1、電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)2主要內(nèi)容主要內(nèi)容4.1 4.1 生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)4.2 4.2 大劑量照射大劑量照射確定性確定性效應(yīng)效應(yīng)( (組織反應(yīng)組織反應(yīng)) )4.3 4.3 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)致癌效應(yīng)致癌效應(yīng)4.4 4.4 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)4.5 4.5 胎內(nèi)照射效應(yīng)胎內(nèi)照射效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)3電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng) 電離輻射將能量傳遞給有機(jī)體引起的任電離輻射將能量傳遞給有機(jī)體引起的任何改變（包括何改變（包括發(fā)生各種變化，其中發(fā)生各種變化，其中有

2、物理學(xué)有物理學(xué)的、化學(xué)的的、化學(xué)的，當(dāng)生物體受照時(shí)，還有當(dāng)生物體受照時(shí)，還有生物學(xué)生物學(xué)的變化的變化，）統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為電離輻射生物學(xué)效應(yīng)電離輻射生物學(xué)效應(yīng)，或，或者者輻射的生物學(xué)效應(yīng)輻射的生物學(xué)效應(yīng)。 ionizing radiation biological effect電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)4問題的發(fā)現(xiàn)問題的發(fā)現(xiàn)1895年年 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)X射線射線1896年年 發(fā)現(xiàn)天然放射性發(fā)現(xiàn)天然放射性電離輻射對(duì)人體電離輻射對(duì)人體是有害的是有害的電離輻射對(duì)人體電離輻射對(duì)人體是有害的：是有害的： 人體組織受到損傷（人體組織受到損傷（當(dāng)代當(dāng)代） 植物和動(dòng)物的植物和動(dòng)物的生殖組織生殖組織受到照射后也會(huì)

3、對(duì)其受到照射后也會(huì)對(duì)其后代后代產(chǎn)生效應(yīng)產(chǎn)生效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)5加加: 常見的電離輻射的危害性常見的電離輻射的危害性 從人類出現(xiàn)在地球上時(shí)開始，就一直受到自然環(huán)境中本底從人類出現(xiàn)在地球上時(shí)開始，就一直受到自然環(huán)境中本底輻射的照射輻射的照射 近幾十年來的科技發(fā)展，人類還受到人工輻射的照射近幾十年來的科技發(fā)展，人類還受到人工輻射的照射 對(duì)于放射性工作人員來講，除受到上述照射之外，還受到對(duì)于放射性工作人員來講，除受到上述照射之外，還受到由于工作條件和環(huán)境導(dǎo)致的職業(yè)照射由于工作條件和環(huán)境導(dǎo)致的職業(yè)照射 核電廠常遇到的電離輻射：核電廠常遇到的電離輻射：、中子、中子，電離輻射電離輻射的

4、類型不同，對(duì)人體的危害程度不同的類型不同，對(duì)人體的危害程度不同 外照射外照射：體外輻射源對(duì)人體造成的照射：體外輻射源對(duì)人體造成的照射 內(nèi)照射內(nèi)照射：進(jìn)入人體內(nèi)部的放射性核素對(duì)人體造成的照射：進(jìn)入人體內(nèi)部的放射性核素對(duì)人體造成的照射電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)61）粒子的相對(duì)危害性粒子的相對(duì)危害性特點(diǎn)：特點(diǎn)：粒子的質(zhì)量大、電荷多、在物質(zhì)中射程短粒子的質(zhì)量大、電荷多、在物質(zhì)中射程短 因?yàn)橐驗(yàn)椋荷涑潭躺涑潭?由核衰變而產(chǎn)生的能量最大的由核衰變而產(chǎn)生的能量最大的粒子，粒子， 在空氣中的射程只有幾個(gè)厘米在空氣中的射程只有幾個(gè)厘米 難以穿透人體外表的角質(zhì)層難以穿透人體外表的角質(zhì)層所以所以： 粒子幾

5、乎不存在粒子幾乎不存在外照射外照射危害問題危害問題因?yàn)椋阂驗(yàn)椋荷涑潭?、電離本領(lǐng)強(qiáng)射程短、電離本領(lǐng)強(qiáng) 輻射源一旦被人體組織包圍，輻射源一旦被人體組織包圍， 損傷幾乎集中在損傷幾乎集中在輻射源附近輻射源附近 若若 粒子沉積在體內(nèi)某一器官，其能量可被該器官粒子沉積在體內(nèi)某一器官，其能量可被該器官全部吸收，因而器官受到嚴(yán)重的傷害全部吸收，因而器官受到嚴(yán)重的傷害所以所以： 粒子的粒子的內(nèi)照射內(nèi)照射必須重視必須重視電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)72）粒子的相對(duì)危害性粒子的相對(duì)危害性特點(diǎn)：與特點(diǎn)：與粒子相比的質(zhì)量小、電荷少，粒子相比的質(zhì)量小、電荷少， 穿透力強(qiáng)，電離本領(lǐng)弱穿透力強(qiáng)，電離本領(lǐng)弱 因?yàn)椋阂?/p>

6、為： 能量較高的能量較高的粒子能穿透人體皮膚進(jìn)入淺表組織粒子能穿透人體皮膚進(jìn)入淺表組織所以：所以： 粒子粒子具有較小的具有較小的外照射外照射危害危害因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?粒子在人體組織中射程較大，穿透力強(qiáng)粒子在人體組織中射程較大，穿透力強(qiáng) 在組織的某一小體積沉積的能量較在組織的某一小體積沉積的能量較粒子小粒子小所以：所以： 粒子對(duì)小體積內(nèi)組織引起的損傷比粒子對(duì)小體積內(nèi)組織引起的損傷比小小 內(nèi)照射內(nèi)照射電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)8特點(diǎn)特點(diǎn) 射線在空氣中和其他物質(zhì)中的射線在空氣中和其他物質(zhì)中的“射程射程”較大，穿透力強(qiáng)較大，穿透力強(qiáng) 3）射線的相對(duì)危害性射線的相對(duì)危害性因?yàn)橐驗(yàn)椋?即使離輻射源遠(yuǎn)

7、處的組織，也會(huì)受到傷害即使離輻射源遠(yuǎn)處的組織，也會(huì)受到傷害 當(dāng)人體處于當(dāng)人體處于輻射場(chǎng)中時(shí)，會(huì)使器官和組織受到傷害輻射場(chǎng)中時(shí)，會(huì)使器官和組織受到傷害所以：所以：與與、相比，相比，外照射外照射具有更大的危害性具有更大的危害性因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?射線在人體組織的射線在人體組織的“射程射程”較大，甚至穿透人體較大，甚至穿透人體 在組織中某一小體積內(nèi)沉積的能量較小在組織中某一小體積內(nèi)沉積的能量較小 對(duì)人體組織的損傷較小對(duì)人體組織的損傷較小所以：所以： 與與、相比，相比，內(nèi)照射內(nèi)照射危害性小得多危害性小得多電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)93）中子）中子的相對(duì)危害性的相對(duì)危害性特點(diǎn)：中子不帶電特點(diǎn)：中子不

8、帶電 不論在空氣中還是其他物質(zhì)中不論在空氣中還是其他物質(zhì)中 都具有較大射程都具有較大射程因?yàn)椋捍┩噶?qiáng)因?yàn)椋捍┩噶?qiáng) 所以：與所以：與射線一樣射線一樣 對(duì)人體的危害主要是外照射對(duì)人體的危害主要是外照射 但其但其對(duì)人體組織的損傷程度要比對(duì)人體組織的損傷程度要比射線射線大大因?yàn)椋翰徽撌翘烊恢凶釉匆驗(yàn)椋翰徽撌翘烊恢凶釉?人工中子源人工中子源 進(jìn)入人體的機(jī)會(huì)極小進(jìn)入人體的機(jī)會(huì)極小所以：所以：中子引起中子引起內(nèi)照射內(nèi)照射的的機(jī)會(huì)極小機(jī)會(huì)極小電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)10結(jié)論：結(jié)論：對(duì)于核電廠常見的幾種輻射，及其危害而言：對(duì)于核電廠常見的幾種輻射，及其危害而言：和和輻射輻射的的潛在危害潛在危害主

