Efeitos Físico-Químicos da Radiação - parte 2

Efeitos de Altas Doses

Toda exposição aguda não resulta em morte. Se um grupo de pessoas é exposto a doses de radiação, os efeitos acima podem ser observados. A informação desta tabela foi retirada da NCRP Report No. 89, "Guidance on Radiation Received in Space Activities," 1989. Na tabela, os valores de dose são o limiar para início do efeito observado em pessoas mais sensíveis à exposição.

Efeitos de Altas Doses
Dose (Rad) Efeitos Observados
15--25 Mudança na contagem sanguínea do grupo
50 Mudança na contagem sanguínea de um indivíduo
100 Vômito (limiar)
150 Morte (limiar)
320--360 DL 50/30* com cuidado mínimo
480--540 DL 50/30* com cuidados médicos
1.100 DL 50/30* com cuidados médicos intensivos (transplante de medula)
*DL 50/30 é a dose letal em que 50% dos expostos àquela dose morrerão dentro de 30 dias.

Às vezes é difícil entender por que algumas pessoas morrem, enquanto outras sobrevivem depois de serem expostas a mesma dose de radiação. A principal razão para isto é a saúde dos indivíduos quando expostos e quais são suas capacidade individuais em combater os efeitos incidentais da exposição à radiação, bem como suas sensibilidades à infecções.

Além da morte, há outros efeitos de dose de alta radiação.

  • Perda de Cabelo (epilação) é similar aos efeitos na pele e ocorre depois de doses agudas de cerca de 500 Rad.

  • Esterilidade pode ser temporária ou permanente em homens, dependendo da dose. Em mulheres, é geralmente permanente, mas para isto requer-se doses altíssimas, da ordem de 400 Rad nas células reprodutivas.

  • Cataratas (turvamento da lente do olho) surgem para um limiar de dose de 200 Rad. Os nêutrons são especialmente relacionados com as cataratas, devido ao fato do olho conter água e esta ser absorvedora de nêutrons.

  • Síndrome Aguda de Radiação Se vários tecidos importantes e órgãos são danificados, pode-se produzir uma reação aguda. Os sinais iniciais e sintomas de SAR são náusea, vômito, fadiga e perda de apetite. Abaixo de 150 Rad, estes sintomas que são diferentes daqueles produzidos por uma infecção viral podem ser a única indicação externa de exposição à radiação. Acima de 150 Rad, uma das três síndromes de radiação se manifestam dependendo do nível da dose.

Síndrome Órgãos Afetados Sensibilidade
Hematopoiética Órgãos formadores do sangue Altamente sensível
Gastrointestinal Sistema Gastrointestinal Muito sensível
Sistema Nervoso Central Cérebro e Músculos Menos sensível

Resposta Biológica à Doses de Radiação

< 5 Rad Nenhum efeito imediato é observado
5--50 Rad Ligeira variação na contagem do sangue
50--150 Rad

Ligeira variação na contagem do sangue e sintomas de náusea, vômito, fadiga, etc.

150--1.100 Rad

Severas mudanças no sangue serão notadas e os sintomas aparecem imediatamente. Aproximadamente 2 semanas depois, algumas pessoas expostas morrem. Aqueles expostos a 300-500 Rad, até a metade morrerão dentro de 30 dias sem tratamento médico intensivo. A morte ocorre devido a destruição dos órgãos formadores do sangue. Sem glóbulos brancos, as infecções aparecem. Na margem inferior desta faixa de dose, o isolamento, antibióticos e transfusões podem ajudar a medula a gerar novas células e o paciente poderá se recuperar totalmente. Na margem superior desta faixa, é necessário um transplante de medula.

1.000--2.000 Rad

A probabilidade de morte aumenta para 100% dentro de 1 ou 2 semanas. Os sintomas iniciais aparecem imediatamente. Poucos dias depois, há uma piora drástica, devido à destruição do sistema gastrointestinal. Uma vez que o sistema gastrointestinal pára de funcionar, nada pode ser feito e o tratamento médico é apenas um paliativo para a dor.

> 2.000 Rad

A morte é uma certeza. Em doses acima de 5.000 Rad, o sistema nervoso central (cérebro e músculos) não consegue mais controlar as funções corporais, como respiração e circulação sanguínea. A morte ocorre dentro de dias ou horas. Nada pode ser feito.

