Efeitos biológicos da radiação ionizante

Medicina

28/02/2013

É de conhecimento de todos que os raios X, por serem radiação ionizante, são bastante prejudiciais à saúde do ser humano. No entanto, ainda não se sabe qual o grau de nocividade dos raios X nos níveis de diagnóstico. Como os benefícios do radiodiagnóstico são muito grandes, é muito importante que físicos médicos, técnicos de radiologia e médicos radiologistas trabalhem com o objetivo de obter imagens radiográficas de boa qualidade com a menor exposição possível do paciente.

Quando expostas à radiação ionizante, as células podem sofrer danos devido à ação de eventos físicos, químicos e biológicos, que começam com a interação da radiação com os átomos que formam essas células. A ionização dos átomos afeta as moléculas, que poderão causar danos às células e, consequentemente, aos tecidos e órgãos, até afetarem o funcionamento do corpo inteiro.

Os eventos físicos são sofridos pelos átomos e incluem ionização e excitação. Esses eventos podem levar à ruptura de ligações moleculares e formação de radicais livres, que são os eventos químicos. Tanto os eventos físicos quanto os químicos podem levar aos efeitos biológicos. Entretanto, alguns eventos não prejudiciais podem ocorrer, como: a radiação atravessa o corpo do paciente sem sofrer interações ou causar danos; a radiação danifica a célula, mas esta é reparada adequadamente; ou a radiação mata a célula ou impede que ela se reproduza, mas sem provocar maiores danos aos tecidos. O problema maior acontece quando os eventos físicos e químicos provocam a reprodução errada das células, podendo causar aberrações ou mutações celulares, que podem levar à carcinogênese, por exemplo.

Nesse contexto, há a radiobiologia, que é o estudo dos efeitos da radiação ionizante no tecido biológico. Seu objetivo é descrever com maior precisão os efeitos da radiação nos seres humanos para que ela possa ser usada com mais segurança para o diagnóstico e com mais eficiência para a terapia. Para isso, estuda-se a interação da radiação com as células, tecidos e órgãos através da análise de DNA e RNA, sobrevivência celular, cinética do ciclo celular, aberrações e rearranjos cromossômicos, e indução de morte celular (apoptose e necrose).

Os efeitos biológicos podem ocorrer após exposição do corpo inteiro ou de partes do corpo a doses de radiação não necessariamente muito altas. Por isso, o cuidado que se deve ter mesmo com níveis baixos de radiação, como no caso do radiodiagnóstico. Esses efeitos podem ser divididos em efeitos somáticos e hereditários.

• Efeitos somáticos:

São aqueles que surgem apenas na pessoa que sofreu a exposição à radiação, não afetando futuras gerações. A gravidade desses efeitos depende basicamente da dose recebida e da região atingida. Exemplos de efeitos somáticos incluem queimaduras, vômitos, cefaleia, diarreia, infecções, anemia, obstrução de vasos, ou em casos mais graves de exposição, mutações do DNA, morte celular e câncer.

• Efeitos hereditários:

São resultados de danos em células de órgãos reprodutores e atingem os descendentes da pessoa que sofreu a irradiação. Eles incluem as mutações celulares.
Os efeitos somáticos classificam-se em imediatos e tardios. Quando os efeitos biológicos surgem em até alguns dias após a exposição, eles são chamados de efeitos imediatos. A Síndrome Aguda de Radiação é um desses efeitos. Quando há exposição do corpo inteiro a doses elevadas de radiação, vários tecidos e órgãos são danificados, podendo causar uma reação aguda, cujos sintomas são náusea, vômito, fadiga e perda de apetite.

Por outro lado, há efeitos que surgem apenas meses ou anos após a irradiação, e são chamados de efeitos tardios. O efeito tardio de maior importância é o câncer.

Relação dos efeitos

Efeitos imediatos:

- Síndrome aguda de radiação
• Síndrome hematológica
• Síndrome gastrointestinal
• Síndrome do sistema nervoso central

- Dano tecidual local
• Pele
• Gônadas
• Extremidades
• Medula óssea

- Dano citogenético

Efeitos tardios:

- Leucemia

- Outras doenças malignas:
• Câncer ósseo
• Câncer de pulmão
• Câncer de tireoide
• Câncer de mama

- Dano tecidual local
• Pele
• Gônadas
• Extremidades

- Redução do tempo de vida

- Dano genético Como dito anteriormente, a irradiação do corpo inteiro pode causar uma reação aguda, que tem sintomas menos graves como vômito ou perda de apetite. Entretanto, se a dose for bastante alta, as síndromes abaixo podem se manifestar:

• Síndrome hematológica: afeta as estruturas que formam o sangue e são altamente sensíveis à radiação. É caracterizada pela redução de leucócitos, hemoglobina e plaquetas.

• Síndrome gastrointestinal: afeta órgãos do sistema gastrointestinal que são muito sensíveis à radiação. É caracterizada principalmente por danos severos a células que revestem o intestino.

• Síndrome do sistema nervoso central: afeta cérebro e músculos que são menos sensíveis à radiação. É caracterizada pelo aumento da pressão intracraniana, inflamação dos vasos sanguíneos e meningite.

Como o cérebro e os músculos são menos sensíveis à radiação, é necessária uma dose extremamente alta para causar a síndrome do sistema nervoso central. Nesses casos, o tempo de vida da pessoa exposta é extremamente curto.

Danos locais também podem ocorrer devido à irradiação. Nesses casos, a dose a que apenas uma parte do copo é exposta para produzir um efeito biológico deve ser maior do que no caso de irradiação do corpo inteiro. Os tecidos que são afetados imediatamente após a irradiação são pele, gônadas e medula óssea.

A exposição de mulheres grávidas à radiação pode causar sérios efeitos biológicos ao feto, que não são efeitos hereditários, mas sim somáticos, pois o próprio feto é exposto à radiação:

• Morte pré-natal
• Morte neonatal
• Má formação congênita
• Câncer infantil
• Desenvolvimento e crescimento diminuídos

Outro ponto importante desse tópico é a radiossensibilidade celular, ou seja, diferentes tipos de células do corpo humano possuem diferentes respostas à radiação. A sensibilidade da célula à radiação é determinada pela sua maturidade, taxa de reprodução e função. Células que estão em constante reprodução são altamente sensíveis à radiação, podendo sofrer morte ou mutação. Já células mais lentas são menos sensíveis e sofrem efeitos de menor seriedade; elas precisam ser exposta à radiação bastante alta para sofrerem danos mais graves.

Como dito anteriormente, ainda não se sabe quais são os reais riscos da irradiação de baixa dose, como no caso da exposição durante exames radiográficos. Entretanto, sabe-se que os riscos de aparecimento de efeitos biológicos não segue um modelo de limiar, ou seja, eles não se manifestam a partir de um determinado valor de dose absorvida. Na verdade, há um risco linear, ou seja, quanto mais os tecidos são expostos, maiores os riscos.

Portanto, desde o surgimento dos primeiros efeitos biológicos da radiação ionizante, há um grande esforço no desenvolvimento de equipamentos, técnicas e procedimentos para o controle dos níveis de exposição de pacientes, trabalhadores e público em geral à radiação.