Câncer induzido por radiações ionizantes

2010-08-27T07:38:07-07:00

Ao começarmos a falar de Câncer induzido pela radiação, é interessante entender como as partículas radioativas interagem com a matéria e quais efeitos provocam, para isso precisamos estabelecer diferenças entre os tipos de radiação.

Na verdade o que chamamos de radiação? Radiação seria um meio de condução/propagação de energia na forma de ondas ou partículas. Existem vários tipos de radiação com a qual lhe damos todo dia, por exemplo as radiações cósmicas vindas do espaço, a radiação em forma de micro-ondas de calor usadas um aparelhos de cozinha, radiação solar, etc.

Essas partículas ou ondas podem ser divididas pela maneira com a qual interagem com a matéria, podendo ser agrupadas em dois grandes grupos: radiações ionizantes e radiações não ionizantes, ou seja, interagem com a matéria arrancando prótons ou elétrons a tornando ionizadas, ou interagem com a matéria excitando-as, respectivamente. Além do que as ionizantes interagem com a matéria de uma forma "geral", pois são muito "carregadas" de energia e ionizam "tudo que vier pela frente". As não ionizantes interagem através de um cromóforo, ou seja, um receptor de mesma frequência e comprimento de onda que ele, sendo assim mais específico, um exemplo desta são as radiações ultravioleta do sol, no qual o cromóforo destas são as moléculas de melanina, que quando excitadas aumentam sua produção e em maior número alteram a cor, pigmentando o tecido em que estão situadas(a pele).

Nós iremos falar nessa publicação das radiações ionizantes e para não prolongar o assunto e não mudar o foco iremos diretamente para a interação destas partículas com o meio, ficando talvez para uma segunda publicação como elas são originadas.

As partículas alfa interagem fortemente com o meio, ela arranca elétrons de outas moléculas formando consequente pares iônicos. Quando estável após trazer os elétrons para sua órbita tende a transformar-se em um átomo de hélio. Porém, sua interação depende de sua velocidade, que é proporcional a distância, assim em pequenas distâncias ela não interagem, quando aumentamos sua distância ela interage arrancando o primeiro elétron e depois vai decaindo sua força de atração até arrancar o segundo elétron, tornando-se assim estável.

As partículas beta interagem com o núcleo ou com os elétrons, sendo divididas em beta positiva e beta negativa. As betas positivas são a anti-matéria do elétrons, que se atraem mutuamente e se aniquilam, liberando energia e deixando uma molécula (a que perdeu o elétron) ionizada. As betas negativas se chocam com os elétrons pois possuem uma certa força de atração com o núcleo, arrancando o elétron de órbita e deixando a molécula que perdeu o elétron ionizada.

As radiações gama (ou X) dependem da estrurura molecular e estado de agregação que se encontra o meio. Elas possuem "características" de um fóton, assim se o fóton for absorvido totalmente pelo elétron, saindo consequentemente de órbita, tornando a molécula ionizada, chamamos o efeito de efeito fotoelétrico. Se a energia deste fóton for absorvida pelo elétron e ainda "sobrar" energia, esta se tranformará em um fóton secundário; a molécula que o elétons energizado saiu de órbita se torna ionizada e o fotón emitido pode chegar a gerar uma segunda ionização.

Observamos uma característica já antes mencionada e que converge esses três tipos de radiações: a ionização de moléculas.

E que mal teriam essas moléculas ionizadas? Como elas podem atuar provocando câncer e até mesmo ser usadas no tratamento do câncer com radioterapia?

Essas moléculas ionizadas ganham um alto poder de reação com outras moléculas, o que na célula não é interessante pois irá desestabilizar estruturas importântes para a manutenção da ordem e da vida celular.

Moléculas de água e oxigênio, por exemplo, são encontradas em grande número dentro de estruturas celulares, e são facilmente ionizáveis. Essas moléculas irão receber a energia da radiação e se tornar ionizadas, caracterizando o estágio físico. Ionizadas irão interagir com outas moléculas dentro da célula, provocando instabilidade, que é o chamado estágio químico. E por fim está instabilidade pode acabar prococando um dano a célula, que já é o determinado estágio biológico, podendo causar alterações mesmo no material genético. Esses estágios são parte do efeito indireto da radiação, no qual moléculas que sofreram seu efeito causam dano na célula. Também há a possibilidade da radiação interagir diretamente com a molécula de DNA, caracterizando o efeito direto, assim ela pode quebrar uma ligação de pontes de hidrogênio e até causar a a perda de uma base nitrogenada, ou quebrarem uma determinada dupla ligação de pirimidinas, que acabam por atração se unindo, e como duas pirimidinas unidas formam dois anéis aromáticos, a enzima responsável pela duplicação da fita (DNA polimerase) acaba lendo errôneamente como uma purina.

