O Que é Radiobiologia – Biologia da radiação – definição

Biologia da radiação (também conhecida como Radiobiologia) é uma ciência médica que envolve o estudo dos efeitos biológicos da radiação ionizante nos tecidos vivos. A radiação está à nossa volta. Dentro, ao redor e acima do mundo em que vivemos. É uma força de energia natural que nos rodeia. É uma parte do nosso mundo natural que está aqui desde o nascimento do nosso planeta. Se a fonte de radiação é natural ou artificial, se é uma grande dose de radiação ou uma pequena dose, haverá alguns efeitos biológicos. Em geral, a radiação ionizante é nociva e potencialmente letal para os seres vivos, mas pode ter benefícios para a saúde na medicina, por exemplo, na radioterapia para o tratamento do câncer e da tirotoxicose. Este capítulo resume brevemente as consequências a curto e a longo prazo que podem resultar da exposição a radiações.

danos celulares-Radiobiologia

todos os efeitos de danos biológicos começam com a consequência de interações de radiação com os átomos que formam as células. Todos os seres vivos são compostos por uma ou mais células. Cada parte do seu corpo consiste em células ou foi construída por elas. Embora tendamos a pensar em efeitos biológicos em termos do efeito da radiação sobre as células vivas, na realidade, a radiação ionizante, por definição, interage apenas com os átomos por um processo chamado ionização. Para a radiação ionizante, a energia cinética das partículas (fótons, elétrons, etc.) da radiação ionizante é suficiente e a partícula pode ionizar (para formar íons, perdendo elétrons) átomos alvo para formar íons. Simplesmente a radiação ionizante pode derrubar elétrons de um átomo.existem dois mecanismos pelos quais a radiação afeta as células. Estes dois mecanismos são comumente chamados:

• efeitos diretos. Efeitos diretos são causados pela radiação, quando a radiação interage diretamente com os átomos da molécula de DNA, ou algum outro componente celular crítica para a sobrevivência da célula. A probabilidade da radiação interagir com a molécula de ADN é muito pequena, uma vez que estes componentes críticos constituem uma parte tão pequena da célula.efeitos indirectos. Os efeitos indiretos são causados pela interação da radiação geralmente com moléculas de água. Cada célula, assim como é o caso do corpo humano, é principalmente água. A radiação ionizante pode quebrar as ligações que mantêm a molécula de água Unida, produzindo radicais como hidroxila OH, anião superóxido O2–e outros. Estes radicais podem contribuir para a destruição da célula.

um grande número de células de qualquer tipo particular é chamado de tecido. Se este tecido forma uma unidade funcional especializada, é chamado de órgão. O tipo e o número de células afectadas é também um factor importante. Algumas células e órgãos no corpo são mais sensíveis à radiação ionizante do que outros.

a sensibilidade de vários tipos de células à radiação ionizante é muito elevada para os tecidos constituídos por células que se dividem rapidamente como as encontradas na medula óssea, estômago, intestinos, órgãos reprodutivos masculinos e femininos, e fetos em desenvolvimento. Isto porque as células divisórias requerem informação correcta do ADN para que a descendência da célula sobreviva. Uma interação direta da radiação com uma célula ativa pode resultar na morte ou mutação da célula, enquanto uma interação direta com o DNA de uma célula dormente teria menos efeito.como resultado, as células vivas podem ser classificadas de acordo com a sua taxa de reprodução, o que também indica a sua sensibilidade relativa à radiação. Como resultado, as células que se reproduzem ativamente são mais sensíveis à radiação ionizante do que as células que compõem a pele, rim ou tecido hepático. As células nervosas e musculares são as mais lentas para regenerar e são as células menos sensíveis.

