A importância dos radioprotetores na vida cotidiana
Maria Luíza dos Anjos Pontual1
Andréa de Castro Domingos2 Solange Maria de Almeida3
1. Doutoranda em Radiologia Odontológica pela Faculdade de Odontologia de Piracicaba – UNICAMP.
2. Doutoranda em Radiologia Odontológica pela Faculdade de Odontologia de Piracicaba – UNICAMP.
3. Professora Adjunta de Radiologia odontológica da Faculdade de Odontologia de Piracicaba – UNICAMP.
RESUMO
O ser humano sempre esteve exposto às radiações ionizantes de baixa intensidade oriundas dos raios cósmicos e elementos radioativos da Terra. A partir do momento em que estas radiações passaram a ser produzidas artificialmente e em grande escala, teve início um novo ramo da biologia: a radiobiologia. Apesar de existirem diversas normas de radioproteção, estas não são suficientes para eliminar completamente os efeitos deletérios provocados pelas radiações ionizantes. Por este motivo, atualmente tem-se pesquisado o efeito radioprotetor de diversas substâncias, naturais ou sintéticas, com o intuito de que o benefício trazido pelo uso terapêutico das radiações ionizantes não seja suplantado por seus efeitos nocivos. Este trabalho visa revisar a literatura científica atual e tecer comentários sobre os radioprotetores pesquisados.
INTRODUÇÃO
Após a descoberta dos raios X, em 1895 por Wilhelm Conrad Röentgen, observou-se que a radiação ionizante provoca inúmeros efeitos deletérios sobre os tecidos, tais como radiodermite (lesão cutânea resultante da excessiva exposição da pele às radiações ionizantes), mucosite (inflamação de uma membrana mucosa), xerostomia (secura da boca resultante da redução ou supressão da secreção salivar), catarata, cegueira, esterilidade, doenças hereditárias, câncer e até as síndromes agudas da irradiação, sendo que estas últimas ocorreram em vítimas de acidentes nucleares como o de Chernobyl e das bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaky. No entanto, apesar dos efeitos delérios, a radiação ionizante é utilizada com finalidade terapêutica em pacientes portadores de câncer (radioterapia) e, em doses permissíveis, para exames imaginológicos.
A alta porcentagem de complicações decorrentes da radioterapia tem despertado uma crescente preocupação. Sabe-se que a radiação ionizante age diretamente sobre os tecidos vivos, interferindo na fisiologia celular, e indiretamente por meio da formação de radicais livres (WHITE & PHAROAH, 1999). Estes constituem espécies químicas extremamente instáveis que possuem um ou mais elétrons não pareados em um orbital. Provocam sérios danos biológicos, haja visto que produzem combinações químicas indesejáveis dentro das células. Em condições normais, no entanto, existe um equilíbrio entre a produção de oxigênios reativos (radicais livres) e os sistemas antioxidantes intra e extra-celular (ARUOMA, 1996).
Atualmente tem-se pesquisado algumas substâncias que reduzam os efeitos deletérios provocados pela exposição às radiações ionizantes, conhecidas como radioprotetores. Seu mecanismo de ação ainda não está claro, embora diversos autores tenham relatado que seu papel protetor deva-se à ligação química realizada entre certas enzimas, que são ativadas por essas substâncias, e os radicais livres (BOREK, 1993; MALINDA & KLEINMAN, 1996).
OS RADICAIS LIVRES
O aumento na produção de radicais livres pode ocorrer devido à hiperóxia (aumento da quantidade de oxigênio em tecidos e órgãos) e à exposição das células ou indivíduos a certos componentes químicos, à radiação ou à inflamação tecidual local,
resultando em um stress oxidativo, caracterizado por um desequilíbrio entre oxidantes e antioxidantes, no qual ocorre predominância de radicais livres (EL-HABIT et al., 2000).
A água constitui cerca de 80% do peso corpóreo do organismo humano. Por conseguinte, a interação entre um fóton de raios X e uma molécula de água constitui a principal fonte de formação de radicais livres. O processo de radiólise da água é bastante complexo, contudo, sabe-se que esta substância é em grande parte convertida em radicais livres de hidrogênio (H*) e hidroxila (OH*). Estes podem ligar-se a outros radicais livres e formar peróxido de hidrogênio (OH* + OH* = H2O2) e hidroperoxila (H* + O2 = HO2), os
quais representam as principais substâcias tóxicas ou venenosas para a célula (WHITE & PHAROAH, 1999).
