Prévia do material em texto
Técnico em Radiologia Módulo I Constituição básica da célula Professora Aline Delani Dúvidas da última aula • Qual a preocupação sobre o efeito radioativo em técnicos em radiologia? A exposição contínua e não protegida à radiação ionizante pode levar ao desenvolvimento de diversas doenças ocupacionais, algumas das quais incluem: catarata, doenças cardiovasculares e câncer, além disso problemas neurológicos como distúrbios cognitivos e alterações comportamentais. - Norma Regulamentadora 32 (NR 32) e o Plano de Proteção Radiológica são exemplos de documentos oficiais que estabelecem normas de segurança para a área. • Quais são os tipos de radiação utilizados no tratamento de doenças? Fontes de cobalto-60 liberam fótons sob forma de raios γ https://almeidaematos.com.br/quem-trabalha-com-raio-x-pode-desenvolver-doenca-do- trabalho/#:~:text=Trabalhadores%20que%20operam%20equipamentos%20de,prote%C3%A7%C3%A3o%20para%20trabalhadores%20dessa%20%C3%A1rea. Ácidos Nucléicos Proteínas lipídeos Carboidrat os Doenças genéticas Anemias perniciosa s Aterosclero se Diabetes Mellitus Bioquímica Medicina OMS define saúde “Completo bem estar físico, mental e social e não meramente a ausência de doença e enfermidade” A saúde pode ser considerada como aquela situação na qual todas, as milhares de reações intra e extra celulares que ocorre no organismo, estão ocorrendo em velocidades compatíveis com a sua sobrevida máxima, no estado fisiológico Constituição Básica da célula O organismo humano é uma estrutura muito complexa, cuja menor unidade com funções próprias é a célula. Núcleo (eucarióticas) de grande importância no estudo da Radiobiologia, visto que nele está contido o material genético do ser humano. Composição bioquímica 98% da massa corporal Composição do corpo humano 75% Água 13% Proteínas 6% Ácidos Nucléicos 3% Carboidratos 2% Sais Minerais 1% Outros Componentes químicos dos seres C – Carbono: moléculas orgânicas H – Hidrogênio: moléculas orgânicas, água O – Oxigênio: moléculas orgânicas, água N – Nitrogênio: ATP, bases nitrogenadas, proteínas P – Fósforo: ATP, DNA, RNA S – Enxofre: algumas proteínas/enzimas Constituição Básica da célula Embora as células sejam muito diferentes na aparência, tanto externa quanto interna, certas estruturas são comuns às células animais e vegetais. Assim, elas são envolvidas por uma membrana citoplasmática e contêm, na maioria dos casos, um núcleo facilmente identificável. O corpo humano tem aproximadamente 50 a 100 trilhões de células. Célula • As células são as menores unidades vivas do corpo e realizam todas as funções necessárias para sustentar a vida. Cada célula pode: • obter nutrientes e outras substâncias essenciais dos fluidos corporais circunvizinhos; • utilizar os nutrientes para produzir as moléculas de que necessita para sobreviver; • eliminar seus resíduos; • manter seu formato e integridade; • multiplicar -se. Organelas celulares As células humanas têm três partes principais: a membrana plasmática, o citoplasma e o núcleo. A membrana plasmática é a delimitação externa. A parte interna da membrana é o citoplasma, que compõe a maior parte da célula, contém a maioria das organelas celulares e envolve o núcleo. O núcleo controla as atividades celulares e fica próximo ao centro da célula. Membrana Plasmática Essa camada fina e flexível define a extensão da célula, separando dois dos principais compartimentos aquosos do organismo: o fluido intracelular, que se encontra dentro das células, e o fluido extracelular, que fica do lado de fora e entre as células. A função da membrana, além de proteger e estabelecer os limites físicos da célula está associado ao fato de que todos os nutrientes, secreções e rejeitos precisam passar por esta barreira. A membrana tem aproximadamente 7,5 nm de espessura, é composta primariamente de fosfolipídios (20 a 30%) e proteínas (50 a 70%). Ao contrário das paredes das células de muitos vegetais, que é feita em 98% de celulose, a membrana celular precisa de constante renovação química. Por meio de uma substância denominada de pectina, que é uma mistura de polissacarídeos, as células