Riscos para a saúde pela exposição ocupacional às radiações cósmicas em pilotos de linha aérea
Abstract
Nesta investigação desde a revisão bibliográfica, sobre o conhecimento do ciclo solar, radiações cósmicas, os seus efeitos na biologia e em particular nos pilotos de linha aérea, a sua idealização, planeamento, desenho, desenvolvimento, realização, conclusões e sugestões, foram levados em conta um conjunto de conceitos, procedimentos e técnicas que pensamos terem contribuído de forma decisiva para os resultados encontrados. Assim, é conhecido que a radiação ionizante pode produzir lesões ao nível do DNA, proteínas e outras moléculas. Este estudo contempla a realização de vários testes clínicos e bioquímicos para determinar a possibilidade de existência bem como a extensão dos danos induzidos pelas radiações cósmicas. A acontecerem, as possíveis lesões poderão ser causadas pela produção de espécies radicalares, como os radicais anião superóxido e hidroxilo. Nos possíveis danos a nível celular estão incluídos, hipoteticamente, danos devido a reacções de oxidação‐redução de nucleótidos, hidrolizações nas cadeias simples e cadeias duplas de ácidos nucleicos (DNA, mas também RNA), bem como cross‐links entre moléculas de DNA, de proteínas ou mesmo entre moléculas de DNA e proteína. Para diferentes organismos (de bactérias ao ser humano), e em condições normais, vários sistemas são activados na presença de radicais. Entre eles estão incluídas as enzimas dismutases do superóxido, peroxidases, catalases e outras enzimas que reagem com espécies reactivas de oxigénio (Reactive Oxygen Species, ROS) ou substratos que podem ajudar à formação de ROS para evitar ou minimizar danos oxidativos (ferritinas). Os estudos existentes apontam para uma fraca correlação entre um único parâmetro/patologia e a exposição às radiações cósmicas às quais os pilotos de linha aérea estão inerentemente sujeitos. Numa primeira análise poder‐se‐á concluir que os níveis de exposição não são significativos, mas existe o perigo potencial de estarmos a interpretar de forma incorrecta os dados publicados, ou de não termos dados suficientes para a correlação necessária. Considerouse benéfica a utilização combinada de testes clínicos de rotina em medicina com testes especialmente desenvolvidos para o efeito e uma análise multiparamétrica dos mesmos. Procurou‐se que estes testes estivessem desenhados para a monitorização das respostas dos sistemas de defesa e reparação de danos. Desta forma, neste estudo está proposto e ensaiado um teste baseado na quantificação da capacidade de destruição de espécies radicalares pelo sangue através de espectroscopia de ressonância paramagnética electrónica. Estes têm em conta a capacidade que uma determinada amostra de sangue tem em eliminar uma quantidade conhecida e quantificável de radicais (radical hidroxilo), gerados através de uma reacção de Fenton. Adicionalmente, os produtos da oxidação do DNA e danos proteicos, no caso, a 8‐hidroxi‐2'desoxiguanina foi quantificada num fluido biológico (urina). Desta forma, podem ser feitas tentativas para monitorizar danos através de produtos metabólicos de stress oxidativo causado pela exposição ocupacional às radiações cósmicas. Foi também tentada a obtenção de dados para a resposta fisiológica à capacidade antioxidante através de ensaios 'in vitro', com recurso a um “kit biológico” composto por amostras de proteínas e ácidos nucleicos. Este Kit foi exposto às radiações cósmicas no cockpit, durante o voo, tendo sido os danos monitorizados com metodologias bioquímicas correntes, tais como métodos electroforéticos. Verificou‐se posteriormente que o tipo de ensaio desenhado não era o mais adequado para este tipo de controlo, sendo que não foi possível distinguir entre os efeitos causados pela exposição à radiação nas amostras versus os controlos. Simultaneamente, a exposição dos pilotos de linha aérea às radiações cósmicas foi avaliada por métodos directos e indirectos. Como método directo recorreuse à utilização de um contador Geiger (TEPC). O método SIEVERT foi usado como método indirecto de avaliação da exposição às radiações cósmicas. Neste caso, todos os voos monitorizados foram utilizados para o cálculo/estimativa das doses recebidas e os resultados comparados com os valores obtidos pelo método directo. Em alguns casos seleccionados foi também utilizado o método CARI‐6, também usado por diversas companhias de linha aérea, permitindo assim uma comparação mais alargada entre diferentes metodologias. Para todos os pilotos envolvidos no estudo foi calculada uma estimativa da dose recebida durante o período da duração da investigação através do método SIEVERT, sendo neste caso avaliados 7405 voos com duração correspondente a 25668 horas. No contexto do estudo foram utilizadas duas amostras constituídas por 49 expostos (pilotos de linha aérea da TAP Portugal e membros da APPLA) e 35 de controlo (força de trabalho da Vicaima, SA). Estas amostras resultam da aplicação de critérios de inclusão e exclusão previamente estabelecidos e não ultrapassando um número global que impossibilitasse o estudo por motivos de recursos humanos e financeiros. Os resultados obtidos foram analisados em conjunto, recorrendo a uma análise multiparamétrica, com o objectivo de encontrar um efeito comum nas diversas variáveis estudadas, permitindo desta forma elaborar uma metodologia que fosse capaz de distinguir as duas amostras em estudo. Foi possível demonstrar a existência de uma correlação positiva entre as variáveis ferritina, hemoglobina e estimativa de exposição a radiação cósmica estimada (Sievert) e negativa com a variável 8OHG. Estas observações suportam a hipótese de que o metabolismo dos pilotos está adaptado a impedir a formação de espécies reactivas (ROS, RNS) e a potenciar a taxa de reparação de bases de DNA, num ambiente de pressão parcial de oxigénio inferior à normal (ao nível do mar). Em total concordância está o facto da capacidade antioxidante poder ser interpretada com uma correlação negativa versus a razão 8OHG/creatininuria, como seria de esperar num ambiente intracelular em que uma maior capacidade de evitar a formação de espécies que contribuam para o stress oxidativo leva a menores danos. Os resultados são também bastante claros em relação a um dogma existente na literatura. Ainda que limitados a amostra de pilotos do estudo, com características próprias das rotas efectuadas pela TAP Portugal, é notória a diferença da dose recebida por pilotos de médio e longo curso. Após normalização das doses recebidas para as horas voadas, podemos constatar que os pilotos de médio curso possuem em média valores significativamente maiores de dose recebida do que os pilotos de longo curso. Apesar de não ser possível falar de um efeito cumulativo normal, não é de todo impossível pensar que a exposição ocupacional a que um piloto de linha aérea está sujeito possa provocar um desgaste no sistema metabólico. Este desgaste pode levar a que, em idades mais avançadas da carreira, a resposta a lesões a nível da informação genética ou de stress oxidativo não sejam as adequadas e que por esse motivo se venham a desenvolver determinadas patologias. Ainda que nenhum estudo sistemático exista, esta observação parece ser apoiada pela menor esperança média de vida que se observa em pilotos de linha aérea. É de ressalvar a novidade com a aplicação dos testes bioquímicos a um estudo deste género, que pela primeira vez tenta correlacionar diferentes variáveis com possíveis alterações fisiológicas. Estamos em crer que o futuro sucesso desta metodologia passa pela sua aplicação ao número elevado de indivíduos, permitindo assim passar para uma utilização em larga escala na comunidade, aí sim, já com interesse em diagnóstico clínico corrente.
Full text
Departamento de Psiquiatría, Radioloxía e Saúde Pública Facultade de Medicina e Odontoloxía RISCOS PARA A SAÚDE PELA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS RADIAÇÕES CÓSMICAS EM PILOTOS DE LINHA AÉREA
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FacultadedeMedicinaeOdontoloxía DepartamentodePsiquiatría,RadioloxíaeSaúdePública RISCOS PARA A SAÚDE PELA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS RADIAÇÕES CÓSMICAS EM PILOTOS DE LINHA AÉREA Rodrigo Oliveira da Silva ISBN 978-84-9887-621-5 (Edición digital PDF)
JuanJesúsGestalOtero,CatedráticodeMedicinaPreventivaeSaúdePública daUniversidadedeSantiagodeCompostela, CERTIFICA QueD.RodrigoOliveiradaSilva,LicenciadoemMedicinaeCirurgiapela UniversidadedoPorto,Portugal,realizousobsuadirecçãoostrabalhosde investigaçãodasuatesedeDoutoramentosobre“RISCOSPARAASAÚDEPELA EXPOSIÇÃOOCUPACIONALÀSRADIAÇÕESCÓSMICASEMPILOTOSDELINHA AÉREA”. Revistoopresentetrabalho,consideraquereúneascondiçõesparaser apresentadoedefendidocomoTeseDoutoral. Eparaqueassimconsteeproduzaosefeitosoportunosassinaopresente certificadoemSantiagodeCompostelaa15Setembrode2010.
Dedicatória
Índice
III Indice Índice.....................................................................................................................I Indice...............................................................................................................III Resumo..............................................................................................................VII Resumo...........................................................................................................IX Abstract.............................................................................................................XIII Abstract..........................................................................................................XV Abreviaturas.....................................................................................................XVII Institucionais.................................................................................................XIX Técnico/Científicas......................................................................................XIX Definições/Glossário.........................................................................................XXI Definições/Glossário...................................................................................XXIII I.Introdução........................................................................................................1 Asradiações.....................................................................................................3 Efeitosdasradiaçõesnabiologia.....................................................................9 Efeitosdasradiaçõescósmicasnospilotosdelinhaaérea............................18 II.Planeamentodotrabalho..............................................................................29 Planeamentodotrabalho..............................................................................31 III.Materialemétodos......................................................................................33 Desenhodoestudo........................................................................................35 Revisãobibliográfica......................................................................................36 Populaçõesdereferênciaecontrolo.............................................................37 Amostraspopulacionais.................................................................................37 Questionário..................................................................................................39 Consentimentoinformado.............................................................................39 Amostrasbiológicas.......................................................................................42 MediçãodacapacidadeantioxidantenosangueporEPR.........................42
IV Quantificaçãode8‐hidroxi‐2'desoxiguanina.............................................44 Quantificaçãodebitirosina........................................................................46 Doseamentodaferritinanasamostrasdesangue....................................47 Doseamentodasproteínastotaisnasamostrasdesangue......................48 Doseamentodahemoglobinanasamostrasdesangue............................49 Doseamentodacreatininanasamostrasdeurina....................................50 Mediçãodasradiaçõescósmicas...................................................................51 Métododirecto..........................................................................................51 MétodoindirectoSIEVERT.........................................................................54 MétodoindirectoCARI‐6...........................................................................55 “Kit”biológico................................................................................................57 Análisemultivariável......................................................................................60 IV.Resultados....................................................................................................63 Radiaçõescósmicasrecebidas.......................................................................65 Radiaçãocósmicarecebidaeefeitosnasamostrasdokitbiológico.............77 CapacidadedeeliminarROSedereparaçãodeDNAcomrecursoauma análisemultivariáveis.....................................................................................81 Distinçãodasduasamostrasemestudo...................................................81 Distinçãoentretiposdepilotos(médiocursoversuslongocurso)...........89 V.Discussão.......................................................................................................91 Condicionantesdoestudo.............................................................................93 Metodologia...................................................................................................94 Resultados......................................................................................................99 VI.Conclusõesesugestões.............................................................................109 Conclusões...................................................................................................111 Sugestões.....................................................................................................112 VII.ConclusionsandSuggestions....................................................................113 Conclusions..................................................................................................115 Suggestions..................................................................................................115
V VIII.Bibliografia...............................................................................................117 Bibliografia...................................................................................................119 IX.Anexos........................................................................................................131 AnexoI‐ProtocolodeCooperaçãocomAPPLA..........................................133 AnexoII‐ProtocolodeColaboraçãocomFCT.............................................137 AnexoIII‐InformaçãodeServiço................................................................141 AnexoIV–Credencial..................................................................................143 AnexoV–Protótipo.....................................................................................145
Resumo
IX Resumo ÉconhecidoquearadiaçãoionizantepodeproduzirlesõesaoníveldoDNA, proteínaseoutrasmoléculas.Paradeterminarapossibilidadeeextensãode danosinduzidospelasradiaçõescósmicas,esteestudocontemplaarealização deváriostestesclínicosebioquímicos.Aacontecer,aspossíveislesões poderãosercausadaspelaproduçãodeespéciesradicalares,comoosradicais aniãosuperóxidoehidroxilo.Nospossíveisdanosanívelcelularestarão incluídos,hipoteticamente,danosdevidoareacçõesdeoxidação‐reduçãode nucleótidos,hidrolizaçõesnascadeiassimplesecadeiasduplasdeácidos nucleicos(DNA,mastambémRNA),bemcomocross‐linksentremoléculasde DNA,deproteínasoumesmoentremoléculasdeDNAeproteína.Para diferentesorganismos(debactériasaoserhumano),eemcondiçõesnormais, váriossistemassãoactivadoscomapresençadosradicais.Entreelesestão incluídasasenzimasdismutasesdosuperóxido,peroxidases,catalases, ferritinaseoutrasenzimasquereagemcomespéciesreactivasdeoxigénio (ReactiveOxygenSpecies,ROS)ousubstratosquepodemajudaràformaçãode ROSparaevitarouminimizardanosoxidativos. Osestudosexistentesapontamparaumafracacorrelaçãoentreumúnico parâmetro/patologiaeaexposiçãoàsradiaçõescósmicasàsquaisospilotosde linhaaéreaestãoinerentementesujeitos.Numaprimeiraanálisepoder‐se‐á concluirqueosníveisdeexposiçãonãosãosignificativos,masexisteoperigo potencialdeestarmosainterpretardeformaincorrectaosdadospublicados, oudenãotermosdadossuficientesparaacorrelaçãonecessária.Considerou‐ sebenéficaautilizaçãocombinadadetestesclínicosderotinaemmedicina comtestesespecialmentedesenvolvidosparaoefeitoeumaanálise multiparamétricadosmesmos.Procurou‐sequeestestestesestivessem desenhadosparaamonitorizaçãodasrespostasdossistemasdedefesae reparaçãodedanos. Foramdesenhadoseexecutadostestesbaseadosnaespectroscopiade ressonânciaparamagnéticaelectrónica,quepermitemquantificara capacidadededestruiçãodeespéciesradicalaresdosangue.Mais,osprodutos daoxidaçãodoDNAedanosproteicos,nocaso,a8‐hidroxi‐2'desoxiguaninafoi quantificadanumfluidobiológico(urina).Destaforma,podemserfeitas tentativasparamonitorizardanosatravésdeprodutosmetabólicosdestress oxidativocausadopelaexposiçãoocupacionalàsradiaçõescósmicas. Foitambémtentadaaobtençãodedadosparaarespostafisiológicaà capacidadeantioxidanteatravésdeensaios'invitro',comrecursoaum“kit biológico”compostoporamostrasdeproteínaseácidosnucleicos.EsteKitfoi expostoàsradiaçõescósmicasnocockpit,duranteovoo,tendosidoosdanos
X monitorizadoscommetodologiasbioquímicascorrentes,taiscomométodos electroforéticos. Simultaneamente,aexposiçãodospilotosdelinhaaéreaàsradiaçõescósmicas foiavaliadapormétodosdirectoeindirectos.Comométododirectorecorreu‐ seàutilizaçãodeumcontadorGeiger(TEPC).OmétodoSIEVERTfoiusado comométodoindirectodeavaliaçãodaexposiçãoàsradiaçõescósmicas. Nestecaso,todososvoosmonitorizadosforamutilizadosparao cálculo/estimativadasdosesrecebidaseosresultadoscomparadoscomos valoresobtidospelométododirecto.Emalgunscasosseleccionadosfoiainda utilizadoométodoCARI‐6,tambémusadopordiversascompanhiasdelinha aérea,permitindoassimumacomparaçãomaisalargadaentrediferentes metodologias. Paratodosospilotosenvolvidosnoestudofoicalculadaumaestimativada doserecebidaduranteoperíododaduraçãodainvestigaçãoatravésdo métodoSIEVERT,sendonestecasoavaliados7405vooscomduração correspondentea25668horas. Nocontextodoestudoforamutilizadasduasamostrasconstituídaspor49 expostos(pilotosdelinhaaéreadaTAPPortugalemembrosdaAPPLA)e35de controlo(forçadetrabalhodaVicaima,S.A.).Estasamostrasresultamda aplicaçãodecritériosdeinclusãoeexclusãopreviamenteestabelecidosenão ultrapassandoumnúmeroglobalqueimpossibilitasseoestudopormotivosde recursoshumanosefinanceiros. Osresultadosobtidospermitemconcluirqueexisteapossibilidadede,com basenostestesefectuados,distinguirasduasamostrasemestudo.Assim podemossalientarqueasvariáveisescolhidascombasenamonitorizaçãoda capacidadeantioxidanteedereparaçãodedanosaníveldemoléculas biológicassãoadequadasparaestabelecerumprovávelperfilclínicodos pilotosdelinhaaérea. Osresultadossãotambémbastanteclarosemrelaçãoaumdogmaexistente naliteratura.Aindaquelimitadospeladimensãodaamostradepilotosdo estudo,comcaracterísticasprópriasdasrotasefectuadaspelaTAPPortugal,é notóriaadiferençadadoserecebidaporpilotosdemédioelongocurso.Após normalizaçãodasdosesrecebidasparaashorasvoadas,podemosconstatar queospilotosdemédiocursopossuememmédiavaloressignificativamente maioresdedoserecebidadoqueospilotosdelongocurso. Éderessalvaranovidadecomaaplicaçãodostestesbioquímicosaumestudo destegénero,quepelaprimeiraveztentacorrelacionardiferentesvariáveis compossíveisalteraçõesfisiológicas.