9、要來自于主要來自于內(nèi)照射內(nèi)照射和中子和中子輻射輻射的的潛在危害潛在危害主要來自于主要來自于外照射外照射電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)11核輻射生物效應(yīng)的特點(diǎn)核輻射生物效應(yīng)的特點(diǎn)(1)(1)不存在閾值劑量不存在閾值劑量： 輻射的生物學(xué)效應(yīng)的劑量曲線，是隨著劑量的輻射的生物學(xué)效應(yīng)的劑量曲線，是隨著劑量的增大而逐漸升高，即使在很小劑量作用下，也會(huì)增大而逐漸升高，即使在很小劑量作用下，也會(huì)出現(xiàn)一些效應(yīng)。出現(xiàn)一些效應(yīng)。(2)(2)輻射能量的高效率輻射能量的高效率： 生物機(jī)體吸收較小的輻射能量，卻能產(chǎn)生極其生物機(jī)體吸收較小的輻射能量，卻能產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果。嚴(yán)重的后果。(3)(3)輻射效應(yīng)具有潛伏期

10、輻射效應(yīng)具有潛伏期： 潛伏期的長(zhǎng)短取決于照射劑量和劑量率，還因潛伏期的長(zhǎng)短取決于照射劑量和劑量率，還因生物種類而異。生物種類而異。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)12核輻射生物學(xué)效應(yīng)的分類核輻射生物學(xué)效應(yīng)的分類機(jī)體受輻射作用時(shí)，根據(jù)照射劑量、照射方式以機(jī)體受輻射作用時(shí)，根據(jù)照射劑量、照射方式以及效應(yīng)表現(xiàn)的情況，在實(shí)際工作中常將核輻射生物及效應(yīng)表現(xiàn)的情況，在實(shí)際工作中常將核輻射生物效應(yīng)按照以下幾種方式分類：效應(yīng)按照以下幾種方式分類： 照射方式照射方式 照射劑量率照射劑量率 效應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間效應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間 效應(yīng)表現(xiàn)的個(gè)體效應(yīng)表現(xiàn)的個(gè)體 效應(yīng)的發(fā)生和照射劑量的關(guān)系效應(yīng)的發(fā)生和照射劑量的關(guān)系電離輻射的生

11、物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)13分類分類照射方式照射方式照射劑量照射劑量率率效應(yīng)出現(xiàn)效應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)間的時(shí)間效應(yīng)表現(xiàn)效應(yīng)表現(xiàn)的個(gè)體的個(gè)體效應(yīng)發(fā)生效應(yīng)發(fā)生和和照射劑量照射劑量的關(guān)系的關(guān)系全全身身照照射射早早期期效效應(yīng)應(yīng)急急性性效效應(yīng)應(yīng)慢慢性性效效應(yīng)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)期期效效應(yīng)應(yīng)軀軀體體效效應(yīng)應(yīng)遺遺傳傳效效應(yīng)應(yīng)內(nèi)內(nèi)照照射射外外照照射射局局部部照照射射確確定定性性效效應(yīng)應(yīng)隨隨機(jī)機(jī)性性效效應(yīng)應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)141） 照射方式照射方式內(nèi)照射內(nèi)照射 攝入放射性物質(zhì)會(huì)對(duì)人體某些器官或組攝入放射性物質(zhì)會(huì)對(duì)人體某些器官或組織形成的織形成的照射照射 內(nèi)照射的作用主要發(fā)生在放射性物質(zhì)內(nèi)照射的作用主要發(fā)生在放射性物

12、質(zhì)通過途徑和沉積部位的組織器官，但其通過途徑和沉積部位的組織器官，但其效應(yīng)可波及效應(yīng)可波及全身全身。 內(nèi)照射的效應(yīng)以射程短、電離強(qiáng)的內(nèi)照射的效應(yīng)以射程短、電離強(qiáng)的、射線作用為主。射線作用為主。外照射外照射 人體處在空間輻射場(chǎng)中所受到的人體處在空間輻射場(chǎng)中所受到的照射照射線、中子、線、中子、X線等穿透力強(qiáng)的射線，線等穿透力強(qiáng)的射線，外照射的生物學(xué)效應(yīng)強(qiáng)。外照射的生物學(xué)效應(yīng)強(qiáng)。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)15局部照射局部照射全身照射全身照射當(dāng)全身均勻地或非均勻地受到照射而產(chǎn)生當(dāng)全身均勻地或非均勻地受到照射而產(chǎn)生全身效應(yīng)時(shí)稱全身效應(yīng)時(shí)稱全身照射全身照射。大面積的胸腹部局部照射也可發(fā)生全身效大

13、面積的胸腹部局部照射也可發(fā)生全身效應(yīng)，甚至急性放射病。應(yīng)，甚至急性放射病。根據(jù)照射劑量大小和不同敏感組織的反應(yīng)根據(jù)照射劑量大小和不同敏感組織的反應(yīng)程度，輻射所致全身?yè)p傷分為骨髓型、腸程度，輻射所致全身?yè)p傷分為骨髓型、腸型和腦型三種類型。型和腦型三種類型。當(dāng)外照射的射線照射身體某一部位，引起當(dāng)外照射的射線照射身體某一部位，引起局部細(xì)胞的反應(yīng)者稱局部細(xì)胞的反應(yīng)者稱局部照射局部照射。局部照射時(shí)身體各部位的輻射敏感性依次局部照射時(shí)身體各部位的輻射敏感性依次為腹部胸部頭部為腹部胸部頭部四肢四肢。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)16急性效應(yīng)急性效應(yīng)：高劑量率照射，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較大：高劑量率照射，短時(shí)間

14、內(nèi)達(dá)到較大劑量，效應(yīng)迅速表現(xiàn)。劑量，效應(yīng)迅速表現(xiàn)。慢性效應(yīng)慢性效應(yīng)：低劑量率長(zhǎng)期照射，隨著照射劑量：低劑量率長(zhǎng)期照射，隨著照射劑量增加，效應(yīng)逐漸積累，經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)增加，效應(yīng)逐漸積累，經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)出來。間表現(xiàn)出來。2）按照射劑量率分類）按照射劑量率分類電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)173）按效應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間分類）按效應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間分類遠(yuǎn)期效應(yīng)遠(yuǎn)期效應(yīng)：亦稱遠(yuǎn)后效應(yīng)。照射后經(jīng)歷一段時(shí)間間：亦稱遠(yuǎn)后效應(yīng)。照射后經(jīng)歷一段時(shí)間間 隔（一般隔（一般6個(gè)月以上，個(gè)月以上，幾年到幾十年幾年到幾十年） 表現(xiàn)出的變化。表現(xiàn)出的變化。 如癌、白內(nèi)障、輻射遺傳效應(yīng)等如癌、白內(nèi)障、輻射遺傳效應(yīng)等早期效應(yīng)早期效應(yīng)：照射后

15、立即或數(shù)小時(shí)后出現(xiàn)的變化。：照射后立即或數(shù)小時(shí)后出現(xiàn)的變化。幾天幾天幾個(gè)月，如急性放射性損傷幾個(gè)月，如急性放射性損傷電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)18軀體效應(yīng)軀體效應(yīng)：發(fā)生在受照者本人發(fā)生在受照者本人身上的身上的各種各種效應(yīng)效應(yīng)遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)： 受照射個(gè)體生殖細(xì)受照射個(gè)體生殖細(xì)胞突變，而在子代胞突變，而在子代表現(xiàn)出的效應(yīng)。表現(xiàn)出的效應(yīng)。4）按效應(yīng)表現(xiàn)的個(gè)體分類）按效應(yīng)表現(xiàn)的個(gè)體分類電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)19 輻射遺傳效應(yīng)輻射遺傳效應(yīng)是生物體的生殖細(xì)胞受到照射而產(chǎn)生是生物體的生殖細(xì)胞受到照射而產(chǎn)生的后果，通常輻射遺傳效應(yīng)具有以下一些特點(diǎn)：的后果，通常輻射遺傳效應(yīng)具有以下一些

