, crescer e reproduzir-se. J nos organismos pluricelulares, como homem,

as clulas passam a desempenhar funes especficas. Clulas que desempenham funes

especficas organizam-se em tecidos e rgos, que por sua vez do origem a sistemas

cujo funcionamento, nos seres vivos superiores (vegetais e animais superiores), regulado

por um sistema hormonal, caso dos vegetais, ou porum sistema hormonalassociado a

um sistema nervoso, caso dos animais.

DESENVOLVIMENTO DE UM SER VIVO

Todo ser vivo superior origina-se a partir de uma clula-ovo.

A clula-ovo formada pela unio de uma clula reprodutora masculina com uma clula

reprodutora feminina (gametas). Os gametas so clulas responsveis pela reproduo

da espcie. Elas promovem a transferncia das caractersticas da espcie, contidas no

material gentico, de uma gerao para outra. O material gentico, ou genoma, contendo

o conjunto de informaes da espcie, encontrado na clula-ovo como conseqncia

da unio de um gameta masculino (espermatozide) com um gameta feminino (vulo). A

transformao da clula-ovo em um organismo adulto, multicelular, se d atravs de

sucessivas divises celulares.

rgos / Sistemas TecidosClula


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No homem, assim como em outros seres vivos, as clulas podem se multiplicar atravs de

dois processos de diviso celular, a mitose e a meiose. A mitose o processo atravs do

qual o patrimnio gentico de indivduo repassado para cada uma das clulas que o

constituem. A meiose se caracteriza por reduzir este patrimnio pela metade e ocorre

quando da formao dos gametas. Este processo de diviso permite que a quantidade de

material gentico das clulas de uma espcie permanea constante. Tanto na mitose quanto

na meiose, o processo de diviso celular inicialmente marcado pela duplicao do material

gentico da clula me.

Cada uma das clulas que constituem um ser multicelular

contm o mesmo material gentico existente na clula-ovo,

que deu origem ao ser.

MATERIAL GENTICO: CONSTITUIO

O material gentico de uma clula constitudo por longos filamentos de DNA (cido

desoxiribonucleico) ou de RNA (cido ribonucleico), no caso de alguns vrus. A molcula

de DNA, constituda pelo encadeamento de quatro diferentes sub-unidades (nucleotdeos)

que podem ser identificadas pelas letras A, T, C, e G, conforme contenham em suas

estruturas as bases nitrogenadas Adenina, Timina, Guanina, e Citosina. O DNA apresenta-

se como uma dupla fita de nucleotdeos que assume a forma de uma hlice. Uma seqncia

de sub-unidades define uma das metades (fitas) da molcula. A outra metade

complementar primeira, de acordo com a regra segundo a qual, sempre que em uma

das fitas ocorrer a presena de A, na fita complementar, a posio ser ocupada por um

nucleotdeo do tipo T, o mesmo valendo para C e G.


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Esta estrutura permite que, a partir de qualquer uma das duas fitas que constituem o DNA,

a molcula possa ser reconstituda, em parte ou na sua integra. Esta caracterstica do

DNA fundamental para a multiplicao celular, quando o DNA deve ser duplicado. As

duas fitas da molcula se separam originando dois moldes cada um dos quais, por

complementao com os nucleotdeos adequados, produzir uma nova molcula, idntica

original. Estas sero transmitidas para as clulas filhas, por mitose ou por meiose.

O nmero, a combinao e a seqncia em que os

nucleotdeos aparecem ao longo do filamento de DNA

constituem mensagens biolgicas que podem ser lidas,

interpretadas e executadas pelas clulas.

ESTRUTURA DO DNA


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No esquema apresentado a seguir, tal como ocorre no DNA, diferentes mensagens socodificadas a partir da combinao de quatro letras: A, M, O e R.

Exemplo do DNA como molcula informacional

AMOR AMORA AMARRAR

ROMA AROMA AMARA

1 432 1 432 1 1 42 1 4 41

14 3 2 14 3 21 1 42 1 1

MARAAMAROMA

Cada mensagem incorporada ao filamento do DNA

corresponde a uma formula (cdigo) que, decodificada,resulta na sntese de uma protena especfica.


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Com base na complementaridade das molculas, mensagens contidas no DNA so

copiadas na forma de RNA (RNA mensageiro), transferidas para o citoplasma e executadas.

A execuo envolve: (i) o reconhecimento de aminocidos especficos e seu transporte

para o local da clula no qual ocorre a sntese de protenas; (ii) o ordenamento dos

aminocidos, segundo a seqncia codificada no DNA e disponvel no citoplasma na

forma de RNA mensageiro. O reconhecimento e transporte de aminocidos realizado

por outro tipo de RNA, dito RNA transportador.

Qualquer alterao de uma mensagem contida no DNA de uma

clula pode resultar na produo de uma protena (enzima)

alterada ou mesmo na inibio de sua sntese.

Trechos do DNA responsveis pela codificao de protenas recebem o nome de gene. O

conjunto de genes de uma clula constitui seu genoma.

As protenas desempenham um papel fundamental nos seres vivos. Entram na constituio

de praticamente todas as estruturas celulares e so responsveis por praticamente todo o

trabalho realizado dentro das clulas. A produo de protenas tais como enzimas,

hormnios, anticorpos, protenas estruturais etc., est diretamente ligada existncia de

genes especficos, incorporados ao material gentico das clulas.

CTG TAC GGT TTC TATGene A

D M P G I Aminocidos

Protena A formada


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DIFERENCIAO CELULAR

O processo de desenvolvimento de um ser vivo tem incio com a diviso da clula-ovo,

atravs de mitose. Desta diviso originam-se duas clulas cujos genomas so cpias fiis

daquele inicialmente contido na clula-ovo. As mitoses subseqentes so similares

primeira de modo que, no final do processo, o embrio se apresenta como um aglomerado

de clulas, cada uma das quais, contendo o genoma originalmente contido na clula-ovo.