Abreviaturas
XIX Institucionais APPLA ‐ Associação dos Pilotos Portugueses de Linha Aérea EASA ‐ European Aviation Safety Agency ECA ‐ European Cockpit Association EU ‐ Conselho da União Europeia FAA ‐ Federal Aviation Administration IATA ‐ Internacional Air Transport Association ICAO ‐ Internacional Civil Aviation Organization IFALPA ‐ International Federation of Air Line Pilots' Associations ILO ‐ International Labor Organization ICRP ‐ International Commission on Radiological Protection JAA ‐ Joint Aviation Authority MTOC ‐ Microtubular Organizing Center NRL ‐ National Radiation Laboratory NTSB ‐ National Transportation Safety Board OIT ‐ Organização Internacional do Trabalho Técnico / Científicas 8HOdG ‐ 8‐hidroxi‐2'desoxiguanina ALARA ‐ As Low As Reasonably Achievable AP ‐ apurínico‐apirimídico ATM ‐ Ataxia Telangectasia Mutated ATR ‐ ATM and Rad3‐related BSTFA ‐ N,o‐Bis (Trimethylsilyl) trifluoroacetamide BUN ‐ Blood Urea Nitrogen CAK ‐ CdK Activating Enzyme CKI ‐ CdK Inibitor Protein CdK ‐ Cycline‐Dependent Kinases CE ‐ Equivalentes Celulares
XX DNA ‐ Deoxyribonucleic acid DSB ‐ Double‐strand breaks EPCARD ‐ European Program Package for the Calculation of Aviation Route EPR ‐ Electron paramagnetic resonance GC/MS ‐ Gas chromatography‐mass spectrometry GC‐FID ‐ Gas chromatography coupled with flame ionization detector LET ‐ Linear Energy Transfer NEBD ‐ Nuclear Envelope BreakDown PCAIRE ‐Predictive Code for Aircrew Radiation Exposure RF ‐ Radio frequência RNA ‐ Ribonucleic acid RNS ‐ Reactive Nitrogen Species ROS ‐ Reactive Oxygen Species SPE ‐ Solid phase extraction SSB ‐ Single stranded breaks TEPC ‐ Tissue‐Equivalent Proportional Counter UFCs ‐ Unidades Formadoras de Colónias
Definições/Glossário
XXIII Definições/Glossário Nodecorrerdestetrabalhoforamapresentados,numpanoramateórico, algumasdefiniçõesdeconceitosfísicos: Armadilhasdespin–moléculasutilizadasparacaptarradicaislivrescom temposdevidacurtos,porformaaqueosmesmospossamseranalisadospor técnicasespectroscópicascomoEPR.Sãonormalmentecompostosazotados queformamaductosquandoreagidoscomosradicaislivresemsolução.Do pontodevistaespectroscópico,osaductosformadossãocaracterísticosdeum determinadotipoderadical. Bequerel(Bq)− unidadedemedidanoSistemaInternacional(SI)para radioactividade,definidocomosendoaquantidadedematerialnoqualum núcleodecaiporsegundo.Éportantoequivalenteas‐1.Amedidaanteriorerao Curie(Ci),definidocomo1Bq=2.70×10−11Ci. ContadorGeiger–equipamentonormalmenteutilizadoparaadetecçãoe quantificaçãoderadiaçãoionizante.Estesequipamentossãonormalmente constituídosporumtubopreenchidoporumgásinerte,queéelectricamente carregadoquandoatravessadoporumapartículaoufotãoderadiação. Detectamnormalmentepartículasβeradiaçãoγ,sendoquealgunsmodelos podemmesmodetectarpartículasα. Cross‐link–tipodeligaçõesquímicasqueligamduascadeiaspolipeptidicas, sendoanaturezadestaligaçãonormalmentecovalente. Dose–abreviaturadedoseabsorvida(1Gy=1J/Kg),doseequivalente,dose efectivaoudoseponderada(1Sv=1J/Kg).Adefiniçãodedosesbaixas,medias eelevadasvariambastantenaliteratura.Paraesteestudoserãoconsideradas baixasde0a100mGy(mSv),médiasde100até1Gyeelevadasde1Gyatéàs dosesmaiselevadasusadasparafinsterapêuticos(de20a60Gy). Doseefectiva–somadetodasasdosesdasdiversasradiaçõesrecebidaspor todososórgãosmultiplicadopelosfactorescorrespondentesacadaórgãoea cadatipoderadiação,talcomodefinidopelaInternationalCommissionfor RadiologicalProtection(ICRP).Édefinidacomo1Sv=1J/Kg=100rem.Doses efectivasequivalentesdevem,independentementedaidadeousexo, corresponderaomesmorisco.Numasituaçãodeexposiçãouniformedecorpo inteiroaumdeterminadotipoderadiação,adoseefectivadevecorresponder àdoseabsorvidaamultiplicarpelofactordaradiaçãocorrespondente. Doseequivalente–correspondenteàdoseabsorvidamultiplicadapelofactor dequalidadeQ,querepresenta,dopontodevistadecontroloeprotecção
XXIV radiológica,aeficiênciadaradiaçãorelativamenteàradiaçãoionizante dispersa.Édefinidacomo1Sv=1J/Kg=100rem. Electrão‐volt(eV)–unidadedeenergiaemque1eV=1.6x10‐19J=1.6x10‐12 erg.1eVéequivalenteàquantidadedeenergiarecebidaporumelectrão quandosubmetidoaumadiferençadepotencialde1V. Epidemiologia–estudodosfactoresdeterminantesdafrequênciadasdoenças emhumanos.Asduasprincipaisvertentessãooestudodasdoençascrónicase oestudodoscasostipo. EPR–ElectronicParamangneticRessonance,RessonânciaParamagnetica Electronica(RPE)emPortuguês.Técnicabaseadafundamentalmentenas propriedadesparamangneticasdoelectrão.Oseucomportamentona presençadeumcampomagnéticoexternodependedavizinhançamolecular (núcleoseelectrõesdesemparelhadospróximos),peloqueestatécnica permiteobterinformaçõessobreaestruturaeconfiguraçãoelectrónicado centroparamagnético. Etiologia–ciênciaouoestudodacausadeumadoença. Euratom–AgenciaEuropeiadeEnergiaAtómica Exposição–condiçãodeestaremcontactocomumagentefísicoouquímico. Exposiçãopotencial–Exposiçãodecujaocorrêncianãopodehaveracerteza, mascujaprobabilidadepodeserpreviamenteestimada. Fontederadiaçãonatural–fontesderadiaçãoionizantedeorigemnatural, terrestreoucósmica. Gray(Gy)–unidadeSIcorrespondenteadoseabsorvida.Édefinidacomo1Gy =1J/Kg=100rads. High‐LETradiation–radiaçãocompostaporneutrõesouparticulascarregadas pesadastaiscomo,protõesouparticulasalfa,capazesdeconduziràdensa ionizaçãodepartículasaonívelmolecular(L>10keV/μM). Incidência–númerodenovoscasosnumadeterminadapopulação,num períododeterminado. InternationalCommissionforRadiologicalProtection(ICRP)–organização internacionalindependenteresponsávelpelasrecomendaçõeselinhasde orientaçãonoquerespeitaàprotecçãocontraasradiaçõesionizantes. InternationalCommissiononRadiationUnitsandMeasurements(ICRU)– organizaçãointernacionalindependenteresponsávelpelasrecomendaçõese linhasdeorientaçãonoquerespeitaàsunidades,quantidadesemediçõesda radiação.
XXV LinearEnergyTransfer(LET)–energiamediaperdidapelaspartículas carregadasaquandodascolisõeselectrónicasporunidadedecumprimento (keV/mm). Low‐LETradiation–radiaçãocompostaporraios‐X,raiosgammaepartículas carregadastaiscomoelectrões,capazesdeconduziraumaionizaçãodispersa aonívelmolecular(L<10keV/μM). Membrosdopúblico–elementosdapopulação,comexcepçãodos trabalhadoresexpostos,dosaprendizesedosestudantesduranteassuas horasdetrabalhoedeindivíduosduranteexposiçõesradiológicasmédicas, indivíduosque,comconhecimentodecausaedelivrevontadeparticipemno apoioereconfortoapacientessubmetidosadiagnósticooutratamento médico,ouaindadeindivíduosquevoluntariamenteparticipememprogramas deinvestigaçãomédicaebiomédica. Períododeserviçodevoo –intervalodetempocompreendidoentreo momento,designadopelooperador,emqueotripulanteseapresentapara efectuarumvooousériedevooseomomentoemqueaaeronavese imobilizadefinitivamente,apósoúltimosectorvoado. Prevalência–númerodecasosdeumadeterminadadoençanumdeterminado espaçodetempoporunidadedepopulação,normalmente100milpessoas. Radiação–energiaemitida,sobaformadeondasoupartículas,porátomos radioactivoscomoresultadododecaimentoradioactivoprovocado artificialmente,comoporexemploatravésderaios‐X. RadiaçãoGamma–radiaçãoelectromagnéticadebaixocomprimentodeonda, deorigemnuclear,semelhanteaosraios‐X,maspossuindo,normalmente, energiasmaiselevadas(de100keVaváriosmilhõesdeeV). Radioactividade–capacidadequeumnúcleotemdedecaircomarespectiva emissão,usualmente,deradiaçãogamma.Podetambémserdivididaem radiaçãonatural(atravésdacapacidadequealgunsradionucleotidostêmde emitirradioactividade)eradiaçãoartificial(derivadadaintervençãohumana produzidaporfissão,fusão,bombardeamentodepartículasouirradiação electromagnética). Risco–probabilidadedesofrerumalesão,perdaoudoença.Éumamedidada probabilidadedesofrerumdanoatravésdeumaacçãoouinacção. Risco(avaliaçãodo)–processopeloqualosriscosassociadosaacçõesou inacçõessãoidentificadosecontabilizados. Sievert(Sv)–nomedaunidadeSIcorrespondenteadoseequivalente.
XXVI Tempodevoototal(Blocktime) –tempodecorridoentreomomentoemque aaeronavesedeslocadolocalondeseencontraestacionadacomoobjectivo dedescolaratéaomomentoemqueestacionaeosmotoresparam. Trabalhadoresexpostos –pessoassubmetidasduranteotrabalho,porconta própriaoudeoutrem,aumaexposiçãodecorrentedepraticasabrangidaspelo Decreto‐leinº222/2008,de17deNovembro,susceptíveisderesultaruma dosesuperioraqualquerumdoslimitesdedosefixadosparaosmembrosdo publico. UnidadesSI–unidadesdefinidaspeloInternationalSystemofUnits,definidas peloGeneralConferenceosWeightsandMeasurementsem1960.Estastêm porbaseunidadescomoometro(m),okilograma(kg),osegundo(s)eassuas combinações,comnomenclaturasespecificascomoporexemploaenergia(1J =1kgm2/s2)oudoseabsorvida(1Gy=1J/Kg=1m2/s2). UnitedNationsScientificCommitteeontheEffectsofAtomicRadiation (UNSCEAR)–grupodetrabalhodasNaçõesUnidasquepublica periodicamenteumrelatórioacercadasfonteseefeitosdasradiações ionizantes. Variabilidade–diversidadedeumacaracterísticaouquantidadedentrode umadeterminadapopulação.Taldiversidadeéintrínsecananaturezaeé normalmenteassumidacomosendoaleatória.Destaformapodeser representadaporumafrequênciadedistribuição. Apresentaçãomatemáticadealgunsconceitosutilizadosnotratamentodos dados. 1.1 –Doseabsorvida,D dm d D ε = OndeDéadoseabsorvidaporunidadedemassa,d ε éaquatidadedeenergia transmitidapelaradiaçãoionizanteparaumdeterminadovolumedematériae dmrepresentaamassadessevolumedematéria. 1.2 –Doseefectivaaplicada,)( τ E )()( ττ TT T HwE ∑ = Adoseefectivaaplicada,)( τ E,éaquantidadededoseefectivamente recebida,T H,porumórgãooutecido,multiplicadapelocoeficientedemassa,
3 Asradiações Existemdiferentestiposderadiaçãoquepodemserclassificadosdeacordo comosefeitosqueproduzemnamatériaeque,porsimplicidade,podemos separaremduascategoriasprincipais:i)radiaçãonãoionizanteeii)radiação ionizante. Aprimeiraéaradiaçãoque,eminteracçãocomamatériabiológicanãopossui aenergiasuficienteparaprovocarumaionização,ouseja,nãopossuienergia suficientepararemoverelectrõesdeátomosouàsmoléculascomasquais interactuam. Sãonormalmenteconsideradasradiaçõesnãoionizantesaquelasquepossuem comprimentosdeondasuperioresa380nm(ultravioletapróximo,visível, infravermelho,microondas,ondasderádioeRFdebaixafrequência)cuja energiaconsegueapenaspromoverelectrõesaestadosexcitados. Poroutrolado,aradiaçãoionizanteéconstituídaporfotõesoupartículas capazesdedeterminar,directaouindirectamente,aformaçãodeiões. Exemplosderadiaçõesionizantessãoraio‐X,raiosγeasradiaçõesultravioleta ecósmica. Ésabidoqueaexposiçãoaníveismuitoelevadosderadiaçãoionizantepode causardanosseverosnascélulase,inclusivamente,levaràsuamorte.A exposiçãoaaltasdosespodelevaràmorteimediatadoindivíduoeassuas consequênciastardiasporexposiçãoprolongadapodelevarao desenvolvimentodecancroouamalformaçõesgenéticasresultantededanos ocasionadosnascélulasreprodutoras. Considera‐sequesãomaisdifíceisdepreverosefeitosdosníveisderadiação ionizanteembaixasdosagens,taiscomoradiaçãocósmica.Pois,nestecasoé necessárioteremlinhadecontaasusceptibilidadeindividual,bemcomoos mecanismosdeauto‐reparaçãodoorganismo. AradiaçãocósmicafoidescobertanoiníciodoséculoXXporVictorFranzHess numaexperiênciacombalõesatmosféricosquelherendeuoPrémioNobelda Físicaem1936,emconjuntocomCarlDavidAnderson1.Aevidênciado constantebombardeamentoderadiaçãocósmicanaTerraconduziuà incertezaemrelaçãoaosefeitosnocivosqueestapodeteremaltitude,tendo 1http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1936/press.html.
4 maistardevindoadeterminar‐searadiaçãocósmicacomoumaagente carcinogéneo2. Aradiaçãocósmicaqueincidecontinuamentesobreaatmosferaterrestreé constituídaporumfluxoprimárioisotrópico(i.e.independentedadirecção)de partículasaltamenteenergéticasenúcleos,provenientesdoSoloudoespaço interestelaretambémporradiaçãosecundáriaqueresultadainteracçãodas partículasprimáriascomaatmosfera. Aradiaçãocósmicaprimáriapodesercaracterizadadeacordocomoseunível energético,distinguindo‐seassimduascomponentes:radiaçãocósmica galácticaesolar.Importaaindadestacarquearadiaçãopodeterorigem extragalácticaque,apesardeterenergiasuperiora1020eV,éconsiderada desprezável,umavezqueaproximadamenteumapartículacomorigem extragalácticapormetroquadradoeporanoatingeasuperfícieterrestre3. Acomponentegalácticadaradiaçãocósmicacorrespondeaumalarga percentagemderadiaçãoqueatingeaatmosferaterrestre.Osraioscósmicos galácticossãopartículasaltamenteenergéticasaceleradasporondasde choqueprovavelmenteprovenientesdeexplosõesdesupernovas.Amatéria remanescente,aexpansãodasnuvensdegáseoscamposmagnéticos resultantesdestasexplosõespodemdurarmilhõesdeanos,duranteosquais algumaspartículasganhamenergiasuficienteparaescaparemparaoespaço interestelar.Aenergiadaradiaçãocósmicaresultanteirádependerdaforçado campomagnéticoedotamanhodaregiãodeaceleração. Tabela1‐Composiçãodaradiaçãocósmica Atabela1representaaradiaçãocósmicagalácticaqueémaioritariamente constituídapornúcleosatómicoscircundadosporelectrõesdeenergiamuito 2LimMK.Cosmicrays:areaircrewatrisk?Occupationalandenvironmental medicine.2002Jul;59(7):428‐32;discussion32‐3. 3MeloPEL.Avaliaçãodedosesderadiaçãocósmicaparatripulaçõesmilitaresde aeronavesdetransporte.Lisboa:UniversidadeNovadeLisboa;2008. PartículasFrequência Núcleosdehidrogénio(protões)85% Núcleosdehélio(partículasα) 12.5% Núcleosdeátomospesados 1% Electrões1.5%
5 elevada4.Aintensidadedacomponentenuclearpodeatingirumafaixade energiaquevaidesdealgunsGeVatécercade1TeV5. Noutrosentido,umaparteminoritáriadaradiaçãocósmicaprimáriaé provenientedoSol.Osraioscósmicossolaressãopartículasdebaixaenergia (entre10e100MeV)comumacomposiçãosemelhanteàradiaçãogaláctica. Têmorigememerupçõessolares,ventossolaresouexplosõesviolentasna superfíciedoSol.Aserupçõeseventossolaressãoconstituídosporraios‐X, raiosγepartículascarregadas(protões,electrõeseiõespesados)que emergemradialmentedoSolavelocidadessupersónicas,podendoatingir energiasaté10GeV.Noentanto,partículasdeorigemsolardestaenergia chegamàórbitaterrestre,emmédia,apenasumavezpordécada6. Aactividadesolaréumfactordemodulaçãodofluxoderadiaçãocósmica primária,queécaracterizadopelonúmerodemanchassolaresàsuperfície, quantomaiorforonúmerodemanchas,maiorseráaactividade,emais intensoseráocampomagnéticosolar7.Estasequênciadeeventosorigina ventossolarescadavezmaisfortes,oqueaumentaaprobabilidadede ocorrênciadeerupçõessolares.Osconstantescamposmagnéticossolares fazemcomquesecrieumaesferadeinfluênciasolarconhecidacomo heliosfera.Ahelioesferaéumaimensa“bolha”magnéticaqueincluioSistema Solar,ventossolareseocampomagnéticosolar,paraládaqualoSoldeixade terinfluência.EstaesferadeinfluênciadoSolmove‐seaolongodomeio interestelar,formandoumainterfaceheliosféricaequeseestendemuitopara alémdoSistemaSolar(Figura1). OSoltemumcampomagnéticovariávelqueinverteapolaridadeacada11 anos,duranteosquaisonúmerodemanchassolaresvaria,observando‐se períodosdeactividadesolarmáximaemínima.Emperíodosdeactividade solarmáxima,onúmeromanchassolaresàsuperfícieaumenta,intensificando osventossolareseaquantidadedematériaejectadapeloSolnassuas 4PojeaM,VukovicB,VargaM,RadolicV,MiklavcicI,FajD,etal.Relationbetween galacticandsolarcosmicradiationataviationaltitude.AdvSpaceRes.2008 Dec;42(12):1913‐6. 5ApelU.HumanfactorsandhealthinSpacetourism.2ndInternationalSymposium onSpaceTourism.Bremen;1999. 6SimpsonJA.Elementalandisotopiccompositionofthegalaticcosmic‐rays.Annu RevNuclPartSci.1983;33:323‐81. 7LantosP.TheSunanditseffectsontheTerrestrialenvironment.Radiation protectiondosimetry.1993;48(1):27‐32.
