Radiobiologia dos tecidos


Tal como a nivel celular existem alvos preferenciais para a acção das radiações, também a nível tissular existem células ou grupos de células mais sensíveis ou de cuja morte dependem as alterações observadas no organismo após irradiação.

A deplecção de células alvo leva às lesões observáveis nos órgãos ou tecidos, após irradiação

Os diferentes órgãos ou tecidos do organisvo vivo são compostos por diversos tipos celulares

A resposta de um órgão ou tecido à radiação depende de:

  • Sensibilidade intrinseca das diferentes populações celulares nesse órgão ou tecido
  • Cinética celular (turnover) de cada população (dividem-se, com que frequência)

 

'Radiossensibilidade' celular

  • 1920's: Bergonié e Tribondeau
  • A morte celular após radiação é selectiva
  • A divisão celular é um processo crítico para esta selecção
  • Todas as células sofrem o mesmo número de lesões quando um tecido é irradiado
A radiação ionizante é mais efectiva sobre células
  • em divisão activa
  • indiferenciadas
  • com futuro em termos de divisão celular

Estas características não definem a susceptibilidade das células mas determinam uma redução no tempo necessário para evidenciar as lesões provocadas pela radiação.

As células com estas características não só se dividem mais depressa, factor necessário para expressar morte devida à radiação, como devido a essa cinética mais acelerada, dispôem de menos tempo para reparar os danos subletais ou potencialmente letais.

A células diferenciadas (funcionais) não se dividem mas podem morrer após iradiação

As células que se dividem mais depressa aparentam maior sensibilidade

Esta aparência pode ser ilusória !

 

Populações celulares


Células estaminais (stem cells)

    • São células indiferenciadas
    • Têm como único propósito a divisão celular
      • Para se manterem e
      • Para produzirem células de outras populações

Ex.: estrato basal da epiderme, criptas de Liberkühn, medula

Tecidos e ógãos contendo este tipo de células são designados de auto-renováveis

 

Células de transição

    • São células em 'deslocação' do compartimento estaminal para o funcional
    • Podem ser a versão final funcional ou sofrer algumas divisões (amplificação)
    • Têm já alguma diferenciação dando origem a apenas um tipo de célula

 

Células estáticas

    • Células completamente diferenciadas e funcionais
    • Nunca ou raramente se dividem
    • Este compartimento 'perde' células continuamente

 

 

Resposta celular à radiação


* 1960's: Rubin e Cassaret

Usando as categorias compartimentais das populações celulares podem-se descrever cinco categorias de sensibilidade celular às radiações

Estes tipos são definidos em função de sinais histológicos de morte celular não de perda de capacidade reprodutiva.

Células intermitóticas vegetativas (CIV)

    • Células em divisão rápida
    • Indiferenciadas
    • Tempo de vida curto
    • São as células mais radiossensíveis do organismo

Células intermitóticas em diferenciação (CID)

    • Resultam da divisão das anteriores
    • Mitoticamente activas

Células conjuntivas multipotenciais (CCM)

    • Dividem-se irregularmente
    • Sensibilidade intermédia às radiações

Células pós-mitóticas reversíveis (CPR)

    • Não se dividem mas retêm a capacidade para o fazer
    • Têm vidas longas

Células pós-mitóticas fixadas (CPF)

    • Não se dividem.
    • Altamente diferenciadas morfologica e funcionalmente
    • Resistentes às radiações
    • Algumas têm vidas longas outras vidas curtas
    • As de vida curta quando morrem são substituidas pelas CID

Grupo
. Exemplos

CIV
. Linfocitos maduros, eritroblastos, espermatogónias

CID
. Mielocitos, células das criptas intestinais, células basais da epiderme

CCM
. Células endoteliais, células das glândulas gástricas, osteoblastos, condroblastos, espermatocitos, fibroblastos

CPR
. Granulocitos, osteocitos, espermatozoides, eritrocitos

CPF
. Fibrocitos, condrocitos, células musculares, células nervosas

 

Resposta tissular à radiação


  • Diferentes tecidos exibem respostas diferentes à radiação
  • As doses que provocam danos nos tecidos são variáveis entre diferentes tecidos
  • A diferença não se explicada apenas pela radiossensibilidade das células individuais
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  • As células alvo de um tecido determinam a resposta global desse tecido
  • Todas as células do tecido são lesadas e podem morrer
  • Células alvo são as potencialmente mais sensíveis (elo fraco)

Geralmente são as que:

      • se dividem com maior frequência e
      • garantem a regeneração do tecido

i.e. são células estaminais

Quando um número suficiente de células estaminais morre:

    • o número disponível para manter o compartimento pode diminuir,
    • diminui a capacidade para manter os compartimentos amplificador e funcional

Quando isto acontece são visíveis os sinais de falência funcional e estrutural

Entender a resposta dos tecidos à radiação ==> conhecer a forma como estes se organizam

 

Organização dos tecidos


Compartimento parenquimatoso

Pode ser composto vários tipos de células (pele, mucosa intestinal)

. Órgão  . Célula  . Tipo 
. Testículo . Espermatogónias A . Estaminais
. Espermatogónias B,
. espermatocitos e
. espermátides
. Intermédias
. Espermatozóides . Diferenciadas
. Sistema
. hepatopoiético
. Stem cell medular . Estaminais
. Eritroblastos,
. mieloblastos,
. megacariocitos
. Intermédias
. Eritrocitos, leucócitos, plaquetas . Diferenciadas

Nestes órgãos o compartimento parenquimatoso é composto por várias populações celulares

  • As células 'fluem' do compartimento estaminal para o diferenciado.
  • Este fluxo tem a ver com as necessidades regenerativas ou funcionais do tecido.

Alguns parênquimas são compostos por células de um único tipo:
Ex.: fígado (CPR) e músculo, cérebro e espinal medula (CPF)

 

Compartimento mesenquimatoso


  • Independente do anterior
  • Composto por tecido conjuntivo de suporte e vascularização capilar (CCM)
  • Têm uma sensibilidade intermédia às radiações
  • As suas características e ubiquidade podem estar na base da radiossensibilidade de tecidos com células que tipicamente não se dividem (pulmão, rim, espinal medula)

 

A lesão pela radiação de tecidos tipo CPR e CPF pode ser explicada pela lesão das células mesenquimatosas mais sensíveis, do tipo CCM.

A lesão vascular resultante levaria a hipóxia e morte por razões que não a radiação

A perda de elasticidade dos tecidos (fibroblastos) levaria a uma redução da resistência mecânica e a um maior risco de lesões perante traumatismos

... esta hipótese tem poucos apoiantes, que argumentam que as diferenças na resposta parenquimatosa pode ser explicada apenas pelo turnover celular específico de cada tecido.