Como visto, nada pode ser feito se a dose for muito alta e destruir o sistema gastrointestinal e o sistema nervoso central. Por isto, nem sempre um transplante de medula é bem sucedido.

Determinação dos Efeitos Biológicos

Para qualquer agente biologicamente perigoso é muito difícil correlacionar a dose administrada com a resposta ou o dano provocado. A quantidade de dano no caso da radiação pode ser a freqüência de uma dada anormalidade na célula de um animal versus a dose recebida.

Há algumas evidências de que os efeitos genéticos da radiação constituem um fenômeno linear e uma das suposições fundamentais no estabelecimento de normas de proteção radiológica e no controle da atividade da radiação em programas de saúde pública tem sido levar em conta o efeito linear da radiação.

Portanto, é sempre suposto algum grau de dano quando a população é exposta a pequena quantidade de radiação.

Esta suposição torna a tarefa de estabelecer normas de proteção à radiação muito ingrata.

Levando-se em conta que os seres vivos apresentam certo grau de radiossensiblidade ou radioresistência, normalmente, tem-se trabalhado com uma curva de dose e resposta limiar, isto é, a partir de um determinado valor de dose haverá um efeito associado, e não mais quando a radiação se torna infimamente presente.

Modelo de Risco Linear

É de consenso geral entre especialistas que os riscos da radiação estão relacionados a um modelo linear proporcional e não a um modelo limiar, que a partir de determinado valor comecem a aparecer os efeitos.

Tais estimativas de risco são estritamente aplicáveis a uma população irradiada e não a um indivíduo. Para estimativas individuais, a Probabilidade de Causas (PC) é freqüentemente usada, levando-se em consideração não apenas a dose, mas também fatores adicionais que podem influenciar o desenvolvimento de efeitos específicos em determinado indivíduo.

A exposição à radiação não é garantia de males. Mas, devido a um modelo linear, quanto mais exposição, mais risco e não há dose de radiação tão pequena que não produza um efeito colateral. 

Efeitos da Exposição à Baixas Doses de Radiação

Há três categorias gerais para os efeitos resultantes à exposição à baixas doses de radiação.

Efeitos Genéticos --sofrido pelos descendentes da pessoa exposta

Efeitos Somáticos --primariamente sofrido pelo indivíduo exposto. Sendo o câncer o resultado primário, diz-se muitas vezes Efeito Carcinogênico.

Efeitos In-Utero --Alguns erradamente consideram estes como uma conseqüência genética da exposição à radiação, porque o efeito é observado após o nascimento, embora tenha ocorrido na fase embrionária/fetal. No entanto, trata-se de um caso especial de efeito somático, porque o feto é exposto à radiação.

Efeitos Genéticos: mutação da células reprodutivas transmitidas aos descendentes de um indivíduo exposto

Os efeitos genéticos atingem especificamente as células sexuais masculinas e femininas, espermatozóides e óvulos. As mutações são transmitidas aos descendentes dos indivíduos expostos.

A radiação é um agente mutagênico físico. Há também agentes químicos, bem como agentes biológicos (vírus) que causam mutações.

Um fato importante a lembrar é que a radiação aumenta a taxa de mutação espontânea, mas não produz quaisquer novas mutações. Entretanto, uma possível razão para que os efeitos genéticos resultantes de exposição a baixas taxas de dose não tenham sido observados é que as células reprodutivas podem espontaneamente absorver ou eliminar estas mutações nos primeiros estágios da fertilização.

Nem todas as mutações são letais ou prejudicam o indivíduo, porém é mais prudente considerar que todas as mutações são ruins, e assim, pela norma NRC (10 CFR Part 20), a exposição à radiação deve ser a mínima absoluta ou As Low As Reasonably Achievable (ALARA). Isto é particularmente importante, pois qualquer que seja a dose sempre haverá um efeito proporcional à ela, sem haver um limiar para início dos efeitos.

Efeitos Somáticos em Indivíduos Expostos

O resultado primário é o câncer.

