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 porHermann Joseph Muller,que mostrou que a radiação de raios-X poderia mutargenes. Seu experimento envolveu a exposição demoscas da frutaaraios-Xe, 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 oscromossomos das moscas irradiadas, uma estrutura que consiste emDNAe está presente no núcleo da célula, ele observou mutações em seu material genético.

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 comoRadiobiologia.

O que é radiação?

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

• Ondas: incluem todo o espectro decampos 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 emitemradiação beta; quando emitem dois prótons e dois nêutrons, estão emitindoradiação alfa.

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 sãoos raios X, partículas alfa, partículas betaeraios 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 deelétrons (carga negativa)eprótons (carga positiva).

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

Átomos radioativos (que formam substâncias radioativas) têm muitos prótons ounêutrons(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 (H2O).

A radiação é um tipo de energia, e qualquer tipo de energia produz calor.Quando moléculas como H2O são expostas à radiação, esse calor é responsável por quebrar as ligações químicas que mantêm esses átomos juntos, produzindoíons OH- e H+. São íons de carga livre, também conhecidos comoradicais 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 (H2O2), que pode destruir as células. Após a exposição à radiação, a formação de H2O2ocorre emum duodécimo de segundo.

O H2O2faz parte de um grupo de substâncias altamente reativas que possuem oxigênio em sua composição, conhecidas comoEspécies Reativas de Oxigênio (ROS). A formação de ROS e Espécies Reativas de Nitrogênio (RNS) traz todos os efeitos danosos da radiação.

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 sãoRadeGray (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 sãoSieverts (Sv)eRem.

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 deRadiação Aguda (SAR). Esta é a condição que a maioria dos trabalhadores da usina de Chernobyl e bombeiros sofreram nodesastre nuclear de Chernobyl de 1986 na Ucrânia.

O limite mais seguro de exposição à radiação para um trabalhador adulto de radiação éde 5.000 milirems. As pessoas afetadas pela ARS no desastre de Chernobyl foram expostas a70.000 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.

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 principalmenteglóbulosbrancos quelutam contra infecções em nosso corpo e são criados namedula óssea,células germinativasque formamóvulos e espermatozóidese as células que formam o revestimento dotrato gastrointestinal e do estômago.

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 incluemantibióticospara 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.