se acoplam às vizinhas, por meio da membrana celular. Citoplasma • O citoplasma, literalmente “material que forma células”, faz parte da célula que fica dentro da membrana plasmática e fora do núcleo. A maior parte das atividades celulares é realizada no citoplasma, que consiste em: citosol, organelas. ◉ O citosol ou matriz citoplasmática é a substância gelatinosa, que contém um fluido dentro do qual ficam suspensos os outros elementos citoplasmáticos, e consiste de água, íons e muitas enzimas. ◉ Algumas dessas enzimas iniciam a degradação de nutrientes (açúcares, aminoácidos e lipídios) que são a matéria-prima e fonte de energia para a atividade celular. Ribossomos Para Fora Retículo endoplasmático rugoso O retículo endoplasmático rugoso (RE rugoso) consiste principalmente de cavidades interconectadas chamadas cisternas. O RE rugoso é bem desenvolvido nas células glandulares que secretam uma grande quantidade de proteínas glandulares (células mucosas, por exemplo). Os ribossomos produzem proteínas para a função celular e extracelular. Complexo de Golgi O complexo de Golgi seleciona, processa e embala as proteínas e membranas produzidas pelo RE rugoso. Lisossomos Os lisossomos são sacos esféricos, revestidos por membranas que contêm vários tipos de enzimas digestórias. Essas enzimas, chamadas hidrolases ácidas, podem digerir praticamente todos os tipos de grandes moléculas biológicas. Mitocôndrias • As mitocôndrias produzem a energia para realizar a função celular. • É envolvida por duas membranas: a membrana externa, que é lisa, e a membrana interna, que se invagina formando cristas em forma de prateleiras. • As mitocôndrias são muito mais complexas do que qualquer outra organela, pois contêm material genético hereditário (DNA) e se dividem para formar novas mitocôndrias, como se fossem miniaturas de células. Núcleo • O núcleo, literalmente uma “pequena noz”, é o centro de controle da célula. Seu material genético, o ácido desoxirribonucleico (DNA), organiza as atividades celulares, dando instruções para a síntese de proteínas. • As principais partes do núcleo são o envoltório nuclear, o nucléolo, a cromatina e os cromossomos . Constituição Básica da célula • Os nucléolos são pequenos corpos que contêm nucleoproteínas, a maioria na forma de ácido ribonucleico (RNA). O nucleoplasma contém proteína e sais. • As células do organismo humano podem ser divididas em dois grupos: células somáticas e células germinativas. Células somáticas – compõem a maior parte do organismo, sendo responsáveis pela formação da estrutura corpórea. Células germinativas estão presentes nas gônadas (ovários e testículos) onde se dividem produzindo os gametas (óvulos e espermatozoides) necessários na reprodução. Metabolismo Embora as membranas tenham uma permeabilidade seletiva, seria incorreto supor que grandes moléculas ou partículas penetrem na célula. Existe um mecanismo denominado de pinocitose, é um processo celular que consiste na absorção de fluidos e substâncias dissolvidas no exterior da célula, como vitaminas, gotículas de gordura e antígenos. Na pinocitose, formam-se inicialmente, pequenos vacúolos e canais no citoplasma, induzidos por aminoácidos, proteínas, sais e enzimas, que envolvem a partícula, crescem e posteriormente se fecham, já com a partícula no interior da célula. É um mecanismo diferente do transporte ativo, em que o movimento de moléculas é regido pelo gradiente de concentração, ou seja, os solventes passam de uma região de baixa concentração de soluto para uma com alta concentração de soluto, pelo mecanismo de transporte ativo, regido pelo gradiente de concentração, denominado de osmose. Em certos casos, o soluto atravessa a membrana semipermeávelpermanecendo no lado de menor concentração, num mecanismo de difusão simples, em que o soluto atravessa a membrana semipermeável, permanecendo ao lado de menor concentração. Atividade para a próxima aula Trazer lápis de cor. Divisão Celular O ciclo celular é basicamente o período de vida de uma célula. As células passam a existir no momento em que surgem a partir da divisão de outra, pré-existente, chamada célula mãe