6 erupções8.Oscamposmagnéticosquesãotransportadospelosfortesventos solaresinteragemcomaspartículasdeorigemgalácticaquechegamao sistemasolar,desviandoasuatrajectóriaparadirecçõesdiferentesdaTerraou atenuandoasuacapacidadedepenetraçãonaatmosferaterrestre.Nestes períodosacomponentegalácticadaradiaçãocósmicadeixadeserdominante faceàcomponentesolar,menosenergética,peloquesãodetectadosvalores mínimosdedose. Figura1‐ Esquemadaesferadeinfluênciadosoldentroeforadosistemasolar, fonte:http://Interstellar.jpl.nasa.gov Poroutrolado,emperíodosdeactividadesolarmínima,ahelioesferatorna‐se menosintensaenãoseobservaoefeitoatenuadordoscamposmagnéticos solares,peloquearadiaçãocósmicadeorigemgalácticatorna‐sedominantee maisenergéticanestafase,oquecorrespondeaumvalormáximodedose. Podemosverificarnafigura2onúmerodemanchassolares(curvainferior)e monitorizaçãodeneutrõesderivadosderadiaçãocósmicaparaosciclos solares20a23(1964a2002).Denotarqueociclosolar23terminouem2008 equenestemomentonosencontramosnumpontopróximodomínimosolar. Aspartículasdeorigemgalácticaquenãosãodeflectidaspelocampo magnéticosolarencontramposteriormenteocampomagnéticoterrestre,que éumabarreiraeficazcontraestetipoderadiaçãoemalgumaszonasdoglobo terrestre.Oefeitoprotectordamagnetosferaterrestredependedalatitude, longitudeeazimute. 8BagshawM.Cosmicradiationincommercialaviation.Travelmedicineand infectiousdisease.2008May;6(3):125‐7.
7 Figura2‐Médiasmensaisderaioscósmicos(Climax,Colorado)emédiasmensaisde manchassolares,fonte:finalreportofEuradosWG5. Quandoumapartículacarregadasemovimentaaolongodocampomagnético (i.e.avelocidadenãotemadirecçãodocampo),esteprovocaumdesviona trajectóriadapartículaafastando‐adaórbitaterrestre,sendoestedesviotanto maisintensoquantomenorforarigidezmagnéticadapartícula.Arigidez magnéticaéumagrandezaqueindicaopoderdepenetraçãodeumapartícula. Paracadapontodaatmosferaterrestreexisteumvalorlimitederigidez magnética,abaixodoqualpartículasincidentesnãoconseguempenetrarna atmosfera. Nospólos,estevalorémínimo,peloqueaspartículasmenosenergéticas conseguempenetraraatmosferaterrestre.Porsuavez,nasregiões equatoriaisolimiarderigidezmagnéticaémáximoeapenasaspartículasmais energéticassãocapazesdepenetrarnaatmosferaterrestre. Apenasacomponentemaisenergéticadaradiaçãocósmicagalácticaconsegue atingiraatmosferaterrestre,masnãosemtersofridoatenuaçãoporpartedo campomagnéticosolareterrestre.Aindaassim,aradiaçãocósmicaque alcançaaatmosferavaiacabarporcolidircommoléculasdeazotoeoxigénio, provocandoexcitaçõeseionizações9.Aspartículassecundáriasqueseformam destasreacções(raiosγ,electrões,neutrõesemuões)constituemoiníciode umacascatadepartículasquepodemtambéminteragircomoutrosnúcleos 9PojeaM,VukovicB,VargaM,RadolicV,MiklavcicI,FajD,etal.Relationbetween galacticandsolarcosmicradiationataviationaltitude.AdvSpaceRes.2008 Dec;42(12):1913‐6.
8 presentesnaatmosfera.Esteprocessoemcascatadesenvolve‐seatéquea energiadaspartículassejatotalmentedissipada(Figura3). Figura3‐ Representaçãodoprocessoemcascatadasradiaçõescósmicas,fonte: http://fafnir.phyast.pitt.edu/particles/conuni5.html Estefactofazcomqueaintensidadedaradiaçãocósmicasejanotoriamente dependentedaaltitude. Emresumo,osníveisderadiaçãocósmicanaatmosferaterrestredependem dosseguintesfactores: 1.Altitude:ascamadasdaatmosferaterrestreactuamcomoumescudo protectorparaaradiaçãocósmica.Amaioresaltitudesoefeitoprotectoré menor,levandoamaioresvaloresderadiaçãocósmica.Paraasaltitudes habituaisdevoo(9a14km)aexposiçãoàradiaçãoécercade100vezes superioràmedidanosolo. 2.Latitudegeográfica:aspartículasderadiaçãocósmicapodemestar carregadaselectricamenteecomotalsãodeflectidaspelocampomagnético terrestre,razãopelaqualasdosesderadiaçãosetornammaioresalatitudes elevadas.Estetipodeescudoémaisefectivonoequador,tornando‐se praticamentenulonospólosmagnéticosondearadiaçãomenosenergética
9 consegue atingir a atmosfera (a dose de radiação duplica do equador aos pólos magnéticos); 3. Actividade solar: esta actividade varia de forma previsível em ciclos de aproximadamente 11 anos. Uma maior actividade solar leva a níveis de radiação cósmica inferiores devido ao campo magnético solar que deflecte a radiação em direcções diferentes da Terra. Efeitos das radiações na biologia Considerando alguns conceitos básicos biológicos e genéticos, podemos dizer que dentro do núcleo celular encontramos unidades biológicas, os cromossomas, que são constituídos por um condensado de DNA e proteínas. O DNA é uma molécula de elevada massa molecular responsável pelo armazenamento e transmissão da informação genética. Os cromossomas contêm genes, que são as unidades básicas da hereditariedade, que no conjunto definem o genótipo do individuo, sendo as suas manifestações o fenótipo. Também se encontra nas células outro tipo de material genético, o RNA, envolvido na expressão da informação genética do DNA. A radiação pode não provocar a morte da célula, mas sim modificá-la. Este dano é normalmente reparado, mas se a reparação não for perfeita, o resultado da modificação pode ser transmitida às células que com forte probabilidade certamente evolui para cancro. À modificação ou alteração brusca dos genes ou de cromossomas, que levam a uma variação hereditária ou a mudança no fenótipo denomina-se mutação, podendo acontecer tanto em células somáticas como germinativas. As mutações podem ocorrer espontaneamente ou podem ser induzidos por exposição a um agente mutagénico. Dependendo dos seus efeitos no fenótipo as mutações são classificadas em dominantes e recessivas. Células expostas a vários agentes danosos ao DNA respondem, invariavelmente, com um atraso no ciclo celular. Por exemplo, após a exposição a radiação ionizante, o atraso transitório observado em G1 e G2 para prover tempo para o reparo do dano antes que a célula reinicie a síntese 4. Emissões de protões solares (ou SPE's – Solar Proton Events): ocasionalmente ejecções massivas de partículas carregadas ocorrem no Sol que levam ao aumento repentino dos níveis de radiação na atmosfera terrestre. Estes eventos são raros (0 a 8 por ciclo solar) mas não são previsíveis e os aumentos de radiação causados não são uniformes.
10 replicativa de DNA e/ou inicie a mitose. Uma falha no reparo ao dano em DNA pode resultar em propagação de lesões mutagênicas e contribuir para o acumulo progressivo de mudanças genéticas envolvendo transformações neoplásicas. As partículas subatómicas que constituem a radiação cósmica viajam a altíssimas velocidades (400 a 800 km/seg.) e têm a capacidade de atravessar matéria, incluindo o corpo humano, podendo assim causar a ionização de moléculas biológicas tais como o DNA e tendo importantes implicações biológicas. Através desta interacção e ao remover pelo menos um electrão a um átomo ou molécula, dá origem a macromoléculas modificadas e a espécies radicalares. Para além de danos directos, a formação destes radicais, conjugada com a presença de outros componentes celulares pode desencadear uma quantidade de reacções potencialmente destrutivas. Entre estas é especialmente importante realçar as espécies reactivas de oxigénio10,11. Estas ROS têm sido implicadas em diferentes vias metabólicas e processos fisiológicos12,13. Elas podem dividir‐se de acordo com o seu tipo, radicalares (superóxido, hidroxilo, peroxilo, alcoxilo e hidroperoxido) ou não radicalares (peróxido de hidrogénio, ozono, oxigénio singleto, peroxinitrito e ácido hipoclorico). Estas espécies, em concentrações elevadas, podem provocar alterações ao normal funcionamento celular, por exemplo, através de oxidação de lípidos, redução de glícidos e aminoácidos ou provocando um grande número de alterações em purinas e pirimidinas14. A reacção com proteínas pode levar à sua hidrólise, “cross‐link” ou perda de função catalítica/estrutural. Estas proteínas podem ou não ser reconhecidas pelo sistema de degradação celular. Caso não sejam reconhecidas, estas proteínas alteradas vão acumular‐ se e com o tempo vão 10 Valko M, Rhodes CJ, Moncol J, Izakovic M, Mazur M. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress‐induced cancer. Chem‐Biol Interact. 2006 Mar;160(1):1‐ 40. 11 Halliwell B, Whiteman M. Measuring reactive species and oxidative damage in vivo and in cell culture: how should you do it and what do the results mean? British journal of pharmacology. 2004 May;142(2):231‐55. 12 Nistala R, Whaley‐Connell A, Sowers JR. Redox control of renal function and hypertension. Antioxid Redox Signal. 2008 Dec;10(12):2047‐89 13 Nie G, Lu Z, Soe‐Lin S, Zhao B, Ponka P. Overexpression of mitochondrial ferritin sensitizes cultured cells to oxidative stress via an iron‐mediated mechanism. Am J Hematol. 2007 Jun;82(6):545‐. 14 Collins AR. Oxidative DNA damage, antioxidants, and cancer. Bioessays. 1999 Mar;21(3):238‐46.
11 tornar‐secausadorasdeperturbaçõesanívelcelularedosorganismos.O radicalhidroxilo,porexemplo,podesermuitotóxicocausandodanosem muitasmoléculascomooDNA,proteínaselípidosdemembrana.Oradical hidroxiloreagepróximodolimitededifusão(ouseja,comconstantesde velocidadesuperioresa109M‐1.s‐1)gerandotantohidroxilaçãocomremoção deátomosdehidrogénio: •OH+RÆ•ROH •OH+RH2Æ•RH+H2O Aindaquesejabastantecomplicadodistinguirentreefeitosdirectose indirectosdaradiaçãoionizante,váriosalvosbiológicospodemser identificadosemfunçãodotipodepartículaedaenergia(LET‐LinearEnergy Transfer)emcausa15.Considera‐sequeoalvosubstancialdaslesões provocadaspelaradiaçãosejaaestruturadoDNApodendoserdirectamente alteradaoulesadaporumapartículaionizantedepassagem.Paraalémdos alvosclássicos(fibrasdecromatina,nucleossomaseduplahélicedeDNA)que causamquebraemcadeiassimples(SSB)oumesmodaduplahélice(DSB),e formaçãodeligaçõescovalentesanormaisentremacromoléculas(osjá referidos“cross‐links”entreduasmoléculasdeDNAoumoléculasdeDNAe proteínas)devemosterematençãooefeitonosmecanismosdedefesa celular16,17. Acapacidadedacélulapararepararosefeitosdaionizaçãodependeemparte donúmerodeeventosqueocorramnacélulaapartirdapassagemdeuma únicapartícula,oudasuaconcentraçãonestaspassagens.Nocasodascélulas demamíferos,osdanosinduzidosdirectamenteouindirectamente,pela radiaçãoionizantesãoprevenidos/reparadoscombasenumacomplexarede dedefesacelular17,18,19.DestaredefazemparteenzimasquedegradamROS 15HealthRisksFromExposuretoLowLevelsofIonizingRadiation:BEIRVII:National AcademyPress. 16SpitzDR,AzzamEI,LiJJ,GiusD.Metabolicoxidation/reductionreactionsand cellularresponsestoionizingradiation:Aunifyingconceptinstressresponsebiology. CancerMetastasisRev.2004Aug‐Dec;23(3‐4):311‐22. 17BelliM,SaporaO,TabocchiniMA.Moleculartargetsincellularresponsetoionizing radiationandimplicationsinspaceradiationprotection.Journalofradiationresearch. 2002Dec;43Suppl:S13‐9. 18ImlayJA.Cellulardefensesagainstsuperoxideandhydrogenperoxide.AnnuRev Biochem.2008;77:755‐76 19WoodRD,MitchellM,SgourosJ,LindahlT.HumanDNArepairgenes.Science.2001 Feb;291(5507):1284‐+.
12 (porexemplocatalasesereductasesdosuperóxido)eenzimasdereparaçãode danosnoDNA.Nesteúltimocasoareparaçãoporexcisãodasbases danificadaséumdosprincipaissistemasdereparaçãoenvolvidonareparação debasesdanificadas.Oreconhecimentodepequenaslesõessubtisé efectuadoatravésdeumprocessoqueenvolveváriasreacçõessequenciais catalisadaspordiferentesenzimas.Oprimeiropassodestaviaécatalisado pelasglicosilasesdoDNAquereconhecemabasemodificadaoumal emparelhadaearemovemdaduplahéliceproduzindoumsítioapurínico‐ apirimídico(AP).AsubsequenteacçãodeendonucleasesAP,polimerasese ligasesreparaonucleótido.Onucleótidoexcisadonãoé,emalgunscasos, metabolizadopeloqueaquantificaçãodocompostoexcretadopodedaruma noçãodoníveldedados/reparaçõesefectuadas. AdivisãocelularéumdosprocessosmaisimportantesnaBiologiaCelular. Comotal,desdequefoiconcebidaaideiadequetodososorganismossão constituídosporcélulasequetodasessascélulasderivamdecélulasjá existentes(“Omniscellulaecellula”,RudolfVirchow),diversosestudostêm vindoaserrealizadosnosentidodecompreenderomecanismodedivisão celular.WalterFlemmingfoi,em1879,oprimeiroadescreveradivisãocelular. Flemmingreferiuqueascélulasqueseencontravamnumestadoestacionário seguiamumasequênciademodificaçõesqueasconduziamaumanovadivisão econsequenteformaçãodenovascélulas.Esteprocessofoichamadode mitose. Ociclodedivisãocelularéconsiderado,hojeemdia,comooconjuntode acontecimentosquesurgemnumacéluladesdeasuaformaçãoatéàsua divisãoeconsequenteformaçãodenovascélulas.Nestesentido,umacélula mãedáorigemaduasnovascélulasemcadaciclocelular.Estasnovascélulas sãogeneticamenteidênticasàcélulaquelhesdeuorigem,sendoquecada umapodepassarporumprocessodecrescimentodiferenteeatémesmo diferenciar‐se.Comotal,ociclodedivisãocelularpodeserdefinido genericamentecomoumprocessopeloqualumoócitofertilizadopode desenvolver‐seedarorigemaumorganismomulticelularcomplexo,mantido atravésdeumacontínuarenovaçãocelular. Assim,ociclodedivisãocelularéumprocessoaltamentereguladoeordenado. Nocasodascélulaseucarioticas,ociclocelularpodeserdivididoemduas grandespartes:umafaselongadenominadadeinterfase,correspondenteao períodocompreendidoentreasduasdivisõescelulares,noqualacélulacresce esintetizatodososcomponentescelularesnecessários.Asegundafase,fase curta,denominadademitose,correspondeàfasedocicloondeocorrea divisãocelular.Apósadivisãonuclear,aformaçãodasduascélulasfilhas ocorreatravésdadivisãodocitoplasma,numprocessodenominadode citocinése.
19 Actualmenteocálculodasdosagensdastripulaçõesdeaviõeséfeitocomo auxíliodeprogramasdecomputadorquetomamemconsideraçãovalores experimentaisconhecidoseosdadosdecadavoo. Existemdiversosprogramasdisponíveiscomo: - EPCARD‐(http://www.helmholtz‐muenchen.de/en/epcard‐portal/epcard‐ home/index.html); - CARI(http://jag.cami.jccbi.gov/cariprofile.asp); - PC‐AIRE(http://www.pcaire.com/); - SIEVERT (http://www.sievertsystem.org/WebMasters/en/evaluation.html)27,28. Estesprogramasforamdesenvolvidostendoporbaseváriosfactores,tais como: - Dataehoradovoo(partidaechegada); - Coordenadasgeográficasdosaeroportosdeorigemededestinodovooem causa; - Latitude,longitudedarotaefectuada; - Altitudesatingidasduranteovoo(patamaresdevoo); - Opotencialheliocêntricoestimado,tendoemcontaamonitorizaçãode neutrõesqueéumparâmetrodemodulaçãodaactividadesolar29. Odesenvolvimentodemodelosdecomputadorcapazesdepreverasdoses recebidasportripulaçõesabordodeaviõescomerciaisiniciou‐senosanos80. 25Bottollier‐DepoisJF,ChauQ,BouissetP,KerlauG,PlawinskiL,Lebaron‐JacobsL. Assessingexposuretocosmicradiationonboardaircraft.AdvSpaceRes. 2003;32(1):59‐66 26Couvades'JM.TheObjectivesoftheDirectiveonRadiationProtectionforPatients. Radiationprotectiondosimetry.1992;43(1‐4):7‐10. 27Bottollier‐DepoisJF,BlanchardP,ClairandI,DessarpsP,FullerN,LantosP,etal.An operationalapproachforaircraftcrewdosimetry:theSIEVERTsystem.Radiation protectiondosimetry.2007;125(1‐4):421‐4. 28Bottollier‐DepoisJF,BlanchardP,ClairandI,DessarpsP,FullerN,LantosP,etal.An operationalapproachforaircraftcrewdosimetry:theSIEVERTsystem.Radiation protectiondosimetry.2007;125(1‐4):421‐4. 29LantosP.Predictionsofgalacticcosmicrayintensitydeducedfromthatofsunspot number.SolPhys.2005Jul;229(2):373‐86.
