Fundamentos de Radiações, Ultrassom e Fotobiomodulação

Revisão de Conceitos Essenciais

1. Quanto ao efeito das radiações ionizantes em células: A radiorresistência é menor em células que se dividem muito.
2. Efeito relacionado à fotobiomodulação: Redução da liberação de citocinas pró-inflamatórias para aceleração do processo de reparo tecidual.
3. Princípios de Radioproteção: As doses individuais dos trabalhadores e indivíduos do público não devem exceder os limites anuais de dose equivalente estabelecidos por normas.
4. Como se produzem as ondas sonoras e os ecos dessas ondas na ultrassonografia?

   O som é uma onda mecânica gerada pela vibração de corpos, propagando-se em meios sólidos, líquidos ou gasosos. O som audível varia entre 20 Hz e 20 kHz, enquanto os ultrassons possuem frequências superiores a 20 kHz.

   O ECO é a repetição de um som causada pela reflexão de ondas sonoras em superfícies ou objetos, produzido quando ondas ultrassônicas atravessam tecidos com densidades diferentes.

   Os ultrassons são gerados por transdutores compostos por cristais piezoelétricos, que convertem energia elétrica em mecânica e vice-versa. Esses cristais vibram ao receber corrente elétrica, emitindo ondas ultrassônicas, e geram pulsos elétricos ao serem comprimidos pelos ecos, formando a imagem ultrassônica a partir do conjunto de ecos recebidos dos tecidos corporais.

5. A exposição à radiação ultravioleta - efeitos maléficos:
   • Eritema
   • Queimadura solar
   • Catarata
   • Fotoenvelhecimento
   • Fotocarcinogênese
6. Princípio de Otimização: Deve nortear todas as etapas do uso da radiação na saúde, incluindo:
   • Os projetos das instalações e dos equipamentos de radiação.
   • Os procedimentos de proteção radiológica.
   • A busca constante de melhoria no serviço.
7. Radiações não ionizantes: Existem mecanismos de reparo que corrigem lesões geradas por esse tipo de radiação. Um aumento da dose se traduz por um aumento da severidade do efeito provocado.
8. Raios cósmicos: Potencial para causar câncer.
9. Fracionamento da dose de radiação ionizante sobre células e tecidos biológicos: Há maior sobrevivência das células dos tecidos normais expostas a menores doses de radiação, o que ocorre devido à possibilidade de as células repararem os danos causados pela absorção da energia da radiação ionizante incidente.
10. A radiação vermelha (comprimento de onda entre 620 e 700 nm) tem sido mais utilizada, sendo capaz de penetrar até a derme (pois é menos absorvida pelos cromóforos da epiderme), aumentando a secreção de citocinas anti-inflamatórias em camadas mais profundas da pele durante a fase inicial do reparo tecidual.
11. Efeitos estocásticos: A severidade do efeito não depende da dose absorvida.
12. Radiação de origem solar: Fatores influentes incluem atmosfera, camada de ozônio e altitude.
13. Princípio da Justificação: A exposição à radiação só será realizada se produzir benefícios maiores que os riscos aos indivíduos expostos.
14. Efeitos fisiológicos gerados após exposição à radiação infravermelha: Aumento da fagocitose, ação vasodilatadora, aumento da mitose e normalização do pH.
15. O que é espectro de ação das radiações não ionizantes? O espectro de ação tem como objetivo avaliar a ação dos comprimentos de onda, ou seja, avalia o quanto a radiação é absorvida pelo nosso organismo. Um exemplo de ação da radiação não ionizante é a morte bacteriana.
16. Como a informação sobre o corpo do paciente é gerada quando se usa a ultrassonografia? A ultrassonografia utiliza o recurso do eco. Os transdutores emitem ondas sonoras de ultrassom, que ecoam nos tecidos humanos (em superfícies com densidades diferentes) e são captadas por esses mesmos transdutores, formando as imagens que são vistas durante o exame.

Radiações Ionizantes e Efeitos Biológicos

Radiações Ionizantes: Radiações que causam ionização nos átomos de matéria viva. Dividem-se em corpusculares (partículas alfa, beta, etc.) e eletromagnéticas (gama e raios X).

