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Radiobiologia
Maria Filomena Botelho
Radiobiologia3 grandes acontecimentos
1895 – Descoberta dos raios-X emWilhelm Conrad Roentgen
1896 – Observação de que os raios emitidos por substâncias contidas no urânio impressionavam películas fotográficas (Marie Curie posteriormente chamou-lhe radioactividade)
Henri Becquerel
1898 – Descoberta do rádio emPierre e Marie Curie
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Efeitos da radiação
EritemaEpilaçãoAnemia
Radiologistas Amputação dos dedosMaior incidência de leucemia
lei que descreve a sensibilidade à radiação de todas as células do corpo
1906Testículos de roedores foram espostos a raios-X e observaram-se os efeitos da radiação
Testículoscélulas maduras (espermatozóides)
principal função do órgãonão se dividem
células imaturas (espermatogónia e espermatócitos)evoluem para células funcionais maduras dividem-se frequentementesão agredidas com doses mais baixas que as células maturas
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Lei de Bergonie e Tribondeau1. As células estaminais são mais sensíveis do que células
diferenciadas. Quanto mais diferenciada é a célula, maior a radiorresistência
2. Tecidos e órgãos jovens são mais radiossensíveis que os tecidos e órgãos mais velhos
3. Quanto maior a actividade metabólica da célula, maior a radiossensibilidade
4. Quanto maior a taxa de proliferação e de crescimento dos tecidos, maior a radiossensibilidade
Esta lei informa-nos de que, comparado com uma criança ou um adulto, um feto é mais radiossensível
dois factores que determinam o aparecimento de lesão após exposição a radiação ionizante:
A quantidade de stresse biológico que a célula recebeAs condições de pré e post-irradiação da célula exposta
1925, Ancel e Vitemberger modificaram a lei de Bergonie e Tribondeau
A susceptibilidade das células à lesão por radiação ionizante é o mesmo, mas o tempo de aparecimento das lesões produzidas pela radiação varia de acordo com o tipo de célula
Noção de tempo de latência
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Ancel e VitembergerO maior stresse biológico para uma célula é a necessidade de divisão
uma determinada dose de radiação
mesmo grau de dano em todas as células
a susceptibilidade inata é semelhante para todas as células
as células demonstram as suas lesões quando se dividem
Ancel e Vitembergerquantidade de actividade mitótica envolvida
Efeitos directosIonização directa da molécula alvo provocada por partículas carregadas
Efeitos indirectosIonização original da molécula de água, com formação de radicais livres, o que vai provocar a ionização da molécula alvo
ionização dos tecidos
causa dos resultados biológicos
MECANISMOS
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Teoria da fraccionação
Testículos foram expostos a doses maciças de radiação ionizante
Dose única e grandeesterilizaçãolesões na pele adjacente do escroto
Dose fosse fraccionada (doses mais pequenas distribuídas ao longo do tempo)
esterilização menor lesão na pele
Mutagénese1927, H. Muller
A radiação induz mutações de modo semelhante ao que ocorre na natureza
Não ocorre nenhum efeito desconhecido, mas sim, aumenta a frequência de mutações
Isto implica que os efeitos da ionização provocados pela irradiação não são os únicos, isto é, podem ser causados por
outras coisas para além da radiação
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Efeito do oxigénio1940 – 1950O oxigénio é radiosensibilizador porque aumenta o efeito de morte celular de uma dada dose de radiação
Aumento de produção de radicais livres quando a radiação ionizante é dada na presença de oxigénio
H2O → H2O+ + e¯O2O2
e¯ + O2 → O
O + H2O → OH¯ + HO
HO+ HO→ H2O2 + O2HO+ HO→ H2O2 + O2HO+ H → H2O2HO+ H → H2O2
H + O2 → HO
DefiniçõesCorpo inteiro
CabeçaTroncoGónadasBraços acima do cotoveloPernas acima do joelho
ExtremidadesBraços abaixo dos cotovelosPernas abaixo da anca
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Valores de Referência
50 mSv (5 rem)/ano para corpo inteiroMaior parte limitada a 500 mSv (50 rem)/ano para qualquer órgão
Limites de exposição de corpo inteiro
5 mSv/gravidez (0,5 rem ou 500 mrem)Embrião/feto/gravidez
500 mSv (50 rem)/anoExtremidades
500 mSv (50 rem)/anoPele do corpo inteiro
150 mSv (15 rem)/anoCristalino dos olhos