20 Noiníciodosanos90algunsmodeloscomeçaramaserrotineiramente utilizados.Desdeentão,foramefectuadasdiversasaproximaçõesaocálculo dosfluxosderadiação,emtransporteaéreo,necessáriosàdeterminaçãodo campoderadiaçãocomofunçãodaaltitude(LUIN,FLUKA,GEANT,LAHET, MCNPXeMARS).Estecódigoéagoraintegradopelosprogramasdecálculode dose,debasematemática,apoiando‐senasbasesdedadosestatísticos existentes,comoporexemplo: • CARI(quecalculaequaçõesdetransportedocampoderadiaçãocósmica combaseemsoluçõesanalíticascomprocedimentosLUIN); • EPCARD(queutilizacálculosFLUKAMCparaestimaroscamposderadiação emtodasascondiçõessolaresegeomagnéticas); • FREE(FREEv1.0foioriginalmenteconcebidocombasenosdadosLUINe recentementemelhoradocomcódigoPLOTINUSquetememconsideração variaçõesdamodulaçãosolar,acurtoprazo); • PC‐AIRE(queutilizaajustesadadosexperimentais,sendoportantoum modelohíbrido); • SIEVERT(queutilizadadosdoCARI,edesdeJaneirode2004doEPCARD)e aindaoalgoritmodePelliccioni(atravésdocódigoFLUKA). Considera‐sequeestesprogramassãosuficientementerigorososnaestimativa dedoseparaobviaràinstalação,calibraçãoemanutençãodedosímetrosa bordodeaviõessubsónicos.HistoricamenteoConcorde,comoavião supersónico,foioúnicoaviãoequipadocomdosímetrosquemediamdoses recebidasparacadavoo,emboracomobjectivosdiversosváriasmedidas tenhamsidoefectuadasabordodeaviõessubsónicos30,31. OefeitobiológicodaradiaçãoionizantedependedofactodeserumaLETbaixa oualta.Jáfoisugeridoqueosefeitosdaradiaçãonasaúdehumananãosão lineares,massimumacurvaemformadeJ,ondeépossívelinclusivamente notarobenefíciodaradiaçãoemdosesbaixas32. 30ChenJ,LewisBJ,BennettLG,GreenAR,TracyBL.Estimatedneutrondoseto embryoandfoetusduringcommercialflight.Radiationprotectiondosimetry. 2005;114(4):475‐80. 31TvetenU,HaldorsenT,ReitanJ.Cosmicradiationandairlinepilots:Exposure patternasafunctionofaircrafttype.Radiationprotectiondosimetry.2000;87(3):157‐ 65. 32BagshawM.Cosmicradiationincommercialaviation.IFALPAHumanPerformance CommiteeMeeting.2006.
21 Tambémésabidoqueatodasasaltitudesdesdeos10.000pésatéaos80.000 pés(3a25Km),osneutrõessãoacomponentedominantedocampode radiaçãocósmica.Sãomenosdominantesabaixasaltitudes,masaindaassim contribuementre40e65%paraaquantidadetotalequivalente.Umavezque asinteracçõesdosneutrõesproduzemiõesmassivosdebaixaenergia,a radiaçãodosneutrõesémaiseficazainduzirdanosbiológicosdoquea radiaçãogama.Contudo,nãoháumainformaçãoepidemiológicaadequada paraavaliarseosneutrõessãocarcinogénicosparaohomem. Ostecidospodemserdanificadosporagentesfísicos,comoocalor,ofrio,as vibraçõeseasradiações,entreoutros.Duranteavidaháumcontínuoavanço nociclodedanosereparaçãodascélulas,utilizandoomecanismodeauto‐ regulaçãodoorganismo,podendoocorreramudançadeposiçãodosgenese outrosdesviosdecromossomas. Sabe‐sequenãohánívelderadiaçãoabaixodoqualnenhumefeitoocorra. Pode‐se,issosim,estimaraprobabilidadedaocorrênciadealgumdano biológico,baseando‐nosnadosedeexposição.Étambémimportanteperceber queoconceitodediluição(porexemplodeumagentetóxico)nãoseaplicana exposiçãoaradiaçõesionizantespoismesmoníveisbaixosdeexposição podemproduzirefeitosnocivosnoimediatoouemfuturasgerações celulares33.Naverdadepodemosestarnapresençadeumefeitoestocástico, i.e.oefeito(dano)éindependentedadoseepodeserfunçãodemodificações químicasaonívelmolecularnumaúnicacélula. Paraseabordararadioprotecçãotemdeseteremcontaduasmedidasque sãoessenciais–adosederadiaçãoabsorvidapelocorpoeaavaliaçãodorisco associadoaestadoseabsorvida. Paraexprimirnumamesmaunidadeoriscodaocorrênciadosefeitos estocásticosassociadosaoconjuntodesituaçõesdeexposiçõespossíveis, desenvolve‐seoindicador“doseefectiva”emqueaunidadedemedidaéo sievert. Adoseefectivaécalculadaapartirdadoseabsorvida(expressaemgray)pelos diferentestecidoseórgãos,aplicando‐seumfactordeponderação,tendoem contaotipoderadiação(alfa,beta,gama,Xeneutrões)otipodeexposiçãoe asensibilidadedosórgãosoutecidos. Pordefinição,adoseefectivaexpressaemSvsópodeserusadaparaavaliaro riscodeaparecimentodosefeitosestocásticosnohomemenãopodeser 33StoneR.Epidemiology‐Russiancancerstudyaddstotheindictmentoflow‐dose radiation.Science.2005Nov;310(5750):959.
22 empregueparaadeterminaçãodeefeitosagudosnemparaosefeitossobrea faunaeaflora,(http://www.sievertsystem.org/WebMasters/en/questions.html). AsradiaçõesUVdosolsãoabsorvidaspelastiminasdoDNA,promovendoo estabelecimentodeligaçõescovalentesentrebasesadjacentes,oquecausa grandesproblemasduranteareplicaçãodoDNA. Ascaracterísticasdasmutaçõesinduzidaspelasradiaçõescósmicassão parecidascomascaracterísticasdasmutaçõesqueocorremnaturalmente, mas,aproporçãodasdiferentescaracterísticasnãoéamesma. Algunsresultadosdeestudosexperimentaisfeitosemmamíferosapontam paraqueamaioriadasmutaçõesinduzidasporradiaçõestantoemcélulas germinativascomosomáticasenvolvelargossegmentosdoDNA34. EmJunhode1960aILOadoptaaconvençãodeprotecçãoàradiaçãoque contémpropostasconcretassobreaprotecçãodetrabalhadorescontraos efeitosderadiaçõesionizantes.Nestaconvençãodiz‐sequetodosos trabalhadoresqueestejamdirectamenteenvolvidosemtrabalhosquelevema exposiçãoaradiaçõesionizantesdevemsersujeitosaexamesmédicosantese poucotempodepoisdecomeçaremaefectuaressetrabalho.Devemaindaser efectuadosexamesmédicosaintervalosjulgadosapropriados. Em1990,oICRPpretendiaqueexposiçõesaradiaçõescósmicasduranteovoo deveriamserincluídascomoexposiçãoocupacionaldastripulações, recomendavacomolimitemáximodedoseefectivade20mSvporano(numa médiade5anos,comumamáximoemcadaanode50mSv). Em13deMaiode1996aUEcomaDirectivanº96/29/EUROTOM,doConselho fixaasnormasdesegurançadebaserelativasàprotecçãosanitáriada populaçãoedostrabalhadorescontraosperigosresultantesdasradiações ionizantes. Estadirectivafoiparcialmentetranspostaparaalegislaçãonacionalpelos Decrectos‐Leisn.os165/2002,de17deJulho,167/2002,de18deJulho, 174/2002,de25deJulho,e140/2005,de17deAgosto. ADirectivanº96//29/EUROTOM,doConselho,de13deMaio,prevêaindao estabelecimentodelimitesdedoseparamembrosdopúblicoeparaos trabalhadoresprofissionalmenteexpostos,aprendizesemembrosdopúblico bemcomooutrasconsideraçõesdeigualimportânciarelativamenteà 34ShimadaA,ShimaA,NojimaK,SeinoY,SetlowRB.Germcellmutagenesisin medakafishafterexposurestohigh‐energycosmicraynuclei:Ahumanmodel. ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica.2005 Apr26;102(17):6063‐7.
protecção e segurança contra os perigos resultantes da utilização das radiações ionizantes. O Decreto-lei nº 222/2008, de 17 de Novembro, transpõe para ordenamento jurídico interno os limites de dose previstos na Directiva nº 96/29/EUROTOM, do Conselho, de 13 de Maio, e aplica-se à exposição dos membros do público às radiações ionizantes de origem artificial, bem como aos trabalhadores profissionalmente expostos e aprendizes, sendo estabelecidos uma série de critérios específicos para a protecção dos mesmos. O objectivo e âmbito deste decreto-lei no seu artigo 1º diz que este é aplicável a todas as praticas que impliquem risco resultante das radiações emitidas por uma fonte artificial ou uma fonte natural de radiação, no caso dos radionuclidos naturais serem ou terem sido tratados em função das suas propriedades radioactivas, cindíveis ou férteis. Fazendo referencia à classificação dos trabalhadores no seu artigo 9º ponto 1 alínea a), são classificados de categoria A aqueles trabalhadores expostos que são susceptíveis de receber uma dose efectiva superior a 6 mSv por ano, ou uma dose equivalente superior a três décimas de um dos limites anuais previstos no artigo 4º, para o cristalino, para a pele ou para as extremidades Quanto à monitorização dos locais de trabalho no seu artigo 12º ponto 1 diz que para efeitos da protecção contra radiações, devem ser tomadas medidas relativamente a todos os locais de trabalho onde a exposição a radiações ionizantes resulte na possibilidade de os trabalhadores receberem uma dose efectiva superior a 1 mSv por ano, ou uma dose equivalente superior a uma décima dos limites de dose para o cristalino, para a pele e para as extremidades, estabelecidos no artigo 4. Já no artigo 15º deste decreto-lei referente a exposição ocupacional a fontes de radiação natural, no seu ponto 1 diz que sempre que a realização de trabalhos implique uma exposição a fontes de radiação natural da qual possa resultar uma dose efectiva anula superior a 1 mSv para os trabalhadores, estes devem ser considerados trabalhadores expostos, aplicando-se todos os respectivos requisitos de vigilância, monitorização e protecção radiológica referidos no presente decreto-lei e demais legislação aplicável. No artigo 16º do mesmo decreto-lei e o que mais nos interessa, protecção das tripulações de voo e passageiros frequentes relativamente à exposição a radiações cósmicas, faz referencia no seu ponto 2 de que os resultados da avaliação devem ser considerados no escalonamento de serviços, que deve procurar manter as exposições dos tripulantes abaixo dos limites anuais para membros do público. 23
Então o que diz o artigo 4º a que nos vimos referindo, transcrevendo: Limites de dose para os trabalhadores expostos 1 - O limite de dose efectiva para os trabalhadores expostos é fixado em 100 mSv por um período de cinco anos consecutivos, na condição de esse valor não ultrapassar uma dose efectiva máxima de 50 mSv em cada ano. 2 - Sem prejuízo do limite disposto no número anterior, são ainda fixados os seguintes: a) O limite de dose equivalente para o cristalino é fixado em 150 mSv por ano; b) O limite de dose equivalente para a pele é fixado em 500 mSv por ano; c) O limite de dose equivalente para as extremidades é fixado em 150 mSv por ano. 3 - O limite a que se refere a alínea b) do número anterior aplica-se à dose média numa superfície de 1 cm2, independentemente da área exposta. A título de nota informativa o limite do ICRP para o público em geral é de 1 mSv ano, (20 mSv por ano para exposição ocupacional, e o limite do 1 mSv para o feto durante o período de gravidez). Esta directiva europeia apresentava ainda como indicativo que a exposição ocupacional por parte da grávida deva ser tão baixa quanto razoavelmente possível. São coincidentes as indicações da União Europeia e a FAA, que aplicam como limites para a exposição ocupacional e para uma média de 5 anos, a quantidade efectiva de 20 mSv/ano e nunca mais de 50 mSv num só ano. Os 35 valores limites para exposição encontram-se sumariados na tabela 2 . Tabela 2-Limites máximos para o valor médio de dose efectiva ICRP EU FAA População geral 1 mSv/ano Ocupacionalmente e expostos 20 mSv/ano Valor médio de 5 anos, mas limitado a um máximo anual de 50 mSv Dose equivalente para feto 1 mS/ano 1 mSv para gravidez declarada, ALARA Máximo de 1 mSv, limite mensal de 0,5 mSv Nível de controlo 6 mSv 24 35 Bagshaw M. Cosmic radiation in commercial aviation. . IFALPA Human Performance Commitee Meeting. 2006.
25 Também,enosentidodeprotegerastripulaçõesdosaviõesdaexposição ocupacionalaosraioscósmicos,aUniãoEuropeiaadoptouumamedidaem 1996,naqualsefaziareferênciaparaanecessidadedeestasestarem informadasdaquantidadederadiaçõesrecebidas,bemcomo,dosrespectivos riscosparaasaúde. EmPortugalaautoridaderesponsávelpelaprotecçãoradiológicaéoInstituto TecnológicoeNuclear(http://www.itn.pt/),DepartamentodeProtecção RadiológicaeSegurançaNuclear(DPRSN). Algunsestudosepidemiológicosconsultadosnãorevelamqualqueraumento namortalidadedevidoacancroounaincidênciadedoençaquepudesseser directamenteatribuídaàexposiçãoaradiaçõescósmicas. Aceitandoquenãoexistenenhumníveldeexposiçãoàradiaçãosobreoqual nãoocorremefeitos,asevidênciasactuaispretendemapontarparaa possibilidadededesenvolverqualquerdeficiênciaoudoençascomoresultado deexposiçãoàradiação,querdastripulações,querdospassageirosfrequentes émuitobaixa. Asprincipaisquestõesdesaúdecolocadasdevidoàexposiçãodospilotosde linhaaéreaàsradiaçõescósmicasestãorelacionadascomoaumentoda predisposiçãoparaocancro,mutaçõesgenéticasquepossamsertransmitidas parapróximasgeraçõesepossíveismalformaçõesemfetos36,37.Amortepor cancroéamaiorpreocupaçãodaexposiçãoocupacionalàsradiaçõescósmicas, ouseja,pensa‐sequeosdanosprovocadosaoníveldoDNAnacélulapodem serresponsáveispeloaumentodoriscodecancro38. Oriscodemonstradoporestapopulaçãorelativamenteaofactodepoderem sofrerdecancrodevidoàexposiçãoaradiaçõescósmicasduranteasua carreiraprofissional,éligeiramentesuperioràdapopulaçãoemgeral,talcomo noquedizrespeitoaosdanoscausadosnomaterialgenéticoeemfetos. 36HellwegCE,Baumstark‐KhanC.GettingreadyforthemannedmissiontoMars:the astronauts'riskfromspaceradiation.DieNaturwissenschaften.2007Jul;94(7):517‐26 37McColloughCH,SchuelerBA,AtwellTD,BraunNN,RegnerDM,BrownDL,etal. Radiationexposureandpregnancy:whenshouldwebeconcerned?Radiographics. 2007Jul‐Aug;27(4):909‐17;discussion17‐8. 38MollaM,PanesJ.Radiation‐inducedintestinalinflammation.WorldJ Gastroenterol.2007Jun;13(22):3043‐6ePukkalaE,AspholmR,AuvinenA,EliaschH, GundestrupM,HaldorsenT,etal.IncidenceofcanceramongNordicairlinepilotsover fivedecades:occupationalcohortstudy.BMJ(Clinicalresearched.2002Sep 14;325(7364):567.
26 Existemnestemomentopoucosestudosrealizadosrelativamenteaoefeitoda exposiçãoaradiaçõescósmicasempilotosdelinhaaérea.Deumamaneira geralestesestudosapontamparaaincidênciadealgumasformasdecancro, contudo,osresultadosfinaisestãolongedeseratingidos39,40. Ainda,eapesardenãoserpossívelexcluirapossibilidadedeaexposiçãoàs radiaçõescósmicasdurantetodaacarreiradepilotopoderserprejudicial,não étambémpossívelindicá‐lacomoúnicafontedeaparecimentodealterações desaúdeoudoenças.Asradiaçõescósmicasnãosãomaisdoquemaisuma formadestressqueafectaospilotosdelinhaaérea. Alongoprazo,umpilotodelinhaaéreaporestarsujeitoaalgumasexigências físicastaiscomoalteraçõesdoritmocircadiano,camposmagnéticose radiaçõescósmicasmanifestaráassuasconsequências41.Aexposição ocupacionalàsradiaçõescósmicas,emparticular,temmerecidoespecial atençãodevidoàsuapotencialrelaçãocomoaparecimentode cancro42,43,44,45,46. Dadaacomplexidadedoambientequerodeiaumpilotodelinhaaérea,bem comoofactodemaisdoqueumdosfactoresmencionadospoderactuarem 39LangnerI,BlettnerM,GundestrupM,StormH,AspholmR,AuvinenA,etal.Cosmic radiationandcancermortalityamongairlinepilots:resultsfromaEuropeancohort study(ESCAPE).Radiationandenvironmentalbiophysics.2004Feb;42(4):247‐56. 40WalshL.Ashortreviewofmodelselectiontechniquesforradiationepidemiology. Radiationandenvironmentalbiophysics.2007Aug;46(3):205‐13. 41Alves‐PereiraM,CasteloBrancoNA.Vibroacousticdisease:biologicaleffectsof infrasoundandlow‐frequencynoiseexplainedbymechanotransductioncellular signalling.Progressinbiophysicsandmolecularbiology.2007Jan‐Apr;93(1‐3):256‐79. 42NicholasJS,ButlerGC,DavisS,BryantE,HoelDG,MohrLC,Jr.Stablechromosome aberrationsandionizingradiationinairlinepilots.Aviation,space,andenvironmental medicine.2003Sep;74(9):953‐6. 43BelliM,SaporaO,TabocchiniMA.Moleculartargetsincellularresponsetoionizing radiationandimplicationsinspaceradiationprotection.Journalofradiationresearch. 2002Dec;43Suppl:S13‐9. 44MullerK,MeinekeV.Radiation‐inducedalterationsincytokineproductionbyskin cells.Experimentalhematology.2007Apr;35(4Suppl1):96‐104. 45KimJN,LeeBM.Riskfactors,healthrisks,andriskmanagementforaircraft personnelandfrequentflyers.Journaloftoxicologyandenvironmentalhealth.2007 Apr‐May;10(3):223‐34. 46RafnssonV,HrafnkelssonJ,TuliniusH.Incidenceofcanceramongcommercial airlinepilots.Occupationalandenvironmentalmedicine.2000Mar;57(3):175‐9.
27 conjuntodeformaacausarmaisdanosdoquecadaumindividualmente, torna‐seimportantedireccionarainvestigaçãoactualemtornodaexposição àsradiaçõescósmicaseaoscamposmagnéticos.Porém,opróprioestudoda exposiçãodepilotosdelinhaaéreaàsradiaçõescósmicaséporsisóum desafio.
