terça-feira, 15 de maio de 2012

IRM: Radiações ionizantes e não ionizantes.

No texto anterior, vimos que as imagens produzidas por ressonância magnética são similares àquelas produzidas através de aparelhos de tomografia computadorizada (TC). No entanto, para os exames de TC é utilizada uma radiação ionizante, o raio X, enquanto que a IRM tem seu princípio de operação baseado em uma radiação não ionizante, a radio-frequência, sendo assim menos ofensiva ao corpo humano. Para entender porquê esse exame é menos ofensivo ao corpo humano é necessário entender o que é a radiação. [1]

Radiação: (i) qualquer dos processos físicos de emissão e propagação de energia, seja por intermédio de fenômenos ondulatórios, seja por meio de partículas dotadas de energia cinética. (ii) energia que se propaga de um ponto a outro no espaço ou num meio material (Novo Dicionário Aurélio da Língua Portuguesa). [2]

Radiação Ionizante: radiação cuja energia é superior à energia de ligação dos elétrons de um átomo com o seu núcleo; radiações cuja energia é suficiente para arrancar elétrons de seus orbitais. [2]

Em uma interação, a radiação cede a um átomo certa quantidade de energia, esta energia pode ser suficiente para arrancar um elétron de seu orbital e conferir-lhe energia cinética, provocando assim a ionização. Como exemplo, os raios X. Em outros casos, a radiação não tem energia suficiente para provocar ionização, mas consegue promover o elétron a um nível energético superior, acarretando a excitação ou ativação, como por exemplo, com os raios IV, e as ondas de rádio. Na Tabela 1, podemos observar características como comprimento de onda, frequência e energia associadas a cada região do espectro eletromagnético. [3]

Tabela 1: Valores aproximados em comprimento de onda, frequência e energia para regiões selecionadas do espectro eletromagnético. [4]

clip_image002

clip_image004

Figura 1: Espectro eletromagnético. [5]

Resumindo, a IRM é baseada na absorção e emissão de energia da região de rádio frequência do espectro eletromagnético. Já a TC utiliza os raios X. No entanto, é preciso saber o que esta diferença acarreta ao nosso organismo. A interação das radiações ionizantes com a matéria é um processo que se passa em nível atômico. Ao atravessarem um material, estas radiações transferem energia para as partículas que forem encontradas em sua trajetória. Caso a energia transferida seja superior à energia de ligação do elétron com o restante da estrutura atômica, este é ejetado de sua órbita. O átomo é momentaneamente transformado em um íon positivo. O elétron arrancado (às vezes chamado de “íon negativo”) desloca-se no meio, impulsionado pela energia cinética adquirida neste processo. Esta energia é dissipada através da interação do elétron com elétrons e núcleos de outros átomos, eventualmente encontrados em sua trajetória. Novos íons podem, assim, ser induzidos na matéria. O processo é interrompido quando, tendo sua energia dissipada em interações (choques), os elétrons (e suas cargas negativas) acabam capturados por moléculas do meio. A introdução de pares de íons (positivo e negativo) na matéria recebe o nome de ionização.

Considerando que as moléculas biológicas são constituídas, principalmente, por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, os elétrons que provavelmente serão arrancados, no caso de irradiação de um ser vivo, serão elétrons de átomos destes elementos. A transformação de uma molécula específica (água, proteína, açúcar, DNA, RNA, etc.) pela ação das radiações leva a consequências que devem ser analisadas em função do papel biológico desempenhado pela molécula atingida. O efeito desta transformação deve ser acompanhado nas células, visto serem estas as unidades morfológicas e fisiológicas dos seres vivos. Da mesma maneira, a geração de novas entidades químicas no sistema também deve ser analisada considerando seu impacto na célula irradiada.

Há diversos exemplos do dano que a radiação ionizante pode causar aos sistemas biológicos.Sendo nosso corpo majoritariamente constituído por água, em caso de exposição à radiação, serão essas as moléculas atingidas em maior número. Ao serem afetadas pela radiação, as moléculas de água sofrem radiólise, que é uma modificação estrutural causada na molécula de água devido a radiação ionizante, formando radicais livres através da ligação da molécula de água a um terceiro hidrogênio, ou através da ionização da molécula de água, os moléculas formadas podem ser H3O+, H2O+ e H2O-, que são altamente reativos, podendo interagir quimicamente entre si ou com moléculas próximas a eles (v. Fig. 2). Como consequência, novas moléculas podem ser danificadas no meio, que, no caso, é nosso corpo. [2]

clip_image006

Figura 2: Radiólise da água. [2]

Outro sério dano é o da radiação sobre a molécula de DNA, que pode chegar a causar mutações gênicas. Essas mutações mesmo não atingindo genes funcionais,,podem atingir, por exemplo, células que inviabilizem a formação de tecidos, causando má formação de órgãos e membros.

Além disso, células irradiadas e que sofrem mutação gênica podem evoluir para o desenvolvimento de câncer. No entanto, mutações radioinduzidas não evoluem obrigatoriamente para câncer (v. Fig. 3). O que se observa é que a probabilidade de cancerização a partir de células irradiadas é superior à probabilidade de ocorrência deste processo a partir de células não irradiadas. [2]

clip_image008

Figura 3: Consequências da irradiação da molécula de DNA. [2]

Assim, os exames de IRM são, em geral, considerados menos nocivos ao corpo humano quando comparados àqueles que utilizam a radiação ionizante. Nos exames de IRM, estamos submetidos a ondas eletromagnéticas da faixa de rádiofrequências, que são radiações não ionizantes e não oferecem tantos riscos ao corpo humano.

Referências:

(1) Hornak J.P.; The Basics of MRI: disponível em http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htm; acessado em 07.05.2012.

(2) Nouailhetas, Y. Radiações ionizantes e a vida; Apostila Educativa; CNEN: disponível em http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/rad_ion.pdf; acessado em 07.05.2012.

(3) Almeida, R. J. Estudo dos efeitos biológicos da radiação, com ênfase nos raios-x; Goiânia; 2007: disponível em http://www.conter.gov.br/uploads/trabalhos/dr_ronaldo_radiologia.pdf; acessado em 07.05.2012.

(4) O espectro eletromagnético: disponível http://www.if.ufrgs.br/oei/cgu/espec/intro.htm; acessado em 07.05.2012.

(5) e-Física, Ensino de Física on-line: disponível em http://efisica.if.usp.br/otica/universitario/historico/eletromagnetismo/; acessado em 07.05.2012.

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Postar um comentário