Biologia celular
Maria Filomena Botelho
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A célula eucariota
Com excepção dos ovócitos humanos, as células humanas são de tamanho microscópico. São medidas em unidades chamadas micrómetros (µm)
A célula eucariotaCom excepção dos ovócitos, as células humanas são de tamanho microscópicoDimensão da ordem dos micrómetros (µm)
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Ciclo celular
Ciclo celular
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Mitose
MitosePrófase
Os cromossomas apresentam-se como duas cromátidas ligadas pelo centrómeroOs centríolos migram para os lados opostos da célulaInício da formação do fuso acromáticoComeça a desintegração do envólucro nuclearNucléolos deixam de ser visíveis
MetáfaseMetáfaseMetáfaseAnáfaseAnáfaseAnáfaseTelófaseTelófaseTelófase
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Mitose
PrófasePrófasePrófaseMetáfase
Os cromossomas emparelhados dispoêm-se na placa equatorialAs fibras do fuso acromático ligam ambos os centríolosDesaparecimento completo do envólucro nuclearDivisão dos centrómeros
AnáfaseAnáfaseAnáfaseTelófaseTelófaseTelófase
Mitose
PrófasePrófasePrófaseMetáfaseMetáfaseMetáfaseAnáfase
Os centrómeros dividem-se As cromátidas irmãs separam-se e vão para pólos opostosCada cromátida é vista como um cromossoma individualizadoHá 2 conjuntos completos e distintos de cromossomas
TelófaseTelófaseTelófase
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Mitose
PrófasePrófasePrófaseMetáfaseMetáfaseMetáfaseAnáfaseAnáfaseAnáfaseTelófase
Os conjuntos de cromossomas tornam-se muito mais longos, finos e indistintos à medida que se dirigem para os pólos celularesO DNA enrola-se para constituir a cromatinaForma-se novo envólucro nuclearReaparecem os nucléolosA separação celular (citokinese) fica completa
A interfase é a maior porção do ciclo celular
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MeioseSó através da meiose é possível a reprodução sexuada
Uma célula dá origem a 4 células cada uma com ½ do número de cromossomas da células dos progenitores
No caso do Homem:Células somáticas: 46,XX ou 46,XYCélulas reprodutoras: 23,X ou 23,Y
Meiose
A meiose permiteobter 4 célulasfilhas diferentes
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A prófase I da meiose divide-se em5 estadios
LeptótonoZigótonoPaquítonoDiplótonoDiacinesis
1ª divisão da meioseLeptótono
Início da prófase ICondensação dos cromossomasCada cromossoma fica ligado nas duas extremidades aoenvólucro nuclearCada cromossoma é constituído por duas cromátidas
ZigZigZigóóótonotonotonoPaquPaquPaquííítonotonotonoDiplDiplDiplóóótonotonotonoDiacinesisDiacinesisDiacinesis
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1ª divisão da meioseLeptLeptLeptóóótonotonotonoZigótono
Reconhecimento dos pares homólogosInício da sinapse, alinhando-se frente a frente cada par de cromossomasCada par chama-se bivalente
PaquPaquPaquííítonotonotonoDiplDiplDiplóóótonotonotonoDiacinesisDiacinesisDiacinesis
1ª divisão da meioseLeptLeptLeptóóótonotonotonoZigZigZigóóótonotonotonoPaquítono
Termina a sinapseOcorre crossing-over (recombinação) entre duas cromátidas não irmãs
DiplDiplDiplóóótonotonotonoDiacinesisDiacinesisDiacinesis
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1ª divisão da meioseLeptLeptLeptóóótenotenotenoZigZigZigóóótenotenotenoPaquPaquPaquííítenotenotenoDiplótono
Evidenciam-se os quiasmasDissolução da cromatinaSíntese de RNA
DiacinesisDiacinesisDiacinesis
1ª divisão da meioseLeptLeptLeptóóótenotenotenoZigZigZigóóótenotenotenoPaquPaquPaquííítenotenotenoDiplDiplDiplóóótonotonotonoDiacinesis
Os quiasmas deslocam-se para as extremidadesAs terminações dos cromossomas desligam-se do envólucro nuclearSão visíveis 4 cromátidas separadasCada par de cromátidas está ligado pelo centrómero
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Metáfase I• Quiasmas ainda evidentes• Os cromossomas homólogos
alinham-se no equador
Anáfase I• Separação dos homólogos
Telófase I• Duração variável
As células são já haploides
1ª divisão da meiose
2ª divisão da meiose
Assegura que cadacélula filha receba
uma única cromátida
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Metáfase II
Anáfase II
Telófase II
2ª divisão da meioseEm tudo semelhante
à mitose
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