Efeitos da Radiação no Corpo Humano

O nome do nosso blog é Radioproteção na prática. Por isso trazemos até você o dia a dia dos profissionais que trabalham com Segurança do Trabalho em um meio ambiente no qual fontes que emitem radiação estão presentes em equipamentos e materiais envolvidos no processo industrial.

Você sabia que na indústria offshore o risco de exposição a radiação é uma realidade?

É verdade e pode estar onde você menos espera.
Já ouviu falar em NORM e TENORM? Pois é, fique atento.
Diferentes tipos de radiação emitem partículas e raios tão fortes que podem atravessar o corpo humano e alterá-lo a nível celular.

Infográfico penetração da radiação

É de fundamental importância para quem trabalha na indústria de mineração ou de petróleo e gás saber dos riscos que está correndo.
Por isso, agora apresentaremos para você quais são os efeitos da radiação no corpo humano.
O texto de hoje traz até você:

Para todos os efeitos, quando tratamos dos efeitos da radiação nesse texto, nos referimos principalmente à radiação ionizante.

Efeitos Biológicos da Radiação no Corpo Humano

Desde a descoberta da radiação mais de um século de pesquisa tem fornecido grande conhecimento sobre o assunto. Muito já se descobriu acerca dos mecanismos biológicos pelos quais a radiação pode afetar o corpo humano.
Sabe-se que a radiação pode produzir efeitos em nível celular, causando sua morte ou modificação, devido aos danos causados nas fitas do ácido desoxirribonucleico (DNA) em um cromossomo.
Quando o número de células afetadas ou até mesmo mortas for grande o suficiente, a radiação poderá resultar na disfunção e morte dos órgãos atingidos.
Outra influência da radiação sobre o DNA são os danos que não causam a morte celular. Esses tipos de dano são normalmente reparados por inteiro, mas caso isso não ocorra, a modificação resultante – conhecida como mutação celular – causará reflexo nas divisões celulares subsequentes.

O resultado das mutações é o câncer.

Se as células modificadas forem aquelas que transmitem a informação hereditária aos descendentes, desordens genéticas podem surgir.
Com base na observação de sua ocorrência, efeitos na saúde advindos da exposição à radiação são definidos aqui tanto como efeitos imediatos à saúde, quanto tardios.
Geralmente, efeitos imediatos à saúde são evidentes através do diagnóstico de síndromes clinicamente verificadas nos indivíduos, e os efeitos tardios são verificados através de estudos epidemiológicos feitos pela observação do aumento da incidência da doença em uma população.

Mas como isso ocorre?

Infográfico dos efeitos da radiação no DNA

A radiação pode provocar basicamente dois tipos de danos ao corpo, um deles é a destruição das células com o calor, e o outro consiste numa ionização e fragmentação(divisão) das células.
O calor emitido pela radiação é tão forte que pode queimar bem mais do que a exposição prolongada ao sol. Portanto, um contato com partículas radioativas pode deixar a pele do indivíduo totalmente danificada, uma vez que as células não resistem ao calor emitido pela reação.
A ionização e fragmentação celular implicam em problemas de mutação genética durante a gestação de fetos, que nascem prematuramente ou, quando dentro do período de nove meses, nascem com graves problemas de má formação.
Quimicamente falando, seria assim: as partículas radioativas têm alta energia cinética, ou seja, se movimentam rapidamente. Quando tais partículas atingem as células dentro do corpo, elas provocam a ionização celular. Células transformadas em íons podem remover elétrons, portanto, a ionização enfraquece as ligações. E o resultado? Células modificadas e, consequentemente, mutações genéticas.
Os efeitos radioinduzidos também podem receber denominações em função do valor da dose e forma de resposta. Assim, em função da dose e forma de resposta, são classificados em estocásticos e determinísticos.

Os efeitos estocásticos são aqueles em que a probabilidade de ocorrência é proporcional à dose de radiação recebida, sem a existência de limiar. Isto significa que doses pequenas, abaixo dos limites estabelecidos por normas e recomendações de radioproteção, podem induzir tais efeitos. Entre estes efeitos, destaca-se o câncer.

A probabilidade de ocorrência de um câncer provocado pela radiação depende do número de clones de células modificadas no tecido ou órgão, uma vez que depende da sobrevivência de pelo menos um deles para garantir a progressão. O período de aparecimento (detecção) do câncer após a exposição pode chegar até 40 anos. No caso da leucemia, a frequência passa por um máximo entre 5 e 7 anos, com período de latência de 2 anos.