16、特點(diǎn)：1 1）遺傳效應(yīng)并不在受到照射的個(gè)體本身出現(xiàn)，而是出現(xiàn)在）遺傳效應(yīng)并不在受到照射的個(gè)體本身出現(xiàn)，而是出現(xiàn)在該個(gè)體所繁衍的某些該個(gè)體所繁衍的某些后代后代身上，因而效應(yīng)的產(chǎn)生與個(gè)體受身上，因而效應(yīng)的產(chǎn)生與個(gè)體受照射情況的聯(lián)系不易被發(fā)現(xiàn)；照射情況的聯(lián)系不易被發(fā)現(xiàn)；2 2）從生物體受照到顯現(xiàn)出遺傳效應(yīng)之間）從生物體受照到顯現(xiàn)出遺傳效應(yīng)之間相隔的時(shí)間過長(zhǎng)相隔的時(shí)間過長(zhǎng)（超過了生物體壽命，有時(shí)甚至為壽命的數(shù)倍，即幾個(gè)世（超過了生物體壽命，有時(shí)甚至為壽命的數(shù)倍，即幾個(gè)世代）代）3 3）遺傳效應(yīng)具有可）遺傳效應(yīng)具有可遺傳性遺傳性，所以，從理論上，其影響可能，所以，從理論上，其影響可能極大。極大。4.4

17、專門講專門講電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)20電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)主要主要類型類型現(xiàn)象：現(xiàn)象：應(yīng)細(xì)胞丟失導(dǎo)致的組織或器官功能失?；蚬δ軕?yīng)細(xì)胞丟失導(dǎo)致的組織或器官功能失?；蚬δ軉适适г颍涸颍捍髣┝空丈湟鸫髣┝空丈湟鹛攸c(diǎn)：特點(diǎn)：存在閾值存在閾值 確定性確定性效應(yīng)效應(yīng)( (組織反應(yīng)組織反應(yīng)) ) deterministic effectsdeterministic effects ( (tissue reaction)tissue reaction) 隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng) stochastic effectsstochastic effects現(xiàn)象：現(xiàn)象：癌癥、有動(dòng)物

18、實(shí)驗(yàn)結(jié)果所推論的遺傳疾患的增加，癌癥、有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果所推論的遺傳疾患的增加，可能在受照后很久顯現(xiàn)出來可能在受照后很久顯現(xiàn)出來原因：原因：隨機(jī)的隨機(jī)的劑量照射引起劑量照射引起特點(diǎn)：沒有特點(diǎn)：沒有閾值，其發(fā)生率與劑量成正比閾值，其發(fā)生率與劑量成正比 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)214.1 4.1 生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)4.2 4.2 大劑量照射大劑量照射確定性確定性效應(yīng)效應(yīng)( (組織反應(yīng)組織反應(yīng)) )4.3 4.3 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)致癌效應(yīng)致癌效應(yīng)4.4 4.4 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)4.5 4.5 胎內(nèi)照射效應(yīng)胎內(nèi)照射效應(yīng)電離輻射的

19、生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)224.1 生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)生物體生物體：是有生命的個(gè)體是有生命的個(gè)體 生物體的共同物質(zhì)基礎(chǔ)生物體的共同物質(zhì)基礎(chǔ)是：是： 在基本組成物質(zhì)中都含有蛋白質(zhì)和核酸。在基本組成物質(zhì)中都含有蛋白質(zhì)和核酸。 生物體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)生物體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是：是： 生物體都是生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的由細(xì)胞構(gòu)成的( (除病毒等少數(shù)種類以除病毒等少數(shù)種類以外外) ) 。所以生命都需要細(xì)胞來表現(xiàn)，病毒等也不例。所以生命都需要細(xì)胞來表現(xiàn)，病毒等也不例外外 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)23細(xì)胞細(xì)胞 是由一個(gè)是由一個(gè)核核和圍繞細(xì)胞核的和圍繞細(xì)胞核的細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜細(xì)胞膜

20、構(gòu)成，構(gòu)成，核核和細(xì)胞質(zhì)中均和細(xì)胞質(zhì)中均含有含有70%70%左右的水左右的水。 體體 細(xì)細(xì) 胞胞 構(gòu)成個(gè)體本身構(gòu)成個(gè)體本身( (軀體軀體) )的各種細(xì)胞的各種細(xì)胞生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞 專為繁殖后代的細(xì)胞專為繁殖后代的細(xì)胞細(xì)胞的功能分類細(xì)胞的功能分類為什么射線能夠殺死細(xì)胞為什么射線能夠殺死細(xì)胞？電離輻射電離輻射直接直接間接間接的方式的方式相互作用，沉積能量相互作用，沉積能量造成細(xì)胞受損或死亡造成細(xì)胞受損或死亡電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)24核核 核內(nèi)有特定數(shù)目的核內(nèi)有特定數(shù)目的染色體染色體，染色體是生物遺傳、變異染色體是生物遺傳、變異的物質(zhì)基礎(chǔ)。的物質(zhì)基礎(chǔ)。 染色體的主要成分染色體的主要成分

21、DNA(脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸 Deoxyribonucleic acid )蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA 是是細(xì)胞繁殖、遺傳細(xì)胞繁殖、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)的物質(zhì)基礎(chǔ)細(xì)胞細(xì)胞 是由一個(gè)是由一個(gè)核核和圍繞細(xì)胞核的和圍繞細(xì)胞核的細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜細(xì)胞膜構(gòu)成。構(gòu)成。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)25染色體結(jié)構(gòu)圖染色體結(jié)構(gòu)圖染色體為雙股螺旋染色體為雙股螺旋之去氧核糖核酸，之去氧核糖核酸，與生物與生物基因基因有密切有密切關(guān)系。染色體的主關(guān)系。染色體的主要化學(xué)成份是要化學(xué)成份是脫氧脫氧核糖核酸核糖核酸和和5種稱為種稱為組蛋白組蛋白的蛋白質(zhì)，的蛋白質(zhì)，為真核生物特有的為真核生物特有的構(gòu)造。構(gòu)造。電離輻射的生物效應(yīng)

22、電離輻射的生物效應(yīng)264.1.1 輻射生物效應(yīng)的發(fā)生過程輻射生物效應(yīng)的發(fā)生過程核輻射的生物學(xué)效應(yīng)核輻射的生物學(xué)效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)27水合電子aqe自由基自由基電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)28輻射誘發(fā)損傷形成過程示意圖輻射誘發(fā)損傷形成過程示意圖電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)29加：影響輻射生物學(xué)作用的因加：影響輻射生物學(xué)作用的因素素 物理因素：輻射類型、輻射能量、吸收劑量、劑物理因素：輻射類型、輻射能量、吸收劑量、劑量率、照射方式量率、照射方式生物因素：生物體對(duì)輻射的敏感性生物因素：生物體對(duì)輻射的敏感性 不同的細(xì)胞、組織、器官會(huì)個(gè)體對(duì)輻不同的細(xì)胞、組織、器官會(huì)