a sensibilidade dos vários órgãos do corpo humano está correlacionada com a sensibilidade relativa das células a partir das quais são compostos. Na prática, esta sensibilidade é representada pelo fator de ponderação do tecido, wT, que é o fator pelo qual a dose equivalente no tecido ou órgão T é ponderada para representar a contribuição relativa do tecido ou órgão, para a saúde total prejuízo resultante do uniforme de irradiação do corpo (ICRP 1991b).se uma pessoa for irradiada apenas parcialmente, a dose dependerá fortemente do tecido que foi irradiado. Por exemplo, uma dose gama de 10 mSv para o corpo inteiro e uma dose de 50 mSv para a tiróide é a mesma, em termos de risco, como uma dose de corpo inteiro de 10 + 0, 04 x 50 = 12 mSv.

radiação de alta e baixa frequência

As was written, each type of radiation interacts with matter in a different way. Por exemplo, partículas carregadas com altas energias podem ionizar diretamente átomos. As partículas alfa são bastante maciças e carregam uma carga dupla positiva, por isso tendem a viajar apenas a uma curta distância e não penetram muito nos tecidos, se é que penetram. No entanto, as partículas alfa depositam a sua energia sobre um volume menor (possivelmente apenas algumas células se entrarem num corpo) e causam mais danos a essas poucas células.as partículas Beta (elétrons) são muito menores que as partículas alfa. Eles carregam uma única carga negativa. São mais penetrantes do que partículas alfa. Eles podem viajar vários metros, mas depositam menos energia em qualquer ponto ao longo de seus caminhos do que partículas alfa. Isto significa que as partículas beta tendem a danificar mais células, mas com menor dano a cada uma. Por outro lado, partículas eletricamente neutras interagem apenas indiretamente, mas também podem transferir algumas ou todas as suas energias para a matéria.certamente simplificaria as coisas se os efeitos biológicos da radiação fossem directamente proporcionais à dose absorvida. Infelizmente, os efeitos biológicos dependem também da forma como a dose absorvida é distribuída ao longo do caminho da radiação. Estudos têm mostrado que a radiação alfa e nêutron causam maiores danos biológicos para uma determinada deposição de energia por kg de tecido do que a radiação gama faz. Foi descoberto, efeitos biológicos de qualquer radiação aumenta com a transferência de energia linear (LET). Em suma, os danos biológicos resultantes da radiação de alto nível (partículas alfa, protões ou neutrões) são muito maiores do que os causados pela radiação de baixo nível (raios gama). Isto porque o tecido vivo pode mais facilmente reparar os danos causados pela radiação que se espalha por uma grande área do que aquela que se concentra numa pequena área. É claro que, a níveis muito elevados de exposição, os raios gama ainda podem causar uma grande quantidade de danos nos tecidos.devido a mais danos biológicos causados pela mesma dose física (ou seja, a mesma energia depositada por unidade de massa de tecido), um cinza de radiação alfa ou nêutron é mais prejudicial do que um cinza de radiação gama. Este facto de as radiações de diferentes tipos (e energias) produzirem efeitos biológicos diferentes para a mesma dose absorvida é descrito em termos de factores conhecidos como a eficácia biológica relativa (RBE) e o factor de ponderação da radiação (wR).

Dose aguda e Dose crónica

efeitos biológicos da radiação e as suas consequências dependem fortemente do nível de dose obtido. Em Radiobiologia, a taxa de dose é uma medida da intensidade da dose de radiação (ou força). Doses baixas são comuns no dia-a-dia. Nos pontos seguintes há alguns exemplos de exposição à radiação, que podem ser obtidos a partir de várias fontes.

• 05 µSv – Dormir ao lado de alguém
• 09 µSv – Vivendo dentro de 30 quilômetros da usina nuclear de um ano
• 1 µSv – Comer uma banana
• 3 µSv – morar a cerca de 50 quilômetros de uma usina a carvão por um ano
• 10 µSv – dose Média diária recebida a partir natural de fundo
• 20 µSv – raio-X do Tórax