35 Desenho do estudo Para tal, vai ser estudada uma população constituída por pilotos de linha aérea, membros da “Associação dos Pilotos Portugueses de Linha Aérea - APPLA”. A escolha desta população deve-se ao facto de estar ocupacionalmente exposta à radiação cósmica, sendo depois comparada a uma população equivalente, não exposta. Então, centramosainvestigação num estudo transversal (observacional) com uma comparação de conveniência numa população exposta a radiações cósmicas por motivos laborais, das quais destacamos: o Departamento de Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da a) Avaliar a quantidade da exposição à radiação cósmica pelos pilotos de linha aérea, consequência das horas de duração de voo e as rotas seguidas. b) Comparação de radiação medida (método directo) no cockpit de aviões comerciais, utilizados regularmente por companhias de linha aérea em rotas pré-seleccionadas, com os valores estimados pelos métodos SIEVERT e CARI-6. c) Comparação entre os valores de dose recebida medidos directamente no cockpit de aviões e alterações detectadas por um kit biológico. d) Perceber a capacidade de eliminar ROS, impedindo assim possíveis lesões moleculares, e o nível de danos e capacidade de reparação desses mesmos danos. Para tanto realizaremos um conjunto de testes clínicos cujas escolhas recaíram então na utilização da medição da capacidade antioxidante do sangue por EPR e na quantificação de produtos da oxidação de DNA e proteínas (quantificação de bitirosinas e 8-hidroxi-2'desoxiguanina). Paralelamente também se realizaram análises clínicas correntes, a componentes de produtos biológicos recolhidos que possam servir de controlo, tais como, proteínas totais, hemoglobina e ferritina (em amostras de sangue) e creatininuria. Os valores obtidos nestes compostos biológicos podem facilmente servir para normalizar valores obtidos nas restantes análises realizadas. Na globalidade o conjunto dos dados obtidos permite ainda uma análise multiparamétrica, previsivelmente necessária para a extracção de correlações significativas. Para dar corpo a este trabalho, foram geradas parcerias, sendo estabelecido um protocolo de cooperação com a APPLA e um protocolo de colaboração com Universidade Nova de Lisboa, conforme anexos I e II. Das rotas operadas pela TAP Portugal foram seleccionados 51 voos para
36 Vão ser utilizados, no cockpit da aeronave, um detector de radiações, conectado a um computador, com software adequado para o efeito; procedendo‐se também ao transporte de um kit biológico, com a finalidade de verificar os efeitos da exposição a radiações cósmicas nas amostras nele contidas. Pelo método indirecto Sievert, serão analisados todos os voos a ser realizados por cada um dos pilotos que compõem a amostra do estudo, pelo período de cerca de um ano. Serão efectuadas colheitas de produtos biológicos (sangue e urina) às amostras das populações (exposta e não exposta), aquando do início do estudo, sendo no fim efectuada nova colheita apenas à população exposta. Revisão bibliográfica Arevisão bibliográfica, realizou‐se seguindo normais conceitos de saúde ocupacional47, de artigos científicos cujo tema estivesse relacionado com efeitos da exposição a radiação cósmica em organismos e macromoléculas de interesse. As bases de dados científicas consultadas, são: ‐ ISI Web of knowledge ‐ http://isiwebofknowledge.com/; ‐ PubMed ‐ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed; ‐ Scopus ‐ http://info.scopus.com/; ‐ Science direct ‐ http://www.sciencedirect.com/; Foram também consultados espólios documentais de acesso restrito das seguintes instituições: ‐ Associação dos Pilotos Portugueses de Linha Aérea (APPLA) ‐ http://www.appla.pt/; ‐ European Aviation Safety Agency (EASA) – http://www.easa.europa.eu/; ‐ European Cockpit Association (ECA) ‐ http://www.eurocockpit.be/; 47 Gálvez Vargas R., Sierra López A., Sáenz González M.C., Gómez López L.I., Fernández‐Crehuet Navajas J., Salleras Sanmartí L., Cueto Espinar A., Gestal Otero J. J., et al. Piédrola Gil, Medicina Preventiva Y Salud Pública (10º edição). Barcelona: Masson 2001. monitorização directa, com o objectivo de uma posterior comparação com os métodos indirectos, SIEVERT e CARI‐6.
37 ‐ International Federation of Airline Pilots' Associations (IFALPA)‐ http://www.ifalpa.org/; ‐ Joint Aviation Authority (JAA) ‐ http://jaato.com/; ‐ National Transportation Safety Board – http://www.ntsb.gov/. Convém dizer, que se iniciou o trabalho com uma pesquisa bibliográfica extensa e disponível onde se teve em particular atenção as palavras chave: radiações cósmicas, pilotos de linha aérea, exposição ocupacional, espécies reactivas de oxigénio, DNA, stress oxidativo. Populações de referência e controlo Apopulação para a qual se pretendem extrapolar os resultados do nosso estudo (população de referência) é composta por 1091 pilotos de linha aérea afiliados da APPLA, dos quais 723 são empregados pela TAP Portugal. Como população de controlo temos uma população fabril, composta por uma força de trabalho de 287 elementos que laboram na Vicaimab) e habitam num raio de 10 kms das coordenadas 40º 51' 34'' Norte e 8º 24'17'' Oeste e estão sujeitos a uma exposição à radiação considerada normal. Amostras populacionais Para seleccionar as amostras das populações a estudar foram escolhidos, entre os 1091 pilotos afiliados da APPLA e os 287 trabalhadores fabris da Vicaima, só os que cumprissem os critérios de inclusão e não tivessem critérios de exclusão. Critérios de inclusão: sexo masculino e pertencentes à faixa etária dos 30 aos 60 anos de idade. Critérios de exclusão: indivíduos sujeitos às radiações por razões médicas, portadores de doenças genéticas, cancerígenas, e acrescido para a população de controloofacto de que, por qualquer forma, não utilizem o avião ou outro onde as radiações cósmicas possam provocar efeito. Entre os que cumpriam os critérios de inclusão distribuí‐se aleatoriamente um questionário a 350 pilotos e 100 trabalhadores fabris, através da secretaria da APPLA e do Departamento de Recurso Humanos da Empresa respectivamente, b) Vicaima industria de madeiras e derivados, S.A.
38 paraserempreenchidosedevolvidosàAPPLAeaoDepartamentode RecursosHumanosdaVicaima. Figura5‐Documentodistribuídoaospilotosparticipantesdoestudo RodrigoSilva Assunto:Investigação/Doutoramento Ex.moSrComandante, Agradeçodesdejá,asuaamáveleprontacolaboraçãonapresente investigação. Pediaofavordemeinformardetodososvoosquevenhaarealizar enãoconstantesdaslistagensoficiaisdaescaladeserviço(porex: lazerououtros,ondeconsteolocal,diaehoradepartidae chegada. Aproveitoaoportunidadeparareiteraraconfidencialidadede todososdadospessoaisobtidos. Paraalgumesclarecimentoquejulgueútileoportunonãohesite emcontactar‐mepore‐mail:[email protected] ComosmelhoresCumprimentos, ValedeCambra,08deJaneirode2009
39 Serãoaceitestodosaquelesquestionáriosquederementradanoperíodo previamenteestabelecidode30dias. NãoserádemaisreferiroempenhodadirecçãodaAPPLA,namotivaçãojunto dosseusassociadosconformeévisívelnainformaçãodeserviçon.º04/2008 aosseusassociados(AnexoIII).Aestes,tambémfoisolicitado(verdocumento abaixo)quecasoutilizassemoaviãoporoutrosmotivos,paraalémdassuas escalasdeserviço,informassempore‐mailparaRodrigoSilva,enviandoos dadosrespeitantesaosvoos(data,localdeorigemedestino,horadepartidae chegada). Dospilotosresponderam182(52%),edepoisdeaplicadososditoscritériosde exclusãopreviamentedefinidos,sãoaceitesparafazerpartedosensaiosduas amostras,testeecontrolo,aexpostacom49elementos(pilotosdelinha aérea)eadecontrolocom35elementos(populaçãofabril),respectivamente 27%e35%,emdefinitivo. Seguindoregrasdeprotecçãodedadosfoiatribuídoumcódigoacadaumdos indivíduos,paraospilotosocódigo(ZZ001,...)eparaocontrolo(LL001,...). Questionário Paraseleccionarasamostrasdaspopulações,expostaedecontrolo, empregamosumquestionáriodeelaboraçãoprópria,conformefiguras6e7. Naconstruçãodoquestionáriofoitidoemcontaaclareza,coerênciae neutralidadedasquestõesdeformaapermitirqueestesetornasseacessívele defácilcompreensão,peseemboraasdiferençassocioeconómicaseculturais dasduaspopulações. Contendonasuaestruturavariáveisqueinteressamalémdosdados antropométricos,idadeeoutros,contemplaaindaantecedentesfamiliares, hábitoseantecedentespessoais,queemboranãovenhamaserdirectamente utilizadosnestainvestigação,estaremoscertosqueconstituirãouma importantereservaparafuturosestudosdestapopulaçãodepilotos. Consentimentoinformado Atodososparticipantesnoestudofoisolicitadooconsentimentoinformado paraautilizaçãodosdados.
40 Figura 6-Questionário (frente)
41 Figura 7Questionário (verso)
42 Amostras biológicas Da resultante das duas amostras (população teste e controlo) procedemos à colheita de sangue, mediante punção venosa, e urina, percorrendo todos os procedimentos técnicos para uma boa colheita e tendo como referência o manual de colheitas (M‐REC‐01‐02), do laboratório de análises clínicas Dr. Luís Aguiar Soares. O produto da colheita de sangue foi distribuído por três tubos de soro redondos, um com gel destinado para análise bioquímica e o outro com EDTA para o hemograma, e a urina para dois colectores de urina. Estas amostras clínicas de produtos biológicos foram acondicionadas em dois contentores próprios a temperaturas não superiores a 4ОC e enviados para os seguintes laboratórios: • Departamento de Química da Universidade Nova de Lisboa onde foram quantificadas as bitirosinas, 8‐hidroxi‐2'desoxiguanina (8HOdG) e quantificação da capacidade antioxidante do sangue por EPR. • Departamento de Fitotecnia e ICAM (Instituto de Ciências Agrárias Mediterrânicas) da Universidade de Évora, onde foram quantificadas também 8‐hidroxi‐2'desoxiguanina. Nota: Estes dois departamentos trabalham em colaboração • Análises Clínicas Dr. Luís Aguiar Soares onde foram analisadas a hemoglobina, ferritina, proteínas totais e creatininuria. A recolha dos produtos biológicos na amostra da população de controlo será realizada uma única vez, servindo só como meio de comparação com os valores obtidos na primeira colheita da amostra dos pilotos. Na amostra formada pelos pilotos de linha aérea, proceder‐se‐á a uma segunda colheita de produtos biológicos (com intervalo de aproximadamente um ano) para análise dos elementos anteriormente referidos e nos mesmos laboratórios, e que permitirá a comparação dos resultados obtidos entre as colheitas nos dois tempos diferentes T1e T2. Medição da capacidade antioxidante no sangue por EPR Embora existam diversas formas de avaliar a capacidade antioxidante numa amostra de sangue, para este trabalho foi escolhida uma que permita a quantificação e posterior comparação dos resultados com um grupo controlo.
43 Uma outra possibilidade seria a detecção directa de radicais existentes nas amostras recolhidas. Para além de se afigurar difícil do ponto de vista experimental (devido ao tempo de vida destas espécies, dificuldades na reprodutibilidade da utilização de armadilhas de spin), a resposta obtida seria sempre ambígua pois a inexistência de radicais poderia provir da falha na formação dos mesmos, de uma alta actividade das enzimas responsáveis pela sua destruição ou por ineficácia experimental em os observar . 48,49,50 O ensaio escolhido tem por base a capacidade de resposta à exposição a condições adversas num fluido biológico, o sangue neste caso. Desta forma, uma determinada amostra (grupo de teste e grupo de controlo) é sujeita a uma quantidade pré-definida e controlada de radicais (hidroxilo, OH*). Tal como referido anteriormente, estes radicais, quando em contacto com estruturas celulares (DNA, proteínas, lípidos, etc.), produzem efeitos nocivos dada a sua elevada reactividade. Figura 8-Espectro exemplificativo da determinação da capacidade antioxidante do sangue por espectroscopia de EPR 48 Halliwell B, Whiteman M. Measuring reactive species and oxidative damage in vivo and in cell culture: how should you do it and what do the results mean? British journal of pharmacology. 2004 May;142(2):231-55. 49 Bailey DM, Davies B, Young IS, Jackson MJ, Davison GW, Isaacson R, et al. EPR spectroscopic detection of free radical outflow from an isolated muscle bed in exercising humans. J Appl Physiol. 2003 May;94(5):1714-8. 50 Pearson CG, Shikazono N, Thacker J, O'Neill P. Enhanced mutagenic potential of 8oxo-7,8-dihydroguanine when present within a clustered DNA damage site. Nucleic Acids Res. 2004 Jan;32(1):263-70.
44 Oensaioapresentadonafigura8,contemplaageraçãoderadicaisOH*através dareacçãodeFenton.Estareacçãoébaseadanadecomposiçãocatalíticade peróxidodehidrogénioemmeioácido(Fe2+/H2O2)afimdeseformara espéciereactivahidroxilo(OH).Alinhaazulrepresentaobrancodoensaioea linhaencarnadarepresentaumexemplodeumensaio.Adiminuiçãona intensidadedosinaléfunçãodacapacidadeantioxidante.Estemétodode ensaiojáfoivastamenteutilizadoparaestetipodequantificaçãotalcomo descritonaliteratura.51,52,53,54,55,56 Assim,umadeterminadaamostraéexpostaaumadeterminadadosede radicaisaltamentereactivoseasuacapacidadeantioxidanteéavaliadatendo porbaseaquantificaçãodosradicaisexistentesapósumdeterminadotempo dereacção. Quantificaçãode8‐hidroxi‐2'desoxiguanina Paraaextracçãode8‐hidroxi‐2'desoxiguanina(8HOdG),osfluidosbiológicos (urina)serãoemprimeirolugarestudadosrelativamenteaoteordecreatinina deformaanormalizaraconcentraçãodosdiversosmetabolitosemfunção 51O.AugustoandS.MuntzVaz,EPRspin‐trappingofproteinradicalstoinvestigate biologicaloxidativemechanisms,AminoAcids2007;32:535–542 52DonatellaPietraforteAndMaurizioMinetti,DirectESRdetectionorperoxynitrite‐ inducedtyrosine‐centredproteinradicalsinhumanbloodplasma,BiochemicalJournal 1997;325,675:684 53ZhiruMa,BaoluZhao,ZhuobinYuan,Applicationofelectrochemicalandspin trappingtechniquesintheinvestigationofhydroxylradicals,AnalyticaChimicaActa 1999;389,213:218 54DamianM.Bailey,BruceDavies,IanS.Young,MalcolmJ.Jackson,GarethW. Davison,RogerIsaacson,andRussellS.Richardson,EPRspectroscopicdetectionoffree radicaloutflowfromanisolatedmusclebedinexercisinghumans,JournalApplied Physiology2003;94,1714:1718 55NorbertVrbjar,StefanZöllner,ReinerF.Haseloff,MargitPissarekandIngolfE.Blasig, PBNspintrappingoffreeradicalsinthereperfusion‐injuredheart.Limitationsfor pharmacologicalinvestigations,MolecularandCellularBiochemistry1998;186, 107:115 56RichardE.Glover,EdwardD.Ivy,EugeneP.Orringer,HiroshiMaedaandRonaldP. Mason,DetectionofNitrosylHemoglobininVenousBloodintheTreatmentofSickle CellAnemiawithHydroxyurea,MolecularPharmacology1999;55,1006:1010
51 absorvância a 520 nm e 800 nm e as variações obtidas são proporcionais à concentração de creatinina na amostra. A determinação analítica é efectuada no equipamento de Bioquímica Clínica, Olympus AU640®- Olympus Life and Material Science Europa. Medição das radiações cósmicas Adeterminação das doses de radiação recebidas pelos pilotos, como exposição ocupacional, em todos os voos realizados durante o tempo de investigação, foi efectuada utilizando o método indirecto Sievert. Este método tem por base um elevado número de observações, tomando em consideração os diversos fenómenos solares, o que permite diminuir a incerteza estatística, tornando-o mais robusto72,73,74. Para suportar melhor a segurança deste método, comparar e normalizar os resultados obtidos por ele, utilizaremos, em 51 voos previamente seleccionados, o método directo GM10 e o método indirecto CARI-6. No caso da população controlo, será elaborada uma monitorização directa por um período de 7 dias consecutivos. Método directo Para a quantificação directa das doses de radiações foi utilizado um contador Geiger GM10, Black Cat Systems, com software adequado (Figura 13) tendo sido adquiridos propositadamente para este estudo dois aparelhos. Entrados e instalados no cockpit, procede-se à montagem deste equipamento que é ligado quando são retirados os “calços” ao avião, e desligado quando este se imobiliza no destino, referênciado na linguagem aeronáutica por “calço a calço”. 72 Bottollier-Depois JF, Chau Q, Bouisset P, Kerlau G, Plawinski L, Lebaron-Jacobs L. Assessing exposure to cosmic radiation on board aircraft. Adv Space Res. 2003;32(1):59-66. 73 Lantos P, Fuller N, Bottollier-Depois JF. Methods for estimating radiation doses received by commercial aircrew. Aviation, space, and environmental medicine. 2003 Jul;74(7):746-52. 74 Lantos P, Fuller N. History of the solar particle event radiation doses on-board aeroplanes using a semi-empirical model and concorde measurements. Radiation protection dosimetry. 2003;104(3):199-210.