Em decorrncia do processo de diviso celular,

todas as clulas de um organismo multicelular

apresentam exatamente o mesmo genoma,

inicialmente contido na clula-ovo .

Aps uma primeira fase de intensa multiplicao, tem incio a fase de diferenciao celular

que corresponde ao prenncio do surgimento dos tecidos, do esboo de rgos e da

definio de formas. As clulas passam a assumir funes relacionadas ao tecido que,

agora, constituem. O processo de diferenciao celular implica em uma disponibilizao

diferenciada do genoma contido na clula. Explicando, o conjunto dos genes ativados em

uma clula de fgado diferente daqueles ativados em uma clula de pele que por sua

vez, no corresponde queles ativados em uma clula de msculo cardaco.

Embora todas as clulas que entram na constituio

de um ser vivo contenham o mesmo genoma,

em uma clula adulta, diferenciada, apenas

parte do conjunto de genes ativo.

A diferenciao celular tem incio ainda na fase embrionria sendo encerrada, para a

maioria dos tecidos, ainda na fase fetal. Processos de diferenciao celular podem ser


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mais ou menos intensos, o que definido pelo destino a ser tomado pela clula,

estabelecido ainda na fase embrionria. Quanto mais diferenciada a clula, menor a sua

capacidade de diviso. O exemplo extremo de diferenciao celular o da clula nervosa,

incapaz de se dividir. Outras clulas, menos diferenciadas, mantm taxas de diviso

ligadas apenas manuteno dos rgos que constituem. Existem situaes nas quais

clulas diferenciadas sofrem processo de desdiferenciao com o intuito de reconstituir

um rgo ou tecido lesado. o caso das clulas do fgado, capazes de reiniciar o processo

de diviso para recuperar a perda de tecido heptico. Clulas indiferenciadas so

responsveis pela reconstituio de tecido sseo lesado. Clulas pouco diferenciadas,

mantendo todo o seu potencial de reproduo, so responsveis pela renovao dos

tecidos de recobrimento (pele, vilosidades intestinais e tecidos glandulares), pelos

elementos figurados do sangue (glbulos brancos, glbulos vermelhos e plaquetas) e

pela produo de espermatozides

ESQUEMA REPRESENTANDO A PRODUO DE CLULAS SANGNEASCOM DESTAQUE PARA MULTIPLICAO CELULAR E A DIFERENCIAO

Elementos figurados do sangue (glbulos

brancos, vermelhos e plaquetas).Clulas sem capacidade de diviso

DIFERENCIAO FINAL

Clula filha com capacidadede diviso limitada

NA MEDULAAuto renovao das clulasda medula


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LINHAGENS GERMINATIVAS

So linhagens de clulas responsveis pela produo dos gametas masculinos e femininos.

LINHAGEM GERMINATIVA FEMININA

A diferenciao das clulas da linhagem germinativa feminina ocorre quase que totalmente

na fase embrionria. Clulas germinativas primordiais (2n) migram para as gnadas (ovrio)

onde iniciam seu processo de diferenciao originando ovognias (2n) que entram em

fase de intensa proliferao; as clulas se dividem por mitose e nmero 2n de cromossomos

se mantm em todas elas. Na mulher, o nmero de clulas resultante da fase de proliferao

fica entre 400 e 600 clulas. Ainda na fase embrionria estas clulas iniciam o processo

de diferenciao para ovcitos primrios (2n). Estes do entrada no processo de meiose

duplicando seu DNA; o processo interrompido antes da primeira das duas divises que

caracterizam o processo. Ao nascer, a mulher dispem de um nmero determinado de

ovcitos primrios cada um dos quais com o material gentico duplicado. O processo de

diferenciao dos ovcito primrio para vulo retomado na puberdade quando, em

intervalos mdios de 28 dias, um ovcito (2n) conclui a meiose iniciada na fase fetal: o

material gentico , atravs de duas divises sucessivas, reduzido para n e a clula,

agora vulo (n) encontra-se apta para a fecundao.

Desenvolvimento do embrioProcesso disparado com a

maturidade sexual

ClulaGerminativa

Ovognia

Reposio dasclulas de linhagem

Ovcitoprimrio Ovcito

secundrio

Ovcitomaduro


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LINHAGEM GERMINATIVA MASCULINA

As clulas primordiais da linhagem germinativa masculina (2n) surgem, ainda na fase

fetal, fora da gnada; uma vez dentro dela diferenciam-se em espermatognias (2n) cuja

proliferao se d por mitose. Na adolescncia e pelo restante da vida, parte das

espermatognias se diferenciam em espermatcitos (2n) e parte permanece indiferenciada,

mantendo a populao destas clulas. Cada um dos espermatcitos, por meiose, d

origem a quatro espermtides (n) que, por sua vez, se diferenciam em espermatozides.

Danos introduzidos nos ovcitos primrios podem levar a uma queda na fertilidade da

mulher ou mesmo na sua esterilizao, que resulta da impossibilidade de reconstituio

da populao de clulas responsveis pela linhagem feminina A destruio de

espermatognias pode levar a uma esterilizao permanente ou a uma azoospermia

temporria, com recuperao da funo pela reconstituio da populao de

espermatognias a partir de clulas que tenham sobrevivido ao processo agressivo queresultou na destruio de parte daquelas clulas.

LINHAGEM GERMINATIVA MASCULINA

Desenvolvimentodo embrio

Processo disparado com amaturidade sexual

ClulaGerminativa

Espermatognia


Espermatcitoprimrio

Espermatcitosecundrio

Espermtide


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FECUNDAO

A fecundao consiste na reunio de uma clula reprodutora masculina, espermatozide

(n), com uma clula reprodutora feminina, vulo (n). Esta reunio d incio ao

desenvolvimento de um novo ser (2n) cujas caracterstica biolgicas so definidas, na

clula-ovo, pela presena de um patrimnio gentico de origem paterna (n) com um

patrimnio gentico de origem materna (n). As clulas sexuais so o nico elo entre o

patrimnio gentico de uma gerao e aquele da gerao seguinte. Conseqntemente,

danos fsicos, acumulados por um indivduo no so geneticamente transmissveis para

sua descendncia. Apenas danos no material gentico das clulas sexuais tm possibilidade

de serem transmitidos para novas geraes.