Os efeitos determinísticos são causados por irradiação total ou localizada de um tecido, gerando um grau de morte celular não compensado pela reposição ou reparo, com prejuízos detectados no funcionamento do tecido ou órgão.

Existe um limiar de dose, abaixo do qual a perda de células é insuficiente para prejudicar o tecido ou órgão de um modo detectável. Isto significa que os efeitos determinísticos são produzidos por doses elevadas, acima do limiar, onde a severidade ou gravidade do dano aumenta com a dose aplicada.
A probabilidade de efeito determinístico, assim definido, é considerada nula para valores de dose abaixo do limiar, e 100%, acima.
Além da severidade, os efeitos determinísticos variam com a frequência em que um dado efeito, definido como condição patológica reconhecível, aumentando em função da dose, em uma população de indivíduos com diferentes susceptibilidades.

Qual é a dose de radiação necessária para afetar o organismo?

Geralmente, doses agudas maiores que 50 Gy danificam o sistema nervoso central de tal forma que a morte ocorre em poucos dias. Mesmo para doses inferiores a 8 Gy, as pessoas apresentam sintomas de doença causada por radiação, também conhecida como síndrome aguda da radiação, que podem incluir náusea, vômitos, diarréia, cólicas intestinais, salivação, desidratação, fadiga, apatia, letargia, sudorese, febre, dor de cabeça e pressão baixa.
O termo aguda refere-se a problemas médicos que ocorrem imediatamente após a exposição, em vez daqueles que se desenvolvem após um período prolongado.
Ainda assim, as vítimas podem sobreviver no início, chegando a óbito por um problema gastrointestinal, uma ou duas semanas depois. Doses menores podem não causar danos gastrointestinais, mas ainda causam a morte após alguns meses, principalmente devido a danos na medula óssea. Mesmo doses menores irão retardar o início de doenças e produzirão menos sintomas severos. Cerca de metade daqueles que recebem doses de 2 Gy sofrem com vômitos cerca de três horas após a exposição, mas isso é raro com doses abaixo de 1 Gy.

Efeitos Biológicos Pré-natais

Um outro efeito biológico da radiação que é importante frisar diz respeito ao período de gravidez. A radiação ionizante também pode afetar as crianças que ainda estão na barriga das mães.
Por isso, para fins de radioproteção, a publicação Nº 89 da ICRP, de 2001) estabelece os valores de referência para as dimensões, massas, conteúdo de todas as fases do corpo humano, desde a fase embrionária até a adulta.
Os efeitos biológicos pré-natais induzidos pela radiação ionizante podem ser avaliados em duas situações. Em primeiro lugar os induzidos por radionuclídeos ingeridos ou inalados pela mãe e transferidos ao embrião ou feto. Secundariamente os induzidos pela radiação externa, durante o período de gravidez.
No relatório da UNSCEAR de 1986, denominado Genetic and Somatic Effects of Ionizing Radiation, foram avaliados dados de experimentos com animais e das pessoas expostas em Hiroshima e Nagasaki, e enfocados, principalmente, os temas:

    • Efeitos letais no embrião;
    • Malformação e outras alterações estruturais e de crescimento;
    • Retardo mental;
    • Indução de doenças, incluindo a leucemia;
    • Efeitos hereditários.

Na publicação Nº 60 da ICRP, de 1990, a questão da irradiação do feto durante o período de gestação foi estudada onde os valores das probabilidades de indução de efeitos por radiações de baixo LET foram determinados.
A Publicação No.88 da ICRP de 2001, intitulada: “Dose to the Embryo and Fetus from Intake of Radionuclides by the Mother”, apresenta um estudo aprofundado sobre a questão, levando em conta a transferência de radionuclídeos pela placenta, distribuição e retenção no tecido fetal.
São apresentados os modelos Biocinéticos e Dosimétricos para o cálculo das doses no embrião, no feto e recém-nascido resultantes da ingestão ou inalação de radionuclídeos pela mãe, antes ou durante a gravidez. São exibidas as tabelas para cada radionuclídeo, órgão ou sistema do corpo humano.
Para a avaliação das doses, foram considerados três períodos: o período de pré-implantação, com duração de 0 a 8 dias; o período embrionário de organogênese, com duração de 9 a 56 dias e; o período fetal de crescimento, com duração de 57 a 266 dias.

