Curso anual de revisão em hemodinâmica e
cardiologia intervencionista - SBHCI – 2009
São Paulo, 13 e 14 de novembro de 2009
Riscos biológicos da radiação ionizante na
intervenção cardiovascular
Lucía Canevaro, D.Sc.
Serviço de Física Médica de Radiodiagnóstico e Imagem
Instituto de Radioproteção e Dosimetria
Comissão Nacional de Energia Nuclear
Rio de Janeiro - Brasil
Wilhelm Conrad Rontgen
Lennep 1845 -†Munich 1923
Premio Nobel de Física em 1901
 Em 8 de novembro de 1895,
em Wurzburg, Röntgen
descobre os raios X.
 A radiação causou radio lesões no início do século XX
Cataratas em um radiologista
intervencionista – década de 1990
Efeitos da radiação
Probabilidade
Certeza
(100%)
Estocástico
epidemiologia
Determinístico
clínica
celular
Doses (mSv)
>103
Classificação dos efeitos das radiações no ser
humano
 Determinísticos
 Estocásticos (probabilísticos)
 Imediatos (até 60 dias)
 Tardios
 Somáticos
 Genéticos (hereditários)
Função da dose
e forma de resposta
Função do prazo de
manifestação
Função do local
de ocorrência
Efeitos determinísticos e estocásticos
 Efeitos determinísticos:
 Têm um limiar.
 Sua severidade aumenta com a dose de radiação.
 Para cada tipo de efeito determinístico existe um limiar
diferente.
 Morte celular detectável clinicamente.
 Desequilíbrio entre taxa de perda e substituição celular
 Efeitos estocásticos:
 Aqueles cuja probabilidade de aparecimento aumenta com a
dose, porém não sua severidade.
 Assume-se que não existe um limiar para os efeitos
estocásticos.
Efeitos biológicos da radiação ionizante
 Determinísticos:
 lesões na pele,
 eritema,
 opacidade do cristalino,
 esterilidade,
 depilação, etc.
 Estocásticos:
 câncer,
 doença cardiovascular e
respiratória,
 desordens genéticas, etc.
Limiar de dose para efeitos
determinísticos
 Catarata
2 – 10 Gy
 Esterilidade permanente
 Homens
 Mulheres
3,5 – 6 Gy
2,5 – 6 Gy
 Esterilidade temporária
 Homens
 Mulheres
0,15 Gy
0,6 Gy
Lições aprendidas de pacientes com
danos causados pela radiação
PTCA (Angioplastia Transluminal
Coronariana). Colocação de um
“stent” em ACD (Artéria Coronária
Direita).
Requereu-se:
 63 minutos de fluoroscopia
 cerca de 5000 imagens de aquisição
digital
A lesão requer enxerto
 na projeção OAE (Obliqua Anterior
Esquerda) com inclinação craniana.
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Lições aprendidas de pacientes com
danos causados pela radiação
Paciente muito jovem em que o aumento do risco de
câncer deve ser levado em consideração.
Reações na pele
Efeitos no globo ocular
 O cristalino é altamente
radiossensível;
 coagulação das proteínas
ocorre com doses maiores
que 2 Gy.
 Existem 2 efeitos:
Efeito
Sv
Exposição única em
curto intervalo de
tempo
Sv / ano
por muitos anos
Opacidade detectável
0,5 - 2,0
> 0,1
Deficiência visual (catarata)
5
> 0,15
Efeitos Estocásticos (mutação)
 Carcinogênese
 Efeitos hereditários
 Efeitos no embrião
Efeitos estocásticos
 Energia das radiações ionizantes geram reações físico-químicas
que produzem ionização e excitação do DNA.
 Ação
1. Direta (atinge DNA)
2. Indireta (radicais livres altamente reativos)






Dano produzido na célula somática ou germinativa;
Mutações pontuais ou alterações cromossômicas;
Não há limiar de dose;
São sempre tardios.
GRAVIDADE DO EFEITO NÃO DEPENDE DA DOSE;
PROBABILIDADE É FUNÇÃO DA DOSE.

Carcinogênese radioinduzida.

Transtornos hereditários.
Efeitos no desenvolvimento embrionário e fetal
Efeito tardio
 Além da carcinogênese, os efeitos notados em embriões e fetos
são:
 Letalidade.
 Má-formações (teratogênese) - As radiações são dotadas de
atividade teratogênica, ou seja produzem significativas alterações
no desenvolvimento de mamíferos. O aparecimento de máformações está relacionado a irradiação durante o período de
organogênese.
 Distúrbios de crescimento.
 Os principais fatores relacionados aos efeitos nessa fase são o
estágio da gestação, a dose e a taxa de dose de radiação.