ESQUEMA REPRESENTATIVO DO CICLO DE DESENVOLVIMENTO HUMANO:

CLULAS SEXUAIS, FECUNDAO, CLULA OVO, MULTIPLICAO CELULAR,

DIFERENCIAO E INDIVDUOS.

23cromossomos

23cromossomos

46cromossomos

Clula-ovo

Multiplicaocelular

Diferenciao

FgadoCoraoPulmesCrebro


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INTERAO DAS RADIAES IONIZANTES COM A MATRIA

Radiao: (i) qualquer dos processos fsicos de emisso e propagao de

energia, seja por intermdio de fenmenos ondulatrios, seja por meio de

partculas dotadas de energia cintica. (ii) energia que se propaga de um ponto

a outro no espao ou num meio material (Novo Dicionrio Aurlio da Lngua

Portuguesa).

Radiao ionizante: radiao cuja energia superior energia de ligao

dos eltrons de um tomo com o seu ncleo; radiaes cuja energia suficiente

para arrancar eltrons de seus orbitais

A interao das radiaes ionizantes com a matria um processo que se passa em

nvel atmico. Ao atravessarem um material, estas radiaes transferem energia para as

partculas que forem encontradas em sua trajetria. Caso a energia transferida sejasuperior energia de ligao do eltron com o restante da estrutura atmica, este

ejetado de sua rbita. O tomo momentaneamente transformado em um on positivo. O

eltron arrancado (on negativo) desloca-se no meio, impulsionado pela energia cintica

adquirida neste processo. Esta energia dissipada atravs da interao do eltron com

eltrons e ncleos de outros tomos, eventualmente encontrados em sua trajetria. Novos

ons podem, assim, serem introduzidos na matria. O processo interrompido quando,

tendo sua energia dissipada em interaes (choques), os eltrons (e suas cargas

negativas) acabam capturados por molculas do meio. A introduo de pares de ons

(positivo e negativo) na matria recebe o nome de ionizao.

A interao das radiaes ionizantes com a matria

consiste na transferncia de energia da radiao

para o meio irradiado.


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Ao arrancarem, aleatoriamente, eltrons das camadas eletrnicas de tomos, as radiaes

ionizantes contribuem para romper, mesmo que momentaneamente, o equilbrio entre as

cargas positivas e negativas do tomo. introduo de cargas eltricas livres em um

meio irradiado, segue-se um rearranjo eletrnico que pode envolver eltrons de outros

tomos e molculas. Este rearranjo de eltrons tem como conseqncia o restabelecimento

do equilbrio perdido.

on: tomo ou molcula que se torna eletricamente carregado

pelo ganho ou perda de eltrons.

Com exceo dos tomos dos gases nobres, os tomos dos elementos existentes na

natureza apresentam a ltima camada eletrnica incompleta. Esta situao faz com que a

estrutura atmica seja instvel. Esta instabilidade contornada atravs da interao entre

diferentes tomos, de modo que cada tomo envolvido no processo tenha, na sua ltima

camada eletrnica, os oito eltrons (ou dois, no caso do tomo de Hidrognio) que conferem

estabilidade estrutura atmica. Cada elemento possui propriedades qumicas que refletem

a configurao da ltima camada eletrnica de seus tomos. Da interao dos tomos

surgem as molculas. Quando um tomo perde eltrons toda a estrutura molecular pode

ficar comprometida pelo rearranjo instantneo de eltrons, na busca de uma configurao

mais estvel. Esta busca pode resultar numa perda de identidade qumica para a molcula

envolvida e na gerao, no sistema irradiado, de molculas estranhas a ele.

CONSEQNCIAS FSICAS E QUMICAS DA INTERAO

DAS RADIAES IONIZANTES COM A MATRIA


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Suponha uma molcula A (protena, acar, etc.), com caractersticas

particulares que lhe permitisse realizar a funo F: se a radiao for capazde promover a modificao da molcula A transformando-a em a, a funo F

poder deixar de ser executada.

CONSEQNCIAS BIOLGICAS DA INTERAODAS RADIAES IONIZANTES COM UM SER VIVO

Considerando que as molculas biolgicas so constitudas, principalmente, por tomosde carbono, hidrognio, oxignio e nitrognio, os eltrons que provavelmente sero

arrancados de um tomo, no caso de irradiao de um ser vivo, sero eltrons de tomos

destes elementos. Para que ocorra ionizao em um material biolgico a energia da

radiao deve ser superior ao valor da energia de ligao dos eltrons ligados aos tomos

destes elementos. A transformao de uma molcula especfica (gua, protena, acar,

DNA, RNA, etc.) pela ao das radiaes leva a conseqncias que devem ser analisadasem funo do papel biolgico desempenhado pela molcula atingida. O efeito desta

transformao deve ser acompanhado nas clulas, visto serem estas as unidades

morfolgicas e fisiolgicas dos seres vivos. Da mesma maneira, a gerao de novas

entidades qumicas no sistema tambm deve ser analisada considerando seu impacto na

clula irradiada.

EFEITOS DAS RADIAES IONIZANTES NA GUA

A molcula de gua a mais abundante em um organismo biolgico. A gua participa

praticamente de todas as reaes metablicas em um organismo. Na espcie humana,

so cerca de 2 x 1025 molculas de gua por quilograma, o que reflete a composio

qumica da clula e permite afirmar que, em caso de exposio s radiaes, as molculas

atingidas em maior nmero sero molculas de gua. Molculas de gua irradiadas sofrem

radilise.


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Em seguida ionizao da gua segue-se um rearranjo eletrnico e a possibilidade de

produo de radicais livres.