Efeitos Diretos e Indiretos:

• Nos diretos, a radiação age diretamente nos ácidos nucleicos.
• Nos indiretos, interage com a água celular, liberando radicais livres que causam os efeitos biológicos (processo mais longo).

Consequências Biológicas: Lesões no DNA, bloqueio de duplicação, transcrição, síntese proteica e alterações em macromoléculas importantes.

Alterações em Macromoléculas: Danos a nucleotídeos, rupturas no DNA e proteínas (PTN), formação de sítios reativos e outras alterações estruturais e funcionais.

Fatores que Influenciam Radioprodutos: Tipo de radiação e condições como pH, O₂, temperatura, presença de radiossensibilizadores e aceptores de radicais livres.

Radioprodutos do DNA e Proteínas: No DNA, incluem quebras cromossômicas, alterações nas bases nitrogenadas e aberrações cromossômicas. Em PTN, há desaminação, perda de grupos sulfidril e inativação funcional.

Lei de Bergonie e Tribondeau: Células menos diferenciadas e com maior taxa de divisão são mais sensíveis à radiação, o que ajuda a prever quais células serão mais afetadas.

Fracionamento e Taxa de Dose: Permite a recuperação de células saudáveis e maior destruição de células tumorais. Doses únicas são mais prejudiciais aos tecidos normais.

Efeito Oxigênio: O O₂ aumenta a formação de radicais livres, elevando a radiossensibilidade. Em radioterapia, sua presença no tumor influencia a dose de radiação necessária.

Curvas de Sobrevivência (Alta vs. Baixa TLE):

• Alta TLE (Transferência Linear de Energia): Provoca lesões concentradas e letais, com curvas sem ombro, indicando pouca reparação celular.
• Baixa TLE: Gera danos reparáveis, com um ombro inicial nas curvas, sugerindo maior sobrevivência em doses menores.

Alterações Biológicas: As radiações ionizantes ionizam átomos, alterando moléculas e funções, causando efeitos bioquímicos e fisiológicos que comprometem as células e o organismo.

Classificação dos Efeitos Biológicos

Efeitos Somáticos vs. Genéticos:

• Somáticos: Afetam o indivíduo exposto; incluem efeitos agudos (epilação, radiodermite, SAR) e tardios (câncer, catarata). Geralmente são determinísticos (exceto câncer), com limiar de dose.
• Genéticos: Afetam células germinativas, causando alterações genéticas e cromossômicas que podem se manifestar em descendentes. São estocásticos, sem limiar de dose e com probabilidade variável.

Síndromes Agudas da Radiação (SAR):

• Hematopoiética: Redução de células sanguíneas, causando infecções (baixa de leucócitos), hemorragias (falta de plaquetas) e anemia (baixa de eritrócitos).
• Gastrointestinal: Morte de células do trato gastrointestinal, com náuseas, vômitos, dor abdominal, diarreia e infecções.
• Sistema Nervoso Central (SNC): Distúrbios neurológicos graves (coma, convulsões), além de náuseas, vômitos precoces e diarreia com sangue.

Efeitos no Embrião ou Feto: Dependem da dose e do estágio da gestação:

• Pré-implantação: Morte embrionária ou ausência de consequências.
• Período pré-fetal: Risco de anormalidades congênitas.
• Período fetal: Maior risco de retardo mental (16-25 semanas) e efeitos como microcefalia, teratogênese e câncer.

Determinísticos vs. Estocásticos:

• Determinísticos (D): Possuem limiar de dose, com gravidade proporcional à dose; causam morte celular.
• Estocásticos (E): Sem limiar; a probabilidade aumenta com a dose, mas a gravidade não depende dela; causam alterações no DNA.

Princípios da Proteção Radiológica

Objetivos da Proteção Radiológica: Garantir a segurança das pessoas e do meio ambiente contra os efeitos nocivos das radiações ionizantes, minimizando riscos.

Princípios da Proteção Radiológica: Justificação, Otimização e Limitação de Dose.

