A terapia fotodinâmica é um tratamento que utiliza luz para cura de…

A terapia fotodinâmica é um tratamento que utiliza luz para cura de câncer através da excitação de moléculas medicamentosas, que promovem a desestruturação das células tumorais. Para a eficácia do tratamento, é necessária a iluminação na região do tecido a ser tratado. Em geral, as moléculas medicamentosas absorvem as frequências mais altas. Por isso, as intervenções cutâneas são limitadas pela penetração da luz visível, conforme a figura:

LANE, N. Profundidade de penetração de feixes de luz de diferentes comprimentos de onda da luz incidente. Scientific American Brasil, fev. 2003 (adaptado).

A profundidade de até $2 \text{ mm}$ em que o tratamento cutâneo é eficiente se justifica porque a luz de

GABARITO: B

A questão aborda a relação entre o comprimento de onda da luz, sua energia e a profundidade de penetração nos tecidos biológicos durante a terapia fotodinâmica. O enunciado informa que as moléculas medicamentosas absorvem as frequências mais altas da luz. De acordo com a física quântica, a energia $E$ de um fóton é diretamente proporcional à sua frequência $f$ e inversamente proporcional ao seu comprimento de onda $\lambda$, conforme a equação:$E = h \cdot f = \frac{h \cdot c}{\lambda}$Ao analisarmos o gráfico fornecido:

• A luz com comprimento de onda de $400 \text{ nm}$ (maior frequência e maior energia) penetra até aproximadamente $2{,}0 \text{ mm}$.
• A luz com comprimentos de onda entre $500 \text{ nm}$ e $550 \text{ nm}$ penetra até cerca de $3{,}0 \text{ mm}$.
• A luz entre $630 \text{ nm}$ e $650 \text{ nm}$ (menor energia) ultrapassa os $3{,}5 \text{ mm}$ de profundidade.

Como o tratamento depende da absorção da luz pelas moléculas (que preferem altas frequências/energias), e essa luz de alta energia é rapidamente absorvida pelas camadas superficiais do tecido orgânico (epiderme e derme papilar), sua penetração fica limitada a $2 \text{ mm}$. Portanto, a luz de maior energia é mais intensamente absorvida pelo tecido, justificando a limitação de profundidade da técnica.

Análise das alternativas:

• Incorreta. O aluno confunde absorção com reflexão. Por exemplo: o aluno supõe que a falta de penetração se deve ao fato de a luz de $400 \text{ nm}$ ser totalmente refletida pela superfície, quando o texto afirma que ela é absorvida pelas moléculas medicamentosas para gerar o efeito terapêutico.
• Correta. Conforme explicado, luzes de menor comprimento de onda possuem maior energia e são mais prontamente absorvidas pelo tecido e pelas moléculas alvo, limitando seu alcance em profundidade.
• Incorreta. O aluno inverte a proporcionalidade entre energia e comprimento de onda. Por exemplo: ele assume que $E \propto \lambda$ e calcula que o feixe de $650 \text{ nm}$ tem $650/400 = 1{,}625$ vezes mais energia que o de $400 \text{ nm}$, concluindo erroneamente que a luz de menor energia (que ele julga ser a de $400 \text{ nm}$) é absorvida primeiro.
• Incorreta. O aluno realiza uma leitura imprecisa dos dados gráficos. Por exemplo: o aluno ignora a escala vertical e assume que a penetração é idêntica para todas as cores, estimando uma profundidade média constante de $(2 + 3 + 3{,}5)/3 \approx 2{,}8 \text{ mm}$ para qualquer feixe.
• Incorreta. O aluno confunde o fenômeno de absorção com o de refração (dispersão). Por exemplo: ele tenta aplicar a Lei de Snell $n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)$ para explicar a profundidade, focando na mudança de direção da luz em vez da perda de intensidade por absorção no meio.