Obs. Esses efeitos são notados além do percentual de recém-nascidos com máformação sem motivo aparente.
Exposição pré-natal
Efeitos baseados em estudos com animais
Ocorrência
Fecundação
Morte pré-natal
Implantação
Má-formação
Semanas
Desenvolvimento
dos órgãos
(aprox.da 2 a 10 semana)
Morte neo-natal
Carcinogênese
Nascimento
Exposição pré-natal
Compilação de dados da literatura
Semana de gestação
Efeitos
2-3
Ausência de anormalidades e morte
pré-natal
4-11
Anormalidades severas na maioria dos
órgãos
11-16
Poucas anormalidades em órgãos
genitais, olhos e ossos. Microcefalia e
retardamento mental são sempre
notados.
16-20
Moderado grau de microcefalia e
retardamento mental
Radiossensibilidade celular
“A radiossensibilidade de um tecido é diretamente proporcional a sua
capacidade reprodutiva e inversamente proporcional ao seu grau de
diferenciação.”
Lei de Bergonié & Tribondeau, 1904.
Aumento de radiossensibilidade
•Células do sangue maduras
•Células do fígado
•Células nervosas
•Células musculares
•Córnea
•Túbulos renal
•Células germinativas das gônadas
•Medula óssea
•Linfócitos
Radiossensibilidade
1) Mutação
reparada
2) Célula
morre
Mutação DNA
pD  a D
Célula Viável
Célula Inviável
3)Célula
sobrevive, Ef. Estocástico
mas com
mutação
Estágio
físico e químico
Evolução de uma radiolesão
Escala
de tempo
Radiação ionizante
10-15 s
10-6 s
Lesões moleculares
(proteínas, DNA, lipídeos)
Ausência de
reparação
minutos
Estágio biológico
Efeito indireto
Efeito direto
horas
Reparação
incorreta
Efeito letal
Morte celular
(necrose)
Mutação não
letal
Morte celular
programada
(apoptose)
Falha do
sistema
imunitário
dias
Patologia
tissular
Célula germinal
Célula somática
anos
gerações
Reparação fiel
Câncer
Anomalia
hereditária
Sobrevivência
celular normal
Eliminação
pelo sistema
imunitário
Efeitos “fora do alvo”
(„Non-targeted‟ effects)
Instabilidade genômica…
Aumento da taxa de aquisição de
alterações no genoma.
No
Mutation effects
repaired
Cell death
Mutation in
the future!
Deterministic
Effects
New
Stochastic
Cell survives
Effects Mutations in
with stable
the future!
mutation
Efeito Bystander
Capacidade das células afetadas pela
radiação para transmitir as
manifestações de dano a outras células
que não foram diretamente atingidas
pela radiação.
No change
No change
No change
DNA mutation
DNA
mutation
No change
No change
radiation hits
a cell nucleus!
DNA
mutation
No change
No change
No change
Resposta adaptativa
Após uma primeira dose de radiação, a resposta
adaptativa resulta em um efeito biológico
reduzido, quando uma segunda dose elevada de
radiação é administrada.
Resposta adaptativa
Mutação
Mutações
+
Mutações
Resumo
 Os efeitos das radiações ionizantes podem ser:
 Determinísticos ou estocásticos;
 Imediatos ou tardios;
 Somáticos ou genéticos.
 Alguns tecidos ou órgãos possuem mais
radiossensibilidade que os outros.
 Cada tecido possui seu próprio fator de risco.
 Novas abordagens sobre os efeitos biológicos.
Bibliografia de interesse
 UNSCEAR: United Nations Scientific Committee on the Effects of
Atomic Radiation.
 ICRP 85: Como evitar danos por radiação nos procedimentos de
Radiologia Intervencionista.
 Mullenders, Atkinson et al. “Assessing cancer risk of low-dose
radiation. Nature reviews, Cancer. Vol 9, Aug 2009. pp 596.
 Mettler, Huda, et al. “Effective doses in radiology and diagnostic
nuclear medicine”. Radiology, Vol. 248. No.1, July 2008.
Grupo de pesquisa: Indicadores de Qualidade
e Dose em Diagnóstico por Imagem
[email protected]