EFEITOS BIOLÓGICOS DA
RADIAÇÃO
RADIÓLISE DA ÁGUA
Química da radiação da água
Trata das mudanças ocorridas na água pela
absorção de radiação de alta energia (radiólise
da água).
Estuda a origem das espécies reativas
responsáveis pelas mudanças químicas
observadas na água e em soluções aquosas.
Organismo humano (células)  70% de água

solução aquosa
Produtos da radiólise da água  efeitos
biológicos (danos)
Weiss (1944) trabalhando com raios X,
evidenciou:
H20
W
Radiação Ionizante
OH• + H •
Radicais livres
[Moléculas que contém elétrons despareados, sendo
altamente reativas]
H • agente redutor; OH• agente oxidante
Burton (1947) e Allen (1948): resumo do
modelo da radiólise da água:
H20
H 20 + + e -
W
Radiação Ionizante
H20 + eH20+ + H20
H30+ + e-
H20-
OH- + H•
H30+ + OH•
H• + H20
OBS. H30+ = H+ aq
Além de interagir com as moléculas em solução, os
radicais podem sofrer recombinação, originando,
p.ex.:
H•+H•
OH • + OH •
H • + OH •
H2
H2O2
H2O
H20

excitação
(28%)
H20

ionização
H • + OH
H2O*
Escala de tempo
-13s
10
•
10-16s
H2
O+
+ e
(26%)
10-16 s
+ H2O
+ H+
H20-
H • + OH-
H•
H3O+ + OH•
Superexcitação (47%)
+ H2O
e-aq
10-14 s
Ionização e excitação
e-
colisão
Energia
e
aq
H2O
e-
energia cinética
atrai
< 100 eV
H 2O
agente redutor (1962)
½ vida 2,3 x 10–4 s
e
aq
As moléculas e radicais livres originados são
denominados de “produtos primários da
radiólise da água”:
H20
W
H • + OH • + e-aq + H2 + H202 + H30+
Burton (1947) mencionou pela primeira vez
o rendimento químico da radiólise:
G = Número de espécies produzidas ou destruídas
100 eV absorvido
Dainton & Sutton (1953) mostraram que o
GH2 < GH202
Valores de G para os principais
produtos da radiólise da água
Produtos
G
e-aq
2,7
H•
0,6
OH•
3,2
H2
0,45
H 2O 2
0,75
Deposição de energia
Não é uniforme, ocorre em unidades de 20 a 100eV.
“Spurs” (esporas, focos concentrados)
Coluna de ionização
spur
Concentrações (centro)
H • 0,5 mol/dm
OH • 2 3
e-aq
10-1 mol/dm
3
O raio para a distribuição inicial de H •, OH • e H3O+
é 3 vezes menor que do e-aq  centro do spur
Valores de G após 10-11 s de difusão
e-aq e OH•  2
Equilíbrio químico
Valores de G após 10-7 s de difusão
e-aq
2,7
H•
0,5
OH•
3,2
Reações típicas dos produtos da radiólise da água
1. Elétron aquoso ou hidratado
a) Com aminoácidos (aa)
e-aq + NH3+CHRCOO-
NH3 + •CHRCOO•NH2 + RCH2COOH + NH2CHRCOO-
e-aq + NH3CH(CH2SH)COO-
H2 + NH2CH(CH2S)COOH2S + NH2CH(CH2)COO-
NH2-CHRCOOH
NH2-CHRCOOH
Glicina
e-aq
H•
•CH2COOH
• +
NH2CHCOOH
NH2CHCOOH
H2COOH
ác. aspártico
b) Com metais, oxigênio, moléculas inorgânicas
Fe 2+
Fe 3+ + e-aq
O2 + e-aq
O22 CO2 +
e-
aq
2 CO2-
H+
2 •COOH
COOH
COOH
ác. oxálico
2. Radical hidroxil
a) Transferência de elétrons
Cl• + OHCl- + OH•
b) Redução de duplas
C + OH•
C
c) Abstração de H
R’RH + OH•
C•
C
R’R• + H2O
d) Quebra de anel aromático
Nucleotídeos , aminoácidos
Tabela das reações de e-aq , H• e OH• com solutos
Aa e peptídeos que contém SH- e S-S são
altamente reativos com as 3 espécies.
Aa aromáticos
 reativos OH•
 reativos H• e e-aq
Reatividade das protenas é >, qto > n. de
aa aromáticos.
Nuc. e DNA
 reativos OH• e-aq
 reativos H•
 Reatividade do DNA é devido à das bases
púricas e pirimídicas.
 Reatividade do DNA 
PM 
(expressa/mol)
 Reatividade do DNA < nucleotídeos

Dificuldade de aq , H• e OH• alcançarem bases
+ reativas (interior da hélice)
e-