23、個(gè)體對(duì)輻射的敏感程度不同射的敏感程度不同輻射敏感性輻射敏感性：把照射條件完全一致的情況下，細(xì)胞、：把照射條件完全一致的情況下，細(xì)胞、組織、器官或個(gè)體對(duì)輻射作用反應(yīng)的組織、器官或個(gè)體對(duì)輻射作用反應(yīng)的強(qiáng)弱或其迅速程度，稱為所論細(xì)胞、強(qiáng)弱或其迅速程度，稱為所論細(xì)胞、組織或器官或個(gè)體的組織或器官或個(gè)體的輻射敏感性輻射敏感性電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)30分類分類: :1）不同生物種系的輻射敏感性；）不同生物種系的輻射敏感性；2）個(gè)體不同發(fā)育階段的輻射敏感性；）個(gè)體不同發(fā)育階段的輻射敏感性；3）不同細(xì)胞、組織或器官的輻射敏感性；）不同細(xì)胞、組織或器官的輻射敏感性； 高度敏感高度敏感 淋巴組織、胸

24、腺、性腺、胚胎、骨髓淋巴組織、胸腺、性腺、胚胎、骨髓 中度敏感中度敏感 感覺器官、內(nèi)皮細(xì)胞、皮膚感覺器官、內(nèi)皮細(xì)胞、皮膚. 輕度敏感輕度敏感 中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌、心臟中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌、心臟 不敏感不敏感 肌肉組織、軟骨和骨組織；結(jié)蒂組織肌肉組織、軟骨和骨組織；結(jié)蒂組織 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)31表表3.2 3.2 不同組織或器官的不同組織或器官的組織權(quán)重因子組織權(quán)重因子w wT T組織或器官組織或器官 ICRP(60)wTICRP(103)wTwT性腺性腺0.200.200.080.08紅骨髓紅骨髓0.120.120.120.72結(jié)腸結(jié)腸0.120.12肺肺0.120.12

25、胃胃0.120.12乳腺乳腺0.050.05其它組織其它組織0.05膀胱膀胱0.050.050.040.16肝肝0.050.05食道食道0.050.05甲狀腺甲狀腺0.050.05皮膚（腦、唾腺）皮膚（腦、唾腺）0.010.010.010.04骨表面骨表面0.010.01總計(jì)總計(jì)1.00P27電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)32電離輻射損傷電離輻射損傷： 輻射對(duì)輻射對(duì)DNA 的損傷的損傷 輻射對(duì)細(xì)胞的損傷輻射對(duì)細(xì)胞的損傷 輻射對(duì)染色體的損傷輻射對(duì)染色體的損傷電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)334.1.2 輻射對(duì)輻射對(duì)DNA的損傷的損傷基因基因DNA 是是細(xì)胞繁殖、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)細(xì)胞繁殖

26、、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 是引起細(xì)胞一系列生化、生理的關(guān)鍵物質(zhì)是引起細(xì)胞一系列生化、生理的關(guān)鍵物質(zhì)輻射生物效應(yīng)是通過對(duì)輻射生物效應(yīng)是通過對(duì)DNA損傷表現(xiàn)的損傷表現(xiàn)的電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)34核輻射的作用過程核輻射的作用過程直接作用直接作用: : 輻射粒子照射活輻射粒子照射活細(xì)胞時(shí)，通過電離細(xì)胞時(shí)，通過電離與激發(fā)，與激發(fā)，與生物大與生物大分子分子DNADNA直接發(fā)生作直接發(fā)生作用用，導(dǎo)致，導(dǎo)致細(xì)胞的損細(xì)胞的損傷傷。圖圖4.1 輻射對(duì)輻射對(duì)DNA直接作用直接作用和間接作用示意圖和間接作用示意圖原子的半徑：原子的半徑：0.15nm電子的半徑：電子的半徑：2.82E-15m電離輻射的生物效應(yīng)電離

27、輻射的生物效應(yīng)35間接作用間接作用: : 輻射粒子與細(xì)胞內(nèi)環(huán)輻射粒子與細(xì)胞內(nèi)環(huán)境成份境成份( (主要是水主要是水) ) 通通過電離與激發(fā)發(fā)生作用，過電離與激發(fā)發(fā)生作用，產(chǎn)生產(chǎn)生自由基自由基，自由基擴(kuò)，自由基擴(kuò)散散再與再與DNADNA作用作用，導(dǎo)致，導(dǎo)致細(xì)胞的損傷。細(xì)胞的損傷。自由基自由基：指化合物的分子：指化合物的分子在外界條件下，共價(jià)鍵發(fā)在外界條件下，共價(jià)鍵發(fā)生生均裂均裂而形成的具有不成而形成的具有不成對(duì)電子的原子或基團(tuán)。對(duì)電子的原子或基團(tuán)。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)36中文名稱：中文名稱：自由基自由基英文名稱：英文名稱： free radicalfree radical定義：定義

28、： 具有不成對(duì)電子的原子具有不成對(duì)電子的原子或分子。其化學(xué)性質(zhì)普遍或分子。其化學(xué)性質(zhì)普遍非?；顫姺浅；顫娮杂苫杂苫?， 機(jī)體機(jī)體氧化反應(yīng)中氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的有害產(chǎn)生的有害化合物，具有強(qiáng)氧化性，可化合物，具有強(qiáng)氧化性，可損損害機(jī)體的組織和細(xì)胞害機(jī)體的組織和細(xì)胞，進(jìn)而，進(jìn)而引引起慢性疾病起慢性疾病及及衰老效應(yīng)衰老效應(yīng)。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)37輻射對(duì)輻射對(duì)DNA的損傷主要有以下幾種方式：的損傷主要有以下幾種方式： 堿基變化堿基變化(DNA Base Change) DNA單鏈斷裂單鏈斷裂(Single Strand Breaks) 雙鏈斷裂雙鏈斷裂(Double Strand Brea

29、ks) DNA交聯(lián)交聯(lián)(DNA Cross Linkage) 簇?fù)p傷簇?fù)p傷(Clustered damage)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)38堿基堿基 堿基指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、堿基指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、 核苷、核苷酸的成分核苷、核苷酸的成分 堿基對(duì)堿基對(duì) 形成形成DNADNA、RNARNA單體以及編碼遺傳信息的化學(xué)結(jié)構(gòu)單體以及編碼遺傳信息的化學(xué)結(jié)構(gòu)堿基變化堿基變化 堿基環(huán)破壞、堿基脫落丟失、堿基替代、形成嘧啶二聚體堿基環(huán)破壞、堿基脫落丟失、堿基替代、形成嘧啶二聚體堿基的輻射敏感性堿基的輻射敏感性：T C A GT(THYMINE 胸腺嘧啶胸腺嘧啶) C(CYTOSIN

30、E 胞嘧胞嘧)A(ADENINE 腺嘌呤腺嘌呤) G(GUANINE 鳥嘌呤鳥嘌呤) 堿基變化堿基變化 （DNA Base Change ）電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)39根據(jù)它們根據(jù)它們英文名稱的首英文名稱的首字母分別稱字母分別稱在形成穩(wěn)定螺旋結(jié)構(gòu)的堿基對(duì)中，共有在形成穩(wěn)定螺旋結(jié)構(gòu)的堿基對(duì)中，共有4種不同堿基：種不同堿基：A(ADENINE 腺嘌呤腺嘌呤)T(THYMINE 胸腺嘧啶胸腺嘧啶)G(GUANINE 鳥嘌呤鳥嘌呤)C(CYTOSINE 胞嘧啶胞嘧啶)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)40 每種堿基分別與另一種堿基的化學(xué)性質(zhì)完全互補(bǔ)，每種堿基分別與另一種堿基的化學(xué)性質(zhì)完全