ICRP – International Commission on Radiological Protection
A Comissão Internacional de Radioproteção é uma organização independente, internacional e não governamental, com a missão de fornecer recomendações e orientações sobre proteção contra radiações.

Danos Celulares


A radiação ionizante pode causar danos a células diretamente, quebrando ligações químicas de moléculas biológicas(quebra da molécula de DNA), ou indiretamente criando radicais livres nas moléculas de H2O, que são as mais atingidas pela radiação.

O processo de ionização, ao alterar os átomos, também pode modificar a estrutura das moléculas que os contêm. Se a energia de excitação ultrapassar a energia de ligação entre os átomos, pode ocorrer quebra das ligações químicas e consequentes mudanças moleculares. De toda a energia transferida pela radiação ao tecido, metade dela induz excitações, cujas consequências são menores que as de ionização.
Se as moléculas alteradas compõem uma célula, esta pode sofrer as consequências de suas alterações, direta ou indiretamente, com a produção de radicais livres, íons e elétrons. Os efeitos da radiação dependem da dose, taxa de dose, do fracionamento, do tipo de radiação, do tipo de célula ou tecido e do indicador(endpoint) considerado.
Tais alterações nem sempre são nocivas ao organismo humano. Se a substância alterada possui um papel crítico para o funcionamento da célula, pode resultar na alteração ou na morte da célula. Em muitos órgãos e tecidos o processo de perda e reposição celular, faz parte de sua operação normal. Quando a mudança tem caráter deletério, ela significa um dano.
Dos danos celulares, os mais importantes são os relacionados à molécula do DNA. As lesões podem ser quebras simples e duplas da molécula, ligações cruzadas(entre DNA-DNA, entre DNA-proteínas), alterações nos açúcares ou em bases(substituições ou deleções).
As aberrações cromossômicas são o resultado de danos no DNA, principalmente devido às quebras duplas, gerando os dicêntricos ou os anéis.
As células danificadas podem morrer ao tentar se dividir, ou conseguir realizar reparos mediados por enzimas. Se o reparo é eficiente e em tempo curto, o DNA pode voltar à sua composição original, sem consequências posteriores. Num reparo propenso a erros, pode dar origem a mutações na sequência de bases ou rearranjos mais grosseiros, podendo levar à morte reprodutiva da célula ou a alterações no material genético das células sobreviventes, com consequências a longo prazo.

Mutações

As mutações nas células somáticas(do corpo) ou germinativas(das gônadas) podem ser classificadas em 3 grupos:

– Mutações pontuais(alterações na sequência de bases do DNA);
– Aberrações cromossômicas estruturais(quebra nos cromossomos);
– Aberrações cromossômicas numéricas(aumento ou diminuição no número de cromossomos).

Modificação celular pela radiação

A partir do ciclo celular e as fases do ciclo mitótico é possível compreender que as células não apresentam a mesma resposta à radiação, levando em conta a interferência dos diversos tipos de interação radioativa nos diferentes cenários da vida celular.
As situações de maior complexidade ou que exigem acoplamentos finos de parâmetros físico-químicos ou biológicos, devem ser mais vulneráveis às modificações induzidas pela radiação. Isto significa que, num tecido onde as células componentes vivem aleatoriamente diferentes fases, as consequências das interações de uma mesma radiação, podem ser diferentes em locais diferentes do mesmo tecido. Assim, quando se fala num determinado efeito biológico induzido por radiações, está embutida uma avaliação estatística da situação.
As mudanças na molécula de DNA podem resultar num processo conhecido como transformação neoplásica. A célula modificada, mantendo sua capacidade reprodutiva, potencialmente, pode dar origem a um câncer. O aparecimento de células modificadas, pode induzir o sistema imunológico a eliminá-las ou bloqueá-las. Entretanto, as células sobreviventes, acabam por se adaptar, devido a modificações estimuladas por substância promotora. A multiplicação deste tipo de célula dá origem a um tumor, num estágio denominado de progressão.
Após período de latência, se as células persistirem na reprodução, superando as dificuldades de divisão celular, os possíveis desvios de percurso devido a diferenciações e mecanismos de defesa do organismo, originam o tumor cancerígeno.