Radicais livres so entidades qumicas, altamente reativas

em decorrncia da presena de tomos cuja ltima camada

no apresenta o nmero de eltrons

que conferiria estabilidade estrutura.

RADILISE DA GUA

H20

H20

H20-H

OH-

H20

OH

H20+ e

-

H+


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H

REAES QUMICAS DECORRENTES DA

RADILISE DA GUA

Sendo formas altamente reativas, os radicais livres, originados em decorrncia da radilise

da gua, interagem quimicamente entre si ou com molculas prximas a eles. Como

conseqncia, novas molculas podem ser danificadas, passando a disputar eltrons

com o meio.

H H+H

2OH

OH

H20

2

H+

OH-

OH

H20

+

+

+


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EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES EM MOLCULAS ORGNICAS

Os animais, em geral, e o Homem, em particular, obtm substrato para o metabolismo de

suas clulas do prprio meio ambiente. A ingesto de gua, alimentos de origem animal

e vegetal e oxignio do ar garante a subsistncia animal. Acares, aminocidos, cidos

graxos, nucleotdeos, vitaminas, elementos qumicos diversos, etc. so obtidos a partir do

ataque dos alimentos ingeridos porenzimas especficas. Os produtos da digesto so

transportados pela corrente sangnea para os tecidos onde so incorporados s clulas.No meio intercelular, estas substncias so metabolizadas pela ao de enzimas, tambm

especficas. Os produtos e subprodutos assim obtidos so utilizados pela clula como

substrato para os mais diferentes processos.

A energia necessria para a manuteno de todo o metabolismo biolgico obtida a

partir da respirao celular. Este processo envolve uma seqncia de reaes de oxidao

e de reduo que resultam na queima da glicose, com produo de CO2

e gua. Associada

respirao ocorre a produo de adenosina trifosfato (ATP), cuja estrutura qumica permite

o armazenamento de energia para posterior utilizao em reaes bioqumicas que

envolvam seu consumo. Diferentes etapas da respirao celular so mediadas pela ao

de enzimas especficas.

Enquanto um organismo dispuser de fontes de gua, alimentos diversos,oxignio e do conjunto de enzimas envolvido com todo o metabolismo celular,

qualquer molcula biolgica, caracterstica de um determinado organismo,

poder, por ele, ser sintetizada e /ou substituda. O que inclui molculas

orgnicas lesadas por ao das radiaes ionizantes.


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DANOS RADIOINDUZIDOS NA MOLCULA DE DNA

Por ser responsvel pela codificao da estrutura molecular de todas as enzimas da

clulas, o DNA passa a ser a molcula chave no processo de estabelecimento de danos

biolgicos. Ao sofrer ao direta das radiaes (ionizao) ou indireta (atravs do ataque

de radicais livres) a molcula de DNA expe basicamente dois tipos de danos: mutaes

gnicas e quebras.

Mutaes gnicas: correspondem a alteraes introduzidas na molcula deDNA que resultam na perda ou na transformao de informaes

codificadas na forma de genes;

Quebras da molcula: resultam na perda da integridade fsica do material

gentico (quebra da molcula);

A mensagem codificada no

DNA pode sofrer alteraes

pela ao das radiaes

ionizantes. Estas alteraes

podem ser resultar em

diversos efeitos, ou mesmo,

no resultar em efeito algum.

AO DASRADIAES

NO DNA

MUTAO GNICA QUEBRA DA MOLCULA

RATO

21 3 4

RAtOFuno mantida

Mutao gnica

RAIOFuno alterada

Mutao gnica

RATOPerda de funo

Quebra do DNA

Funo restaurada

DNA restaurado

?

RATO

Reparo do dano


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MUTAES GNICAS

Em decorrncia do processo de diferenciao celular, apenas uma parcela das molculas

de DNA codificam genes ativos em um tipo particular de clula. Assim sendo, no caso de

exposio s radiaes, a probabilidade de que genes funcionais tenham sua estrutura

alterada relativamente pequena. Segundo este raciocnio, mutaes podem ser

acumuladas sem que as clulas manifestem qualquer efeito. Clulas com mutaes em

genes funcionais podem apresentar alteraes metablicas de maior ou menor importncia,dependendo principalmente do estgio do desenvolvimento no qual o organismo se

encontre no momento da exposio. Mutaes na clula-ovo podem inviabilizar seu

desenvolvimento. Na fase embrionria, podem resultar em m formao de tecidos, rgos

e membros. Em um adulto, mutaes podem ser acumuladas em tecidos ou rgos sem

prejuzo significativo para o indivduo irradiado. A contribuio de uma nica clula para o

desempenho de um rgo ou tecido insignificante perante o total de clulas que o

integram. Caso mutaes ocorram na linhagem de clulas produtoras de gametas, existe

a possibilidade de transferncia de mutaes do indivduo irradiado para sua descendncia.

CNCER RADIOINDUZIDO

A introduo de mutaes no genoma de uma clula considerada indispensvel para a

induo de um cncer por ao das radiaes. No entanto, mutaes radioinduzidas no

evoluem obrigatoriamente para cncer. O que se observa que a probabilidade decancerizao a partir de clulas irradiadas superior probabilidade de ocorrncia deste

processo a partir de clulas no irradiadas. Mutaes seriam o primeiro passo do processo

de cancerizao. Diversos outros parecem contribuir para o processo, o que faz com que

o perodo entre o momento em que ocorrem mutaes no genoma de uma clula e a

eventual manifestao do cncer possa ser de vrios anos, seno de dcadas. Quanto

maior a quantidade de energia absorvida por um indivduo (dose absorvida), maior aprobabilidade de que venha a desenvolver a doena.