Essas leituras erradas e a não leitura de algumas bases causam mutações no DNA que pode seguir vários caminhos como demonstrado abaixo:

Um ponto importante a destacar é que células que sofrem maior número reproduções acabam por expor mais continuamente seu material genético aos efeitos da radiação. Assim, células do tecido sanguíneo, que sofrem mais renovação celular e maior replicação acabam por ser mais sensíveis, enquanto células musculares e nervosas são menos sensíveis a esses efeitos sendo necessário um maior nível de energia de radiação (que é medido na forma de Grays) exposto ou por mais tempo para que haja dano nesses tecidos.

Agora entendendo como a radiação atua sobre a matéria e como esta interação resulta em uma modificação do material genético, podemos entender como surge o câncer.

Câncer são doenças que têm em comum o crescimento desordenado de células de tecidos. Esse crescimento se dá apartir de 3 fases:

Iniciação - células sofrem o efeito dos agentes que provocam modificações em alguns de seus genes; "iniciadas" para a ação de um segundo grupo de agentes que atuará no próximo estágio- no nosso caso esses agente serão as partículas radiotivas

Promoção - células "iniciadas" sofrem o efeito dos agentes cancerígenos classificados como oncopromotores, onde é transformada em células maligna, de forma lenta e gradual - que seria um acúmulo de modificações dos genes causando um efeito celular e tecidual mais elevados

Progressão - É o terceiro e último estágio e se caracteriza pela multiplicação descontrolada e irreversível das células alterada

Para exemplificar melhor foi escolhido três formas mais tradicionais de expressão do câncer. Uma é a não expressão de genes que inibem os fatores que induzem a proliferação celular, desta forma, a célula não têm o "sinal" para parar a proliferação. Outra é a super expressão desses genes que sinalizão a proliferação.

E a principal que ocorre em todos tipos de câncer e a inibição de genes que causam a apoptose. A apoptose é um processo em que a célula, quando apresenta muitos "defeitos" em sua maquinaria, sofre uma morte programada, onde não há o extravasamento do citoplasma para o tecido e os restos celulares podem ser digeridos por outras células. Quando uma célula apresenta um problema, como no caso do câncer de super expressão ou inibição de genes necessários para a ordem celular, ela iria entrar em processo apoptótico. Porém o que se observa é que em células de tumores o gene responsável por esse processo se encontra terminantemente inibido.

Entendendo como a radiação induz o câncer eo promove, agora iremos entender como ela funciona no seu tratamento de uma forma breve.

Em primeiro momento, como já vimos, células com maior número de replicações tendem a sofrer mais com a radiação pois expõem mais a fita de DNA aos seus efeitos. Desta forma podemos deduzir que células tumorais já possuem uma desvantagem.

Um outro procedimento que ajuda nessa desvantagem é oferecer a radiação em pequenas doses e continuamente, pois as células saudáveis conseguem se recuperar mais facilmente enquanto as tumorais são mais lentas na recuperação e estão mais direcionadas a replicar.

Existe um outro fator que age nos casos de tratamento de radiações, que é a concentração de oxigênio. Células tratadas com oxigênio, além de tenderem a aumentar seus metabolismos (o que significa maior choque de moléculas e mais rapidas reações), armazenam em seu interior uma concentração alta de oxigênio, que é facilmente ionizado, e irá gerar maior número de radicais livres. Mas, se células tumorais tendem a formar massas de tecidos, células hipóxicas do interior da massa não seriam menos afetadas?

O que se observa é que as células da periferia apresentam uma morte rápida e permitem que o oxigênio se difunda mais rápido para células do centro do tumor, afetando assim toda a massa de células

Essa explicação geral pretendia compactar o assunto de uma forma de fácil antendimento e rápida explicação. Qualquer dúvida ou aprofundamento é só me procurar por aqui ou no meu email: rachellrcorreia@gmail.com

Abraços e obrigada.

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