Morte celular

Quando a dose de radiação é elevada (vários Gy), muitas células de tecido atingidas podem não suportar as transformações e morrem, após tentativas de se dividir. O aumento da taxa de perda pode às vezes ser compensado com o aumento da taxa de reposição. Neste caso, haverá um período de transição, onde a função do tecido ou órgão foi parcialmente comprometida e posteriormente reposta.
A perda de células em quantidade considerável, pode causar prejuízos detectáveis no funcionamento do tecido ou órgão. A severidade do dano caracteriza o efeito determinístico, uma vez que o limiar de dose que as células do tecido suportam, foi ultrapassado.
As células mais radiossensíveis são aquelas integrantes do ovário, dos testículos, da medula óssea e do cristalino (olho), além dos demais órgãos mostrados na ilustração abaixo:

Detrimento

O conceito de detrimento utilizado em radioproteção envolve a combinação da probabilidade de ocorrência, severidade (gravidade) e tempo de manifestação de um determinado dano.

Detrimento nada mais é do que a estimativa do prejuízo total que eventualmente seria experimentado por uma pessoa ou grupo expostos à radiação, inclusive seus descendentes.

Detectabilidade Epidemiológica

É comum as pessoas atribuírem certos tipos de efeitos em uma pessoa, ou grupo de pessoas, à radiação ionizante. Isso ocorre devido ao temor difundido que as pessoas possuem, e é potencializado pelos meios de comunicação.

Contudo, para estabelecer uma atribuição com certo grau de credibilidade, é necessário que o número de pessoas atingidas com certos valores de dose de radiação ultrapasse marcadores mínimos para cada tipo de ocorrência, para se poder afirmar, em termos epidemiológicos, a possibilidade de ocorrência.

Estes valores de dose absorvida ou dose efetiva recebida, e também o número requerido para a garantia de ocorrência de determinado tipo de efeito é denominado de detectabilidade epidemiológica.

Entretanto, existem ressalvas em situações específicas em que pequenos valores de dose podem induzir efeitos biológicos indesejáveis e até letais como o câncer, conforme definição de efeitos estocásticos.

Em termos de população e indução epidemiológica dos efeitos, isto requer estatisticamente um tamanho da amostra em função do tipo de efeito.

Classificação dos Efeitos Biológicos

Os efeitos radioinduzidos podem receber denominações em função do valor da dose e forma de resposta, em função do tempo de manifestação e do nível orgânico atingido. 

Assim, em função da dose e forma de resposta, são classificados em estocásticos e determinísticos; em função do nível de dano, em somáticos e genéticos; em termos do tempo de manifestação, em imediatos e tardios.

Anteriormente já vimos que os efeitos estocásticos e determinísticos estão associados às doses e às formas de resposta do organismo em relação à exposição radioativa.

Doses abaixo dos limites preestabelecidos para radioproteção podem ocasionar efeitos estocásticos como o câncer. Além da dose, tudo depende da maneira que o organismo responde à radiação ionizante.

Os efeitos determinísticos dizem respeito a doses elevadas de radiação. Alguns exemplos desse tipo de efeito na pele humana são: eritema e descamação seca para doses entre 3 e 5 Gy, com sintomas aparecendo após 3 semanas; descamação úmida acima de 20 Gy, com bolhas após 4 semanas; necrose para dose acima 50 Gy, após 3 semanas.

Tabela de Efeitos biológicos

Outro tipo de efeito da radiação são os chamados efeitos somáticos. Surgem do dano nas células do corpo e o efeito aparece na própria pessoa irradiada. Dependem da dose absorvida, da taxa de absorção da energia da radiação, da região e da área do corpo irradiada.

Também em relação aos danos da irradiação temos os efeitos genéticos ou hereditários. 

Tratam-se dos efeitos que se manifestam nos descendentes da pessoa irradiada. É o resultado do dano produzido pela radiação em células dos órgãos reprodutores, as gônadas. Eles têm caráter cumulativo e independem da taxa de absorção da dose.

Para finalizar, temos os efeitos relacionados ao tempo de manifestação. São os efeitos imediatos e tardios.

Os efeitos imediatos são os primeiros efeitos biológicos causados pela radiação. Podem ocorrer em um período de poucas horas ou mesmo algumas semanas após a exposição, como é o caso da radiodermite.

Os efeitos que aparecem depois de anos ou mesmo décadas são chamados de efeitos retardados ou tardios, como é o exemplo do câncer.

Quando as doses são muito altas, predominam os efeitos imediatos, e as lesões são graves e podem levar até mesmo à morte. 

Já para doses intermediárias, predominam os efeitos imediatos com grau de severidade menor, e não necessariamente permanentes. Poderá haver, entretanto, uma probabilidade grande de lesões severas a longo prazo. Para doses baixas, não haverá efeitos imediatos, mas há possibilidade de lesões a longo prazo.