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QUEBRAS NA MOLCULA DE DNA

A introduo de quebras na molcula de DNA pode ter como conseqncia a morte da

clula irradiada, caso esta entre em processo de duplicao. No processo de diviso

celular, a clula deve duplicar o material gentico e distribu-lo entre as clulas filhas de

modo que cada uma delas receba integralmente o cdigo inicialmente contido na clula

me. Quebras no DNA prejudicam o processo, impedindo que as clulas transfiram seu

patrimnio gentico e, conseqentemente, se reproduzam. Clulas diferenciadas (que

no sofrem diviso) podem conviver com inmeras quebras sem, contudo, terem suas

funes prejudicadas. Caso haja o rearranjo dos fragmentos resultantes das quebras de

DNA, pode ocorrer o surgimento de cromossomos aberrantes, ou seja, modificados em

relao a estrutura original. Clulas contendo cromossomos aberrantes podem se duplicar

dando origem a uma populao de clulas anormais. O funcionamento dessas clulas

pode ser afetado pela presena destes cromossomos.

REPARO DAS LESES RADIOINDUZIDAS

Nem todas as alteraes introduzidas pela ao das radiaes no DNA evoluem para um

dano biolgico. O processo de evoluo dos seres vivo ocorreu, desde o princpio, em um

ambiente do qual as radiaes ionizantes eram parte integrante. Com o passar do tempo,

os nveis de radioatividade natural foram diminuindo (decaimento radioativo) at atingirem

os nveis dos tempos atuais. No final do sculo passado e incio do sculo XX, com o

desenvolvimento da tecnologia nuclear, estes nveis voltaram a crescer mantendo-se, no

entanto, em patamares muito inferiores queles existentes nos primrdios da evoluo

biolgica. A interao das radiaes ionizantes com as molculas precursoras dos sistemas

biolgicos teve um papel preponderante no surgimento de novos arranjos moleculares e .


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sistemas primitivos de vida assim como na evoluo destes para as formas atuais de vida.

Ao processo evolutivo, foram integrados mecanismos de defesa contra os efeitos das

radiaes, o que permitiu a estabilizao dos sistemas biolgicos potencialmente mais

viveis. Hoje, diversos sistemas enzimticos so responsveis pela identificao e reparo

de danos introduzidos no DNA. Estes mecanismos esto presentes em praticamente

todos os organismos que disputam o espao representado pelo planeta Terra, desde as

formas de vida mais rudimentares, como as bactrias, at organismos to complexos como

o Homem. Estes sistemas so responsveis pelo reparo de danos introduzidos no DNA

pela ao dos mais diversos agentes aos quais a vida encontra-se exposta, inclusive

radiaes ionizantes.

Os seres vivos, em geral, e o Homem, em particular dispem de mecanismos

biolgicos que lhes confere capacidade, dentro de limites ainda por

estabelecer, de convvio com radiaes ionizantes.

RESUMO: CONSEQENCIAS DA IRRADIAO DA MOLCULA DE DNA

Danos na molculade DNA

Reparo

Efeitosbiolgicos

Mutao

AO INDIRETA AO DIRETA

RADIAO

H O OH2

IONIZAO E

EXCITAO

H

2

2

HO

2H O

RADIAO

Morte

M-formao

Somtico

Gentico

10-17 a 10-5 segundos minutos a anos


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EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES NAS CLULAS E NOS TECIDOS

Em um indivduo adulto, a grande maioria dos tecidos constituda por clulas

diferenciadas isto , clulas que pouco se dividem ou que nunca o fazem. o caso das

clulas do tecido sseo, das clulas do tecido muscular, de clulas do fgado, dos rins,

dos pulmes, do corao. O caso extremo de diferenciao celular, com perda total da

capacidade de diviso o das clulas nervosas. Clulas que no se dividem podem

acumular quebras de DNA e mutaes celulares sem comprometimento das funes dos

rgos e tecidos que constituem. Clulas cuja taxa de diviso alta, tornam-se mais

vulnerveis ao das radiaes. Quando uma leso no DNA resultar quebra da molcula,

a clula passa a ter dificuldade em dividir o material gentico entre as clulas filhas, que

podem morrer aps uma ou duas divises subseqentes. Quanto maior o grau de

diferenciao celular, menor a taxa de diviso e menores so as possibilidades de morte

celular induzida pela radiao. Quanto menor a diferenciao celular maior a probabilidade

de induo de morte por ao das radiaes ionizantes.

Desta forma, um tecido pode apresentar maior ou menor resistncia s radiaes, em

funo do grau de diferenciao das clulas que o constituem. Em um indivduo adulto

apenas alguns tecidos so constitudos por clulas cuja funo repor, atravs de divises

sucessivas, populaes celulares cujo tempo mdio de vida da ordem de uma a duas

EFEITO DAS RADIAES NA PELE

Exemplo: camada de clulas dorevestimento do corpo

Tecido normal Tecido irradiado

Face externa do corpoFace externa do corpo

sentido

de

renovao

das

clulas

clulas mortas

clulas da camada

germinativa em divisoclulas diferenciadas sem

capacidade de diviso

clulas mortas

clulas da camada germinativa danificada

sem capacidade de diviso ou mortasclulas diferenciadas sem

capacidade de diviso


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EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES NO HOMEM

O efeito das radiaes ionizantes em um indivduo depende basicamente da dose absorvida

(alta/baixa), da taxa de exposio (crnica/aguda) e da forma da exposio (corpo inteiro/

localizada).

