Efeito Biolgico da Radiao Aspectos bsicos, clnicos e aplicao em radioterapia Radiobiologia: estudos dos efeitos biolgicos da radiao em clulas, tecidos e organismos. Multidisciplinar Radiao/Ambiente. Na superfcie da terra h certa dose de radiao (decaimento - principal material o radnio). Tambm radiao csmica. Proteo da atmosfera e do campo magntico da terra. Tempestades solares: ocorrem a cada 11 anos -> aumento da radiao na sup. da terra Radiobiologia/Radioterapia - Radiao csmica - Radiao crosta terrestre - Roentgen (1895) - descoberta do raio x Radiao ionizante: - R. Corpusculares: massa (prtons, neutrons) - R. Eletromagnticas: ondas (RX, gama) - Indiretamente ionizantes (radiaes que no tm carga) - Ef. direto: e- ejetado do meio - leso biolgica (30% do ef. biolgico das radiaes) - Ef. indireto: e- ejetado da gua - radilise (70% do ef. biolgico das radiaes): interage com a gua e faz radicais libres - H2O+ + H2O- -> H+ + OH- Radicais livres: H. OH. e-aq

O2 o mais importante radiossensibilizador que temos. No faz radioterapia em pacientes com anemia -> faz transfuso. O2 "fixa" o efeito biolgico da radiao Radioterapia: radiao com muitos eletron-volts - maior penetrao Depende da profundidade do tumor, do grau de obesidade do paciente Transferncia linear de energia - LET - energia liberada por unidade de trajeto - LET de 100keV/um - maior LET: maior capacidade de leso; aumenta eficcia e matar clula - existe um LET que tem mais chance de fazer uma quebra dupla do DNA - se aumentar muito o LET acaba tendo energia desperdiada Taxa de dose - Radiao x tempo - Menor taxa de dose - menor morte celular - ocorre reparo

ANVISA: quando o aparelho de cobalto tiver um rendimento muito baixo, ele precisa ser inativado. Se no inativado, pode favorecer reparo do tumor. Vai decaindo com o tempo. Efeito depende da densidade de ionizao: espao (LET) e taxa de dose (tempo) Uma das principais leses biolgicas: quebra do DNA Reparo, mal reparo (mutaes celulares), morte celular Leses em DNA - mudana ou perda de uma base - quebra da ponte de hidrognio - quebras simples - quebras duplas (so as mais problemticas para as clulas repararem) morte celular - translocaes Importante: posio da clula no ciclo celular Ciclo celular: fase G2 - retardo para reparo -> inibio do retardo -> maior radiossensibilidade S: duplicidade do contedo informacional -> mecanismo de reparo -> menos radiossensvel G1: retardo - p53 -> ativam p21 -> radiossensibilidade Mitose - compactao do DNA - maior probabilidade de interao e morte celular - inacessibilidade de enzimas reparadoras - protenas prximas ao DNA (varredoras) no age Maior sensibilidade: G2 e mitose Tumores: mais mitoses que o tecido normal Morte clonognica - clula ntegra divide uma ou duas vezes e trnasmite aberraes letais para a clula filha no clonognica (estril) - incapacidade de formar colnias com mais de 50 clulas - estudo: irradiar cultura e contar colnias Morte programada - fisiolgico: oposio mitose, ativao de enzimas - digesto do DNA - programao gentica - genes (BCL2 - inibio, p53 - induo) - tipo I: apoptose, tipo II: autofagia, (algo que perdi)

Resposta biolgica diferente - diferentes tecidos normais Resp. rpida - efeito agudo Pele, mucosa, hemocitopotico, GI Resp. lenta - efeito tardio Msculo, osso, vasos, SN, medula espinal Tecido resposta rpida/lenta - fibrose tardia Explorado na radioterapia * Efeito pode ser muito tardio (ex.: 1 ano depois) - importncia do seguimento do paciente. Clulas suportam mesma qtds de qeubras duplas por Grey (DSB - 40/SSB - 1000) Diferentes capacidades de reparo -> radiossensibilidade Reparo do DNA - enzimtico - exciso - (...) - mais importante: reparo de quebra dupla (...) Manifestaes clnicas do indivduo irradiado? - caractersticas biolgicas do tecido irradiado - caractersticas fsicas das radiaes (LET, taxa de dose) - dose, fracionamento, volume Acidental (populao geral) - aguda - dose nica (baixa ou alta) - corpo inteiro Acidental: Sndrome aguda da radiao - Falncia: MO (m. ssea), TGI (gastrointestinal), SNC - MO, dose 100-1000cGy, morte de 3S a 2M - GI, dose 1000-5000cGy, morte de 3 a 10D - SNC, dose maior 5000cGy, morte em cerca de 3D Ex.: hipoplasia de MO, encurtamento das vilosidades, criptas sem clulas, grande depleo de clulas da MO. Se tiver chance do intestino recuperar, vale a pena transplantar medula. Sndrome MO a nica que permite sobrevivncia. Sndrome SNC (descrita dec. 50 e 60): No mais descrita aps Chernobyl - estudos em acidentes nucleares

