O que a exposição à radiação faz com nossos corpos?

Radiação, simplesmente, é a liberação de energia. A radiação eletromagnética e de partículas comum com a qual estamos familiarizados pode danificar nossas células e o DNA dentro de nossas células, criando produtos químicos tóxicos dentro da célula.

Os efeitos nocivos da exposição à radiação foram totalmente estabelecidos em 1926-27 por Hermann Joseph Muller, que mostrou que a radiação de raios-X poderia mutar genes . Seu experimento envolveu a exposição de moscas da fruta a raios-X e, em seguida, permitir que elas se acasalassem. Ele observou que a prole das moscas expostas à radiação tinha vários defeitos no corpo. 

Quando ele investigou ainda mais o efeito da radiação em nível genético estudando os cromossomos das moscas irradiadas , uma estrutura que consiste em DNA e está presente no núcleo da célula, ele observou mutações em seu material genético. 

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A exposição à radiação produz mutações no DNA das células. (Crédito da foto: nobeastsofierce/Shutterstock)

Em 1947, Muller recebeu o Prêmio Nobel por sua descoberta. O campo de estudo sobre o efeito da radiação nas células vivas é conhecido como Radiobiologia .

O que é radiação?

Radiação, simplesmente, é a liberação de energia. Ocorre em duas formas, ondas e partículas.

  • Ondas : incluem todo o espectro de campos eletromagnéticos , consistindo em ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, raios ultravioleta, raios X e raios gama. As ondas sonoras e gravitacionais também são uma forma de radiação. 
  • Partículas : Este tipo de radiação é emitida por substâncias instáveis ​​que emitem energia para atingir um estado mais estável. Quando as substâncias liberam elétrons, elas emitem radiação beta ; quando emitem dois prótons e dois nêutrons, estão emitindo radiação alfa .
Espectro eletromagnético

O espectro eletromagnético. (Crédito da foto: Flickr)

Existem dois tipos de radiação com base nos efeitos que produzem:

  • Radiação Ionizante : Este tipo de radiação pode derrubar elétrons dos átomos e moléculas que encontra. Os principais tipos de radiação ionizante são os raios X, partículas alfa, partículas beta raios gama 

Este tipo de radiação é o mais prejudicial para nós. Destes, os raios gama são os mais penetrantes e capazes de causar mais danos às células vivas.

  • Radiação não ionizante : Isso inclui ondas eletromagnéticas à esquerda do espectro eletromagnético até o meio dos raios ultravioleta. 

Eles não têm a capacidade de remover elétrons de outros átomos. Essas formas de radiação podem aquecer coisas, como as micro-ondas usadas para cozinhar alimentos em fornos de micro-ondas. 

O que acontece quando as células vivas entram em contato com a radiação ionizante?

Como mencionado anteriormente, a radiação ionizante tem o poder de retirar os átomos de seus elétrons e convertê-los em íons. Um átomo estável tem uma carga líquida igual a zero, com igual número de elétrons (carga negativa) prótons (carga positiva) 

diagrama rotulado de um átomo

diagrama rotulado de um átomo (Crédito da foto: AG Caesar/Wikimedia Commons)

Átomos radioativos (que formam substâncias radioativas) têm muitos prótons ou nêutrons (carga neutra, mas com uma massa maior que os prótons). Para atingir um estágio estável, os átomos radioativos sofrem o que é conhecido como “ decaimento ”, que é responsável por emitir radiação ionizante. 

Quando essa radiação encontra outros átomos, ela derruba seus elétrons, consequentemente tornando-os carregados. 

No nível biológico, os danos também ocorrem devido à interação da radiação ionizante com os átomos de DNA e outras substâncias presentes em nossas células, como a água (H O).

A radiação é um tipo de energia, e qualquer tipo de energia produz calor. Quando moléculas como H O são expostas à radiação, esse calor é responsável por quebrar as ligações químicas que mantêm esses átomos juntos, produzindo íons OH- e H+ . São íons de carga livre, também conhecidos como radicais livres , pois não estão ligados a outros átomos na forma de moléculas. 