Objetivos dos Princípios:

• Princípio da Justificação: Garantir que os benefícios da exposição à radiação superem os riscos envolvidos.
• Princípio da Otimização: Manter as exposições tão baixas quanto razoavelmente possível (ALARA), considerando fatores sociais e econômicos.
• Princípio da Limitação de Dose: Assegurar que as doses recebidas fiquem dentro dos limites estabelecidos para evitar efeitos determinísticos e minimizar estocásticos.

Questões Norteadoras da Otimização: Qual a menor dose possível para alcançar o objetivo? Como reduzir a exposição sem comprometer a eficácia do procedimento?

Grandeza Radiológica em Radioproteção: Dose Efetiva (Sievert - Sv).

Estratégias em Radioproteção: Reduzir o tempo de exposição, aumentar a distância da fonte de radiação, usar blindagem adequada e aplicar boas práticas de trabalho.

Radiação Ultravioleta (UV)

Faixa de UV na superfície terrestre: UV-A (320-400 nm) e parte do UV-B (290-320 nm) chegam devido à filtração parcial pela camada de ozônio.

Efeitos benéficos do UV: Síntese de vitamina D, melhora no humor e tratamento de doenças dermatológicas (psoríase).

Efeitos maléficos do UV: Envelhecimento precoce, queimaduras, câncer de pele, mutações no DNA e danos oculares.

Pigmentação imediata vs. tardia:

• Imediata: Oxidação de melanina pré-existente.
• Tardia: Síntese de nova melanina pelos melanócitos.

Maturação da Vitamina D: O UV-B converte o 7-dehidrocolesterol da pele em pré-vitamina D3, que é ativada no fígado e rins em calcitriol (vitamina D ativa).

Consequências da falta de vitamina D: Osteoporose, raquitismo, fraqueza muscular e suscetibilidade a infecções.

Excesso de vitamina D: Náuseas, vômitos, calcificação de tecidos moles e insuficiência renal, geralmente por suplementação excessiva.

Ausência ou reparo incorreto no DNA: Mutação genética, envelhecimento precoce e câncer de pele.

Prevenção com agentes fotossensibilizadores: Protetor solar, roupas protetoras e evitar sol em horários de pico.

Efeito no globo ocular: Catarata e degeneração macular. Prevenção: óculos com proteção UV.

Sintomas de xeroderma pigmentoso: Sensibilidade extrema ao sol, queimaduras graves, manchas e alto risco de câncer de pele. Prevenção: evitar exposição solar, usar roupas protetoras, filtro solar e exames dermatológicos frequentes.

Fototerapia e Lasers

Faixa espectral dos lasers e LEDs terapêuticos: 600 a 1.000 nm (visível ao infravermelho próximo).

Emissão espontânea vs. estimulada:

• Espontânea: Ocorre naturalmente quando um elétron retorna ao estado fundamental.
• Estimulada: Induzida por fóton de energia igual, gerando emissão coerente.

Características das radiações laser: Monocromaticidade, coerência, colimação e alta intensidade, diferindo de fontes ordinárias que são policromáticas e não coerentes.

Comprimento de onda e penetração: Maior comprimento de onda (infravermelho) penetra mais profundamente. Relação importante para tratar tecidos superficiais ou profundos.

Fototerapia: Uso de luz para tratamentos terapêuticos. Atua pela interação luz-tecido, promovendo bioestimulação e efeitos não térmicos.

Efeitos da fototerapia:

• Moleculares: Estímulo de ATP e síntese proteica.
• Celulares: Proliferação celular e angiogênese.
• Sistêmicos: Redução da inflamação e melhora da cicatrização.

Ação anti-inflamatória: Reduz mediadores inflamatórios e promove reparação tecidual, diminuindo edema e dor.

Tratamento de feridas: Estimula regeneração celular, angiogênese e síntese de colágeno, acelerando a cicatrização.

Terapia fotodinâmica: Uso de luz e fotossensibilizadores para ativar reações químicas que geram espécies reativas de oxigênio, destruindo células-alvo (baseada em efeito fototóxico).

Faixa de comprimento de onda da janela terapêutica para lasers de baixa potência: 600 a 1.100 nm. Classe 3R.

Radiação laser infravermelha pode atingir até a hipoderme.

Molécula que desempenha um papel central na fotobiomodulação, absorvendo fótons para aumentar a produção de ATP: Citocromo C oxidase.