31、互補(bǔ)，這樣這樣A A總與總與T T配對(duì)配對(duì)，G G總與總與C C配對(duì)配對(duì)。這四種化學(xué)。這四種化學(xué) 字母字母 沿沿DNADNA骨架排列。骨架排列。 字母字母(堿基堿基) )的一種獨(dú)特順序就構(gòu)成一的一種獨(dú)特順序就構(gòu)成一個(gè)個(gè) 詞詞(基因基因) )。每個(gè)基因有幾百甚至幾萬個(gè)堿基對(duì)。每個(gè)基因有幾百甚至幾萬個(gè)堿基對(duì)。 基因基因是指攜帶有遺傳信息的是指攜帶有遺傳信息的DNA序列序列，基因通過指，基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來表達(dá)自己所攜帶的遺傳信息，從而導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來表達(dá)自己所攜帶的遺傳信息，從而控制生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)。控制生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)41 DNA單鏈斷裂單鏈斷裂

32、DNA SSB (Single Strand Breaks)原因：原因： 磷酸二脂鍵斷裂，脫磷酸二脂鍵斷裂，脫氧核糖分子破壞，堿氧核糖分子破壞，堿基基破壞或脫落。破壞或脫落。結(jié)果：造成一條核苷酸鏈斷結(jié)果：造成一條核苷酸鏈斷裂裂 可以修復(fù)可以修復(fù) 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)42 DNA雙鏈斷裂雙鏈斷裂 DSB現(xiàn)象：現(xiàn)象： DNA 兩條鏈在同一處兩條鏈在同一處或相鄰處斷裂?；蛳噜徧帞嗔?。結(jié)果：造成一條核苷酸鏈斷結(jié)果：造成一條核苷酸鏈斷裂裂 難以修復(fù)難以修復(fù)，是，是細(xì)胞細(xì)胞死亡死亡的主要原因的主要原因(Double Strand Breaks)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)43 DN

33、A交聯(lián)交聯(lián) Cross Linkage DNA 分子受損傷后，在堿基之間和堿基與蛋白質(zhì)分子受損傷后，在堿基之間和堿基與蛋白質(zhì)之間形成了共價(jià)鍵之間形成了共價(jià)鍵 DNA交聯(lián)交聯(lián)是細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的是細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的嚴(yán)重事件嚴(yán)重事件，它影響，它影響DNA的正常復(fù)制功能，從而導(dǎo)致突變或腫瘤。的正常復(fù)制功能，從而導(dǎo)致突變或腫瘤。 DNA交聯(lián)交聯(lián) DNA分子的兩條鏈或同一分子的兩條鏈或同一DNA鏈的不同區(qū)段的鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈間形成的共價(jià)相互作用側(cè)鏈間形成的共價(jià)相互作用 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)44 簇?fù)p傷簇?fù)p傷電離輻射引發(fā)的電離輻射引發(fā)的DNA損傷：不均勻的、成簇存在。損傷：不均勻的、成簇存在。原因：

34、電離輻射通過細(xì)胞時(shí)，能量沉積在徑跡周圍原因：電離輻射通過細(xì)胞時(shí)，能量沉積在徑跡周圍所致。所致。簇?fù)p傷簇?fù)p傷： 由單次射線照射形成的、在數(shù)個(gè)至由單次射線照射形成的、在數(shù)個(gè)至10個(gè)堿基對(duì)的個(gè)堿基對(duì)的距離上產(chǎn)生的距離上產(chǎn)生的2個(gè)或個(gè)或2個(gè)以上的單損傷。簇?fù)p傷可致個(gè)以上的單損傷。簇?fù)p傷可致突變和細(xì)胞死亡，比單損傷更難以修復(fù)，也是輻射突變和細(xì)胞死亡，比單損傷更難以修復(fù)，也是輻射導(dǎo)致生物體嚴(yán)重?fù)p傷的基礎(chǔ)。導(dǎo)致生物體嚴(yán)重?fù)p傷的基礎(chǔ)。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)45簇?fù)p傷示意圖簇?fù)p傷示意圖電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)46傳能線密度傳能線密度( (linear energy transfer L

35、ETLET) ) 亦稱亦稱線能轉(zhuǎn)換線能轉(zhuǎn)換，是，是能量在組織中隨輻射所經(jīng)過的能量在組織中隨輻射所經(jīng)過的每單位距離內(nèi)所消耗的平均能量每單位距離內(nèi)所消耗的平均能量，也即線能轉(zhuǎn)換。以，也即線能轉(zhuǎn)換。以每微米的千電子伏每微米的千電子伏 (keV/m)表示。表示。 LET值越大，生物效應(yīng)也越顯著。值越大，生物效應(yīng)也越顯著。X和和射線屬射線屬低低LET輻射輻射，在組織中能量，在組織中能量轉(zhuǎn)換率低轉(zhuǎn)換率低，在單位距離中，在單位距離中電離密度低，生物效應(yīng)??；電離密度低，生物效應(yīng)小； 粒子、快中子、低能質(zhì)子等屬粒子、快中子、低能質(zhì)子等屬高高 LET輻射輻射，在組，在組織中很快釋放能量，織中很快釋放能量，轉(zhuǎn)換率高

36、轉(zhuǎn)換率高, 在單位距離中電離在單位距離中電離密度高，生物效應(yīng)明顯。密度高，生物效應(yīng)明顯。 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)47表表3.1 ICRP-103號(hào)號(hào)報(bào)告報(bào)告輻射權(quán)重因子輻射權(quán)重因子(WR)P26電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)48高高LET輻射造成的損傷和低輻射造成的損傷和低LET輻射造成的損傷輻射造成的損傷電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)494.1.3 電離輻射對(duì)電離輻射對(duì)細(xì)胞細(xì)胞的損傷的損傷電離輻射使細(xì)胞損傷，產(chǎn)生電離輻射使細(xì)胞損傷，產(chǎn)生6個(gè)個(gè)方面的結(jié)果：方面的結(jié)果：a) 凋亡凋亡b) 流產(chǎn)分裂流產(chǎn)分裂c) 子代細(xì)胞畸變子代細(xì)胞畸變d) 形態(tài)學(xué)生物變化、形態(tài)學(xué)生物變化

37、、實(shí)際有變化實(shí)際有變化e) 有限的分裂死亡有限的分裂死亡f)生存生存電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)50a) 凋亡凋亡細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡 是指細(xì)胞在一定的生理或病理?xiàng)l件下，是指細(xì)胞在一定的生理或病理?xiàng)l件下，受內(nèi)在遺傳機(jī)制的控制自動(dòng)結(jié)束生命的受內(nèi)在遺傳機(jī)制的控制自動(dòng)結(jié)束生命的過程。過程。細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡 細(xì)胞因受嚴(yán)重?fù)p傷而累及胞核時(shí)，呈現(xiàn)細(xì)胞因受嚴(yán)重?fù)p傷而累及胞核時(shí)，呈現(xiàn)代謝停止、結(jié)構(gòu)破壞和功能喪失等代謝停止、結(jié)構(gòu)破壞和功能喪失等不可不可逆性變化逆性變化 原原 因因 細(xì)胞受到細(xì)胞受到較小劑量照射較小劑量照射后可發(fā)生凋亡后可發(fā)生凋亡電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)51b) 流產(chǎn)分裂流產(chǎn)分裂

38、細(xì)胞受到細(xì)胞受到致死劑量致死劑量照射后，細(xì)胞不是立刻死亡，照射后，細(xì)胞不是立刻死亡，而是進(jìn)入下一個(gè)分裂周期，但是由于而是進(jìn)入下一個(gè)分裂周期，但是由于DNA受損，受損，DNA雙鏈斷裂，以致細(xì)胞分裂失敗，最后雙鏈斷裂，以致細(xì)胞分裂失敗，最后細(xì)胞死細(xì)胞死亡亡。細(xì)胞周期細(xì)胞周期 是指連續(xù)分裂的細(xì)胞是指連續(xù)分裂的細(xì)胞,從第一次完成分從第一次完成分裂開始裂開始,到下一次完成分裂是為止的過到下一次完成分裂是為止的過程程.電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)52c) 子代細(xì)胞畸變子代細(xì)胞畸變 遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)d) 形態(tài)學(xué)上無變化形態(tài)學(xué)上無變化 DNA 受損，（放射性損傷），受損，（放射性損傷）， 形態(tài)上正常，