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nervosismo confuso mental nusea e vmito sensao de queimao na pele diarreia aquosa convulso coma morte

Pele: - radiodermite aguda: eritema, edema progressivo, descamao, dermatite exudativa, ulcerao - radiodermite crnica: teleangectasia, alteraes pigmentares, atrofia glandular, ulcerao, fibrose * Ingesto de produto radioativo: pessoa incorpora o produto e vira fonte radioativa. Gnadas: Masculinas: esterilidade - 500 a 600 cGy em testculo; dose de 100 pode ter esterilidade temporria e recuperao em mais de 10 meses; dose de 400 pode ter recuperao em 5 anos Femininas: esterilidade - 625 cGy -> tolerncia depende da idade da mulher (perdi...) Embrio/feto: - Perodo pr-implantao: morte pr-natal - P. organognese maior: anomalias congnitas (anencefalia, retardo mental, cegueira, microcefalia, etc) - P. fetal - efeitos tardios: neoplasias, distrbios funcionais * Na fase embrionria tecido nervoso muito suscetvel radiao. * TC abdome: libera muita radiao (problema em gestantes) * Dose muito alta: indicao para interrupo da gravidez (nossa legislao no prev!) Mutao e carcinognese: Efeitos estocsticos (ocorre com qualquer dose) Probabilidade aumenta com o aumento da dose Se contrape aos efeitos determinsticos - limite de dose (ex.: catarata) Mutaes - dose de dobra do nmero (10 a 100 cGy)

Cnceres: leucemias, tu mama, tu tireide, tu pulmo Cncer uma doena do velho. Probabilidade aumenta com o aumento da idade da pessoa. Chance maior 15-20 anos aps irradiao. Pico de leucemia em torno de 7 anos. (Perdi algo aqui...) * Probabilidade de um paciente que fez radioterapia ter um segundo cncer por causa do tto de 5%. Estudo feito para pacientes que fizeram s radio. Problema: so pessoas que j tinham instabilidade gentica para ter o cncer. Profissionais radiao - crnica e fracionada - dose baixa - corpo inteiro Programada - fracionada - dose moderada (final alta) - localizada (campos restritos) Uso clnico em radioterapia? Desafio: tratar a doena e preservar o tecido normal Preocupao com a tolerncia dos tecidos Pesquisa: doses e leses que causam Diferena de dose nica e fraes -> fracionado pode atingir mais a faixa de cura Dose de tolerncia: dose que controla tu com menor leso no tecido nl Dose de tol. 5/5: 5% ou menos de complicao em 5 anos Aumento volume irradiado: diminuio tolerncia tecido nl Aumento dose/frao: idem Fracionamento Protocolos de radioterapia Fracionamento clssico: 180 a 200 cGy/dia em 5 semanas Radiobiologia Redistribuio

Reparao: tecido normal Repopulao: interfere na durao total do tto Reoxigenao: do tumor (O2 ajuda na ao da radioterapia) - explorado no fracionamento (Radiossensibilidade - correo do reparo incompleto) * Tumor pobre em enzimas de reparo. Tumor tem menos p53. Ocorre reparo maior do tecido normal e pssimo reparo no tumor. Os tumores tm 30% de clulas hipxicas. Se demorar muito para fazer o tto, clulas tumorais comeam a repopular. Oxigenao do tumor: vaso > bem oxigenado > hipxia (viveis) > anxia (necrose, apoptose) Clulas bem oxigenadas respondem bem. Clulas hipxicas so mais resistentes. Fracionamento: vaso com dose baixa conseque reparar -> manter oxigenao Fracionamento: -> Hiper-fracionamento: doses menores vrias vezes por dia - aumenta 15-20% na dose final com mesma qtd de leso no tec normal resposta lenta Fracionamento acelerado Hiper-fracionamento acelerado Tumores de alta proliferao - > Hipofracionamento (dose alta por frao em poucos dias) (Aqui comea a ficar rpido demais para eu pegar...) Tumores que reparam leso radioinduzida * Radioterapia tambm pode tratar doena benigna. Ex.: malformao artrio-venosa em SNC. Radioterapia conformada Radiao com dose modulada IMRT Planejamento em 3D