52 RS091103LIS/EWR_TP103_1135/1505 RS:operador–RodrigoSilva 091103:data–3deNovembrode2009 LIS/EWR:origemedestino–Lisboa/Newark TP103:companhiaaéreaenúmerodevoo–TAPPORTUGAL,voonº103 1135/1505:horadepartidaedechegada–Partida11:35Chegada15:05 OditocontadorTEPC(Tissue‐EquivalentProportionalCounter),écapazde medirdosesdirectamente.Utilizaumasériededetectores(p.e.câmarasde ionização,contadoresdecintilaçãoouproporcionaisparaacomponente ionizanteeoschamadoscontadoresremparaacomponentesdeneutrões), cadaumcapazderegistarumdeváriostiposderadiaçãoionizante. OTEPCéumaparelhobomparamediçõesderadiaçãocomplexadurantevoos aaltitudesapartirde10km.Amedidaébaseadaemdoseabsorvidadetecido equivalenteecomotalnãoénecessárioconheceracomposiçãoexactado campoderadiações.UmTEPCéconstituídoporumcilindropequeno(pouco volumosoeportantofácildeadaptaramediçõesnointeriordecockpits) contendoumamisturagasosaabaixapressão.Estamistura(tipicamente55% C3H8,40%CO2e5%N2)simulaoequivalentedeumtecidobiológico(pequeno, algunsμm)localizadonointeriordoorganismo.Estesdetectoressão directamentesensíveisàspartículasionizantes(iões,electrõeseraios‐γ)ea neutrõesviapartículascarregadassecundáriasgeradaspelainteracçãocomas paredesdoTEPC. Aintegraçãodacontribuiçãodetodasaspartículaséabasedocálculodadose equivalentequepodeser,portanto,efectuadosemfactoresdecorrecçãoque levememcontaosdiferentestiposderadiação. Àmediçãoemcadaumdosvoosseleccionados,foiatribuídoumcódigo, conformeabaixosedemonstranafigura12,deformaaserpossívela obtençãodetodososparâmetrosnecessáriosparaumaboaidentificaçãodo voo(operador,data,localdeorigemedestino,companhiaaérea,númerode voo,horadepartidaehoradechegada). Figura12‐Exemplodecódigodevoomedido
53 Figura13‐GM‐10(DetectorderadiaçõeseOrdenador) Nafigura14podeobservar‐seumtestedemediçãodaradiaçãocósmicanum voodelongocurso.Ospontosazuisrepresentamosvaloresmedidos directamentecomocontadoreavermelhoosvaloresdaaltitude(patamares),
54 ealinhaamarelaconsideraosvaloresmédiosdasmediçõesaolongodo tempo.Ovalordadosepodesercalculadoporintegraçãodacurvaaamarelo atravésdométododostrapéziosoupelométododeSimpson.Estevaloré entãocomparávelaovalorestimadopelosprogramas,SIEVERTouCARI‐6. Figura14‐Testedamediçãodasradiaçõescósmicasparaumvoodelongocursopelo métododirecto MétodoindirectoSIEVERT OmétodoindirectoSIEVERT,disponívelnaInternetnoendereçoelectrónico, http://www.sievert‐system.org/,éummétododeavaliaçãodadoseda radiaçãoefectivaqueconsistenaassociaçãodadosederadiaçãoabsorvida, sendoesteparâmetrocapazdeestimaroefeitobiológicoatribuívelàradiação. Paraseaplicarestemétodotemosdeintroduzir,paracadavoo,osdadospara opreenchimentodeumfichaconformeconstadafigura15.Utilizaoscódigos dosaeroportosseguindoasnormasdaIATA(InternacionalAirTransport Association),exigindoosdadosdadiaehoradovoo,partidaechegada,bem como,aorigemedestino.Numaprimeirafasepodeobter‐seumaestimativa dadoserecebida,sendoqueposteriormentesepodeobterumaestimativa maisrigorosa,poisjáentraemlinhadecontacomumoutroparâmetroda modulaçãodaactividadesolar.
55 http://www.sievert‐system.org/WebMasters/en/evaluation.html Figura15‐FichamodeloSievert MétodoindirectoCARI‐6 OmétodoindirectoCARI‐6disponívelnainternet,comoendereço, http://www.jag.cami.jccbi.gov/,temtambémporbaseaavaliaçãodadose efectiva. Parautilizarestemétodotambeménecessáriorecorreraopreenchimentode umafichamodelo,conformeaFigura16.
56 http://jag.cami.jccbi.gov/cariresults.asp DiferedométodoSIEVERTnoquerespeitaaoscódigosdosaeroportosde origemedestino,sendonestecasoutilizadoosdaICAO(InternacionalCivil AviationOrganization)queaocontráriodoscódigosIATA,têmumaestrutura regional.Emgeralaprimeiraletraéalocadapelocontinenteerepresentaum Figura16–FichamodeloCari6
57 paísouumgrupodepaísesdentrodessecontinente.Asegundaletra representageralmenteumpaísdentrodessaregião,eosdoisrestantessão usadosparaidentificarcadaaeroporto,porexemplo,LisboacomcódigoIATA‐ LIS,eemcódigoICAO‐LPPT.Apenasnecessitadainformaçãomêseano,no entanto,paraestimarasdosesrelativasaosvoosnecessitaterdisponíveisos temposdesubidaedescidadesdeoprimeiropatamardealtitude,bemcomoa duraçãodecadapatamar. “Kit”biológico Paradeterminaraquantificaçãododanoproduzidonosprodutosbiológicos, levamosacabodoisensaiosexperimentais: a)Noprimeiroensaio(figura19)pretende‐sedeterminarosdanosprovocados emcomponentescelularescomooDNAeproteínas.Estetesteécompostopor umconjuntodeamostrascontendo(DNA;DNAeferro;DNA,ferroeproteínas envolvidasnaprotecçãodoDNA).AavaliaçãodoDNAapósaexposiçãoserá indicadoradosdanoscausadospelaexposiçãoaestetipoderadiação. b)Nosegundoensaiopretende‐seavaliarosdanoscausadosdirectamente numtipodecélula,bemcomoarelevância/eficiênciadosmecanismosde protecçãoexistentesdentrodascélulas.Destaforma,doistiposdecélulas (umamodificadaparaserresistenteaostressoxidativoeoutraquefuncionará comocontrolo)serãoexpostasàradiaçãocósmicaeposteriormentetestadasa fimdeverificarasuacapacidadedesobrevivência. Paralevaracaboestasexperiênciasprojectamos,concebemoseconstruímos doisexemplaresdeumacaixadechumbo(Pb),revestidaaaçoinoxidável(AISI‐ 304L),comasdimensõesecaracterísticasdoesquemaapresentadonasfiguras 17e18. Estacaixaseráutilizadanotransportedasamostrasdecélulas,proteínase DNA,disponibilizadaspeloDepartamentodeQuímicadaFCT/UNL.Amesmaé colocadanocockpitpelooperador,permanecendoaberta,paraexposiçãodas amostras,nomesmoperíododacontagemdaradiação. Apóscadaciclo(voodeidaeregresso),o“kit”serátransportadoparao laboratóriodeBiofísicaMoleculardoDepartamentodeQuímicadaFCT/UNL, ondeasamostrasserãodevidamenteanalisadas. Ainda,eparasepoderfazerpassarnassegurançasdosaeroportosfoicriada pelaFCTUNL‐DQ,umacredencialcomaqualooperadorsefaráacompanhare queseapresentanoanexoIV.
58 Figura17‐Kitbiológico(caixaeesquema)
59 Figura18‐Kitbiológico,registosdevoosefrascoscontentoresdeamostras biológicas
60 Figura19‐Geldeagarose0.8%dasamostrassujeitasàradiaçãocósmicasofrida numvoocomercialcomparadascomamostrassemelhantes,expostasduranteo mesmoperíodomasaoníveldomar. Análisemultivariável Estemétodoenvolveumagrandecomplexidadematemática,"invisível"aousar umsoftwareestatísticoadequado,masquenoentantonospermitetrabalhar ainferênciaestatísticanosentidodasconclusões/conhecimentocientífico produzidopeloestudo. Éevidentequenesteestudo,comoénormal,existeumaexpectativamaisou menosintuitiva,eapesquisafeitapretendetraduzirestaexpectativanum problema/propostadetrabalho. Nestecasoconcreto,pretendemosverificarcomoasamostrasserelacionam, ouquantosãosemelhantessegundoasvariáveisestudadas. Agrupamentospor"clusters"hierárquicos(HCA),emque,podemoster agrupamentosdeamostrasouagrupamentosdevariáveis,conformese considerecadaamostracomoumpontonoespaçomultidimensionaldescrito pelasvariáveisescolhidasoucadavariávelcomoumpontonoespaço multidimensionaldescritopelasamostras.Naprimeirasituaçãoépossível calcularadistânciadoponto(amostra)atodososoutrospontos,constituindo‐ seassimumamatrizdedistânciasquedescreveaproximidadeentreas amostrasestudadas. Baseadasnestamatrizconstrói‐seumdiagramadesimilaridadechamado “dendograma”.
67 porbaseumamaiorproximidadeaosvaloresobtidospelométododirecto, alémdequeestenãonecessitadeinformaçãoreferenteaospatamaresde voo,comoacontecenoCARI‐6. Nafigura21,podemosobservarosvaloresdasradiaçõestotaisrecebidas utilizandoostrêsmétodosparaalgunsvoosseleccionados,eporordem crescentededuraçãodosmesmos. Dadaaimpossibilidadefísicademonitorizartodosospilotosemestudoe todososvoosporelesrealizados,tornou‐seindispensávelutilizarométodo indirecto,cujovalormaisseaproximavadosvaloresqueforamobtidos experimentalmentepelométododirectocomodispositivoGM‐10. Compararam‐seosdoismétodosindirectos(Figura22),tendocomobaseo métododirecto,quecorrespondeàlinhadevalor1. Figura22‐Gráficocomparativodosdoismétodosindirectos(CARI‐6eSIEVERT)eo métododirectotendoporbasealinhadevalor1. Assim,ométodoindirectoSIEVERTfoiutilizadoparaavaliaçãodeumtotalde 7405voos,sendo1366delongocursoe6039médiocurso,correspondendoa umperíododeobservaçãoerecolhadedadosdecercade12meses,cujos resultadosestãopresentesnatabela4. Paraquesepossateranoçãodasequênciadosprocedimentosnecessários paraadeterminaçãodaquantidadederadiaçõesrecebidasporpilotopelo métodoindirectoSIEVERT,equeacabamporembocarnosdadosdatabela4, apresentamosdeformaesquemáticaduastabela5e6quesãorepresentativas detalacção.
68 Conformeatrássefezreferência,foiaindautilizadoométodoCARI‐6paraos voosseleccionados,tendosidoestescomparadoscomosvaloresobtidospelos métodosdirectoeindirectoSIEVERToquepodeserobservadoempartena tabela8. Tabela4‐ResumodosdadoscomutilizaçãodométodoSIEVERT curso Piloto (código) Radiação dias de estudo idade Radiação ano Horas de voo nº voos m 40 1,90910 389 38 1,791315 607:46:00 263 m 48 1,53130 383 41 1,459333 458:00:00 188 m 20 1,29450 383 39 1,233662 417:51:00 186 m 23 2,11790 402 40 1,922969 630:06:00 264 m 27 2,22520 389 39 2,087913 689:00:00 275 m 38 2,92850 393 35 2,719854 765:27:00 310 m 13 2,27630 413 32 2,011742 673:26:00 281 m 4 1,40630 355 45 1,445914 541:35:00 262 m 14 2,50260 416 38 2,195791 760:00:00 317 m 44 2,34510 394 36 2,172491 713:01:00 289 m 45 2,37590 394 31 2,201024 747:22:00 316 m 3 2,31010 348 46 2,422950 654:33:00 263 m 18 2,33140 372 37 2,287530 721:13:00 298 m 22 2,25500 348 47 2,365158 605:01:00 246 m 31 2,00280 348 35 2,100638 574:54:00 249 m 9 0,91120 345 50 0,964023 282:19:00 122 m 7 2,30710 345 36 2,440845 710:17:00 283 m 46 1,79680 306 40 2,143242 557:47:00 237 m 24 1,97240 345 40 2,086742 615:44:00 251 m 36 2,34430 367 34 2,331525 723:07:00 304 m 19 2,24010 306 35 2,672015 654:22:00 273 m 17 1,66550 305 49 1,993139 509:26:00 207 m 32 0,80200 348 36 0,841178 266:26:00 112 m 1 2,02900 348 41 2,128118 603:18:00 243 l 26 1,40730 383 44 1,341161 573:54:00 69 l 34 1,69810 402 41 1,541807 628:29:00 76 l 33 1,63370 382 54 1,560996 558:39:00 71 l 49 1,23980 374 41 1,209965 506:44:00 61 l 37 0,93570 372 44 0,918093 512:43:00 68 l 2 1,06730 374 47 1,041616 367:34:00 46 l 10 1,81920 354 57 1,875729 673:29:00 84 l 29 1,32000 354 42 1,361017 580:26:00 67 l 16 1,40310 354 46 1,446699 567:34:00 69 l 12 1,29730 352 46 1,345212 503:52:00 59 l 6 1,50410 341 59 1,609960 469:08:00 56 l 41 1,50850 335 43 1,643590 538:41:00 66 l 25 1,45560 319 52 1,665498 493:03:00 56 l 30 1,38860 319 49 1,588837 525:53:00 60 l 35 1,35080 332 45 1,485066 545:05:00 68 l 21 1,29450 312 44 1,514399 517:11:00 60 l 28 1,33080 345 51 1,407948 539:35:00 65 l 8 0,79280 296 37 0,977608 268:22:00 34 l 15 1,54510 327 43 1,724653 509:36:00 68 l 42 1,04220 317 49 1,200009 453:56:00 59 l 11 1,41700 295 42 1,753237 443:19:00 58 l 39 1,11180 365 44 1,111800 408:40:00 46 soma soma média soma soma soma 47,88040 8742 39,16667 48,019109 14482:01:00 6039 29,56330 7604 46,36364 31,324901 11185:53:00 1366 77,44370 16346 42,6087 79,344010 25667:54:00 7405 Médio Curso Longo Curso Todos Nota:Convémsalientarquearecolhaeintroduçãodedadosparaobtenção dosresultadospelométodoindirectoSIEVERT(presentesnatabela4),exigiu
69 umgrandedispêndiodetempo,mesmodeumapessoacomexperiencia,neste casoconcretoforamnecessáriascercade7semanasdetrabalho(5diaspor semanaa8horaspordia). Tabela5‐Exemplodarecolhadedadosdeumpilotoreferenteaonúmerodehoras voadasetotaldevoos. partida chegada 14:45:00 22:15:00 3:40:00 10:55:00 14:00:00 21:30:00 23:00:00 30:00:00 14:00:00 21:30:00 23:00:00 30:00:00 22:25:00 32:25:00 19:20:00 29:05:00 14:40:00 24:20:00 1:50:00 11:05:00 8:45:00 18:25:00 20:00:00 29:15:00 14:05:00 24:20:00 1:50:00 11:25:00 8:55:00 18:35:00 20:05:00 29:20:00 8:35:00 18:50:00 1:50:00 11:25:00 8:35:00 18:50:00 21:45:00 31:50:00 11:40:00 12:35:00 7:00:00 9:40:00 10:40:00 12:55:00 8:45:00 18:30:00 20:40:00 30:05:00 9:55:00 19:43:00 20:00:00 28:50:00 9:57:00 20:20:00 21:15:00 30:30:00 9:47:00 20:05:00 …… …… Totalhorasdevoo‐517:11:00 Nºtotaldevoos 60 Piloto 7:30:00 7:00:00 7:30:00 7:15:00 7:30:00 duração 9:40:00 9:15:00 9:40:00 10:00:00 9:45:00 7:00:00 10:15:00 9:15:00 9:40:00 9:35:00 10:15:00 9:15:00 2:15:00 2:40:00 0:55:00 10:05:00 10:15:00 9:35:00 … … 10:18:00 9:15:00 10:23:00 8:50:00 9:48:00 9:25:00 9:45:00 Tabela6‐Exemplodarecolhadedadosdepilotosrelativoaostotaisderadiações, horasvoadasevoos. ABCD (médiocurso) (médiocurso) (longocurso) (longocurso) 0,06930 0,07950 0,12480 0,06280 0,09280 0,09080 0,28960 0,19360 0,05240 0,03340 0,37490 0,32080 0,04940 0,04720 0,08510 0,12950 0,05670 0,07030 0,23600 0,24100 ………… ………… ………… Totalradiação 2,34430 2,24010 1,29450 1,33080 Nºhorasvoadas 723:07:00 654:22:00 517:11:00 539:35:00 Nºvoos 304 273 60 65 Pilotos
70 Tabela7‐Resultadosobtidospelostrêsmétodos N.ºVoo Local Partida Local chegada Duração Hora Partida(pt) Hora Chegada(pt) Radiaçãométodo directo(mSV) Radiação SIEVERT(mSv) RadiaçãoCARI‐ 6(mSv) TP275 LIS MPM 10:00:00 23:18:00 9:18:00 0,018 0,02220 0,02749 TP278 JNB LIS 9:45:00 19:27:00 5:12:00 0,017 0,02180 0,02914 TP834 LIS FCO 2:22:00 7:28:00 9:50:00 0,005 0,00670 0,00722 TP837 FCO LIS 2:38:00 11:20:00 13:58:00 0,005 0,00780 0,00812 TP576 LIS FRA 2:18:00 14:24:00 16:42:00 0,005 0,00790 0,00940 TP579 FRA LIS 2:36:00 18:19:00 20:55:00 0,007 0,01000 0,01158 TP1827 LIS PDL(TER) 2:17:00 18:25:00 20:42:00 0,005 0,00590 0,00697 TP1828 PDL(TER) LIS 1:54:00 22:03:00 23:57:00 0,004 0,00440 0,00587 TP257 LIS LAD 7:19:00 22:59:00 6:18:00 0,013 0,01530 0,01949 TP250 LAD LIS 7:10:00 1:22:00 8:32:00 0,013 0,01480 0,02052 TP806 LIS MXP 2:03:00 8:26:00 10:29:00 0,004 0,00570 0,00716 TP803 MXP LIS 2:31:00 11:41:00 14:12:00 0,005 0,00790 0,00774 TP440 LIS ORY 2:11:00 15:38:00 17:49:00 0,004 0,00720 0,00571 TP445 ORY LIS 1:46:00 18:53:00 20:39:00 0,004 0,00500 0,00612 TP354 LIS LHR 2:07:00 7:55:00 10:02:00 0,004 0,00720 0,00647 TP582 LIS WAW 3:27:00 11:24:00 14:51:00 0,008 0,01540 0,01516 TP583 WAW LIS 3:34:00 16:16:00 19:50:00 0,011 0,01630 0,01862 TP198 GRU LIS 9:22:00 20:54:00 6:16:00 0,019 0,02120 0,02820 TP500 LIS ARN 3:32:00 9:30:00 13:02:00 0,012 0,01920 0,02137 TP501 ARN LIS 3:51:00 14:47:00 18:38:00 0,011 0,02200 0,02035 TP566 LIS HAM 2:52:00 13:21:00 16:13:00 0,007 0,01190 0,01240 TP1860 PDL LIS 1:48:00 13:48:00 15:36:00 0,004 0,00400 0,00612 TP1861 LIS PDL 2:06:00 10:31:00 12:37:00 0,005 0,00520 0,00731 TP710 LIS MAD 0:30:00 7:27:00 7:57:00 0,001 0,00040 0,00088 TP725 MAD LIS 0:39:00 9:27:00 10:06:00 0,001 0,00040 0,00122 TP506 LIS OSL 3:38:00 9:45:00 13:23:00 0,011 0,02010 0,01954 TP507 OSL LIS 3:44:00 14:40:00 18:24:00 0,011 0,02120 0,01950 TP856 LIS BLQ 2:19:00 7:46:00 10:05:00 0,005 0,00690 0,00787 TP857 BLQ LIS 2:34:00 11:14:00 13:48:00 0,006 0,00800 0,00902 TP140 CNF LIS 8:31:00 3:03:00 11:34:00 0,019 0,01900 0,02805 TP945 GVE LIS 2:11:00 18:13:00 20:24:00 0,004 0,00690 0,00666 TP103 LIS EWR 7:51:00 12:23:00 20:14:00 0,025 0,05140 0,04919 TP104 EWR LIS 4:46:00 6:00:00 10:46:00 0,016 0,02900 0,02895 TP175 LIS GIG 9:53:00 15:20:00 1:13:00 0,020 0,02240 0,03061 TP176 GIG LIS 8:44:00 3:44:00 12:28:00 0,017 0,01960 0,02540 TP157 LIS SSA 8:08:00 16:42:00 0:50:00 0,016 0,01790 0,02506 TP158 SSA LIS 7:48:00 3:00:00 10:48:00 0,015 0,01710 0,02361 TP218 SID LIS 3:38:00 3:02:00 6:40:00 0,007 0,00760 0,01035 TP287lm LIS MPM 9:46:00 18:34:00 4:20:00 0,016 0,02190 0,02397 TP287mj MPM JNB 0:54:00 6:32:00 7:26:00 0,001 0,00040 0,00111 TP287jl JNB LIS 10:08:00 9:29:00 19:37:00 0,017 0,02310 0,02769 TP209 LIS DKR 3:55:00 22:03:00 1:58:00 0,007 0,00830 0,01095 TP210 DKR LIS 3:41:00 3:14:00 6:55:00 0,006 0,00750 0,00927 TP121 LIS CCS 8:01:00 17:06:00 1:07:00 0,016 0,02300 0,02744 TP130 CCS LIS 7:03:00 6:48:00 13:51:00 0,014 0,01970 0,02169 Osresultadosdatabela7foramcolhidosemalgunsvoosdasrotaspornós escolhidasconformeseapresenta. Esquematicamente,atabelatipificouovooeosresultadosobtidospelos3 métodos,directoe2indirectos(SIEVERTeCARI‐6). Nota‐sequenamaioriadosvoosadoserecebidapelométodoindirecto SIEVERTéaquemaisseaproximadosresultadosobtidospelométododirecto, sendoqueasrotasdemédiocursoemaisparanorte,jásãoosresultados obtidospelométodoindirectoCARI‐6,quemaisseaproximamdosresultados obtidospelométododirecto.