39、形態(tài)上正常， 不表現(xiàn)出來，具有原來功能。當(dāng)不表現(xiàn)出來，具有原來功能。當(dāng)照射劑量達(dá)到照射劑量達(dá)到一定程度一定程度時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)功能受損功能受損和和細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)53e)有限的分裂死亡有限的分裂死亡 受到致死劑量照射后受到致死劑量照射后 DNA 雙鏈斷裂雙鏈斷裂 勉強(qiáng)分裂成功勉強(qiáng)分裂成功 分裂中多次復(fù)制分裂中多次復(fù)制 損傷在損傷在子代細(xì)胞子代細(xì)胞中中逐漸積累逐漸積累 導(dǎo)致導(dǎo)致細(xì)胞死亡。細(xì)胞死亡。f)生存生存 受到非致死劑量照射后受到非致死劑量照射后 細(xì)胞修復(fù)受損細(xì)胞修復(fù)受損DNA 在子代細(xì)胞中沒有或僅留在子代細(xì)胞中沒有或僅留輕微改變。輕微改變。電

40、離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)544.1.4 輻射與染色體畸變輻射與染色體畸變中文名稱：中文名稱：染色體染色體英文名稱：英文名稱：chromosome定義：由脫氧核糖核酸、蛋白質(zhì)定義：由脫氧核糖核酸、蛋白質(zhì)和少量核糖核酸組成的線和少量核糖核酸組成的線狀或棒狀物，是狀或棒狀物，是生物主要生物主要遺傳物質(zhì)的載體遺傳物質(zhì)的載體。 因是細(xì)胞中可被堿性染料著因是細(xì)胞中可被堿性染料著色的物質(zhì)，故名。色的物質(zhì)，故名。 染色體是組成染色體是組成細(xì)胞核細(xì)胞核的基本物質(zhì)，是的基本物質(zhì)，是基因基因的載體的載體. 46條染色體條染色體電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)55研究發(fā)現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)受到電離輻射照射時(shí)當(dāng)

41、受到電離輻射照射時(shí) 染色體染色體對(duì)輻射具有高度的敏感性對(duì)輻射具有高度的敏感性 劑量低至劑量低至數(shù)十毫戈瑞數(shù)十毫戈瑞，能觀察到染色體畸變，能觀察到染色體畸變頻率的增加頻率的增加 照射劑量照射劑量 畸變頻率畸變頻率 可根據(jù)受照后產(chǎn)生的細(xì)胞染色體畸變的頻率來估可根據(jù)受照后產(chǎn)生的細(xì)胞染色體畸變的頻率來估算個(gè)體所受的輻射劑量算個(gè)體所受的輻射劑量電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)564.1.5 輻射誘發(fā)的輻射誘發(fā)的DNA損傷與修復(fù)損傷與修復(fù) 正常情況下正常情況下 機(jī)體細(xì)胞有很強(qiáng)的機(jī)體細(xì)胞有很強(qiáng)的自我修復(fù)能自我修復(fù)能力，力，以維持細(xì)胞的正常生命過程以維持細(xì)胞的正常生命過程時(shí)間：時(shí)間：數(shù)小時(shí)數(shù)小時(shí)DNA 損

42、傷修復(fù)損傷修復(fù)DNA 損傷損傷修復(fù)途徑修復(fù)途徑： 回復(fù)修復(fù)回復(fù)修復(fù) 切出修復(fù)切出修復(fù) 重組修復(fù)重組修復(fù) 錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)配修復(fù) sos修復(fù)修復(fù)DNA 損傷損傷修復(fù)過程修復(fù)過程：損傷部位識(shí)別損傷部位識(shí)別 切出損傷鏈切出損傷鏈 合成新鏈及連接合成新鏈及連接電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)574.1 4.1 生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)4.2 4.2 大劑量照射大劑量照射確定性確定性效應(yīng)效應(yīng)( (組織反應(yīng)組織反應(yīng)) )4.3 4.3 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)致癌效應(yīng)致癌效應(yīng)4.4 4.4 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)4.5 4.5 胎內(nèi)照射效應(yīng)胎內(nèi)照射效應(yīng)電離輻射的

43、生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)584.2 大劑量照射大劑量照射確定性效應(yīng)確定性效應(yīng)確定性效應(yīng)確定性效應(yīng) (deterministic effects)現(xiàn)象：現(xiàn)象：因細(xì)胞丟失導(dǎo)致的組織或器官功能因細(xì)胞丟失導(dǎo)致的組織或器官功能失常或功能喪失失?；蚬δ軉适г颍涸颍捍髣┝空丈湟鸫髣┝空丈湟鹛攸c(diǎn)：特點(diǎn)：有有明確的明確的閾值閾值、 達(dá)到劑量閾值則有害效應(yīng)達(dá)到劑量閾值則有害效應(yīng)肯定發(fā)肯定發(fā)生生，且輻射效應(yīng)的，且輻射效應(yīng)的嚴(yán)重程度取決嚴(yán)重程度取決于所受劑量的大小于所受劑量的大小4.2.1 確定性效應(yīng)的概念確定性效應(yīng)的概念閾值主要針對(duì)主要針對(duì)大劑量大劑量、大劑量率大劑量率的的急性照急性照射射，一般主要是，一

44、般主要是事事故故照射。照射?，F(xiàn)在稱為組織反應(yīng)現(xiàn)在稱為組織反應(yīng) (tissue reaction) (ICRP 2011)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)59由表可見，小于由表可見，小于250毫希的照射不會(huì)對(duì)健康有毫希的照射不會(huì)對(duì)健康有確定的確定的影響影響表表 不同受照劑量對(duì)人體的傷害不同受照劑量對(duì)人體的傷害電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)604.2.2 殺死細(xì)胞及體外細(xì)胞存活曲線殺死細(xì)胞及體外細(xì)胞存活曲線問題問題：射線照射后，大多數(shù)：射線照射后，大多數(shù)細(xì)胞死亡，少部分細(xì)細(xì)胞死亡，少部分細(xì)胞存活胞存活 如何反應(yīng)細(xì)胞照射后如何反應(yīng)細(xì)胞照射后存活情況？存活情況？1） 細(xì)胞存活曲線：細(xì)胞存活曲

45、線： 細(xì)胞生存率與劑量的關(guān)細(xì)胞生存率與劑量的關(guān)系曲線系曲線電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)612） 細(xì)胞存活曲線的繪制細(xì)胞存活曲線的繪制問題問題： 射線對(duì)生物體的損傷是隨機(jī)的射線對(duì)生物體的損傷是隨機(jī)的 細(xì)胞對(duì)射線的敏感度不同細(xì)胞對(duì)射線的敏感度不同 出現(xiàn)的情況出現(xiàn)的情況： 直線：直線： 敏感敏感 DNA 被一次擊中就發(fā)生死亡被一次擊中就發(fā)生死亡 二次曲線：小劑量照射二次曲線：小劑量照射 不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡 大劑量照射大劑量照射 可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡 放射損傷的積累過程放射損傷的積累過程電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)62D0 平均致死量平均致死量 代表著這一細(xì)胞