a Partir de consequências biológicas ponto de vista, é muito importante distinguir entre as doses recebidas ao longo de curtos e longos períodos. Portanto, os efeitos biológicos da radiação são tipicamente divididos em duas categorias.Doses agudas. Uma” dose aguda ” (dose de curto prazo de alto nível) é uma dose que ocorre ao longo de um curto e finito período de tempo, ou seja, dentro de um dia.Doses Crónicas. Uma “dose crónica” (dose baixa de longo prazo) é uma dose que continua por um longo período de tempo, ou seja, semanas e meses, para que seja melhor descrita por uma taxa de dose.doses elevadas tendem a matar as células, enquanto doses baixas tendem a danificá-las ou a alterá-las. Doses elevadas podem causar queimaduras de radiação visualmente dramáticas, e / ou fatalidade rápida através da síndrome de radiação aguda. Não é provável que doses agudas inferiores a 250 mGy tenham quaisquer efeitos observáveis. Doses agudas de cerca de 3 a 5 Gy têm 50% de chance de matar uma pessoa algumas semanas após a exposição, se uma pessoa não recebe tratamento médico.doses baixas espalhadas por longos períodos de tempo não causam problemas imediatos a nenhum órgão corporal. Os efeitos de baixas doses de radiação ocorrem ao nível da célula, e os resultados podem não ser observados por muitos anos. Além disso, alguns estudos demonstram que a maior parte dos tecidos humanos apresentam uma tolerância mais pronunciada aos efeitos da radiação de baixas emissões em caso de exposição prolongada em comparação com uma exposição única a uma dose semelhante.efeitos determinísticos e estocásticos na Radiobiologia, a maioria dos efeitos adversos para a saúde da exposição à radiação são geralmente divididos em duas classes: efeitos determinísticos e estocásticos são efeitos limiar para a saúde, que estão relacionados diretamente com a dose de radiação absorvida e a gravidade do efeito aumenta à medida que a dose aumenta.os efeitos estocásticos ocorrem por acaso, ocorrendo geralmente sem um nível limiar de dose. A probabilidade de ocorrência de efeitos estocásticos é proporcional à dose, mas a gravidade do efeito é independente da dose recebida.

efeitos determinísticos

na Radiobiologia, efeitos determinísticos (ou efeitos não estocásticos para a saúde) são efeitos para a saúde, que estão directamente relacionados com a dose de radiação absorvida e a gravidade do efeito aumenta à medida que a dose aumenta. Os efeitos determinísticos têm um limiar abaixo do qual não ocorrem efeitos clínicos detectáveis. O limiar pode ser muito baixo (da ordem de magnitude de 0,1 Gy ou superior) e pode variar de pessoa para pessoa. Para doses entre 0,25 Gy e 0,5 Gy ligeira sangue alterações podem ser detectadas por avaliações médicas e para doses entre 0,5 Gy e de 1,5 Gy sangue mudanças serão notadas e sintomas de náuseas, fadiga, vômitos ocorrem.uma vez ultrapassado o limiar, a gravidade de um efeito aumenta com a dose. A razão para a presença desta dose limiar é que os danos por radiação (mau funcionamento grave ou morte) de uma população crítica de células (doses elevadas tendem a matar células) em um determinado tecido precisa ser sustentada antes que a lesão seja expressa em uma forma clinicamente relevante. Portanto, os efeitos determinísticos também são chamados de reação tecidular. Eles também são chamados de efeitos não-estocásticos para contrastar com efeitos estocásticos similares ao acaso (por exemplo, indução de câncer).os efeitos determinísticos não são necessariamente mais ou menos graves do que os efeitos estocásticos. Doses elevadas podem causar queimaduras de radiação visualmente dramáticas, e / ou fatalidade rápida através da síndrome de radiação aguda. Não é provável que doses agudas inferiores a 250 mGy tenham quaisquer efeitos observáveis. Doses agudas de cerca de 3 a 5 Gy têm 50% de chance de matar uma pessoa algumas semanas após a exposição, se uma pessoa não recebe tratamento médico. Os efeitos determinísticos podem, em última análise, levar a um incômodo temporário ou também a uma fatalidade. Exemplos de efeitos determinísticos:

exemplos de efeitos determinísticos são::síndrome de radiação aguda, por radiação aguda de todo o corpo, queimaduras por radiação, desde a radiação até uma determinada superfície corporal, tiroidite induzida pela radiação, um efeito secundário potencial do tratamento por radiação contra o hipertiroidismo, síndrome de radiação crónica, a partir de radiação a longo prazo.a dose letal de radiação (DL) é uma indicação da quantidade letal de radiação. Na proteção contra radiações, a dose letal média, LDXY é geralmente usado. Por exemplo, a dose de radiação que se prevê que cause a morte a 50% das pessoas irradiadas no prazo de 30 dias é DL50/30. A DL1 é a dose que se espera que cause a morte a 1% das pessoas irradiadas, pelo que a DL99 é letal para todas as pessoas (99%) irradiadas. Também é muito importante, se uma pessoa recebe algum tratamento médico ou não. Quanto maior for a dose aguda de radiação, maior será a possibilidade de matar o indivíduo. Para um adulto saudável, estima-se que a DL50 esteja entre 3 e 5 Gy.

• 2, 5 Sv – Dose que mata um ser humano com um risco de 1% (LD1), se a dose for administrada durante um período muito curto.
• 5 Sv-Dose que mata um ser humano com um risco de 50% no prazo de 30 dias (DL50/30), se a dose for administrada durante um período muito curto. A causa da morte será a perda da função da medula óssea.
• 8 Sv-Dose que mata um ser humano com um risco de 99% (LD99), se a dose for administrada durante um período muito curto. A cerca de 10 Gy, a inflamação aguda dos pulmões pode ocorrer e levar à morte.

os dados relativos à dose letal acima indicados aplicam-se às doses agudas de gama administradas num período de tempo muito curto, por exemplo, alguns minutos. É necessária mais dose para produzir os efeitos acima enumerados, se a dose for recebida durante um período de horas ou mais.

efeitos estocásticos

na Radiobiologia, efeitos estocásticos da radiação ionizante ocorrem por acaso, geralmente ocorrendo sem um nível limiar de dose. A probabilidade de ocorrência de efeitos estocásticos é proporcional à dose, mas a gravidade do efeito é independente da dose recebida. Os efeitos biológicos da radiação sobre as pessoas podem ser agrupados em efeitos somáticos e hereditários. Efeitos somáticos são aqueles que sofrem a pessoa exposta. Efeitos hereditários são os que sofrem os descendentes do indivíduo exposto. O risco de câncer é geralmente mencionado como o principal efeito estocástico da radiação ionizante, mas também distúrbios hereditários são efeitos estocásticos.

de acordo com a CIPR:

(83) com base nestes cálculos, a Comissão propõe coeficientes de probabilidade nominais para o risco de cancro ajustado em detrimento como 5.5 x 10-2 Sv-1 para toda a população e 4.1 x 10-2 Sv-1 para os trabalhadores adultos. Para efeitos hereditários, o risco nominal ajustado em detrimento de toda a população é estimado em 0,2 x 10-2 Sv-1 e, nos trabalhadores adultos, em 0,1 x 10-2 Sv-1 .referência especial: CIPR, 2007. As recomendações de 2007 da Comissão Internacional de protecção radiológica. ICRP Publication 103. Anao. ICRP 37 (2-4).

A unidade SI para dose eficaz, o sievert, representa o efeito biológico equivalente do depósito de um joule de energia de raios gama num quilograma de tecido humano. Como resultado, um sievert representa um 5.5% de hipóteses de desenvolver cancro. Note-se que, a dose efetiva não se destina a medir os efeitos determinísticos para a saúde, que é a gravidade dos danos agudos nos tecidos que é certo acontecer, que é medido pela quantidade absorvida.existem três categorias gerais de efeitos estocásticos resultantes da exposição a doses baixas de radiação. Estes são: efeitos genéticos. O efeito genético é sofrido pela descendência do indivíduo exposto. Envolve a mutação de células muito específicas, nomeadamente o esperma ou os óvulos. A radiação é um exemplo de um agente mutagénico físico. Note que, há também muitos agentes químicos, bem como agentes biológicos (tais como vírus) que causam mutações. Um facto muito importante a recordar é que a radiação aumenta a taxa de mutação espontânea, mas não produz novas mutações.efeitos somáticos. Efeitos somáticos são aqueles que sofrem a pessoa exposta. O impacto mais comum da irradiação é a indução estocástica do cancro com um período latente de anos ou décadas após a exposição. Uma vez que o cancro é o principal resultado, é por vezes chamado de efeito cancerígeno. A radiação é um exemplo de um carcinogénico físico, enquanto os cigarros são um exemplo de um agente causador de cancro químico. Os vírus são exemplos de agentes biológicos cancerígenos.os efeitos In Utero envolvem a produção de malformações nos embriões em desenvolvimento. No entanto, este é realmente um caso especial do efeito somático, uma vez que o embrião/feto é aquele exposto à radiação.

