Radiobiologia
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Radiobiologia Maria Filomena Botelho Radiobiologia 3 grandes acontecimentos 1895 – Descoberta dos raios-X em 1896 – Observação de que os raios emitidos por substâncias contidas no urânio impressionavam películas fotográficas (Marie Curie posteriormente chamou-lhe radioactividade) Wilhelm Conrad Roentgen Henri Becquerel 1898 – Descoberta do rádio em Pierre e Marie Curie 1 Efeitos da radiação Eritema Epilação Anemia Radiologistas Amputação dos dedos Maior incidência de leucemia 1906 Testículos de roedores foram espostos a raios-X e observaram-se os efeitos da radiação Testículos células maduras (espermatozóides) principal função do órgão não se dividem células imaturas (espermatogónia e espermatócitos) evoluem para células funcionais maduras dividem-se frequentemente são agredidas com doses mais baixas que as células maturas lei que descreve a sensibilidade à radiação de todas as células do corpo 2 Lei de Bergonie e Tribondeau 1. As células estaminais são mais sensíveis do que células diferenciadas. Quanto mais diferenciada é a célula, maior a radiorresistência 2. Tecidos e órgãos jovens são mais radiossensíveis que os tecidos e órgãos mais velhos 3. Quanto maior a actividade metabólica da célula, maior a radiossensibilidade 4. Quanto maior a taxa de proliferação e de crescimento dos tecidos, maior a radiossensibilidade Esta lei informa-nos de que, comparado com uma criança ou um adulto, um feto é mais radiossensível 1925, Ancel e Vitemberger modificaram a lei de Bergonie e Tribondeau A susceptibilidade das células à lesão por radiação ionizante é o mesmo, mas o tempo de aparecimento das lesões produzidas pela radiação varia de acordo com o tipo de célula Noção de tempo de latência dois factores que determinam o aparecimento de lesão após exposição a radiação ionizante: A quantidade de stresse biológico que a célula recebe As condições de pré e post-irradiação da célula exposta 3 Ancel e Vitemberger O maior stresse biológico para uma célula é a necessidade de divisão uma determinada dose de radiação mesmo grau de dano em todas as células as células demonstram as suas lesões quando se dividem a susceptibilidade inata é semelhante para todas as células Ancel e Vitemberger quantidade de actividade mitótica envolvida ionização dos tecidos causa dos resultados biológicos MECANISMOS Efeitos directos Ionização directa da molécula alvo provocada por partículas carregadas Efeitos indirectos Ionização original da molécula de água, com formação de radicais livres, o que vai provocar a ionização da molécula alvo 4 Teoria da fraccionação Testículos foram expostos a doses maciças de radiação ionizante Dose única e grande esterilização lesões na pele adjacente do escroto Dose fosse fraccionada (doses mais pequenas distribuídas ao longo do tempo) esterilização menor lesão na pele Mutagénese 1927, H. Muller A radiação induz mutações de modo semelhante ao que ocorre na natureza Não ocorre nenhum efeito desconhecido, mas sim, aumenta a frequência de mutações Isto implica que os efeitos da ionização provocados pela irradiação não são os únicos, isto é, podem ser causados por outras coisas para além da radiação 5 Efeito do oxigénio 1940 – 1950 O oxigénio é radiosensibilizador porque aumenta o efeito de morte celular de uma dada dose de radiação O22 H2O → H2O+ + e¯ e¯ + O2 → Ox Hx + O2 → HO Ox + H2O → OH¯ + HO HO+ HO+ H Hxx → →H H22O O22 HO+ HO+ HO→ HO→ H H22O O22 + +O O22 Aumento de produção de radicais livres quando a radiação ionizante é dada na presença de oxigénio Definições Corpo inteiro Cabeça Tronco Gónadas Braços acima do cotovelo Pernas acima do joelho Extremidades Braços abaixo dos cotovelos Pernas