46、群的代表著這一細(xì)胞群的放射敏感性，直線越陡，放射敏感性，直線越陡，即即D0值越小，殺滅值越小，殺滅63%細(xì)胞所需要的劑量就越細(xì)胞所需要的劑量就越小。小。 Dq 存活的肩寬存活的肩寬寬度寬度 在此劑量范圍內(nèi)，細(xì)在此劑量范圍內(nèi)，細(xì)胞表現(xiàn)為非致死損傷的胞表現(xiàn)為非致死損傷的修復(fù)，修復(fù)，Dq值越大，造成值越大，造成細(xì)胞指數(shù)死亡所需要的細(xì)胞指數(shù)死亡所需要的劑量越大。劑量越大。 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)633） 細(xì)胞存活曲線的意義細(xì)胞存活曲線的意義 細(xì)胞存活曲線是放射生物學(xué)研究的基礎(chǔ)細(xì)胞存活曲線是放射生物學(xué)研究的基礎(chǔ)，可以，可以反應(yīng)出生物效應(yīng)的關(guān)系反應(yīng)出生物效應(yīng)的關(guān)系a.研究各種細(xì)胞生物效應(yīng)與放

47、射劑量的定量關(guān)系研究各種細(xì)胞生物效應(yīng)與放射劑量的定量關(guān)系b.比較各種因素對(duì)放射敏感性的影響比較各種因素對(duì)放射敏感性的影響c.觀察有氧和乏氧情況下細(xì)胞放射敏感性的變化觀察有氧和乏氧情況下細(xì)胞放射敏感性的變化d.比較不同放射分割方案的放射生物學(xué)效應(yīng)比較不同放射分割方案的放射生物學(xué)效應(yīng)e.比較不同放射增敏劑的效應(yīng)比較不同放射增敏劑的效應(yīng)f.比較單純放療和放療綜合治療的作用比較單純放療和放療綜合治療的作用g.比較不同傳能線密度（比較不同傳能線密度（LET）射線的生物學(xué)效應(yīng)）射線的生物學(xué)效應(yīng)h.研究細(xì)胞的各種損傷研究細(xì)胞的各種損傷電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)644.2.3 組織或器官確定性效應(yīng)的

48、劑量閾值組織或器官確定性效應(yīng)的劑量閾值不同器官或組織對(duì)電離輻射反應(yīng)各不相同不同器官或組織對(duì)電離輻射反應(yīng)各不相同表表4.2 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)65閾值取決于劑量率，而不取決于總劑量。閾值取決于劑量率，而不取決于總劑量。電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)664.2.4 半致死劑量（半致死劑量（LD50劑量）劑量）問題問題：當(dāng)生物體受到大劑量：當(dāng)生物體受到大劑量照射后，在一定時(shí)期照射后，在一定時(shí)期內(nèi)會(huì)引起機(jī)體死亡內(nèi)會(huì)引起機(jī)體死亡定義定義：使使一半數(shù)量一半數(shù)量個(gè)體在個(gè)體在30天天內(nèi)死亡所需的劑量?jī)?nèi)死亡所需的劑量表示表示：不同生物的輻射敏感不同生物的輻射敏感性性 LD50/30 LD

49、50/60電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)674.2.5 放射病放射病放射病放射病 全身或身體較大部分受到輻射照射的劑量全身或身體較大部分受到輻射照射的劑量超過一定水平超過一定水平時(shí)，出現(xiàn)的時(shí)，出現(xiàn)的全身性疾病全身性疾病。 同時(shí)伴有其他功能系統(tǒng)損害的具有特定時(shí)同時(shí)伴有其他功能系統(tǒng)損害的具有特定時(shí)性臨床癥狀和體征。性臨床癥狀和體征。 急性急性放射病放射病 短時(shí)間短時(shí)間內(nèi)大劑量電離輻射引起的放內(nèi)大劑量電離輻射引起的放射性損傷射性損傷慢性慢性放射病放射病 較長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)間超過允許劑量的輻射損傷超過允許劑量的輻射損傷確定性確定性效應(yīng)效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)68急性放射?。杭毙苑派洳?/p>

50、： 外照射急性放射病外照射急性放射病 機(jī)體機(jī)體一次一次或或短時(shí)間短時(shí)間內(nèi)（數(shù)日）分次受到內(nèi)（數(shù)日）分次受到大劑量照大劑量照射射引起的全身性疾病引起的全身性疾病 外照射外照射 由存在于體外的輻射源放出的電離輻射對(duì)機(jī)體由存在于體外的輻射源放出的電離輻射對(duì)機(jī)體的照射。的照射。 外照射急性放射病外照射急性放射病特點(diǎn)特點(diǎn) 病情雖照射劑量的增加而加重病情雖照射劑量的增加而加重 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)69外照射急性放射病分類外照射急性放射病分類骨髓骨髓型型急性放射病急性放射病腸腸型型急性放射病急性放射病腦腦型型急性放射病急性放射病電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)70a) 骨髓骨髓型急性放射

51、病分類型急性放射病分類照射劑量照射劑量：110Gy病變基礎(chǔ)病變基礎(chǔ)：骨髓造血功能為基礎(chǔ)的病變：骨髓造血功能為基礎(chǔ)的病變臨床表現(xiàn)臨床表現(xiàn)：白細(xì)胞減少白細(xì)胞減少、感染感染、出血出血階段性病情階段性病情：初期：初期 假愈期假愈期 極期極期 恢復(fù)期恢復(fù)期嚴(yán)重程度嚴(yán)重程度：4度度 （輕（輕 中中 重重 極重極重）照射劑量下限照射劑量下限 ： 1Gy 2Gy 4Gy 6Gy電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)71b) 腸腸型型急性放射病分類急性放射病分類照射劑量照射劑量：1050Gy病變基礎(chǔ)病變基礎(chǔ)：腸道損傷為基礎(chǔ)的病變：腸道損傷為基礎(chǔ)的病變臨床表現(xiàn)臨床表現(xiàn)：頻繁嘔吐、頻繁嘔吐、腹瀉腹瀉、水電解質(zhì)紊亂水電

52、解質(zhì)紊亂階段性病情階段性病情：不明顯：不明顯嚴(yán)重程度嚴(yán)重程度： 35天進(jìn)入極期，出現(xiàn)造血功能障礙天進(jìn)入極期，出現(xiàn)造血功能障礙 23周內(nèi)死亡周內(nèi)死亡電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)72c) 腦腦型型急性放射病分類急性放射病分類照射劑量照射劑量：50Gy以上以上病變基礎(chǔ)病變基礎(chǔ)：腦組織損傷為基礎(chǔ)的病變：腦組織損傷為基礎(chǔ)的病變臨床表現(xiàn)臨床表現(xiàn)：意識(shí)障礙、意識(shí)障礙、抽搐、抽搐、震顫震顫階段性病情階段性病情：不明顯：不明顯嚴(yán)重程度嚴(yán)重程度： 13天死亡天死亡電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)73骨髓型骨髓型腸型腸型腦型腦型照射劑量照射劑量1 110 Gy10 Gy101050 Gy50 Gy50

53、Gy50 Gy以上以上病變基礎(chǔ)病變基礎(chǔ) 骨髓造血功能骨髓造血功能損傷損傷腸道損傷腸道損傷腦組織損傷腦組織損傷臨床表現(xiàn)臨床表現(xiàn)白細(xì)胞減少白細(xì)胞減少感染感染出血出血頻繁嘔吐頻繁嘔吐腹瀉腹瀉水電解質(zhì)紊亂水電解質(zhì)紊亂意識(shí)障礙意識(shí)障礙抽搐抽搐震顫震顫階段性病情階段性病情初期初期 假愈期假愈期 極期極期 恢復(fù)期恢復(fù)期3 35 5天進(jìn)入極期，天進(jìn)入極期，出現(xiàn)造血功能障出現(xiàn)造血功能障礙礙不明顯不明顯嚴(yán)重程度嚴(yán)重程度4 4度度2 23 3周內(nèi)死亡周內(nèi)死亡1 13 3天死亡天死亡表表 急性放射性的基本情況急性放射性的基本情況電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)744.2.6 不同器官和組織的不同器官和組織的確定性

