A radiobiologia é considerada a farmacologia da radioterapia, melhor esclarecendo, é a área da radioterapia que estuda todos os efeitos causados pela radiação ionizante no organismo. Para a radiação ser considerada ionizante é necessário que a mesma possua uma energia mínima necessária para quebrar a molécula de água e formar radicais livres (íons) e estes pelo fato de serem altamente reagentes, interagem com o núcleo da célula levando à morte celular. A energia mínima da radiação para ionizar o meio é de 10 kV, justamente a energia dos raios ultravioletas. Motivo pelo qual orientamos evitar a exposição ao sol no período das 10 às 16h, período em que ficamos expostos a esta radiação. Sendo assim, a mesma radiação utilizada para tratar câncer pode ser causadora do câncer? Exatamente isso, porém a radiação ionizante não é tão cancerígena quanto se imagina. O risco de um paciente portador de câncer que foi submetido à radioterapia desenvolver um segundo tumor pela radiação recebida está abaixo de 1%. E qual o período médio para surgir a segunda neoplasia? Fica ao redor de 15 anos. Ora, se conseguirmos fazer com que um paciente portador de câncer tenha a sobrevida de 15 anos estaremos muito satisfeitos e chegando lá, o risco de tumor estiver abaixo de 1%, vale a pena o risco.

 

Ao interagir com o tecido, a radiação desencadeia uma série de processos físicos, químicos e biológicos que podem determinar diferentes efeitos dependendo da dose administrada, do esquema de fracionamento, do tempo de tratamento e do tipo de tecido que foi exposto.

 

Consideramos radiossensíveis aquelas células que são danificadas com baixas doses de radiação. Geralmente são grupos celulares com grande proporção de células em fase de duplicação. Como exemplo existem as células das mucosas, células dos linfomas, leucemias, células germinativas, entre outras.

 

Quando a célula é atingida pela radiação ionizante pode acontecer três coisas:

  • Morte celular, efeito sofrido tanto pela célula normal quanto a tumoral, embora a tumoral seja mais sensível na maioria das vezes.
  • Dano subletal, onde o efeito não foi suficiente para levar à morte da célula, há possibilidade de recuperação deste dano e também acontece tanto com as células normais quanto tumorais.
  • Nenhum dano. A radiação passa pela célula sem fazer qualquer efeito.

A radioterapia normalmente é realizada de forma fracionada. Para um tratamento convencional realizam-se em média de 25 a 30 aplicações, sendo uma por dia e cinco vezes por semana. Este fracionamento não é realizado de maneira aleatória. Existem motivos para isso:

  • Ao fracionar o tratamento com doses pequenas ao dia, conseguimos que as células normais que sofreram dano subletal consigam se recuperar do mesmo entre uma fração e outra de radioterapia. Esta capacidade de recuperação do dano é maior entre as células normais. Desta maneira, quando for realizada a segunda fração, a célula normal que sofreu o dano estará recuperada e o mesmo não acontecerá com a célula tumoral. Para esta, a segunda fração de radioterapia irá contribuir para o acúmulo de danos até levá-la a morte.
  • Para que o dano causado pelo radical livre ao DNA da célula se consolide, é muito importante a presença do oxigênio. Assim, os tumores bem oxigenados respondem melhor à radioterapia do que os pouco oxigenados. O tumor possui áreas bem oxigenadas, geralmente localizadas na periferia do tumor e áreas com baixo índice de oxigenação que são mais centrais.  Quando o tumor recebe o efeito da radioterapia, as células periféricas morrem mais do que as centrais. O intervalo entre uma fração e outra do tratamento permite que o oxigênio que era utilizado por esta célula que morreu seja desviado para as células com baixa concentração de oxigênio. Portanto, numa fração seguinte do tratamento teremos maior número de células oxigenadas, conseqüentemente mais sensíveis à radiação.
  • Existe um equilíbrio numérico entre as células nas diferentes fases do ciclo celular. Estas fases se diferem em relação à sensibilidade à radiação, ou seja, existem as mais sensíveis e as menos sensíveis. Com uma fração de radioterapia, as células da fase mais sensível morrem mais do que as das outras fases. Ocorre o desequilíbrio numérico que volta a se restabelecer entre uma fração e outra do tratamento. Na próxima fração haverá novamente número maior de células na fase mais sensível do ciclo celular.
  • À medida que as células do ciclo celular morrem mais, começa a ocorrer o recrutamento de células que se encontravam em repouso. Desta maneira, o fracionamento faz com que as células caminhem das fases mais resistentes para as mais sensíveis do ciclo proporcionando um ganho terapêutico.

