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. 

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 .

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 e 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) e prótons (carga positiva) . 

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 2 O).

A radiação é um tipo de energia, e qualquer tipo de energia produz calor. Quando moléculas como H 2 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.

 

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 e 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) e 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. 

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 . 

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.