71 Figura23‐Gráficodevaloresderadiaçãorecebidapelapopulaçãodecontrolo. Foiutilizadotambémométododirectoparaoregistodadoserecebidapelaa populaçãodecontroloeresidenteemPortugalcomcoordenadasgeográficas 40º51'34''N,8º24'17''W,tendoporbaseumperíododeobservaçãode7dias. Amédiadeidadesdapopulaçãodecontroloéde46anos(valorarredondado àsunidades). Osresultadosobtidosnapopulaçãodecontroloforamdeumamédiade0,21 μSv/hcomumdesviopadrãode0,04,tendopormínimo0,07μSv/hemáximo de0,39μSv/h,quepodeserobservadonafigura23. Dadaanaturezadosdestinosdacompanhiaaérea,foramanalisadosos resultadosde7405voos,separadosemdoisgrupos‐médioelongocurso. Estadivisãodeveu‐seaofactodeseverificaremdiferençasacentuadas,de dosesrecebidas,porvoo,emcadaumdestesdoisgrupos. Aamostradapopulaçãodepilotoscomumamédiadeidadede43anos, apresentaparaomédiocursoumamédiade39anos,sendoquenaparteda amostrarelativaapilotosdelongocurso,éde46anosdeidade. Ototaldehorasdevooanalisadasfoide25668,distribuídaspor,11186para longocursoe14482paraomédiocurso. Adosederadiaçãorecebidaduranteoperíododeobservaçãodospilotosfoi de29,56mSvparalongocursoe47,88mSvparamédiocurso. Conformepodeserobservadonafigura24,querepresentaarelaçãoentrea dosederadiaçãorecebidaporcadapilotoeonúmerodehorasdeexposição,a maioriadospilotosdemédiocursositua‐seacimadovalormáximoencontrado
72 paraolongocurso,eporsuavez,algunsdospilotosdelongocurso encontram‐seabaixodomínimodospilotosdemédiocurso. Édereferirqueduranteoperíodoemquedecorreuainvestigação,por motivosdedoença,doispilotosdolongocursoeumdemédiocursoestiveram temporariamenteinactivos,oqueseveioareflectirnarespectivadose recebida. Figura24‐Relaçãoradiação/horasdevoo. Tambémnafigura25,podeseranalisadaadispersãoentrepilotosdemédioe longocursoemrelaçãoaonúmerodehorasdevooexpostoseadosetotalde radiaçãorecebida,sendonítidaaseparaçãoentreosdoisgruposdoestudo.
73 Figura25‐Dispersãoentrepilotosmédioelongocurso. Considerandoquenãofoiuniformeoperíododeestudodecadapiloto, tornou‐senecessáriorecorreraumaestimativaparaaexposição,tendopor baseoperíododeumano,cujosresultadossãoapresentadosnasfiguras26e 27,consoantesetratedelongooumédiocurso. Figura26‐Pilotoslongocurso(normalizadoaoano).
74 Figura27‐Pilotosdemédiocurso(normalizadoaoano). Énotório,ecomoeraesperado,queosvoosconsoanteasualatitudepróxima dalinhadoequadorrecebemmenordosederadiação,especialmente verificadanosvoosdelongocurso,comodemonstramasfiguras28e29,que seapresentamecomasseguintescoordenadasgeográficas: Portugal - LIS (Lisboa) - N 38º 46' 12'' ; W 9º 07' 41'' Brasil - SSA (São Salvador) – S 12º54'39'', W 38º19'51'' USA - EWR (Newark)– N 40º41'32'', W 74º10'07'' Nestesvoosdelongocurso,asrotassãodeterminadaspeloplanodevoo previamenteestabelecido,levandoemconsideraçãoascondiçõesatmosféricas (direcçãoeintensidadedovento,turbulênciaetemperatura),aslimitaçõesem espaçosaéreosrestritos,reservadosouproibidos,bemcomoaproximidadede aeroportosalternativosderota. Nestecaso,ovoodeLisboa(PT)paraSãoSalvador(BR),eatingidoopatamar dealtitudequesemantevedurantetodoovoocomaexcepçãodoperíodo ascendentepós‐descolagemedescendenteante‐aterragem,aquantidadede radiaçõesrecebidaficaentreos2e3μSv/h.
75 Figura28‐VooLIS‐SSA. Nota‐se,porLisboa(PT)seencontrarmaisanorte,comascoordenadasatrás referidas,eotrajectoparasulincluirpassagempelalinhadoequador, observámosumareduçãodasradiaçõesrecebidas,quevãoaumentandoà medidaqueovooseaproximadodestino.Estainflexãoétípicadapassagem pelalinhadoequador. AobservaçãodovooLisboa(PT)–Newark(US),apresentaumamaior quantidadederadiaçõesrecebidasnosentidodoinícioparaofimdovoo, mantidosqueforamosmesmospatamaresdealtitudealcançadosnoperíodo posterioraoascendentepós‐descolagem,eaoperíodoanteriorao descendente,ante‐aterragem.Édenotarqueovoo,serealizadeestepara oesteeparanorte,conformesereferenascoordenadasapresentadas. Tambémaqui,severificaoefeitodalatitudenaquantidadederadiação recebida. Figura29‐VooLIS‐EWR.
76 Nasequênciadaanteriorobservação,erelacionandocomosdestinosàpartida deLisboaparaAméricaseÁfricadoSul,EuropaeÁfricadoNorte,étambém desalientarqueospilotosdelongocursorecebemanualmenteemmédiauma menordosederadiação,doqueospilotosdemédiocursooquesepode observarnafigura30. Figura30‐Radiaçãototalrecebidaempilotosdemédioelongocurso,eareferência de1mSv/ano. Nestainvestigaçãoecontrariamenteaoquefrequentementeédivulgado,os pilotosdelongocursorecebemmenosdosederadiaçãodoqueosdemédio cursoemrelaçãoaomesmoperíodo,sendoestaumaconsequência,quetem porbase,osdestinosdacompanhiaaérea“TAPPortugal”,eque,comojáfoi referido,asrotasdemédiocursosão,quasetodas,àpartidadeLisboaem direcçãoadestinoscomumalatitudemaisanorte,easrotasdelongocurso sãoparadestinosasul,compassagempelalinhadoequador,comexcepção dovooLIS‐EWR.
89 Distinçãoentretiposdepilotos(médiocursoversuslongo curso). Numpassoadicional,foiefectuadaumaanáliseconsiderandoapossibilidade dedistinçãodeduascategoriasdepilotos. Figura35‐Correlaçãoentrepilotosdemédioelongocursoentrecomponentes principais. Nafigura35,ográficomostraascorrelaçõesexistentesentreaprimeirae segundascomponentesprincipaisparaspilotosdemédioelongocurso.Nesta análiseosindivíduossãoagrupadosemfunçãodasuamenordissemelhança. Comoseobserva,adistribuiçãodosdiferentesobjectosnoespaço bidimensionaldaprimeiraesegundacomponentesprincipais(PC1EPC2)é bastantealeatória.Noseuconjunto,PC1ePC2correspondema30%da variabilidadedosistema.Estaanáliseexploratória,queevidenciaa impossibilidadedesepararestesdoistiposdepilotos,sugerenoentantoque dopontodevistadasvariáveisemestudoospilotossãosubmetidosaefeitos oxidativoscomparáveisnoseuefeitofinal. Outrofactorimportantedaanáliseefectuadaéainterpretaçãodacorrelação entreasdiferentesvariáveisnoespaçobidimensionalPC1/PC2.Como
90 observadonafigura36,verifica‐seclaramentequetodasasreplicadasde análise(feitasnosdoisperíodosdetempoconsideradosnesteestudo)estão correlacionadas,àexcepçãodosvaloresdecreatininuriaede8OHG. Figura36‐Correlaçãoentreasdiferentesvariáveisnoespaçobidimemsional Estasvariáveis,consideradosqueforamosdoisperíodosdecolheitados produtosbiológicosparaospilotos,comumespaçotemporaldecercadeum ano,correlacionam‐se,peseemboraodesviodosvaloresdecreatininuriae 8OHG,interpretadocomocorrelaçãonegativanarazão8OHG/creatininuria,o quesepodeentendercombasenofactodestemetabolitoserprovenienteda reparaçãodeácidosnucleicos.
V.Discussão
99 simplicidadedeutilizaçãoecapacidadedeprocessamentosãoadequadasà análisepretendida.Pretendia‐secomestaanáliseprocurarconjuntos(clusters hierárquicos)nosdadosobtidos,construirárvoresPLS(partialleastsquares)e procurarsemelhanças/dissemelhançasentreasamostraspopulacionais. Utilizandoasvariáveisacimadescritasfoipossíveldiscriminarentrepilotose amostradecontrolo,oquerevelaaexistênciadeumacorrelaçãoentreas variáveisemestudo(8OHG,creatininuria,ferritina,hemoglobina,proteínas séricastotais,capacidadeantioxidante). Resultados Paramelhorcompreensãodosresultadospornósconseguidosquantoàs radiaçõescósmicasrecebidasconvémantecipadamenteteceralgumas considerações. Aspartículasdosraioscósmicossãocarregadaselectricamenteeporissosão deflectidaspelocampomagnéticoterrestre,sendoporestarazãoqueasdoses dasradiaçõescósmicassãomaioresamaisaltaslatitudesenospólosdaterra eaindasegundoalgumasfontes20%menosdoqueamédiaduranteamáxima actividadesolar,ecercade20%mais,duranteamínimaactividadesolar. Asradiaçõescósmicassãoumfenómenonaturalaoqualtodosestamos sujeitos. Oaumentodasradiaçõescósmicasemaltitudescrescenteséumfenómeno bemconhecidosabendoqueestastambémdependemdalatitude.Por exemplo,aoníveldomareemlatitudeselevadasadoseefectivaéde1.1 vezesmaiordoquealatitudesmenores.Contudo,designificânciaparavoos comtripulaçõesaéreas,emlatitudeselevadasadoseefectivaéde2.0vezes maisdoqueabaixaslatitudes,quequantomaisseafastardoequadorem direcçãoaospólosmaiorseráaexposição,queserátantomaisnotóriaquanto maissevoeemaltitude. Concluindo,quantomaisaltosevoarmaioréadosederadiaçãorecebida, quantomaispróximodospólosmaioradoserecebida,quantomaislongoo vooformaioradoserecebida,nãodesprezandooperíododaactividadesolar quepodetrazerdosesadicionais. Oficialmente,tantoaICRPcomoaamericanaFAAconsideramastripulações aéreasocupacionalmenteexpostasàsradiaçõescósmicas. Voandomaisemaisaolongodosanosostripulantesocupacionalmente expostosestãosujeitosaosefeitosacumulativosdasdosesrecebidas.
100 Ospilotosestãomaisexpostosdoqueorestodastripulações,poisé considerado,poralgumasfontes,dequeaestruturadoaviãotemumefeito protectormaiornafuselagemdoquenocokpit. NumestudopublicadopeloNationalRadiationLaboratoryemcolaboração comMinistériodaSaúdedaNovaZelândiaobservou‐sequeadoseefectiva cresciaàmedidaqueeraconsumidoocombustível.Nãonosparecequando comparadocomosresultadosobtidosnos51voospornósprogramadose45 avaliados,poisnãoencontramosdesviosdedosesrecebidasconsoantenos aproximávamosdodestinoconformesepodeobservarnasfiguras28e29.Na figura28atravessamosoequadoreprosseguimosparamaiorlatitudesul,e seriadeesperarentãoumaumentodasdosesrecebidas,oqueacontece,mas que,pornóséinterpretadopeloefeitodalatitudeenãopeloconsumode combustível.Nocasodafigura29,ébemverdadequevaiaumentandoadose recebidamastambémsevaievoluindoparalatitudesnorte,superiores. Pensamosnós,depoisdetercomparadoosmesmosvoos,masderegresso, comosdepósitosdecombustívelcheios,que,àsmesmaslatitudesas quantidadesdedosesrecebidasnãoapresentamdesviossignificativosdos encontradosàida,comosdepósitosemfimdeviagem(poucocheios); considerandoporissonãohaverumefeitodirectoentreoconsumode combustíveleoaumentodasdosesderadiaçõesrecebidas. Ainda,nesteestudosefazreferênciaaumaumentode30%dasdoses efectivasrecebidasnocokpitemrelaçãocomacabinedepassageiros, havendofontespornósconsultadasqueconsideramquetipicamenteasdoses efectivasrecebidasnointeriordocokpitsão10%superiores,nãotendonós obtidoresultadosnessascondições,peloqueficaarecomendaçãopara estudosposteriores. Notrabalhodeinvestigaçãoquerealizamostivemosemcontaosresultados obtidospelométododirectoqueforamposteriormentecomparadoscomos doismétodosindirectosqueutilizamosnosvoosseleccionados.Observamos queasmédiasdasdiferençasemvaloresabsolutosentreométododirectoé de0,00378mSvparaoSIEVERTe0,00597mSvparaoCARI‐6,permitindoisto referenciarcomoaceitávelovalorencontrado,servindoassimeutilizadopara adeterminaçãodosresultadosdasamostrasdokitbiológico. Oníveldeumaexposiçãonaturalvariaàvoltadaterramultiplicadoporum factorentre1e3,podendoemparteesteexcederemultiplicar‐sepor10e algumasvezes,100. Quantoaosvaloresrecolhidosnaobservaçãodirectaparaapopulaçãode controloencontramosumamédiade0,21μSv/horacomumdesviopadrãode 0,04equeestãodeacordocomosresultadospublicadosparaaregião.
101 A Organização Mundial de Saúde (OMS), refere expressamente na folha informativa de Nov.2005, que as radiações cósmicas ao nível do mar contribuem com cerca de 13% das fontes naturais de radiação e noutras publicações consultadas faz‐se referência a uma média de 17%. Também, e seguindo a aludida folha informativa, "tripulações que voem 600 a 800 horas por ano estão expostas entre 2 a 5 mSv de radiação por ano em adição com as normais radiações entre 2 e 3 mSv produzidas pelo homem, (maioritariamente em medicina) e ou fontes naturais de radiação". Encontramos, num estudo Dinamarquês, a nota de que a dose típica para as tripulações varia entre os 0,2 e 1,1 mSV/ano. Existe a referência nalguma literatura consultada a alguns dados que julgamos curiosos, mas relevantes, como os que apresentam as doses recebidas para tripulações transcontinentais de 2.0 a 5.0 mSv/ano, e para membros do público ao nível do mar 1.1 mSv anualmente. Quer isto dizer que podem encontrar‐se valores para estas duas populações 5 vezes mais no caso dos pilotos, do que membros do público. Desde 1990, que o ICRP recomendou que as tripulações aéreas devem ser consideradas ocupacionalmente expostas às radiações cósmicas. Na Europa, as tripulações aéreas passíveis de receber doses superiores a 1 mSv por ano devem ser avaliadas e informadas dos potências riscos para a saúde. Encontra‐se frequentemente na literatura especializada, bem como nas normas e directivas governamentais referências de que não é necessário qualquer controle das tripulações para doses anuais inferiores a 1 mSv, suportando isto o nosso interesse na investigação ‐ doses superiores a 1 mSv/ano são prejudiciais para os pilotos de linha aérea. Considera ainda a OMS que as tripulações são reconhecidas em alguns países como ocupacionalmente expostas às radiações, e que os limites da exposição são similares aos estabelecidos para os trabalhadores das instalações nucleares. No seguimento da nossa investigação, confrontamos os dados obtidos das radiações cósmicas recebidas dos pilotos da “Tap Portugal” (TP) e que fazem parte do estudo, com os dados disponíveis da “Air New Zealand” (NZ), companhia aérea que se encontra nos antípodas de Portugal, com características próxima desta em número e categoria das aeronaves e bem como em número de pilotos, estes de aproximadamente 700, e que têm por base a cidade de Auckland com as coordenadas 36º52' sul e 174º45'este. No presente, a TP conta com 16 aeronaves de longo curso e 39 de médio curso e a NZ 20 aeronaves de longo curso e 27 de médio curso.
