Normalmente, estamos circundados pela radiação. Traços de elementos radioativos existem no solo e parte do H, C e K estão na forma de isótopos radioativos em nosso corpo. No entanto, todos os organismos estão adaptados aos níveis de radiação natural. Porém, com o aumento do uso de materiais radioativos pelo homem, com fins médicos, militares, científicos e de produção de energia, tornou-se necessário o estudo do efeito da radiação ionizante sobre os seres vivos, bem  como estabelecer cuidados necessários com a manipulação dessas substâncias radioativas.

Em 1952, a Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) definiu os limites para exposição externa. Foram adotados os limites previamente estabelecidos pelo Canadá, Estados Unidos e Inglaterra, logo após a Segunda Guerra Mundial. Mais recentemente, estes valores foram revistos. Entretanto,  nem todos os países adotam os novos limites. No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é a responsável pelas diretrizes da radioproteção.

O efeito biológico da radiação pode ser verificado em diferentes níveis:

A)  Célula: neste caso, quando a radiação entra no corpo e interage com a célula, há quatro possibilidades:

• a radiação passa pela célula sem causar dano;
• causa dano, mas este é corrigido antes que a célula se divida;
• o dano não é corrigido, sendo repassado as células filhas;
• ocorre morte celular.

Em uma célula, a radiação pode atuar de duas principais formas: formando compostos tóxicos (peróxido de hidrogênio e radicais livres) ou agindo diretamente no DNA. No primeiro caso, o H₂O₂ é extremamente tóxico e estável na célula, sendo necessária várias enzimas para retirá-lo. A ação destes compostos sobre o DNA, em uma célula eucarionte, ocorre principalmente durante a divisão celular, quando a membrana que protege o núcleo é desmontada. Um dos piores efeitos da radiação sobre o DNA é a danificação dos genes que controlam a divisão celular. Neste caso, algumas células começam a se  multiplicar sem controle, dando origem a tumores. Quando os danos são massivos, estes chegam a causar a morte da célula. Quando os danos ocorrem em um nível menor, afetando um ou poucos genes, é possível ao organismo expressar os efeitos destes danos. Em organismos complexos, como os mamíferos, o maquinário celular consegue corrigir a grande maioria dos danos. Nas gônadas dos machos, por exemplo, os danos são reparados em poucos dias ou horas. Por outro lado, danos significativos em ovos fertilizados interrompem o desenvolvimento, gerando abortos não identificados. Estimativas sugerem que 5% das células fertilizadas são perdidas desta forma.

B)  Tecidos

Os tecidos com elevados índices de divisão celular são os mais sensíveis a radiação, pois há pouco tempo para que os mecanismos de reparo da célula possam atuar. Assim, tecidos embrionários são extremamente sensíveis à radiação. Para se ter uma idéia, a dose que causa 100% de mortalidade em adultos é de 1000 rem, ao passo que para embriões essa dose é de 200 rem. Geralmente, doses baixas provocam mau-formações em embriões, podendo também  ser fatais. Em tecidos com baixos níveis de divisão, os efeitos da radiação se restringem a célula afetada. Apenas dosagens mais altas, que danificam  um grande número de células, é que seriam capazes de causar alterações no funcionamento de um orgão. De uma forma geral, o comprometimento de um órgão é proporcional ao número de células afetadas. Por exemplo, o ¹³³I pode acarretar hipotireoidismo quando causa a morte de um grande número de células na tireóide.

Tipos de exposição aos radioisótopos

A exposição a materiais radioativos pode ser classificada em:

• externa: quando a fonte radioativa encontra-se fora do corpo (ex: nuvem de gás radioativo, raio-X odontológico);
• Interna: quando o material radioativo entra no corpo através de ingestão, inalação ou cortes na pele.

 Distribuição de radioisótopos pelo corpo

Os elementos radioativos, dentro de um corpo, podem se acumular em um órgão ou se distribuir ao longo de todos os tecidos. Quando o material se concentra em um tecido (orgão), este é o primeiro a apresentar os sintomas devidos ao efeito da radiação. O acúmulo em um determinado ponto do corpo  ocorre se o elemento radioativo apresenta propriedades químicas similares a substâncias que o órgão necessite. Como as células não conseguem diferenciar o elemento radioativo de um não radioativo, ocorre a absorção. Entretanto, alguns elementos se acumulam em tecidos mesmo não apresentando similaridade com elementos fundamentais  (ex:. ²³⁹Np no trato gastro-intestinal).

Um exemplo de elemento radioativo que se distribui por todo o corpo é o trítio (³H). Como este é similar ao átomo de hidrogênio, o acúmulo se dá em todas as células  na forma de  molécula de água.

Permanência no corpo

Uma substância radioativa, quando dentro do corpo, vai continuar afetando os tecidos até decair ou ser eliminada metabolicamente. Tais processos ocorrem simultaneamente, sendo a redução dos níveis de radioatividades dependentes da meia-vida do elemento e da velocidade de excreção.

Radioatividade e saúde

Muito do que se sabe sobre o efeito da radiação sobre a saúde humana veio de estudos terapêuticos (radioatividade medicinal), dos sobreviventes de bombardeios nucleares (Japão) e de acidentes como o de Chernobyl  (Rússia). Estes estudos permitiram avaliar o grau de comprometimento de tecidos e órgãos, expostos a diferentes níveis e tipos de radiação. Na tabela abaixo encontra-se, resumidamente, a correlação entre doses de radiação e seus efeitos na saúde.