Todos estes processos citados acima, também conhecidos como os “Rs” da radiobiologia (Reparo, Reoxigenação, Redistribuição, Repopulação), ocorrem de maneira simultânea e em última análise pode-se afirmar que o fracionamento contribui para o reparo das células normais que sofreram o dano subletal como também para aumentar a sensibilidade do tumor à radiação.

 

Resposta dos Tecidos

 

Cada tecido do corpo humano responde de maneira específica à radiação. A resposta depende da forma como a radiação é administrada, ou seja, a dose total utilizada, a dose por fração, o volume da área tratada entre outras. Quando a radioterapia é associada à quimioterapia, espera-se maior sensibilidade dos tecidos pela maior dificuldade de reparo do dano subletal sofrido pelas células normais.

 

Os tecidos que apresentam alta taxa de duplicação celular (ex. mucosas) são mais sensíveis à radiação porque têm mais células nas fases sensíveis do ciclo. Enquanto que os tecidos que não duplicam (ex. músculos) são considerados resistentes.

 

Pacientes portadores de algumas doenças reumáticas como esclerodermia e lúpus apresentam maior sensibilidade à radiação, muitas vezes sendo contra-indicadas para estes pacientes.

 

A resposta à radiação pode ser dividida em aguda e tardia. A aguda relaciona-se com o processo inflamatório inicial e a tardia depende da intensidade deste dano inicial. Caso tenha sido um dano leve, há recuperação completa do mesmo. Se o dano for severo, ficará estabelecida alguma seqüela que pode ser desde uma fibrose até aderências, úlceras ou mesmo necrose.

 

Efeito sobre os Órgãos e Níveis de Tolerância

 

Trata-se de um assunto muito abrangente, mas algumas noções exemplificadas podem auxiliar no entendimento. Vale ressaltar que todo tratamento de radioterapia é exaustivamente analisado pelos dosimetristas, físicos e médicos que têm por princípio lesar o tumor ou a área de risco e proteger ao máximo as estruturas normais. Quando não é possível protegê-las, a dose administrada fica em níveis de tolerância do órgão. As piores conseqüências como falência dos órgãos por efeito da radiação são sempre evitadas.

 

Existem estruturas no corpo humano que são muito sensíveis à radiação, como o cristalino que tolera níveis baixos de radiação (500 cGy). Ultrapassando este nível de dose poderá desenvolver catarata. Outro exemplo de estrutura sensível é o ovário. Dependendo da idade da paciente, doses ao redor de 800cGy são suficientes para levar à menopausa.

 

Ao irradiar o abdômen dos pacientes devemos estar atentos para alguns órgãos como os rins e o fígado. As doses de tolerância ficam ao redor de 2000 cGy e 2500 cGy respectivamente. Doses acima destes valores podem levar à insuficiência renal e hepática.

 

A medula espinal tolera doses ao redor de 4500 a 5000 cGy dependendo da extensão da medula que está sendo irradiada. Doses elevadas podem levar à paraplegia ou tetraplegia dependendo do nível que foi irradiado (torácico/cervical).

 

Os pulmões são muito sensíveis à radioterapia, doses de 1800 cGy podem fazer com que o seguimento irradiado perca a capacidade de troca gasosa. Sendo assim, quando tratamos pacientes portadores de tumores pulmonares, a área tratada perde a função, pois utilizamos doses acima da tolerância. Daí a importância do tratamento o mais localizado possível. O coração tem tolerância maior (4500 cGy), mas deve ser poupado sempre, pois os danos causados nas coronárias podem aparecer vários anos depois na forma de infarto.

 

Ao irradiar a pelve, a bexiga (tolerância de 6500 cGy), o reto (tolerância de 6000 cGy) e as alças intestinais devem ser estrategicamente protegidos. Quanto menor a dose e o volume de órgão irradiado menor será o efeito agudo e conseqüentemente haverá menor efeito tardio.

 

Quando a radioterapia é utilizada em crianças, devemos estar atentos em relação aos ossos. A radioterapia inibe o crescimento ósseo na área irradiada, podendo causar deformações graves.

 

Dr. Sergio Esteves

Radioterapeuta do Hospital das Clínicas da Universidade de Campinas (UNICAMP)