Image - guided radiotherapy - gating Faz raio-x do tumor em tempo real Liberao da dose quando v o tumor Radiobiologia Pode associar radiao com radiossensibilizadores e radioprotetores Radioimunoterapia - RIT Anticorpos monoclonais ligados a molculas radioativas Anticorpo - veculo Irradia alvo celular seletivo - START Morte por apoptose - relevante ________________________________________________________________________ Radioproteo Efeitos a altas doses - limites de exposio - conceito de tolerncia 1934 (ICRP): ~500mSv/ano (atualmente essa dose 50mSv/ano) Anos 40: limites para efeitos estocsticos (doses baixas) Hoje: nfase dada a induo de cncer. Pequenas doses podem gerar danos -> melhor relao risco/benefcio As "prticas" incluem a utilizao de fontes de radiao na med, indstria, agricultura, pesquisa, ensino. Radiao natural: 82% Radiao produzida: 18% (por volta de 15% a utilizada no diagnstico mdico) Princpios da radioproteo 1. Justificao gentica Nenhuma prtica aceita a no ser que produza benefcios para os IOEs ou para a sociedade, suficientes para compensar o detrimento correspondente, tendo-se em conta fatores sociais e econmicos, assim como outros fatores pertinentes. No justificado: - exames radiolgicos para fins empregatcios ou periciais (no se justifica se no tiver nenhum motivo basal - se for s burocrtico) - mulheres em idade reprodutiva e durante a gravidez - exposio de seres humanos para fins de pesquisa biomdica

- exames radiolgicos para rastreamenteo em massa de grupso populacionais (precisa de aprovao do MS) Justificao individual: exames radiolgicos complexos e com altas doses 2. Otimizao (princpo ALARA) A proteo radiolgica deve ser otimizada de forma que a magnitude das doses individuais, o nmero de pessoas expostas e a probabilidade de ocorrncia de exposio mantenham-se to baixas quanto possa ser razoavelmente exequvel, tendo em conta fotores econmicos e sociais. - seleo adequada de equipamentos - planejamento da instalao - procedimentos de trabalho - Programa de Garantia de Qualidade incluindo: nveis de referncia para pacientes, restries de dose para acompanhantes * Imagem muito bonita/definida muitas vezes se d s custas de alta dose de radiao. Imagem precisa ser boa suficiente para dar o diagnstico. 3. Limitao de doses individuais Exposio ocupacional e do pblico decorrente de prticas controladas devem ser limitadas - no se aplicam s exposies mdicas (exposio dos pacientes): no existe limite de dose para o paciente - depende da necessidade! - no devem ser considerados como uma fronteira entre "seguro" e "perigoso" * Existem doses de referncia para cada procedimento. Indivduos com idade inferior a 18 anos no podem ficar expostos radiao. Efeitos determinsticos x estocsticos Exposies mdicas: - limite de dose - otimizao - restrio de dose Fluoroscopia e Cinefluoroscopia: tcnicas invasivas complexas para fins de diagnstico e terapia nas quais so usados os raio x por tempo prolongado. Procedimentos de maior risco: - angioplastia transluminal percutnia - stent - ablao cardica por radiofrequncia - procedimentos trombolticos e fibrinolgicos

Fatores que afetam a dose no paciente: - caractersticas do radioistopo ou da radiao: meia vida fsica e biolgica. Espectro de emisso da radiao. - protocolo do exame: da dose aquisio da imagem - sensibilidade do receptor da imagem - condies operacionais - geometria: distncias e angulaes - controle de qualidade Importncia do "follow-up" do paciente: acompanhar ao longo do tempo efeito pode ser tardio. Controles ocupacionais - cristalino - pele - extremidades Mdicos: importncia do esquema de rodzio - diminuir a dose. Proteo: avental de chumbo, protetor tireide, protetor para olhos, "saia" de chumbo no equipamento, vidro plumbfero Dosmetro: mede exposio corpo inteiro por fora do avental de chumbo reas controladas: quando requer medidas especficas de proteo e segurana para garantir que as exposies ocupacionais normais estejam em conformidade com os requisitos de otimizao e limitao de dose. Smbolo internacional de radiao ionizante. reas supervisionadas: devem ser feitas reavaliaes regulares das condies ocupacionais. reas livres Registros ocupacionais Controle de visitante (Perdi.......)