Os efeitos retardados, principalmente o câncer, complicam bastante a implantação de critérios de segurança no trabalho com radiações ionizantes. Não é possível, por enquanto, usar critérios clínicos, porque quando aparecem os sintomas o grau de dano causado já pode ser severo, irreparável e até letal.

Em princípio, é possível ter um critério biológico e espera-se que algum dia seja possível identificar uma mudança biológica no ser humano que corresponda a uma mudança abaixo do grau de lesão. 

Porém, por enquanto, utilizam-se hipóteses estabelecidas sobre critérios físicos, extrapolações matemáticas e comportamentos estatísticos.

Os danos dos efeitos da radiação são irreversíveis?

No decorrer da vida celular ocorrem uma série de danos provenientes de substâncias químicas, variações da concentração iônica no processo de troca de nutrientes e dejetos junto à membrana celular, danos físicos produzidos por variações térmicas e radiações. 

Logo, mesmo os danos mais profundos, como aqueles produzidos no DNA, podem ser reparados ou compensados. Tudo depende do tempo e das condições disponíveis.

É por essa razão que um tecido atingido por uma dose de radiação única e de baixo valor tem muitas condições de recuperar sua integridade, mesmo que nele haja um certo percentual de morte celular.

Em geral, toda célula tem vários mecanismos de reparo.

O organismo tende a repor as células e retomar o seu ritmo de operação. Nestas condições, pode-se dizer que o dano foi reversível. Entretanto, para efeito de segurança, em radioproteção, considera-se que o efeito biológico produzido por radiação ionizante é de caráter cumulativo, ou seja, despreza-se o reparo do dano.

Outra questão importante é que o dano biológico da radiação produzido numa pessoa não se transmite. O que pode eventualmente ser transmitido é um efeito de doses elevadas que, lesando significativamente as células reprodutivas, pode resultar num descendente portador de defeito genético.

Não há relação nenhuma entre a parte irradiada em uma pessoa e o local de aparecimento do defeito no organismo de um filho, por exemplo.

Uma pessoa afetada pela radiação, mesmo exibindo sintomas da síndrome de irradiação aguda, pode ser manuseada, medicada e transportada como um doente qualquer. Sua condição não é transmissível.

O cuidado deve ser voltado apenas ao tratamento destas pessoas. É responsabilidade dos médicos, enfermeiros, demais pessoas e instalações que farão o acolhimento dessa pessoa, a não contaminá-la por vírus ou bactérias por eles portados, uma vez que, a resistência imunológica está muito baixa.

As pessoas que sofreram contaminação com radionuclídeos (interna ou externa) é que precisam ser manuseadas com cuidado, pois tais radionuclídeos podem estar presentes no suor, na excreta e muco das vítimas.

Conclusão

A radiação ionizante acarreta diversos efeitos biológicos aos indivíduos expostos a ela de acordo com a dose e a forma de resposta. 

Um exemplo bem marcante na história do país é o acidente com Césio, ocorrido em 1987, em Goiânia. 

As vítimas do acidente com o Césio 137 tiveram que ficar isoladas e, durante o tratamento especial, os técnicos tiveram que usar macacões, luvas, máscaras e sapatilhas para não se contaminar radioativamente e não contaminar biologicamente os enfermos.

Portanto, os efeitos da radiação podem se apresentar de maneira imediata ou tardia. 

Queimaduras na pele podem aparecer imediatamente após uma alta dose de exposição radioativa. Tardiamente, levando em consideração os efeitos estocásticos da radiação, o câncer tem uma probabilidade maior de se desenvolver no corpo humano irradiado.

Porém, a lição que devemos levar é de que existem efeitos graves no corpo humano relacionados à radiação no meio ambiente de trabalho. 

Se a empresa em que você trabalha manipula fontes radioativas em forma de equipamentos ou na própria dinâmica de produção, fique atento. 

Se você trabalha com Segurança do Trabalho, sua atenção deve ser redobrada no que diz respeito à Radioproteção. A melhor forma de evitar os efeitos estocásticos e determinísticos da radiação ionizante no ambiente de trabalho é através de um Serviço de Radioproteção bem preparado.

Também é possível contratar empresas especializadas em Radioproteção para preparar os profissionais sob sua responsabilidade para realizarem e serem aprovados no exame de certificação para supervisores de radioproteção.

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FONTES:

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