102 Entre500e700horasanuaiséonúmerodehorasvoadaspelastripulaçõesda NZ,equeemboranãocoincidentescomasdaTPsãomuitoequivalentespese ofactodenaTPparaolongocursoencontrarmosligeiramenteacimadas400 horaseligeiramenteinferiora700horas/ano,comumamédiadeoperaçãode 508horas/ano/piloto(56,4%).Jáparaomédiocursoencontramosvalores compreendidosentreas400horaseligeiramenteacimadas700horas/anode tempodevoototalparaumamédiade603horas/ano/piloto(67%);tendoem observânciaque,noperíododeinvestigaçãodoispilotosdemédiocursoeum delongocursoestiveramtemporariamenteafastadosdoseutrabalhohabitual. ParaospilotosdaTPsuportadospeloDec‐Leinº139/2004,de05deJunho,o limitedetempodevoototaléde900horas/ano,tantoparaomédiocomoo longocurso,sendooperíododeserviçodevoode1800horas/ano. NosresultadosobtidosnaTP,numaavaliaçãoglobaldaamostraencontramos umamédiade1,725mSv/piloto/anodedoserecebida,assimdistribuída:para omédiocurso2,0008mSV/pilotoe1,424mSv/pilotoparaolongocurso. Paraesteaumentoverificadoparaospilotosdemédiocursoemrelaçãoaosde longocurso,pensamosqueumadasrazõesédefactootipodasrotas operadasporestes.‐Longocursopróximodoequador,maioresaltitudeseem médiamenoshorasdevoovoadas/ano,relativamenteaosdemédiocursocom rotasamaioreslatitudesetempostotaisdevoosuperiores. Seevoluirmosparatermoscomparativosde1000horasdetrabalhoanuaispor pilototeremosparaospilotosdaTPumamédiade3,09116mSv,sendo 2,80037mSvparaolongocursoe3,31578mSvparaomédiocurso,intervalos queestãodeacordocomosvalorespublicadospelaOMS(2a5mSv/ano), estesemboraparaumaexposiçãoanualde600a800horas. Emboranãotenhamosefectuadoainvestigaçãoconsiderandoospatamaresde altitudeparatodososvoosanalisados(7405)porseterrecorridoaométodo indirectoSIEVERT,emcomparaçãocomosdadosdisponíveiscomaNZepara as1000horasdetrabalhoanuais,com90%dotempodovooemaltitudes máximasde39600pés(12kilómetros),entrebaixaslatitudes(0‐40)ealtas latitudes(40‐60),estespodemreceberanualmenteumadosederadiação cósmicaqueexcedeos6,5mSv. Poroutrolado,tripulaçõesvoandoasmesmas1000horasanuaiseemmédio cursoemédiaslatitudes,70%aumaaltitudede36300pés(11kilometros) podemreceberumadosederadiaçõescósmicasqueultrapassaos3,5mSv ano. ParaaNZ,aexposiçãodastripulaçõesàsradiaçõescósmicasnasrotas internacionaisadoseanualvariaentreos3eos7mSv,umpoucoacimados valoresencontradosparaaTP,peseembora,seconsiderarqueadosedas
103 radiaçõescósmicasrecebidasémaisalta10%nohemisférionortedoqueno hemisfériosuloquecontribuiriaparaumfavorecimentodosvalorespornós encontradosparaospilotosdaTP. Dosregistosqueconseguimos,poderemosdeduzirqueospilotosdaNZ,por voaremdasuabasenaturalAucklandrumoalatitudesnortecruzandoo equadorcomvoosmaislongosemduraçãodetempodequeosTP,aindaa maioresaltitudespodemjustificarosvaloressuperioresaosdaTPentão encontrados,jáquesenotaparaasrotasregionaisqueosvaloressão significativamenteinferioresaosdelongocursodentrodaNZ. Umamonitorizaçãoindividualpodeconsiderar‐secomoamelhorpráticapara seconseguirresultadosem"update"dasdosesrecebidas,mais,éreconhecido comosendoumcustoadicionaleinjustificávelporalgumaslinhasaéreas;para nósnão,epordoismotivos:a)nadajustificaoprejuízodesaúdeparaum operadornodesempenhodassuastarefasdafunção;b)estamosem desenvolvimentodeumprotótipo,numprojectodeinvestigação,doqualjá temosumaestimativadecustos,àpartidamodestos,equepermitem determinaremtemporealasdosesrecebidasporcadapiloto,nãohavendo portantolugarataljustificação. Omaterialdascélulasdoorganismo(conhecidoporDNA)émuitosensívelàs radiaçõesionizantes.QuandoseexpõedenovooDNAaqualquertipode radiaçãoionizante,aolongodotempo,estepodemodificar‐seeevoluirpara cancro,emboraistonãosignifiquequetodaapopulaçãoexpostaàsradiações ionizantesvenhaasofrerdecancro. Emteoria,pequenasexposiçõesàsradiaçõespodemgerarumacadeiade acontecimentosquepodemevoluirmaistardeparacancro.Omecanismode reparaçãodoorganismoénormalmentecapazdeevitarqueodanonoDNA desenvolvacancro,sendoqueaprobabilidadedeacontecersedeveà capacidadedereparação.Praticamentetodossãounânimesemafirmarquea possibilidadedeumpilotocomumelevadonúmerodehorasdevoovira sofrerdecancro,éde1%maisdoqueparaapopulaçãoemgeral. NumestudopornósconsultadodeNRL,NZéreferidoquetripulaçõesvoando 30anosoumaisnasrotasondeaexposiçãoémaior,eporissoaquantidade deradiaçõescósmicasrecebidastambémémaior,háumriscoacrescidoda morteporcancroem1%. Paraumaselecçãodediferentesrotas(médioelongocurso)poderiaorisco seracrescidodeumvalorinferiora1em10000,considerandopoisqueuma incidênciadecancronumaordemdegrandezacomoestanãoésustentada.A incidêncianaturaldecancronapopulaçãodaNewZealandéde1em4. Fazendoreferênciaaospilotosde"Concorde"comdosesderadiações cósmicasrecebidasde11a37mSv/anoencontrou‐seumacentuadoaumento
104 deaberraçõescromossomicasemlinfócitos,numestudopublicadopeloBMJ (16deDezembrode2008),ediz‐sequepilotosquetenhamvoadopormuitos anospodemestaremriscodedanodoseuDNApelaexposiçãoprolongadaàs radiaçõescósmicas. Encontramosnaliteratura,sobretudona"investigaçãodeponta"referências emqueconsideraqueastranslocaçõescromossómicassãoumbomindicador doefeitoacumulativonoDNApelaexposiçãoàsradiaçõesionizantes. Continuandonestalinhadeconsideraçõescientíficas,consultamosumestudo recentementerealizadoeaquetivemosacessoemquesecomparavao númerodetranslocaçõescromossómicasporcada100célulasequivalentes (CE),emduaspopulaçõesdistintas,umacompostapelastaffdeuma universidadeeoutraportripulaçõesdeumacompanhiaaérea,constituídosos doisgruposporhomenscomidadesentreos35e56,nãofumadoresou hábitostabágicosnãomarcados,conhecidosquesãocomofactoresderisco acrescidosparadanificaroDNA,aidadeeoserfumador,tendo‐seconcluído queamédiadefrequênciadastranslocaçõesdoscromossomasémaiselevada entreastripulaçõesaéreasdoqueentreostaffdaescola(0,39comparado com0,32/100CE). Quandocentraramaanálisenotempodevoo(nºdeanos)logicamente dirigidosóapilotos,surgemasmaioresdiferenças,sendoqueospilotosque maishorastinhamvoadoapresentavammaisdeodobrodastranslocações cromossomicasdoqueosquevoarammenos. E,porqueasalteraçõescromossomicastêmvindoaserassociadasaum aumentodoriscodecancro,osresultadosdasamostrassugeremqueos pilotosmaisexperientes,osquetemmaiornúmerodehorasdevooestão expostosadosesbiológicassignificativasderadiaçõesionizantes,nestecaso cósmicas. Duranteanossaexploraçãoinvestigatóriadirigimosanossaatençãoe interesseparadeterminarosvaloresdaesperançadevidadospilotosafiliados daAPPLA.Consultamososficheirosexistentes,edos128óbitoshavido, conseguimossaberaidadedamorteem95casos(74.21%). Consideradasqueforamtodasascausasdemorte(doença,acidentes,suicídio, etc),paraestes95casos,ficamoscomumvalorde56,64anosparaa esperançamédiadevidadospilotosdestaassociaçãooqueémanifestamente inferioràdapopulaçãoportuguesa,nestecasohomens,equeéde74,84anos conformedadosrelativosaotriénio2004‐2006divulgadodoInstitutoNacional deEstatística(INE). Analisandosóascausasdemorterelacionadacomdoençaobtemosentãouma médiade66,19anos,oqueésuperior,quandoconsideradastodasascausas,
105 mas8,65anosamenos,oqueembomrigornãopodereflectirumacausa próxima. Dadaaconvenienteevidênciadosefeitosdasradiaçõeseainstabilidade genomicanossistemascelulares,éimportanteconsideraroseupapelinvivoe asuarelevânciaparaoriscodasradiações. Parasedeterminaroriscodasradiaçõestemsidoutilizadosmodelosbaseado naacçãodirectanoDNAtornando‐seestenumprimeiroeventonoprocesso dacarcinogenese. Énecessárioreferirquedetodososestudosconsultadosapenasalguns apontamparaoaumentodaincidênciadecancro(melanomamaligno)em pilotosdelinhaaérea75.Emnenhumcasofoipossívelestabeleceruma correlaçãoentreesteaumentoeumfactorocupacional,talcomoaexposição aradiaçõescósmicas. Numestudopublicadonarevista"TheLancet"elaboradoporpesquisadoresdo InstitutodoCancrodeCopenhaga,Dinamarca,revelaramqueem3700pilotos ecomissáriosdebordocommaisde5000horasdevooseregistaram92casos decancro,enquantoamédiadapopulaçãodopaíséde77casos,paraum mesmonúmero. Estudosrecentesmostramumaumentodamortalidadeporcancroentre pilotosdeaviõescomerciais,incluindocancrodocérebro,sistemanervoso, doençadeHodgking's,melanomamalignoeleucemiamieloide. Sabemosqueocancroéumdosprincipaisefeitosdesaúdeassociadoà exposiçãoabaixasdosesderadiaçãoionizante. Aradiaçãocósmicaéumafontedemuitobaixaradiação,sendoporissomuito difícildeterminaroriscoassociadoaodesenvolvimentodecancrocomas ferramentascientificasactuais. Estaopiniãosuportaaindaqueaexposiçãoàsradiaçõescósmicaspodeser umacausadaincidênciadealgunscancros,emparticularomelanomaeonão‐ melanomacancrodapele(basilomas,espinocelular,etc). Seráútiltambémfazerreferênciaaumestudo"AircrewExposuretoCosmic RadiationInvolvesonlySlightCâncerRisk"publicadonaAirSafetyWeek,de19 Fevereiro,de2001,ondeosProfsLewiseBennettconcluíramqueseparaa populaçãoemgeralamorteporcancroéde25%,umaexposiçãode6mSv por30anosaumentaoriscodemorteporcancrode25para25,7%. 75HrafnkelssonJ,TuliniusH,KjeldM,SigvaldasonH,JonassonJG.Serum thyroglobulinasariskfactorforthyroidcarcinoma.ActaOncol.2000;39(8):973‐7.
106 Estudos similares levados a cabo pela Drª Slavicc Vlahovich do Canada, considerou que sobre o efeito de uma dose total de 120 mSv/ano durante 20 anos (6 mSv/anos x20=120mSv), e se em 1000 trabalhadores em condições normais 250 morrem de cancro então pela acumulação de 120 mSv morrem 255 (25,5%). Assume a Drª Vlahovich de que alguns estudos epidemiológicos não são muito rigorosos quando se "explica" diferenças de 1% ou menos entre pilotos e população em geral. Suporta esta, ainda, de que para as tripulações poderá haver outros factores agravantes como a exposição ao ozono, jet fuel, benzeno, dietas, desregulação do ritmo circadiano, etc, tendo todavia terminado com uma frase que para nós, por não ser conclusiva, demonstra a dificuldade da abordagem desta problemática, e diz então, "voar envolve um ligeiro aumento de risco de cancro para os expostos durante toda a vida". Por último, uma referência a um estudo ocupacional de cohorte sobre a incidência de cancro entre os pilotos de linhas aéreas de países nórdicos, Dinamarca, Finlândia, Islândia, Noruega e Suécia, durante 5 décadas, publicado no BMJ de 14 de Setembro de 2002, em que participaram 10032 elementos do sexo masculino, e foram diagnosticados 466 casos de cancro comparados com os 456 esperados. Neste estudo também se verificou um significativo aumento para o cancro da pele: melanoma 2.3 (com um intervalo de confiança de 95%, entre 1.7 e 3.0); não‐melanoma 2.1 (1.9 a 3.2), basocelular 2.5 (1.9 e 3.2), e concluindo‐se que embora este estudo não indique um marcado aumento de risco de cancro atribuível às radiações cósmicas, contudo não se pode excluir com segurança alguma influência destas no cancro da pele. Para suportar todas estas apreciações pensamos ser necessário levar em consideração estudos epidemiológicos com um largo follow‐up de grandes cohortes de pilotos com larga exposição a níveis altos de radiações cósmicas para então se poder afirmar ou não da relação entre a exposição às radiações cósmicas e o risco de cancro. Pensamos que apenas a determinação e análise de sequencias de DNA poderá auxiliar a obter algumas conclusões. No que diz respeito à análise de resistência de células, veio a verificar‐se que mais uma vez não existem diferenças significativas entre células expostas e controlo a nível de unidades formadoras de colónias (UFCs). Muito provavelmente este facto fica a dever-se à capacidade das células utilizadas fazerem a reparação de danos com elevada eficiência.
107 Assim,poderemosconcluirqueokitbiológiconãofuncionouporformaa detectarefeitosdaexposição,peloquenumafuturainvestigaçãoou continuaçãodesteestudosejaaconselhávelintroduziralgumasalteraçõesa estametodologiaporformaatorná‐laútilparaadeterminação/avaliaçãode danosnestetipodemacromoléculasbiológicas. Dasváriasamostrasestudadas,referentesaosváriosvoosmonitorizados,foi possívelverificarqueamaioriadosperfisdeDNAdasamostrasexpostasera semelhanteaosdasnãoexpostas.Esteresultadopodeterdoistiposde interpretações.Emprimeirolugar,podemosconsiderarqueotipodeanálise nãoéadequado,oupoucosensívelparaaavaliaçãodestetipodedanoao níveldoDNA.Emsegundolugar,podemosconsiderarqueoníveldeexposição àsquaisforamsujeitasasamostrasnãoésignificativamentemaisdanosopara oDNAdoqueonívelresidualàsquaisestiveramexpostasasamostrade controlo. Porestasrazõeseconfrontadoscomosresultadospornósobtidospela exposiçãodirectaàsradiaçõescósmicasdoDNA,proteínasecélulasdokit biológico,emquenãoésegurodizer‐sequeencontramosalterações significativasnosresultadosdasobservações,nãoseráfácilcomas ferramentasaesteníveldisponíveisencontrarumarelaçãocausa‐efeitoque permitatranquilizarouconseguirformasdeminoraroprejuízodesaúdenesta classeprofissional. Aconcentraçãourináriadas8OHdGéconsideradaumimportantebiomarcador dostressoxidativoendógenodeDNAeseusprecursores.Avaliandoos resultadosdasváriasamostrasdesangueeurina,bemcomodasradiações cósmicas,querembruto,apósnormalizaçãocomtransformaçãoZ(z‐score)e porcomponentesprincipais,aindaquedentrodoerroestatístico,épossível verificarqueospilotospossuemníveissuperioresde8OHG/creatininuriaede capacidadeantioxidante,emenoresdeferritina. Estaobservaçãopoderiaserexplicadapelamaiortaxadereparaçãodelesõesa níveldoDNA(levandoaumvalorsuperiordarazão8OHG/criatininuria)eum aumentodacapacidademetabólicaemdestruirROS/RNS(medidapeloensaio dacapacidadeantioxidante).Osvaloresmaisbaixosdeferritinapodemser interpretadoscomoumafalhanacapacidadedearmazenarferroferroso,o queporsuavezpotenciaaformaçãocomROS/RNS. Numaanáliseposteriorfoipossíveldemonstraraexistênciadeumacorrelação positivaentreasvariáveisferritina,hemoglobinaeestimativadeexposiçãoa radiaçãocósmicaestimada(Sievert)enegativacomavariável8OHG.Deuma formaglobalpoderemosinterpretarqueestasobservaçõessuportama explicaçãodeometabolismodospilotosestaradequadoaimpediraformação deespéciesreactivas(ROS,RNS)eapotenciarataxadereparaçãodebasesde
108 DNA,numambientedepressãoparcialdeoxigénioinferiorànormal(aonível domar). Umfactointeressanteéoaparecimentonomesmoquadrantedasvariáveis ferritina,hemoglobinaeestimativadeexposiçãoaradiaçãocósmica(Sv)que traduzumacorrelaçãopositiva.Estacorrelaçãopoderáserexplicadapela conjunçãodeefeitosentreexposiçãoàsradiaçõescósmicaseabaixasparciais deoxigéniomolecularcondicionadaspeloambientedetrabalho. Assim,baixassaturaçõesdeoxigéniomolecularimplicamaltasconcentrações dehemoglobina.Conjugadascomaexposiçãoadicionalàradiaçãocósmicao aumentonaconcentraçãodeferritinaécompreendidopelanecessidade metabólicadenomesmoambienteproporcionarumstockdeiõesferroque possibilitemumaelevadasíntesedehemoglobinaequeaomesmotempose encontramsequestradosnãopotenciandoreacçõesquecontribuemparao stressoxidativo(porexemploreacçõesdeFenton).Existeaindaumapossível correlaçãonegativacomarazão8OHG/creatininuriaoqueseentendecom basenofactodestemetabolitoserprovenientedeacçõesdereparaçãode ácidosnucleicos.Emtotalconcordânciaestáofactodacapacidade antioxidante(EPR)poderserinterpretadacomumacorrelaçãonegativaversus arazão8OHG/creatininuria,comoseriadeesperarnumambienteintracelular emqueumamaiorcapacidadedeevitaraformaçãodeespéciesque contribuamparaostressoxidativolevaamenoresdanos. Porfim,édesalientarquemaisdoqueolharparaumaúnicapatologiacuja correlaçãocomaexposiçãonuncafoiencontrada,demonstra‐sepelaprimeira vezqueumabateriadetestesclínicospodeserusadaparaaferirdiferenças metabólicasinerentesàprofissãodepilotosdelinhaaérea. Daobservânciadetodosestesresultadosnãosetornadifícilelencar,porora, algumasconclusões,umasqueportãoevidentesjustificamacçãosobreelas, outrasportãopoucosegurassugeremacontinuaçãodoinvestimentoem investigaçãoquantoaestaproblemática.