Por que a radiação causa mutações?

As primeiras relações entre a radiação e os efeitos biológicos no homem foram estabelecidas por meio da observação de efeitos danosos em pessoas nas primeiras exposições com raios X.

E em exposições com radionuclídeos sofridas pelos pioneiros das descobertas sobre radioatividade.

A exposição do homem ou parte de seus tecidos à radiação, pode ter resultados bastante diferenciados.

Se ela ocorreu de uma única vez, de maneira fracionada ou se periodicamente.

As exposições únicas podem ocorrer em exames radiológicos, como por exemplo, uma tomografia.

De maneira fracionada, como no tratamento radioterápico.

Ou periodicamente, como em certas rotinas de trabalho com material radioativo em instalações nucleares.

Para uma mesma quantidade de radiação, os efeitos biológicos resultantes podem ser muito diferentes.

Assim, se ao invés de fracionada, a dose aplicada num paciente em tratamento de câncer, fosse dada numa única vez, a probabilidade de morte seria muito grande.

A radiação causa sempre mutação?

Os efeitos da radiação dependem da dose, taxa de dose, do fracionamento, do tipo de radiação, do tipo de célula ou tecido e do indicador (endpoint) considerado.

Tais alterações nem sempre são nocivas ao organismo humano.

Se a substância alterada possui um papel crítico para o funcionamento da célula, pode resultar na alteração ou na morte da célula.

Em muitos órgãos e tecidos o processo de perda e reposição celular, faz parte de sua operação normal.

Quando a mudança tem caráter deletério, ela significa um dano.

Portanto, dos danos celulares, os mais importantes são os relacionados à molécula do DNA.

Como a radiação pode alterar o DNA

As lesões podem ser quebras simples e duplas da molécula, ligações cruzadas (entre DNA-DNA, entre DNA proteínas), alterações nos açúcares ou em bases (substituições ou deleções).

As aberrações cromossômicas são o resultado de danos no DNA.

Principalmente devido às quebras duplas, gerando os dicêntricos ou os anéis.

As células danificadas podem morrer ao tentar se dividir, ou conseguir realizar reparos mediados por enzimas.

Se o reparo é eficiente e em tempo curto, o DNA pode voltar à sua composição original, sem consequências posteriores.

Num reparo propenso a erros, pode dar origem a mutações na sequência de bases.

Ou rearranjos mais grosseiros, podendo levar à morte reprodutiva da célula.

Ou ainda a alterações no material genético das células sobreviventes, com consequências a longo prazo.

E por que ocorrem mutações?

A radiação se move pela matéria, e por isso é capaz de penetrar nas células humanas prejudicando principalmente as células com altas taxas de divisão.

Como por exemplo, as células reprodutivas.

A energia da radiação altera as condições físico-químicas das células.

O que ocasiona a morte celular e a alteração do DNA.

A radiação provoca uma ionização celular que enfraquece as ligações celulares.

As mutações, nas células somáticas (do corpo) ou germinativas (das gônadas) acontecem de três formas:

• Mutações pontuais (alterações na sequência de bases do DNA);

• Aberrações cromossomiais estruturais (quebra nos cromossomos);

• Aberrações cromossomiais numéricas (aumento ou diminuição no número de cromossomos).

Modificação celular pela radiação

Observando-se o ciclo celular e as fases do ciclo mitótico, é compreensível que a célula não apresente a mesma resposta à radiação, devido à interferência dos diversos tipos de interação da radiação nos diferentes cenários de vida da célula.

As situações de maior complexidade ou que exigem acoplamentos finos de parâmetros físico-químicos ou biológicos, devem ser mais vulneráveis às modificações induzidas pela radiação.

Isto significa que, num tecido onde as células componentes vivem aleatoriamente diferentes fases, as consequências das interações de uma mesma radiação, podem ser diferentes em locais diferentes do mesmo tecido.

Assim, quando se fala num determinado efeito biológico induzido por radiações, está embutida uma avaliação estatística da situação

As mudanças na molécula de DNA podem resultar num processo conhecido como transformação neoplásica.

A célula modificada, mantendo sua capacidade reprodutiva, potencialmente, pode dar origem a um câncer.

O aparecimento de células modificadas, pode induzir o sistema imunológico a eliminá-las ou bloqueá-las.

Entretanto, as células sobreviventes, acabam por se adaptar, devido a modificações estimuladas por substância promotora.

A multiplicação deste tipo de célula dá origem a um tumor, num estágio denominado de progressão.

Após período de latência, se as células persistirem na reprodução, superando as dificuldades de divisão celular, os possíveis desvios de percurso devido a diferenciações e mecanismos de defesa do organismo, surge o tumor cancerígeno.

Morte celular

Quando a dose de radiação é elevada, muitas células de tecido atingidas podem não suportar as transformações e morrem, após tentativas de se dividir.

O aumento da taxa de perda pode às vezes ser compensado com o aumento da taxa de reposição.

Neste caso, haverá um período de transição.

No qual a função do tecido ou órgão foi parcialmente comprometida e posteriormente reposta.

A perda de células em quantidade considerável, pode causar prejuízos detectáveis no funcionamento do tecido ou órgão.

A severidade do dano caracteriza o denominado efeito determinístico.

Uma vez que o limiar de dose que as células do tecido suportam, foi ultrapassado.

As células mais radiosensíveis são as integrantes do ovário, dos testículos, da medula óssea e do cristalino.