Radiações Ionizantes

A radiação ionizante inclui a radiação eletromagnética (raios x e raios gama), assim como a radiação corpuscular de partículas subatómicas: protões, neutrões, eletrões. Tanto a radiação eletromagnética como a corpuscular ao entrarem em contacto com a matéria têm a capacidade de, direta ou indiretamente, induzirem ionizações.

A radiação eletromagnética é composta por fotões (partículas sem massa e sem carga) que são diferenciados pela energia que transportam (e.g. os fotões dos raios x têm energia mais baixa que os fotões dos raios gama). Os raios x provêm do rearranjo dos eletrões do átomo, enquanto que a radiação gama provém das transformações ocorridas no núcleo.

Alguns átomos (como, por exemplo, os do urânio, do rádio e do tório), ao serem "instáveis" perdem constantemente partículas (e.g. alfa, beta e gama), transformando-se sucessivamente noutros elementos até alcançarem a estabilidade. Para atingir a estabilidade, um átomo pode libertar energia. Este fenómeno é designado de radioatividade e resulta na emissão espontânea de radiação ionizante.

Os equipamentos que emitem radiação ionizante (e.g. equipamentos de diagnóstico ou tratamento de saúde – radiologia convencional e radiologia de intervenção, radioterapia ou braquiterapia; equipamentos de radiografia industrial) são considerados fontes de radiação. Algumas fontes de radiação envolvem substâncias radioativas como os radioisótopos e os radiofármacos, as quais são denominadas de fontes radioativas.

Por sua vez, estas fontes radioativas podem ser "seladas" ou "não-seladas". As fontes radioativas "seladas" têm características que impedem a dispersão do material radioativo, por oposição às fontes "não-seladas" que podem ser dispersas aquando da utilização/aplicação. Por exemplo, os radiofármacos utilizados em Medicina Nuclear são fontes "não-seladas", encontrando-se estes, na maioria das vezes, na forma líquida para injeção em pacientes.

Efeitos na saúde

Quando expostas à radiação ionizante, as células podem sofrer danos biológicos devido à ação física e/ou química dessa radiação nos átomos que formam as células. Ao ocasionar a ionização e excitação dos átomos esta radiação afeta as moléculas podendo levar à rutura de ligações moleculares na cadeia de ADN (efeito direto) e à formação de radicais livres que vão reagir quimicamente (efeito indireto) podendo causar danos às células, aos tecidos e aos órgãos, assim como afetar o funcionamento do corpo inteiro.

No entanto, deve-se salientar que, na interação da radiação ionizante com a matéria, podem ocorrer diferentes resultados, designadamente:

• A radiação ionizante pode atravessar a matéria sem sofrer interação com a mesma e sem causar danos;
• A radiação ionizante pode danificar a célula, mas esta é reparada adequadamente pelo organismo;
• A radiação ionizante pode matar a célula ou impedir que esta se reproduza, mas sem provocar danos aos tecidos; contudo, quando o número de células afetadas pela radiação ionizante é suficientemente grande, o funcionamento do tecido/órgão irradiado poderá ficar comprometido (efeitos determinísticos);
• A radiação ionizante desencadeia uma modificação do material genético da célula irradiada (quebras simples, duplas e alterações de base) que poderá conduzir a aberrações, rearranjos ou mutações celulares (efeitos estocásticos).

Assim, os efeitos da radiação ionizante na saúde humana dividem-se em efeitos determinísticos e efeitos estocásticos. Os efeitos determinísticos são observáveis quando a dose é superior a um determinado limiar e com um grau de severidade que lhe é proporcional.