Quando presentes no interior dos tecidos, os radicais livres podem danificar o DNA, lipídios, proteínas e carboidratos (ARUOMA, 1996; HIPKISS et al., 1997). Adicionalmente, são responsáveis por numerosas condições clínicas como enfarto do miocárdio (BURRI, 1997), câncer, envelhecimento, alcoolismo, alterações das células sangüíneas (favismo, malária, anemia falciforme e outras), doenças renais, hepáticas, pulmonares (fibrose cística), intestinais, cerebrais (mal de Parkinson), articulares (artrite reumatóide) e oftalmológicas (catarata) (ARUOMA,1996; BURRI, 1997; HIPKISS et al. 1997).
O EQUILÍBRIO
Visando estabelecer um equilíbrio quanto à presença de radicais livres, os antioxidantes intra e extracelulares podem desempenhar funções variadas em relação ao stress oxidativo envolvendo os lipídios. Eles podem agir por meio do decréscimo da concentração de oxigênio local, prevenindo o começo da cadeia de reações originadas pelos radicais oxidantes iniciais (como os radicais hidroxilas), assim como podem ligar-se aos íons metálicos catalisadores da peroxidação lipídica, quebrar os peróxidos em produtos não tóxicos e estáveis como o álcool e, até mesmo, quebrar a cadeia de radicais intermediários como o peroxil e alcoxil com o intuito de desoxidá-los.
A formação das espécies de radicais formados por oxigênio é iniciada por íons metálicos de prata e cobre. A maioria destes metais deve ser controlada, estando o ferro armazenado dentro das células sob a forma de ferritina e hemossiderina e o cobre associado à ceruloplasmina no plasma. Evidências na literatura sugerem que a geração de OH pode
ter início quando a homeostase é alterada, como nos casos de injúrias teciduais que causam a ativação de fagócitos ou o extravasamento de íons metálicos das células danificadas. Em humanos existem mecanismos de defesa que removem O2 e H2O2. A enzima superóxido
dismutase, por exemplo, converte os radicais livres em H2O2, enquanto a catalase converte
H2O2 em O2. No entanto, a mais importante enzima redutora nas células humanas é a
glutationa peroxidase por promover a transformação de radicais livres em moléculas de água. Desta forma, as enzimas e antioxidantes podem inibir a produção de radicais livres a partir da quebra das cadeias de reações.
OS RADIOPROTETORES
Os antioxidantes que possuem a capacidade de equilibrar a quantidade de radicais livres oriundos do efeito das radiações ionizantes são conhecidos como radioprotetores. Estas substâncias são responsáveis por proteger ou diminuir os danos causados pela radiação aos tecido vivos, haja visto que estabelecem uma ligação química com os radicais livres produzidos pela radiação ionizante (ARUOMA, 1996).
Existe uma infinidade de antioxidantes, tais como as vitaminas (A, C e E), proteínas (carnosina), enzimas (superóxido dismutase e glutationa peroxidase), selênio e substâncias sintéticas (WR2721). Com exceção dos sintéticos, os antioxidantes são encontrados normalmente em alimentos como frutas, vegetais e carnes.
O beta-caroteno é o maior fornecedor de vitamina A (BURRI, 1997) e constitui um antioxidante natural e não-enzimáico encontrado em várias frutas, vegetais verdes e amarelos (EL-HABIT et al., 2000). KONOPACKA, WIDEL, RZESZOWSKA-WONLY (1998) avaliaram seu efeito radioprotetor nas células da medula óssea e da bexiga de ratos irradiados com dose única de 2 GY, ao passo que SALVADORI et al (1996) já haviam atestado sua eficácia na radioproteção de esplenócitos, reticulócitos e espermátides. Estes últimos autores não observaram ação protetora em relação às células da medula óssea, o que levou-os a afirmar que o grau de sensibilidade celular constitui um fator importante na ação radioprotetora dessa provitamina.
BEM-AMOTZ et al. (1996) analisaram o efeito da suplementação de dois tipos de beta-caroteno em 709 crianças com idade entre 8 a 16 anos. Estas haviam sido submetidas a doses variadas de exposição durante e após o acidente de Chernobil e receberam o
suplemento diurno de 40mg de beta-caroteno natural por um período de três meses. Os resultados sugeriram que a radiação aumentou a formação de radicais livres nas crianças de Chernobil e que o beta-caroteno agiu de forma eficaz como um antioxidante lipofílico e radioprotetor.
