Radiação Ionizante e seu Mecanismo de Ação no Organismo

As radiações ionizantes podem interagir diretamente com componentes celulares como DNA, proteínas e lipídios, provocando alterações estruturais. É o chamado efeito direto e constitui cerca de 30% do efeito biológico das radiações. Podem também interagir com o meio onde constituintes celulares e as próprias células estão suspensas, ou seja, a água, produzindo radicais livres. Neste caso, temos o feito indireto que corresponde a cerca de 70% do efeito biológico produzido pelas radiações. A maior probabilidade de ocorrência do efeito indireto deve-se ao fato de a água ocupar parcela substancial da composição celular. Além disto, os radicais livres também podem ser produzidos devido à ionização de outros constituintes celulares, particularmente os lipídios.

Para a radiólise da água, são necessários 32 eV. O elétron arrancado pode ser capturado por outra molécula de água. Os íons assim formados H2O - e H2O + interagem com moléculas e geram no balanço final radical livres H e OH. Em certas situações menos frequentes, o elétron pode ser capturado pela própria molécula de água que o ejetou, causando rápida formação de H e OH. O elétron ejetado pode ainda ser capturado por uma rede de moléculas de água, originando outro radical livre, o elétron aquoso.

O principal radical livre oxidante resultante da radiólise da água é o hidroxil. A recombinação dos radicais livres leva à formação de outros componentes, como o peróxido de hidrogênio (H2O2). Quando os radicais hidroxil reagem com moléculas orgânicas, são formados radicais livres orgânicos.

A presença de oxigênio induz a formação de radicais livres perioxidantes, os quais não permitem a recombinação para a molécula original e levam ao aumento de radicais livres no meio e maior potencial lesivo.

As radiações ionizantes provocam nas células diversas respostas que podem ou não levá-las à morte.

Resposta das Células à Radiação:

DNA

O DNA é um dos alvos mais importantes para os efeitos citotóxicos da radiação. A quebra dupla do DNA é a mais prejudicial, podendo levar a célula à morte. Considera-se que as células apresentam, aproximadamente, a mesma quantidade de quebras duplas por gray de radiação. O que diferencia a sensibilidade, ou resposta das diferentes células, é a capacidade de reparo das quebras duplas. O reparo das lesões radioinduzidas ocorre entre 4 a 6 horas após à irradiação.

Cromossomos

As radiações ionizantes podem induzir quebras cromossômicas e, consequentemente, os respectivos rearranjos. Dessa forma, são formados fragmentos acêntricos, dicêntricos e anéis (mutações instáveis), e translocações e inversões (mutações estáveis). As radiações aumentam principalmente a quantidade estruturais instáveis, como os dicêntricos e anéis, cuja contagem é usada como parâmetro de dosimetria biológica após exposições acidentais à radiações.

Membranas

As membranas constituem importantes locais de interação com a radiação. Nas membranas, a radiação interage com as proteínas estruturais e com lipídios, provocando a perioxidação lipídica. Sugere-se que, como consequência da perioxidação lipídica, a membrana apresente enfraquecimento em sítios especiais, enquanto e a maior parte dela apresenta aumento e rigidez, prejudicando assim sua função.

Fonte: Livro - Física e Dosimetria das Radiações