Portanto, eles têm uma tendência muito alta de reagir com outros íons livres formados como resultado da exposição à radiação. 

Por exemplo, OH – e H +, em vez de formar água novamente, podem formar uma substância muito mais prejudicial: o peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) , que pode destruir as células. Após a exposição à radiação, a formação de H 2 O 2 ocorre em um duodécimo de segundo .

O H 2 O 2 faz parte de um grupo de substâncias altamente reativas que possuem oxigênio em sua composição, conhecidas como Espécies Reativas de Oxigênio (ROS) . A formação de ROS e Espécies Reativas de Nitrogênio (RNS) traz todos os efeitos danosos da radiação.

 

Exemplos de espécies reativas de oxigênio

Oxigênio Reativo Espécies que são responsáveis ​​por causar danos às células na incidência de exposição à radiação. (Crédito da foto: StudioMolekuul/Shutterstock)

Unidades de Radiação

A radiação é medida usando duas classes de unidades. Uma classe mede a dosagem de radiação que uma pessoa recebeu. As unidades desta classe são Rad Gray (Gy) 

A outra classe mede o risco de danos biológicos que podem ocorrer em uma pessoa como resultado da exposição à radiação. As unidades desta classe são Sieverts (Sv) Rem .

Quais são os efeitos biológicos da radiação ionizante?

Vários fatores determinam a extensão dos efeitos nocivos da exposição à radiação. Eles são:

  • A dosagem de radiação à qual alguém está exposto.
  • O período de tempo que uma pessoa é exposta à radiação.
  • O número de vezes que uma pessoa é exposta à radiação.

A exposição a uma alta dose de radiação ( > 70 rads ) durante um curto período causa a Síndrome de Radiação Aguda (SAR) . Esta é a condição que a maioria dos trabalhadores da usina de Chernobyl e bombeiros sofreram no desastre nuclear de Chernobyl de 1986 na Ucrânia 

O limite mais seguro de exposição à radiação para um trabalhador adulto de radiação é de 5.000 milirems . As pessoas afetadas pela ARS no desastre de Chernobyl foram expostas a 70.000 a 1.340.000 milirems . Esse nível de radiação geralmente mata ou danifica gravemente todas as células do corpo além do reparo, levando à morte das pessoas afetadas. 

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Uma sala de aula abandonada na cidade de Pripyat em Chernobyl. Os moradores foram evacuados após o acidente na Usina Nuclear de Chernobyl. (Crédito da foto: Tomasz Jocz/Shutterstock)

Os sintomas imediatos da SRA incluem queimaduras ou bolhas na pele, perda de cabelo, esterilidade e formação de catarata. Outros efeitos colaterais são náuseas, vômitos, perda de apetite e fadiga. 

As células primárias afetadas pela radiação são as que se multiplicam muito ativamente, pois estão em contato com a maior quantidade de oxigênio (necessário para a multiplicação celular). 

Eles são principalmente glóbulos brancos que  lutam contra infecções em nosso corpo e são criados na medula óssea, células germinativas que formam óvulos e espermatozóides  e as células que formam o revestimento do trato gastrointestinal e do estômago . 

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A radiação causa danos ao DNA e às células, causando doenças de radiação e câncer. (Crédito da foto: Crystal Eye Studio/Shutterstock)

Com altos níveis de exposição à radiação, essas células morrem e não podem ser reproduzidas. Portanto, o corpo não pode mais lutar contra infecções, pois não pode produzir os glóbulos brancos, a esterilidade ocorre devido à morte das células germinativas e a pessoa irradiada não consegue digerir os alimentos ou abrir o apetite, devido à perda de seu revestimento estomacal. 

Eventualmente, essas condições levam à morte.

Conclusão

A exposição à radiação extrema por um curto período leva à morte das células, dificultando a sobrevivência da pessoa. As opções de tratamento incluem antibióticos para ajudar a combater infecções e transfusões de medula óssea. 

Por outro lado, a exposição a baixos níveis de radiação por um longo período leva principalmente a danos ao DNA das células. Isso pode levar ao nascimento de filhos com defeitos genéticos, câncer ou outras condições graves. 

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