Qualquer dose absorvida, inclusive das doses provenientes de radiao natural, pode

induzir cncer ou matar clulas. A questo de probabilidade de dano, probabilidade de

mutaes precursoras de cncer e nmero de clulas mortas. Quanto maiores as taxas

de dose e as doses absorvidas, maiores as probabilidades de dano, de mutaes

precursoras de cncer e de morte celular. Danos podem ser reparados; mutaes podem

tanto representar falhas nos mecanismos de reparo como mecanismos de eliminao de

clulas inviabilizadas pelo dano. A morte celular, resultante de quebras na molcula de

DNA, da mesma forma que a eliminao de clulas mutantes, pode ser encarada como

um mecanismo de eliminao de produtos inviabilizados pela presena de danos. A questo

passa a envolver o nmero de clulas destrudas, o momento em que a morte celular

ocorre, (considerado o estgio de desenvolvimento do ser (clula-ovo, embrio, feto,

criana, adolescente, adulto, velhice), e o sexo do indivduo irradiado. Nas tabelas I e II

esto relacionados sintomas induzidos por exposies agudas localizadas e exposies

de corpo inteiro. Em todos os casos de desenvolvimento de sintomatologia clnica o

processo reflete a morte de um nmero significativo de clulas com comprometimento de

rgo e/ou tecidos. A unidade de dose absorvida o Gray (Gy). A dose mdia de radiao

natural absorvida pela populao mundial de 2,6 Gy x 10-3 x ano 1 , isto , 2,6 mGy por

ano.

dezenas de dias (elementos figurados do sangue e clulas de recobrimento); as clulas

responsveis pela produo de vulos e espermatozides tambm se enquadram entre

clulas altamente vulnerveis ao das radiaes ionizantes por possurem, como

caracterstica funcional, uma alta taxa de diviso celular.


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Infra-clnica

Reaes gerais leves

Hematopoitica leve

Hematopoitica grave

DL50

Gastro-intestinal

Pulmonar

Cerebral

Inferior a 1 Gy

1-2 Gy

2-4 Gy

4-6 Gy

4-4,5 Gy

6-7 Gy

8-9 Gy

superior a 10 Gy

Ausncia de sintomatologia

na maioria dos indivduos.

Astenia, nuseas, vmitos (3 a 6 hs.

Aps a exposio; sedao em 24 hs.)

Funo medular atingida: linfopenia,

leucopenia trombopenia, anemia;

recuperao em 6 meses.

Funo medular gravemente atingida.

Morte de 50% dos indivduos irradiados

Diarria, vmitos, hemorragias,

morte 5 ou 6 dias.

Insuficincia respiratria aguda, coma e

morte entre 14 e 36 h.

Morte em poucas horas por colapso

FORMA DOSE ABSORVIDA SINTOMATOLOGIA

TABELA I - EFEITOS DE UMA RADIOEXPOSIO AGUDA EM ADULTO


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TABELA II - EXPOSIES AGUDAS LOCALIZADAS

>4

16 a 20

6 a 12

16 a 20

25

2

0,3

5

3

6-8

Epilao temporria.

Epilao definitiva.

Radiodermite eritematosa que se manifesta

oito dias aps a exposio por dor e

vermelhido; freqentemente substituda por

pigmentao acentuada.

Radiodermite exudativa (bolhas, leses) que

regride em 5 ou 6 semanas.

Radiodermite e radionecrose que se

manifesta por um eritema precoce, dor e

exudao; o processo evolui para uma

ulcerao do tecido.

Catarata: quanto maior a dose, maior a

velocidade do estabelecimento do processo;

conjuntivite aguda de pouca gravidade.

Esterilidade temporria do homem.

Esterilidade definitiva do homem.

Esterilidade temporria da mulher.

Esterilidade definitiva da mulher.

DOSE ABSORVIDA(Gy)

SINTOMATOLOGIA


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EXPOSIES AGUDAS /ALTAS DOSES / CORPO INTEIRO-

SNDROMES DE IRRADIAO AGUDA.

Sndromes de irradiao aguda correspondem a um conjunto de manifestaes clnicas

apresentadas por indivduos submetidos a exposies envolvendo altas taxas de dose,

altas doses e exposio de rea importante do corpo (corpo inteiro).

Sndrome Prodrmica

Ocorre de minutos a um dia aps a exposio e se manifesta pelo surgimento de nusea,

vmito, anorexia, diarria e mal estar generalizado. A severidade, a durao e o tempo

para o estabelecimento da sintomatologia esto relacionados com a dose absorvida pelo

organismo. Esta sintomatologia indcio de exposio a altas doses e de comprometimento

das membranas celulares.

Perodo de Latncia

Em paralelo Sndrome Prodrmica observado um perodo de latncia que corresponde

ao intervalo de tempo que ocorre entre o momento da exposio e o surgimento dos

primeiros sintomas de falncia orgnica. Esta falncia decorrente da morte radioinduzida

de populaes celulares, cuja funo encontra-se intimamente ligada reposio

continuada de clulas de vida biolgica, relativamente curta, e conseqentemente, da

permanncia em constante estado de reproduo. A durao do perodo de latncia

funo da dose absorvida e pode durar de alguns segundos a dias. Clulas em permanente

estado de reproduo so aquelas da medula ssea, responsveis pela reposio dos

elementos figurados do sangue; aquelas das camadas mais internas dos tecidos de

recobrimento (pele, vilosidades intestinais, de glndulas); aquelas da linhagem germinativa

masculina e aquelas da linhagem germinativa feminina, na fase embrionria.


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SNDROME DO SISTEMA HEMATOPOITICO

Todos os elementos figurados do sangue (glbulos brancos, glbulos vermelhos e

plaquetas) originam-se das chamadas clulas-tronco pluripotenciais. Estas clulas

constituem o tecido hematopoitico ou tecido reticular. Este tecido encontrado no bao,

no timo, ndulos linftico e na medula ssea vermelha. Por seu papel biolgico as clulas-

tronco pluripotenciais se mantm em estado de intensa proliferao dando origem duas

diferentes linhagens celulares, conforme se localizem no bao ou na medula ssea. A

linhagem linfide d origem aos linfcitos e aos plasmcitos enquanto que a linhagem

mielide origina as hemcias (ou glbulos vermelhos ou eritrcitos), outros leuccitos

(glbulos brancos) e plaquetas conforme resumo apresentado a seguir.

HEMATOPOISE

DIFERENCIAO

clulas passveisde morte

clulaslinfides

clulas troncopluripotencial

clulaslinfides

Linfcito TLinfcito B Plasmcitos

Monoblasto Moncitos

MieloblastoMoncitosAcidfiloBasfilo{

Eritroblasto Eritrcito

Megacariticos Plaquetas


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Os glbulos vermelhos (hemcias) so responsveis pelo transporte de oxignio, absorvido

do ar, para os tecidos e do gs carbono, gerado na respirao celular, para os pulmes.