abaixo da anca 6 Valores de Referência Limites de exposição de corpo inteiro 50 mSv (5 rem)/ano para corpo inteiro Maior parte limitada a 500 mSv (50 rem)/ano para qualquer órgão Cristalino dos olhos 150 mSv (15 rem)/ano Pele do corpo inteiro 500 mSv (50 rem)/ano Extremidades 500 mSv (50 rem)/ano Embrião/feto/gravidez 5 mSv/gravidez (0,5 rem ou 500 mrem) Biologia celular Maria Filomena Botelho 7 A célula eucariota Com excepção dos ovócitos humanos, as células humanas são de tamanho microscópico. São medidas em unidades chamadas micrómetros (µm) A célula eucariota Com excepção dos ovócitos, as células humanas são de tamanho microscópico Dimensão da ordem dos micrómetros (µm) 8 Ciclo celular Ciclo celular 9 Mitose Mitose Prófase Os cromossomas apresentam-se como duas cromátidas ligadas pelo centrómero Os centríolos migram para os lados opostos da célula Início da formação do fuso acromático Começa a desintegração do envólucro nuclear Nucléolos deixam de ser visíveis Metáfase Anáfase Telófase 10 Mitose Prófase Metáfase Os cromossomas emparelhados dispoêm-se na placa equatorial As fibras do fuso acromático ligam ambos os centríolos Desaparecimento completo do envólucro nuclear Divisão dos centrómeros Anáfase Telófase Mitose Prófase Metáfase Anáfase Os centrómeros dividem-se As cromátidas irmãs separam-se e vão para pólos opostos Cada cromátida é vista como um cromossoma individualizado Há 2 conjuntos completos e distintos de cromossomas Telófase 11 Mitose Prófase Metáfase Anáfase Telófase Os conjuntos de cromossomas tornam-se muito mais longos, finos e indistintos à medida que se dirigem para os pólos celulares O DNA enrola-se para constituir a cromatina Forma-se novo envólucro nuclear Reaparecem os nucléolos A separação celular (citokinese) fica completa A interfase é a maior porção do ciclo celular 12 Meiose Só através da meiose é possível a reprodução sexuada Uma célula dá origem a 4 células cada uma com ½ do número de cromossomas da células dos progenitores No caso do Homem: Células somáticas: 46,XX ou 46,XY Células reprodutoras: 23,X ou 23,Y Meiose A meiose permite obter 4 células filhas diferentes 13 A prófase I da meiose divide-se em 5 estadios Leptótono Zigótono Paquítono Diplótono Diacinesis 1ª divisão da meiose Leptótono Início da prófase I Condensação dos cromossomas Cada cromossoma fica ligado nas duas extremidades ao envólucro nuclear Cada cromossoma é constituído por duas cromátidas ótono Zig Zigó Paqu Paquíítono ótono Dipl Dipló Diacinesis 14 1ª divisão da meiose ótono Lept Leptó Zigótono Reconhecimento dos pares homólogos Início da sinapse, alinhando-se frente a frente cada par de cromossomas Cada par chama-se bivalente Paqu Paquíítono ótono Dipl Dipló Diacinesis 1ª divisão da meiose ótono Lept Leptó ótono Zig Zigó Paquítono Termina a sinapse Ocorre crossing-over (recombinação) entre duas cromátidas não irmãs ótono Dipl Dipló Diacinesis 15 1ª divisão da meiose óteno Lept Leptó óteno Zig Zigó Paqu Paquííteno Diplótono Evidenciam-se os quiasmas Dissolução da cromatina Síntese de RNA Diacinesis 1ª divisão da meiose óteno Lept Leptó óteno Zig Zigó Paqu Paquííteno ótono Dipl Dipló Diacinesis Os quiasmas deslocam-se para as extremidades As terminações dos cromossomas desligam-se do envólucro nuclear São visíveis 4 cromátidas separadas Cada par de cromátidas está ligado pelo centrómero 16 1ª divisão da meiose Metáfase I • Quiasmas ainda evidentes • Os cromossomas homólogos alinham-se no equador Anáfase I • Separação dos homólogos Telófase I • Duração variável As células são já haploides 2ª divisão da meiose Assegura que cada célula filha receba uma única cromátida 17 2ª divisão da meiose Em tudo semelhante à mitose Metáfase II Anáfase II Telófase II 18