Deve-se salientar, que o tipo de radiação influencia a capacidade de interação com a matéria, isto é as radiações alfa, beta, x e gama possuem um poder de penetração na matéria diferenciado, apresentando distintas capacidades e comportamentos ao atravessar tecidos vivos e, consequentemente, efeitos na saúde diferenciados. A radiação ionizante com elevado poder de penetração (como os raios x e gama e os neutrões), pode atravessar todo o tecido tendo poucas interações com a matéria, o que resulta numa baixa transferência de energia para o tecido. Por outro lado, se a radiação tiver um pequeno grau de penetração, haverá um grande número de interações com o tecido numa curta distância, ocorrendo uma elevada transferência de energia nas camadas superficiais do tecido. Esta elevada transferência de energia representará uma maior dose absorvida e, consequentemente, maiores danos no tecido e na saúde.

Efeitos determinísticos

Os efeitos determinísticos ou efeitos tecidulares resultam da exposição à radiação ionizante (do corpo inteiro ou de sua parte) que, quando em dose suficiente, provoca danos celulares ou a morte celular, prejudicando a função (comprometimento funcional ou disfunção) do tecido ou órgão irradiado.

Considera-se que, para a ocorrência de qualquer efeito determinístico, um designado número ou proporção de células tem de ser afetado, pelo que haverá uma dose limiar abaixo do qual o número ou a proporção de células afetadas é insuficiente para ocasionar o dano ou a manifestação clínica, ou seja, para a ocorrência do efeito.

Com o aumento da dose de radiação, menos células sobrevivem intactas e, portanto, os efeitos determinísticos aumentam, em gravidade e frequência, de forma linear com o aumento da dose. Assim, doses de radiação mais altas terão efeitos mais graves na saúde, refletindo o número e/ou proporção de células danificadas/mortas. O momento do aparecimento de danos no tecido varia de algumas horas a vários meses após a exposição ("latência"), dependendo do tipo de efeito e das características do tecido particular.

Tal acontece porque a sensibilidade dos tecidos à radiação ionizante é variável, sendo diretamente proporcional à atividade proliferativa celular e inversamente proporcional à maturidade celular. Assim, ovários, testículos, medula óssea, tecido linfático e cristalino são alguns dos tecidos mais radiossensíveis. Neste sentido, consideram-se como principais efeitos determinísticos: indução da esterilidade temporária e permanente, nos testículos e nos ovários; redução da eficácia do processo formador de sangue, levando a uma diminuição do número de células do sangue; vermelhidão da pele, descamação e formação de bolhas, possivelmente levando a uma perda da superfície da pele; indução da opacidade do cristalino e deficiência visual (catarata); processos inflamatórios, que podem ocorrer em qualquer órgão.

Efeitos estocásticos

Os efeitos estocásticos envolvem a modificação não-letal do material genético de células somáticas ou germinativas do indivíduo exposto. Caracterizam-se por uma relação probabilística, ou seja, a probabilidade para que ocorra o efeito (mas não a sua gravidade) depende da dose de radiação ionizante. Essa modificação é convencionalmente considerada como sendo devida a mutações no ADN do núcleo da célula quando esta não é adequadamente reparada, o que pode conduzir a cancro no indivíduo exposto se ocorrer numa célula somática. Se a célula afetada é uma célula germinativa, as anomalias genéticas hereditárias nos descendentes do indivíduo exposto são um outro resultado possível, embora extremamente raro.

Assim, o cancro e as anomalias genéticas hereditárias são dois efeitos estocásticos que ocorrem a longo-prazo e que são normalmente considerados fenómenos sem limiar de dose: na ausência de dados mais detalhados a baixas doses, assume-se que qualquer dose incremental de radiação, não importa quão pequena seja, pode, teoricamente, produzir um aumento na probabilidade de um efeito estocástico (1). Para baixas doses, alguns outros mecanismos são ainda hoje objeto de investigação. Desta forma, a probabilidade de indução de cancro num trabalhador exposto a radiação ionizante aumenta com o aumento da dose de radiação.

Em doses suficientemente elevadas (cerca de 2500 mSv), essa probabilidade diminui, devido aos efeitos de morte das células concorrentes.

No entanto, a severidade do efeito estocástico induzido por radiação não depende da dose, isto é, o evento de saúde estocástico depende unicamente da probabilidade da modificação pertinente de uma célula e da sua progressão para cancro.