A administração de diferentes doses (1 a 20 mg/ml) das vitaminas antioxidantes C, E e Beta-caroteno em culturas de linfócitos, antes e após sua irradiação, foi avaliada por KONOPACKA & RZESZOWKA-WOLNY (2001). Estes autores declararam que essas substânicas podem promover efeito radioprotetor nos cromossomos, sendo sua efetividade dependente da dose, tempo e freqüência de administração. Sua introdução na dieta, visando reduzir os riscos oriundos da exposição às radiações ionizantes, foi sugerida.
Proteínas radioprotetoras como a carnosina (beta-alanil-histidina) e componentes como anserina e homocarnosina estão presentes em concentrações milimolares em muitos tecidos de mamíferos, incluindo os músculos esqueléticos, tecidos inervados e fluidos cerebroespinhais (ARUOMA et al., 1989; BAKARDJIEV & BAUER, 2000). O mecanismo de ação dos dipeptídios, no entanto, permanece incerto; embora muitas propriedades tenham sido associadas aos mesmos como a função de tampão fisiológico, agente de reparação tecidual, radioprotetor, antioxidante de radicais livres, quelante de íons metais, imunomodulador, agente antineoplásico e componente anti-envelhecimento. (ARUOMA et al., 1989; HIPKISS et al., 1997),.
A vitamina E é encontrada em vários óleos, vegetais, cereais e ovos. É insolúvel em água, contudo solúvel em óleos refinados, álcool e acetona. Muitos autores relataram seu papel na inibição da formação de radicais livres (KONINGS & DRIJVER, 1979). Em 1975, HOFFER & ROY observaram que uma dieta deficiente em vitamina E tornava os eritrócitos mais frágeis frente à ação das radiações ionizantes, devido à grande radiossensibilidade (sensibilidade às radiações ionizantes) apresentada por estas células. Alguns anos depois, SARRIA et al., em 1984, verificaram que os fibroblastos, ao contrário dos eritrócitos, não são protegidos contra os efeitos deletérios da radiação mesmo quando estão sob o efeito do dl-α-tocoferil (Vitamina E).
Os efeitos radioprotetores da administração do selênio, vitamina E e a associação de ambos, antes da irradiação abdominal de ratos, também foram estudados por MUTLU-TURKOGLU et al. (2000). Três dias após serem irradiados, os animais foram sacrificados
e tiveram seus intestinos delgados removidos para posterior análise. Os resultados apresentados sugerem que a administração de antioxidantes antes da irradiação, em especial o selênio e a vitamina E, têm efeitos protetores contra as injúrias intestinais induzidas pelas radiações ionizantes.
TUJI, em 2000, avaliou o efeito do selenito de sódio no processo de reparação tecidual de ratos irradiados com 6 Gy de radiação de elétrons. Os animais foram irradiados 3 dias após a produção de uma ferida na região dorsal, sendo avaliado o processo de reparo 4, 7, 13 e 21 dias após o ferimento. O processo de reparo no grupo de animais irradiados e tratados previamente com selenito de sódio deu-se de forma semelhante aos grupos de animais não-irradiados. Foi concluído que o selenito de sódio atuou como um perfeito radioprotetor,
VILLAR (1997) estudou o efeito da ação radioprotetora do WR-2721, um antioxidante sintético, na medula óssea de camundongos por meio de análises morfológicas, morfométricas, ultra-estruturais e bioquímicas. O sacrifício foi realizado 4, 12, 24 horas e 10 dias após a administração do WR2721 (grupo não-irradiado) ou irradiação (grupo irradiado). Observou-se que os animais irradiados e tratados com o WR-2721 apresentaram, pelas análises morfológica e ultra-estrutural, uma recuperação mais precoce e eficiente no período de 10 dias, evidenciada pela melhor reestruturação das linhagens celulares. Também foi verificada uma redução significante de apoptose no período de 4 e 12 horas após a irradiação e uma fragmentação menos intensa do DNA neste grupo.
CONCLUSÕES
Os radioprotetores são substâncias capazes de minimizar e até evitar os efeitos biológicos deletérios causados pela radiação ionizante.
São necessários mais estudos sobre o efeito radioprotetor de substâncias, com o intuito de que o benefício trazido em humanos pelo uso terapêutico das radiações ionizantes não seja suplantado por seus efeitos nocivos.
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