Radiobiologia

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Radiobiologia

Ramo da ciência que estuda a ação da radiação ionizante sobre os sistemas biológicos vivos.

Radiação

Propagação e emissão de energia através do espaço ou de um meio material sob a forma de ondas ou partículas.

Radiação ionizante

Radiação com energia suficiente para remover elétrons fortemente ligados dos átomos, criando íons.

Radiação não ionizante

Radiação cuja energia é insuficiente para ionizar átomos ou moléculas, como luz visível, ondas de rádio e micro-ondas.

Irradiação

Processo de exposição de um objeto ou corpo à radiação, sem implicar necessariamente contato físico com o material radioativo.

Contaminação radioativa

Presença indesejada de material radioativo em superfícies, no ambiente, em objetos ou no corpo humano.

Diferença entre irradiação e contaminação

Estar irradiado significa receber doses de radiação à distância; estar contaminado envolve ter a fonte radioativa sobre ou dentro de si.

Célula

Menor unidade estrutural, funcional e biológica de todos os organismos vivos.

Membrana plasmática

Bicamada lipídica que delimita a célula e controla o fluxo de substâncias entre os meios intra e extracelular.

Citoplasma

Região celular entre a membrana plasmática e o núcleo, contendo o citosol e as organelas celulares.

Núcleo celular

Compartimento que abriga a maior parte do material genético (DNA) e comanda as funções celulares.

Mitocôndria

Organela responsável pela respiração celular e produção da maior parte do ATP celular.

Retículo endoplasmático

Rede membranosa envolvida na síntese de proteínas (rugoso) e na síntese de lipídios e desintoxicação (liso).

Complexo de Golgi

Organela que modifica, empacota e distribui proteínas e lipídios sintetizados na célula.

Lisossomo

Vesícula rica em enzimas digestivas ácidas, responsável pela digestão intracelular e reciclagem de componentes.

DNA (Ácido Desoxirribonucleico)

Macromolécula que armazena a informação genética primordial da célula, principal alvo crítico da radiação.

RNA (Ácido Ribonucleico)

Molécula envolvida na transcrição da informação genética e síntese de proteínas a partir do código do DNA.

Ciclo celular

Conjunto ordenado de eventos pelo qual uma célula cresce, duplica seu DNA e se divide em duas células-filhas.

Fase G1

Período de intenso crescimento celular e síntese de proteínas anterior à duplicação do DNA.

Fase S

Fase do ciclo celular na qual ocorre a replicação semiconservativa completa do DNA nuclear.

Fase G2

Intervalo pós-replicação do DNA em que a célula checa erros genéticos e se prepara para a divisão celular.

Fase M (Mitose)

Fase da divisão nuclear e citoplasmática que resulta em duas células geneticamente idênticas.

Radiossensibilidade no ciclo celular

A célula é mais sensível à radiação na transição G2/M e na mitose, e mais resistente no final da fase S.

Ação direta da radiação

Ocorre quando a radiação ionizante interage diretamente com macromoléculas biológicas críticas, especialmente o DNA.

Ação indireta da radiação

Ocorre quando a radiação ioniza a água, gerando radicais livres que depois atacam e lesam moléculas críticas.

Radiólise da água

Dissociação e ionização de moléculas de água pela radiação, gerando elétrons livres, íons e radicais livres.

Radical livre

Espécie química altamente reativa e instável por possuir um ou mais elétrons desemparelhados na camada externa.

Radical hidroxila (OH•)

Principal radical livre oxidante derivado da radiólise da água responsável pela maior parte do dano indireto ao DNA.

Ruptura de fita simples (SSB)

Dano no DNA em que apenas uma das fitas de nucleotídeos é quebrada, sendo facilmente reparada pela célula.

Ruptura de fita dupla (DSB)

Dano grave no DNA com quebra simultânea em ambas as fitas opostas, principal responsável por morte e mutação celular.

Morte mitótica

Principal modo de morte induzido por radiação em células proliferativas, que morrem ao tentar se dividir.

Apoptose

Morte celular programada e ordenada desencadeada por vias bioquímicas intrínsecas ou extrínsecas sem inflamação.

Senescência celular

Estado irreversível de parada do ciclo celular sem morte imediata, frequentemente induzido por estresse de radiação.

LET (Transferência Linear de Energia)

Taxa média na qual a energia é transferida de uma partícula ionizante para o meio por unidade de comprimento percorrido.

RBE (Eficácia Biológica Relativa)

Razão entre a dose de radiação de referência e a dose da radiação teste necessária para produzir o mesmo efeito biológico.

Relação entre LET e RBE

O RBE aumenta conforme o LET se eleva até um pico aproximado de 100 keV/µm, caindo em seguida pelo excesso de ionizações.

Radiação de baixo LET

Radiações fracamente ionizantes e esparsas no meio, com baixa taxa de transferência linear de energia (ex.: raios X e gama).

Radiação de alto LET

Radiações densamente ionizantes com alta taxa de transferência de energia ao longo de sua trajetória (ex.: partículas alfa e nêutrons).

Efeito oxigênio

Fenômeno em que tecidos biológicos bem oxigenados tornam-se muito mais sensíveis à radiação de baixo LET.

OER (Taxa de Realce de Oxigênio)

Razão entre a dose de radiação em condições de anóxia e a dose em condições aeróbicas para gerar o mesmo dano biológico.

Fixação do dano por oxigênio

O oxigênio molecular reage rapidamente com radicais formados no DNA, tornando a lesão quimicamente permanente e irreversível.

Hipóxia tumoral

Deficiência de oxigênio em regiões de tumores sólidos que confere resistência celular relativa à radioterapia convencional.

Lei de Bergonié e Tribondeau

Princípio que afirma que a radiossensibilidade celular é proporcional à capacidade reprodutiva e inversamente à diferenciação.

Células radiossensíveis

Células indiferenciadas e com alta taxa de divisão celular, como células-tronco hematopoiéticas e da mucosa intestinal.

Células radiorresistentes

Células altamente diferenciadas que não se dividem ou se dividem raramente, como neurônios e fibras musculares maduras.

Efeitos determinísticos

Efeitos que ocorrem acima de uma dose limiar com gravidade proporcional à dose recebida (ex.: eritema, catarata).

Efeitos estocásticos

Efeitos probabilísticos sem dose limiar cuja probabilidade de ocorrência aumenta com a dose (ex.: câncer e efeitos hereditários).

Efeito espectador (bystander effect)

Resposta biológica adversa observada em células vizinhas não irradiadas induzida por sinais de células diretamente atingidas.

Curva de sobrevivência celular

Gráfico semilogarítmico que correlaciona a dose de radiação administrada com a fração de células que mantêm capacidade proliferativa.

Dose absorvida

Quantidade média de energia depositada pela radiação por unidade de massa de matéria, medida em Gray (Gy).

Dose equivalente

Dose absorvida ajustada pelo fator de ponderação do tipo e da qualidade da radiação incidente, medida em Sievert (Sv).

Dose efetiva

Soma ponderada das doses equivalentes em todos os tecidos segundo sua respectiva radiossensibilidade, medida em Sievert (Sv).

Os 4 R's da Radiobiologia

Princípios do fracionamento de dose na radioterapia: Reparo, Redistribuição, Repopulação e Reoxigenação.