54、效應(yīng)確定性效應(yīng)皮膚皮膚 造血器官造血器官 性腺性腺 眼晶體眼晶體a) 皮膚皮膚皮膚：表皮、皮下真皮皮膚：表皮、皮下真皮癥狀：癥狀：早期早期 紅斑紅斑 之后之后 脫毛脫毛脫脫 皮膚壞死皮膚壞死 遠(yuǎn)期遠(yuǎn)期：表皮、汗腺、皮脂腺萎縮：表皮、汗腺、皮脂腺萎縮 最后最后：皮膚潰瘍、皮膚癌：皮膚潰瘍、皮膚癌電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)75損傷程度損傷程度表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式毛囊丘疹毛囊丘疹暫時(shí)性脫毛暫時(shí)性脫毛 脫毛脫毛 紅斑紅斑二次紅斑二次紅斑水泡水泡壞死、潰壞死、潰瘍瘍參考閾值參考閾值Gy351020表表 皮膚的確定性效應(yīng)及表現(xiàn)皮膚的確定性效應(yīng)及表現(xiàn)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)76a) 造血器

55、官造血器官造血器官造血器官包括包括：骨髓骨髓、淋巴結(jié)淋巴結(jié)、脾臟脾臟造血器官中造血細(xì)胞的造血器官中造血細(xì)胞的作用作用： 不斷增殖分化產(chǎn)生外周血中的不斷增殖分化產(chǎn)生外周血中的紅細(xì)胞紅細(xì)胞、白細(xì)胞白細(xì)胞和和血小板血小板劑量劑量1Gy1Gy照射時(shí)間照射時(shí)間全身照射幾分鐘全身照射幾分鐘 臨床癥狀臨床癥狀骨髓、淋巴結(jié)發(fā)生變化骨髓、淋巴結(jié)發(fā)生變化 外周血細(xì)胞減少外周血細(xì)胞減少結(jié)果結(jié)果白細(xì)胞減少能導(dǎo)致感染、出血、放射病白細(xì)胞減少能導(dǎo)致感染、出血、放射病表表 造血器官確定性效應(yīng)及表現(xiàn)造血器官確定性效應(yīng)及表現(xiàn)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)77c) 性腺性腺男性：生精干細(xì)胞男性：生精干細(xì)胞精原細(xì)胞精原細(xì)胞女

56、性：生殖干細(xì)胞女性：生殖干細(xì)胞卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞 耐受力高于睪丸耐受力高于睪丸精原細(xì)胞：對(duì)輻射敏感精原細(xì)胞：對(duì)輻射敏感 周周人類：人類： 10精子精子劑量劑量GyGy時(shí)間時(shí)間臨床表現(xiàn)臨床表現(xiàn)1 11010周周精子缺乏精子缺乏0.150.15精子減少精子減少睪丸經(jīng)照射后睪丸經(jīng)照射后可出現(xiàn)不育，但可恢復(fù)可出現(xiàn)不育，但可恢復(fù)損傷閾值主要取決于劑量率而不是總劑量損傷閾值主要取決于劑量率而不是總劑量表表 性腺的確定性效應(yīng)及表現(xiàn)性腺的確定性效應(yīng)及表現(xiàn)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)78d) 眼晶體眼晶體結(jié)果結(jié)果：放射性白內(nèi)障：放射性白內(nèi)障原因原因：輻射可以影響眼晶體細(xì)胞的正常的分裂和：輻射可以影響眼晶體

57、細(xì)胞的正常的分裂和遷移遷移 受到輻射損傷的細(xì)胞及其分解產(chǎn)物沉積在受到輻射損傷的細(xì)胞及其分解產(chǎn)物沉積在晶體下方，進(jìn)而病變向其他部位擴(kuò)展是晶晶體下方，進(jìn)而病變向其他部位擴(kuò)展是晶體混濁影響視力體混濁影響視力診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷標(biāo)準(zhǔn)：累計(jì)劑量：累計(jì)劑量2Gy（有一段潛伏期）（有一段潛伏期） GBZ-95-2002電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)79放射性白內(nèi)障放射性白內(nèi)障 (Radiation cataract) 指由指由X 射線、射線、射線、射線、中子及高能中子及高能等電離輻等電離輻射所致的晶體狀混濁射所致的晶體狀混濁電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)804.1 4.1 生物體對(duì)電離輻射的反應(yīng)生物體對(duì)

58、電離輻射的反應(yīng)4.2 4.2 大劑量照射大劑量照射確定性確定性效應(yīng)效應(yīng)( (組織反應(yīng)組織反應(yīng)) )4.3 4.3 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)致癌效應(yīng)致癌效應(yīng)4.4 4.4 輻射的隨機(jī)效應(yīng)輻射的隨機(jī)效應(yīng)遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)4.5 4.5 胎內(nèi)照射效應(yīng)胎內(nèi)照射效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)814.3 輻射的隨機(jī)性效應(yīng)輻射的隨機(jī)性效應(yīng)致癌效應(yīng)致癌效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)：正常細(xì)胞中因電離輻射事件產(chǎn)生的變正常細(xì)胞中因電離輻射事件產(chǎn)生的變化引起的效應(yīng)化引起的效應(yīng) 發(fā)生的幾率大小與劑發(fā)生的幾率大小與劑量有關(guān)量有關(guān) 嚴(yán)重程度與劑量無關(guān)嚴(yán)重程度與劑量無關(guān) 不存在劑量閾值不存在劑量閾值隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效

59、應(yīng)的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)82 對(duì)于隨機(jī)性效應(yīng)，即使對(duì)于隨機(jī)性效應(yīng)，即使很小的劑量很小的劑量，也有導(dǎo)致該，也有導(dǎo)致該效應(yīng)發(fā)生的效應(yīng)發(fā)生的危險(xiǎn)危險(xiǎn)，盡管其發(fā)生率很低。，盡管其發(fā)生率很低。 主要是針對(duì)主要是針對(duì)小劑量小劑量、小劑量率小劑量率的的慢性照射。慢性照射。原因原因：電離輻射能量沉積電離輻射能量沉積 隨機(jī)隨機(jī) ！非常小的劑量非常小的劑量細(xì)胞的細(xì)胞的關(guān)鍵關(guān)鍵體積體積 沉積足夠的能量沉積足夠的能量引起細(xì)胞的變化或死亡引起細(xì)胞的變化或死亡 （質(zhì)）（質(zhì)）質(zhì)質(zhì) 產(chǎn)生嚴(yán)重后果產(chǎn)生嚴(yán)重后果電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)83隨機(jī)性效應(yīng)主要包括：隨機(jī)性效應(yīng)

60、主要包括： 輻射致癌效應(yīng)輻射致癌效應(yīng) （本節(jié)）（本節(jié)） 發(fā)生在體細(xì)胞內(nèi)并可能在發(fā)生在體細(xì)胞內(nèi)并可能在受照者受照者體內(nèi)誘發(fā)癌癥體內(nèi)誘發(fā)癌癥 遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng) （下節(jié)）（下節(jié)） 發(fā)生在生殖組織細(xì)胞內(nèi)，并可引起受照者發(fā)生在生殖組織細(xì)胞內(nèi)，并可引起受照者后裔后裔的的遺傳疾病遺傳疾病輻射致癌效應(yīng)：輻射致癌效應(yīng)： 發(fā)生率隨劑量的增加而增加發(fā)生率隨劑量的增加而增加 無閾值無閾值 電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)84細(xì)胞受照射細(xì)胞受照射未殺死、變異未殺死、變異產(chǎn)生變異細(xì)胞克隆產(chǎn)生變異細(xì)胞克隆細(xì)胞受照射細(xì)胞受照射導(dǎo)致惡性病變導(dǎo)致惡性病變 癌變癌變經(jīng)一段時(shí)間經(jīng)一段時(shí)間變化情況變化情況：癌癥：癌癥： 增生失控并