efeitos somáticos como resultado da exposição à radiação são pensados pela maioria para ocorrer de uma forma estocástica. O modelo mais amplamente aceito postula que a incidência de cancros devido à radiação ionizante aumenta linearmente com a dose de Radiação efetiva a uma taxa de 5,5% por sievert. Este modelo é conhecido como o modelo linear sem-limiar (LNT). Este modelo assume que não existe um limiar e o risco aumenta linearmente com uma dose. Se este modelo linear está correto, então a radiação de fundo natural é a fonte de radiação mais perigosa para a saúde pública em geral, seguido por imagens médicas como um segundo próximo. O LNT não é universalmente aceite com alguns propondo uma relação dose-resposta adaptativa onde doses baixas são protectoras e doses elevadas são prejudiciais. Há que salientar que algumas organizações discordam da utilização do modelo linear sem limiar para estimar o risco da exposição ambiental e profissional a radiações de baixo nível.

Radiobiologia e Limites de Dose

na protecção contra radiações, os limites de dose são estabelecidos para limitar os efeitos estocásticos a um nível aceitável e para prevenir completamente os efeitos determinísticos. Note-se que, efeitos estocásticos são os decorrentes do acaso: quanto maior for a dose, mais provável será o efeito. Os efeitos determinísticos são aqueles que normalmente têm um limiar: acima disso, a gravidade do efeito aumenta com a dose. Os limites de Dose são um componente fundamental da protecção contra as radiações, e infringir esses limites é contra a regulação das radiações na maioria dos países. Note-se que os limites de dose descritos no presente artigo se aplicam às operações de rotina. Não se aplicam a situações de emergência quando a vida humana está em perigo. Não se aplicam em situações de exposição de emergência em que um indivíduo está a tentar evitar uma situação catastrófica.os limites são divididos em dois grupos, o público e os trabalhadores profissionalmente expostos. De acordo com o CIPR, a exposição profissional refere-se a todas as exposições contraídas pelos trabalhadores no decurso do seu trabalho, com excepção das exposições excluídas e das exposições resultantes de actividades isentas que envolvam radiações ou fontes isentas qualquer exposição médica a radiações naturais locais normais.a tabela seguinte resume os limites de dose para os trabalhadores expostos à ocupação e para o público em geral.:

de acordo com a recomendação da CIPR na sua declaração sobre reacções nos tecidos de 21. Em abril de 2011, o limite de dose equivalente para o cristalino do olho para a exposição profissional em situações de exposição planeada foi reduzido de 150 mSv/ano para 20 mSv/ano, em média durante períodos definidos de 5 anos, sem uma dose anual num único ano superior a 50 mSv.

Limites de dose efectiva são para a soma dos relevantes doses efetivas de exposição externa no período de tempo especificado e a dose efetiva comprometida de ingestão de radionuclídeos no mesmo período. Para os adultos, a dose efectiva comprometida é calculada para um período de 50 anos após a ingestão, enquanto para as crianças é calculada para o período até aos 70 anos de idade. O limite efectivo de dose corporal total de 20 mSv é um valor médio ao longo de cinco anos. O limite real é de 100 mSv em 5 anos, com não mais de 50 mSv em um ano.