Os efeitos somáticos (carcinogênicos) são, de uma perspectiva ocupacional de risco, os mais significativos, principalmente para os trabalhadores da área que podem ter conseqüências na sua saúde, a saber, o câncer.

A radiação é um exemplo de agente físico carcinogênico, enquanto o cigarro é um exemplo de agente químico que causa câncer e os vírus, agentes biológicos.

Diferente dos efeitos genéticos da radiação, o câncer radioinduzido é bem documentado. Muitos estudos foram realizados que indicam a relação entre radiação e o câncer. Alguns indivíduos estudados e os cânceres induzidos:

  • câncer de pulmão--trabalhadores de minas de urânio
  • câncer dos ossos--pintores de mostrador de relógio à base de rádio
  • câncer de tiróide--pacientes em terapia
  • câncer de seio--pacientes em terapia
  • câncer de pele--radiologistas
  • leucemia--sobreviventes de explosões de bombas, exposição intra-uterina, radiologistas, pacientes em terapia

Efeitos In-Utero em Embriões/Fetos

Os efeitos podem ser

  • morte intrauterina
  • retardamento no crescimento
  • desenvolvimento de anormalidades
  • cânceres na infância

Os efeitos intrauterinos envolvem a produção de mal formações em embriões em desenvolvimento. A radiação é um agente físico teratogênico. Há muitos agentes químicos (como a talidomida) e muitos agentes biológicos (como os vírus que causam sarampo) que também podem produzir mal formações enquanto o bebê ainda está no estágio de desenvolvimento embriônico ou fetal.

Os efeitos da exposição in-utero podem ser considerados como subconjunto de uma categoria geral de efeitos somáticos. As mal formações produzidas não indicam um efeito genético, pois quem está sendo exposto é o embrião e não as células reprodutivas dos pais.

Os efeitos da exposição intruterina dependerão do estágio de desenvolvimento fetal.

Semanas após a concepção Efeito
0-1 (pré-implantação) morte intrauterina
2-7 (organogênese) retardamento no crescimento/desenvolvimento de anormalidades/câncer
8-40 (estágio fetal) o mesmo acima com menor risco, associado com possíveis anomalias funcionais

Risco de Radiação

Há riscos associados com qualquer valor de exposição à radiação. Os riscos aproximados para as três categorias de efeitos de exposição a baixos níveis de radiação são:

Efeito Casos de Excesso para 10.000 por Rad
Genético 1 para 2
Somático (câncer) 2 para 10
In-Utero (câncer) 2 para 6
In-Utero (todos os efeitos) 10 para 100

Genético

Os riscos de exposição a 1 Rem de radiação aos órgãos reprodutores são de aproximadamente 50 a 1.000 vezes menor que o risco espontâneo para várias anomalias.

Somático

Para cânceres radioinduzidos, o risco estimado é pequeno se comparado a uma incidência normal de 1 a 4 chances de desenvolver qualquer tipo de câncer. No entanto, nem todos os cânceres estão associados à exposição à radiação. O risco de morte devido a um câncer radioinduzido é a metade do risco de adquirir um câncer.

In-Utero

Os riscos espontâneos de anormalidades fetais é de cerca de 5 a 30 vezes maior do que o risco de exposição a 1 Rem de radiação. No entanto, o risco de câncer em crianças devido à exposição in-utero é quase o mesmo que o risco para adultos expostos à radiação.

Devido a sensibilidade intrauterina, a NRC, em 10 CFR Part 20, requer que em mulheres grávidas, a dose de radiação seja mantida abaixo ou igual a 0.5 Rem durante toda a gestação, o que é um décimo da dose anual permitida para trabalhadores ocupacionais. Este limite se aplica para a trabalhadora que declarar por escrito seu estado de gravidez, senão aplica-se os limites convencionais.

Obs.: Unidades de Atividade e Exposição

A atividade de uma amostra com átomos radioativos (ou fonte radioativa) é medida em:

1 Bq (Becquerel) = uma desintegração por segundo

1 Ci (Curie) = 3,7 x 1010 Bq

1 Sievert = 100 rem

1 Gray = 100 rad

(Publicado em: www.energiatomica.hpg.ig.com.br/Bio.html)

 

Elaborado por: Marcelo Ortiz Ficel