Os glbulos brancos so uma categoria de clulas responsveis pela defesa do organismo

contra bactrias, parasitas, corpos estranhos, etc. So tambm responsveis pela

modulao das respostas alrgicas, processos inflamatrios e imunolgicos entre outras

atividades. As plaquetas so fragmentos celulares que possuem papel importante no

processo de coagulao sangnea. Com exceo dos linfcitos (altamente sensveis

radiao) os elementos figurados do sangue no manifestam qualquer dano quando

irradiados.

Quando, por ao das radiaes, um nmero importante de clulas-tronco pluripotenciais

so destrudas, estabelece-se a Sndrome do Sistema Hematopotico. Linfcitos T,

plasmcitos, moncitos, neutrfilos. Acidfilos, basfilos, eritrcitos e plaquetas so

elementos figurados do sangue e apresentam um alto grau de diferenciao.

Conseqentemente, pode-se afirmar que, com exceo dos linfcitos, esses elementos

no manifestam os efeitos das radiaes. Em situao normal, cada um dos diferentes

tipos de elementos figurados do sangue apresenta um tempo de atividade aps o qual

naturalmente eliminado do sistema. Em um indivduo irradiado, este padro de

comportamento no alterado. Na medida que os elementos cumprem com seu tempo de

atividade, so eliminados. Com a destruio das clulas-tronco pluripotencial, a reposio

de elementos interrompida e a Sndrome se estabelece. O indivduo desenvolve um

quadro de imunodeficincia grave, anemia e propenso a hemorragias e infeces. A

recuperao est ligada sobrevivncia e proliferao de clulas-tronco pluripotencial

que, recompondo o tecido radiolesado reiniciam a hematopoise.


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SNDROME GASTROINTESTINAL / LESES NOS TECIDOS DE RECOBRIMENTO

(PELE, CRIPTAS DAS VILOSIDADES INTESTINAIS)

Todos os tecidos de recobrimento (pele, tecidos de revestimento do sistema gastrointestinal,

tecidos de recobrimento de glndulas, etc.) so formados por vrias camadas de clulas

das quais a mais interna responsvel pela reposio das clulas das camadas mais

externas. Nestas, as clulas possuem um alto grau de diferenciao perdendo a capacidade

de se multiplicar e, portanto, no manifestam os danos produzidos pela radiao. Uma

vez que atingem a superfcie do tecido, estas clulas so eliminadas por descamao.

Quando clulas da camada mais interna so mortas pela ao de radiaes ionizantes, o

efeito se manifesta na forma de ulceraes que surgem dias aps a exposio radiao.

O tempo decorrido entre a exposio e o surgimento de leses independe da energia

transferida pela radiao ao tecido (dose); depende do tempo de trnsito das clulas das

camadas mais internas para as camadas mais externas do tecido. Na pele, o tempo de

latncia corresponde a uma dezena de dias; nas vilosidades intestinais a ulcerao tem

incio por volta do quarto dia aps a exposio. A energia necessria para a produo de

lceras extremamente alta, tanto para leses de pele quanto para leses intestinais.

Quadros apresentando ulceraes intestinais so praticamente irreversveis. Caso o

paciente possa ser controlado, a dose capaz de produzir ulcerao a partir do quarto dia

desencadear a sdrome do sistema hematopotico a partir do dcimo dia.Leses de pele tem tempo de latncia de aproximadamente 10 dias e ocorrem apenas em

situaes de exposies localizadas pois as doses envolvidas, caso fossem absorvidas

pelo corpo inteiro, induziriam sndrome gastrointestinal e hematopotica .


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EFEITOS DAS RADIAES IONIZANTES NAS

LINHAGENS GERMINATIVAS

Linhagens germinativas, masculina e feminina, correspondem s vrias geraes de clulas

envolvidas com a produo dos gametas. As conseqncias da irradiao destas linhagens

variam conforme o sexo do indivduo irradiado, o que reflete a diferena existente entre a

produo de vulos e a produo de espermatozides.

EFEITOS NA LINHAGEM GERMINATIVA FEMININANa mulher, a fase de intensa proliferao das clulas germinativas femininas (ainda na

fase fetal) a mais vulnervel ao das radiaes. Exposies nesta fase podem

comprometer a fecundidade. Com a evoluo das clulas germinativas para ovcitos

primrios (tambm na fase fetal), a populao de clulas germinativas desaparece assim

como a possibilidade de reposio desta populao e das outra que dela se originam. No

caso de morte das clulas desta linhagem, no existe a possibilidade de recomposio

das populaes lesadas.

Ao nascer, a menina possui cada uma das clulas (ovcito primrios) que devero evoluir

para vulo, a partir da puberdade. Estes ovcitos, se expostos radiao, podem sofrer

danos no seu material gentico que tanto podem ser corrigidos como fixados na forma de

mutaes ou de quebras cromossmicas. As duas divises, caractersticas da meiose,

que ocorrem no momento em que um ovcito se diferencia para vulo funcionam como

um controle da qualidade dos vulos produzidos. Quebras de DNA so eliminadas pela

incapacidade das clulas de prosseguirem o processo de distribuio do material gentico

para clulas filhas. Uma mulher que tenha seu aparelho reprodutor irradiado, de modo

significativo, pode acumular mutaes e quebras no DNA de seus ovcitos primrios. No

momento em que um ovcito danificado der continuidade ao processo de meiose, iniciado

ainda na fase fetal, dificilmente conseguir distribuir o DNA lesado para as quatro clulas


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resultantes do processo. O vulo que, nestas circunstncias, eventualmente venha a se

formar, se fecundado, dificilmente evoluir satisfatoriamente. Como a resposta radiao

est ligada a uma probabilidade, quanto maior a dose, maior o nmero de ovcitos lesados.