ou célula parental. O ciclo termina quando a célula se divide e deixa de existir, gerando duas células filhas. O ciclo de uma célula humana dura 24h e a sua divisão dura aproximadamente uma hora. Durante a interfase ocorre o crescimento da célula e a duplicação dos cromossomos. O ciclo celular é dividido em duas etapas, interfase e divisão celular ou fase M, as quais serão descritas a seguir. Divisão Celular Interfase: A interfase compreende aproximadamente 95 % do tempo. É o período entre duas divisões celulares, no qual a célula está executando suas funções normais, inclusive se preparando para a divisão. Na interfase a célula cresce, podendo ficar até com o dobro do tamanho, executa suas funções metabólicas normais e duplica seu DNA. Além disso, como mencionado, nesse período ela se prepara para a divisão. A interfase é dividida em três subfases. Divisão Celular Interfase: • Fase G1 (Gap 1– Intervalo 1): – período entre o fim da mitose e o início da síntese de DNA. Caracteriza-se por uma intensa atividade biossintética. Antecede a duplicação do DNA. Ocorre o crescimento em volume, a síntese de RNA e proteínas diversas, requeridas para a subfase seguinte, como as enzimas responsáveis pelo processo de replicação do DNA. • Fase S (Synthesis – Síntese): – há a duplicação do DNA e dos centrossomos. Os centrossomos ou centros organizadores de microtúbulos são organelas não membranosas, constituídas de uma matriz de fibras de proteínas de onde partem microtúbulos. Estão envolvidos no processo de divisão celular, pois formam uma rede de microtúbulos que movimentam os cromossomos. A estas novas moléculas associam-se as respectivas proteínas e, a partir desse momento, cada cromossomo passa a ser constituído por dois cromatídios ligados pelo centrómero. Geralmente há um por célula, localizado perto do núcleo. Nas células animais os centrossomos possuem um par de centríolos. Divisão Celular Interfase: Fase G2 (Gap2 – Intervalo 2): decorre entre o final da síntese do DNA e o início da mitose. Dá-se a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular. Ocorrem crescimento e síntese de macromoléculas (como por exemplo: microtúbulos). Os centrossomos começam a migrar e se distanciam um do outro. G0: Caso não precise se dividir no momento, ou seja, um dos tipos celulares que consideramos que praticamente não se dividem mais, como os neurônios e células musculares esqueléticas, a célula entra em um estágio quiescente chamado G0 antes de finalizar G1. Se houver a necessidade da célula se multiplicar, ela pode retornar do estágio G0 ao G1. Um exemplo são os fibroblastos, localizados na derme da pele. Essas células permanecem em G0, porém, se houver uma lesão na pele, elas passam ao estágio G1 e começam a se multiplicar para reparar a lesão. Divisão Celular Divisão celular ou Fase da Mitose: • É o fim do ciclo celular, onde uma célula mãe se divide e deixa de existir ao mesmo tempo em que gera duas células filhas. • Com o fim da interfase a célula pode se dividir. Damos o nome de mitose ao processo padrão de divisão celular. Entretanto, mitose é um termo que se refere apenas à divisão do núcleo da célula, ao passo que a divisão citoplasmática, é chamada citocinese. Por convenção vamos admitir que mitose é o processo de divisão celular completo no qual normalmente uma célula mãe cresce, duplica seu material genético e gera duas células filhas com o mesmo número de cromossomos dela Divisão Celular A Prófase é a etapa mais longa da mitose, ocorre o enrolamento dos cromossomas, eles ficam mais curtos e grossos. Os dois pares de centríolos afastam-se para polos opostos, formando entre eles o fuso acromático e no final da etapa, os nucléolos desaparecem e o invólucro nuclear desagrega-se. No início da prófase os cromossomos não aparecem duplicados, embora o DNA seja duplicado antes do início da mitose. No meio da prófase, os cromossomos aparecem duplicados. Na metáfase os cromossomos se alinham num plano e se acoplam às fibras do fuso mitótico. Na anáfase os cromossomos se separam e se movem para os polos da célula. A telófase é uma prófase ao contrário, pois nessa etapa ocorrem: Descondensação cromossômica, reaparecimento dos nucléolos, das cariotecas e a desagregação do fuso mitótico. Ao final da telófase surgem duas células filhas, ambas contendo cópia de todo o material genético da célula inicial. Divisão Celular Também há o início da citocinese, a divisão citoplasmática propriamente dita. Nas células animais, ocorre um estrangulamento na região mediana da célula, promovido por fibras proteicas contráteis de actina e miosina do citoesqueleto. Como sabemos, a interfase é um período de intensa atividade metabólica e de maior duração do ciclo celular. Células nervosas e musculares, que não se dividem por mitose, mantêm-se permanentemente na interfase, estacionadas no período chamado G0 . Nas células que se divide ativamente, a interfase é seguida da mitose, culminando na citocinese. Sabe-se que a passagem de uma fase para outra é controlada por fatores de regulação - de modo geral proteicos – que atuam nos chamados pontos de checagem do ciclo celular. Dentre essas proteínas, se destacam as ciclinas, que controlam a passagem da fase G1 para a fase S e da G2 para a mitose. Divisão Celular • Se em algumas dessas fases houver alguma anomalia, por exemplo, algum dano no DNA, o ciclo é interrompido até que o defeito seja reparado e o ciclo celular possa continuar. Caso contrário, a célula é conduzida a apoptose (morte celular programada). • Outro ponto de checagem é o da mitose, promovendo a distribuição correta dos cromossomos pelas células-filhas. Perceba que o ciclo celular é perfeitamente regulado, está sob controle de diversos genes e o resultado é a produção e diferenciação das células componentes dos diferentes tecidos do organismo. Os pontos de checagem correspondem, assim, a mecanismos que impedem a formação de células anômalas. • A irradiação de material biológico pode resultar em transformação de moléculas especificas (água, proteína, açúcar, DNA, etc.), levando a consequências que devem ser analisadas em função do papel biológico desempenhado pelas moléculas atingidas. O DNA, por ser responsável pela codificação da estrutura molecular de todas as enzimas das células, passa a ser a molécula-chave no processo de estabelecimento de danos biológicos. Radiossensibilidade da célula A interação da radiação nas células é uma função probabilística, isto é, pode ou não interagir e se interagir podem ou não provocar danos á célula. A deposição inicial de energia é muito rápida, cerca de 10-17 seg. A interação radiação-célula não é seletiva, isto é, a energia é depositada ao acaso na célula As alterações nas células, tecidos ou órgãos, resultantes da interação com radiações ionizantes não são caracterizadas, isto é, não podem ser distinguidas de outros tipos de trauma. As alterações biológicas em células e tecidos, devidas às radiações ionizantes ocorrem apenas após um período de latência, que pode ir de minutos a semanas ou até anos (em função de dose, cinética celular, etc.) Os efeitos das radiações sobre um organismo dependem do tipo das células irradiadas, como também do estagio de desenvolvimento celular. Há células mais sensíveis às radiações do que outras. O dano causado à célula quando estão em processo de divisão é maior, tornando os respectivos tecidos e órgãos mais radiossensíveis que outros constituídos por células que pouco ou nunca se dividem. A diferença de radiossensibilidade entre diferentescélulas segue a lei de Bergonie e Tribondeau a qual prevê que: “a sensibilidade à radiação é diretamente proporcional a sua capacidade reprodutiva e é inversamente proporcional com a diferenciação →(maturidade)”. Radiossensibilidade da célula • Esta lei não se aplica aos linfócitos que normalmente não se dividem, são células especializadas e diferenciadas, altamente radiossensíveis e armazenam os danos. Genericamente pode-se prever que todos os fatores que contribuem para aumentar a velocidade das reações químicas no interior das células irão contribuir para aumentar a radiossensibilidade da célula. Entre os tecidos mais sensíveis estão os ovários, testículos, cristalino, medula óssea, tecido sanguíneo (linfócitos) e o tecido gastrointestinal.