É importante salientar que a forma como um indivíduo reage  a uma exposição radioativa é influenciada por vários fatores (idade, predisposição genética, tempo de exposição, estádio fisiológico, etc). Com base em estudos foram estimados os limites máximos de exposição / ano para diferentes porções do corpo. Na tabela abaixo estão os limites recomendados pela ICRP.

Estes limites foram revistos recentemente, porém nem todos os países (inclusive o Brasil) aplicam os novos limites, os quais são menores. Em nosso país, os limites estão fixados em norma estabelecida pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Para o pleno entendimento das quantificações empregadas na manipulação de material radioativo e em  radioproteção, faz-se necessário observar as definições e unidades empregadas nas grandezas abaixo, bem como suas relações.

Grandezas e unidades 

1) Atividade

A primeira unidade estabelecida para Atividade foi Curie (Ci), definida como a taxa de desintegração de uma quantidade de gás Radônio (²²²Rn) em equilíbrio com um grama de Rádio (²²⁶Ra). Entretanto, o Sistema Internacional adota a unidade Becquerel (Bq).

1 Ci  =  3,7x10¹⁰ Bq    1 Bq = 1 dps (desintegração por segundo)

2) Exposição X ou gama

Com a descoberta dos  raios-X, surgiu a necessidade de se estabelecer uma unidade para este tipo de exposição, o que foi feito em termos de ionização do ar. Em 1928, foi adotado o Roentgen (R), como sendo a quantidade de radiação X que produzia uma unidade de carga eletrostática em um cm³ de ar (em CNTP). Posteriormente,  essa ionização foi relacionado com a massa de ar contida neste volume. Essa exposição também serve para a radiação gama.

1 R = 2,58x10^{-4 C / kg}

A relação Atividade (A) e Exposição (X) para emissores gama segue a seguinte equação:

X = T.A / d ²Â Â Â  (R / h)

Sendo: T = constante específica para a radiação gama (depende do radioisótopo) em R. m ² / h. Ci

            A = Atividade da fonte em Ci

            d = distância entre a fonte e o ponto considerado em m

Observe que a dose de exposição é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Portanto, a distância é um importante fator para minimizar a exposição durante uma manipulação.

3) Dose absorvida

Com o avanço dos conhecimentos sobre as radiações e suas aplicações, julgou-se conveniente expressá-los em termos de deposição de energia. Assim, adotou-se o rad como unidade de dose absorvida

1 rad = 0,01 Gray (Gy)

1 Gy = 1 J / 1 kg

4) Dose equivalente

Para fins de radioproteção, o rad é uma unidade satisfatória para medição de raios-X , raios gama e elétrons, porque os danos biológicos são proporcionais à energia depositada, o que não acontece no caso de partículas fortemente ionizantes ( prótons, partículas alfa, etc). Para avaliar o efeito biológico de cada tipo de radiação foi estabelecido um fator de qualidade (Q) que converte a energia depositada (D, em rad) em uma dose equivalente (H, expressa em rem). Outros fatores que afetariam a dose absorvida, como a geometria da fonte, a distribuição de um radioisótopo no organismo, entre outros, são considerados através de um fator  de peso N, que na prática pode ser considerado como sendo 1.

rem =  rad .Q.N

Esse fator Q, também conhecido como fator RBE (Eficácia Biológica Relativa), é específico para a radiação considerada, conforme tabela abaixo.

5) Dose equivalente efetiva

Esta seria a soma dos produtos das doses absorvidas pelos respectivos valores de ponderação w_t, o qual é o coeficiente de risco para um determinado órgão em relação ao risco total para o corpo humano (alguns valores encontram-se no rodapé da tabela para limites, anteriormente mostrada). Sua unidade é o Sievert (Sv), sendo usualmente expressa em mSv.

1 rem = 10 mSv          ou        1 Sv = 100 rem

Portanto, exposição e doses (absorvida ou equivalente) dizem respeito à quantidade de energia em relação a quantidade de massa. No primeiro caso, é energia de inonização para formação de pares de íons e no segundo caso, é energia absorvida pela matéria, sendo que a dose equivalente considera as diferentes radiações, principalmente em relação a capacidade de provocar danos biológicos. Isto pode ser facilmente visualizado na figura abaixo.

Bibliografia Consultada:
CNEN, Diretrizes Básicas de Radioproteção. Norma NE-3.01. 1988.
CNEN, Serviços de Radioproteção. Norma NE-3.02. 1988.
CNEN, Gerência de Rejeitos Radioativos em Instalações Radiativas. Norma NE-3.05. 1985.
IAEA,  Safe Handdling of Radionuclides, 91p. 1973.
Lamm, C. G. Proteção Radiológica e Segurança em Trabalhos com Radiações Ionizantes.  Centro de Energia Nuclear na Agricultura, USP - CNEN. Piracicaba - SP, 51 p. 1972.
Phipps, A. W.; Kendall, G. W.; Stather, J. W.; Fell, T. P. Committed Equivalent Organ Doses and Committed Effective Doses from Intakes of Radionuclides. National Radiological Protection Board of UK. 245p. 1991.
Xavier, A. M.; Wieland, P.; Heibron - Filho, P. F. L.; Ferreira, R. de S. Programa de Gerência de Rejeitos Radioativos em Pesquisa. Comissão Nacional de Energia Nuclear, 82 p. 1998.


Ederson Akio Kido - Professor Adjunto ,Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
Laureen M. Houllou Kido - Doutor, Pesquisador do Centro de Tecnologias Estratégicas do Nordeste, Recife-PE
Luis Cesar M. S. Paulillo - Professor Doutor, Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC-SSA), Mestrado Profissional em Alternativas Energéticas Aplicáveis à Bioenergia, Este endereço de e-mail está protegido contra SpamBots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para vê-lo.