A mulher irradiada pode, em decorrncia de perda parcial de ovcitos, apresentar uma

diminuio na taxa de fertilidade, proporcional dose absorvida.

EFEITOS NA LINHAGEM GERMINATIVA MASCULINA

No homem, a produo de espermatozides um processo extremamente vulnervel

ao das radiaes por envolver uma linhagem celular em constante estado de proliferao.

Em todas as etapas do processo clulas podem morrer. Em contrapartida, o fato do homem

manter durante toda a sua vida clulas primordiais da linhagem germinativa masculina

garante-lhe que haja sempre a reposio desta linhagem, no caso de danos causados

pela exposio s radiaes.

No caso de uma exposio localizada, o homem pode apresentar queda temporria na

produo de espermatozides que perdura enquanto as clulas primordiais sobreviventes

recompem a linhagem destruda. A esterilizao do homem por ao das radiaes

possvel porm implica em exposies a doses extremamente altas.

Desenvolvimento do embrioProcesso disparado com a

maturidade sexual

ClulaGerminativa

Ovognia


Ovcitoprimrio Ovcito

secundrio

Ovcitomaduro

Populao de clulas passvelde destruio por ao das radiaes


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HEREDITARIEDADE A PARTIR DE CLULASREPRODUTORAS IRRADIADAS.

GAMETAS COM QUEBRAS NO MATERIAL GENTICO:

Uma vez que tenham sido introduzidas quebras na molcula de DNA de vulos ou de

espermatozides, a probabilidade da ocorrncia da fecundao muito pequena, pois

estes eventos resultaro, na maioria dos casos, na morte do gameta. Ocorrendo a

fecundao, o feto resultante ento abortado.

GAMETAS COM ALTERAES NAS INFORMAES CONTIDAS NO MATERIAL

GENTICO (MUTAES):

Cada gameta (espermatozide e vulo), envolvido no processo de fecundao, transmite

para o ovo, resultante da fecundao, um patrimnio de genes pertencentes ao indivduo

que os produziu. Conseqentemente, uma clula-ovo tem seu prprio patrimnio gentico

constitudo por duas metades; uma proveniente do pai e outra proveniente da me. As

caractersticas deste novo indivduo sero resultado da interao entre estes dois conjuntos

de genes. Cada caractere definido por dois genes: um de origem materna e outro de

origem paterna. De uma forma geral, para que uma mutao produza alguma manifestao

na primeira gerao (filho do portador da mutao), necessrio que tanto o vulo quanto

o espermatozide apresentem mutaes para o mesmo caracter (no mesmo gene).

Desenvolvimento

do embrio

Processo disparado com a

maturidade sexual

ClulaGerminativa

Espermatognia


Espermatcitoprimrio

Espermatcitosecundrio

Espermtide

Populao de clulas capazde reconstituir a linhagem germinativa


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EFEITOS DAS RADIAES IONIZANTES EM TECIDOS DE RENOVAOLENTA OU INEXISTENTE (CLULAS DIFERENCIADAS)

Em certos casos, o nmero de molculas alteradas em uma clula pela ao das radiaes

to grande que a prpria estrutura fsica da clula abalada. o caso da membrana

celular que, tendo sua estrutura molecular alterada pela ao das radiaes, fica

incapacitada de manter a integridade celular e controlar o fluxo de substncias entre os

diferentes compartimentos por ela delimitados. Este tipo de evento pode serresponsabilizado pelos sintomas desenvolvidos na fase prodrmica das diferentes

sndromes de irradiao aguda. Este processo sofre reverso em algumas horas ou dias,

tempo necessrio para a recuperao das leses de membranas. No caso de doses

extremas, o indivduo irradiado morre em poucas horas, por destruio das molculas

essenciais manuteno das funes vitais clula (morte molecular) e por colapso do

sistema nervoso central (sndrome do sistema nervoso central).

Considerando o nmero de genes existente no material gentico de cada indivduo, a

probabilidade dos gametas envolvidos na fecundao apresentarem a mesma mutao

praticamente nula.

O indivduo resultante de um cruzamento no qual um dos gametas possui mutao ser

normal porm portador da mutao que eventualmente poder ser transmitida para um

filho.

Neste caso, para que a mutao se manifeste, necessrio que a clula sexual, contendo

a mutao, seja fecundada por outra, contendo a mesma mutao. Isto passa a ser mais

provvel no caso de fecundaes entre gametas de indivduos consangneos.


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Exposies entre o dcimo quinto e o qinquagsimo dia do desenvolvimento

(organognese), tem incio a diferenciao de grande parte dos rgos do embrio. Este

passa a apresentar diferentes tipos de clulas sendo que algumas encontram-se

totalmente diferenciadas, ou seja, no so mais capazes de dar origem s outras. A

exposio do feto radiao nesta fase do desenvolvimento pode resultar em m

formaes (teratognese). Estas anomalias ocorrero em tecidos que, no momento da

irradiao, estiverem iniciando o processo de diferenciao.

EFEITO DAS RADIAES IONIZANTES NO DESENVOLVIMENTOEMBRIONRIO E FETAL.

O feto apresenta uma intensa proliferao celular e, em determinadas fases do

desenvolvimento, um nmero extremamente reduzido de clulas precursoras de um

determinado tecido ou rgo (uma ou duas). Portanto, o feto extremamente vulnervel

ao das radiaes ionizantes. Na fase de pr-implantao, que se estende da fecundao

at o dcimo dia do desenvolvimento, a irradiao tem como principal conseqncia a

morte pr-natal. Nesta fase, suas clulas permanecem indiferenciadas e quando poucas

sofrem leses, estas podem ser repostas pelas clulas no atingidas. Neste caso o embrio

se desenvolver normalmente. Porm, caso o nmero de clulas lesadas seja grande e

com isso haja impossibilidade de reposio, o embrio ser eliminado.

apostila química cnen - radiações ionizantes

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