放射生物效应

1、第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类1、外照射与内照射、外照射与内照射2、局部照射和全身照射、局部照射和全身照射3、近期效应与远期效应、近期效应与远期效应4、躯体效应和遗传效应、躯体效应和遗传效应5、确定性效应和随机性效应、确定性效应和随机性效应6、直接作用和间接作用、直接作用和间接作用第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类1、外照射与内照射、外照射与内照射 辐射源在体外辐射源在体外,从体外对肌体进行照射称外从体外对肌体进行照射称外照射照射. 射线、中子、射线、中子、X射线等穿透力强射线等穿透力强,一般一般用

2、于外照射用于外照射.放射性核素通过各种途径进入肌放射性核素通过各种途径进入肌体体,在肌体内发射出射线产生生物效应称内照在肌体内发射出射线产生生物效应称内照射射.内照射一般以射程短、电离强的内照射一般以射程短、电离强的、射线射线为主。为主。第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类2、局部照射和全身照射、局部照射和全身照射 当外照射的射线照射身体某一部位当外照射的射线照射身体某一部位,引起局引起局部细胞反应者称局部照射部细胞反应者称局部照射.局部照射时身体各局部照射时身体各部位的敏感性依次为部位的敏感性依次为腹部腹部 盆腔盆腔 胸部胸部 头头部部 四肢四肢.

3、当全身均匀或非均匀受到照射而产当全身均匀或非均匀受到照射而产生全身效应时称全身照射。生全身效应时称全身照射。第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类3、近期效应与远期效应、近期效应与远期效应 近期效应近期效应是指受照射数小时至几周内出现是指受照射数小时至几周内出现的效应的效应.可分为急性效应和慢性效应两种可分为急性效应和慢性效应两种.主要主要发生于核事故或核武器袭击的受害者发生于核事故或核武器袭击的受害者, 或在较或在较长时间内受到超过剂量限值的辐射引起的全长时间内受到超过剂量限值的辐射引起的全身慢性损伤身慢性损伤. 例如急性放射病和急性皮肤放射例如急性

4、放射病和急性皮肤放射损伤均属于急性效应损伤均属于急性效应;而慢性放射病和慢性皮而慢性放射病和慢性皮肤放射损伤则属于慢性效应肤放射损伤则属于慢性效应.近期效应近期效应近期效应三种类型近期效应三种类型造血器官造血器官(骨髓骨髓)损伤型损伤型消化系统消化系统(胃肠胃肠)损伤型损伤型中枢神经中枢神经( 脑脑 )损伤型损伤型临床症状临床症状 估计剂量估计剂量radrad大体无症状大体无症状,有时有轻度前驱性症状有时有轻度前驱性症状轻度急性放射病轻度急性放射病,暂时性呕吐暂时性呕吐,轻度造血机能损伤轻度造血机能损伤造血机能损伤造血机能损伤(有胃肠道损伤有胃肠道损伤)胃肠道损伤为主胃肠道损伤为主,造血机能严

5、重损伤造血机能严重损伤(吐泻吐泻,肠细肠细 胞剥落胞剥落,淋巴组织破坏淋巴组织破坏,大量便血大量便血)中枢神经损伤中枢神经损伤,伴有剧烈发展过程伴有剧烈发展过程,数数h或数或数d死亡死亡50 100 150 400400 600600 2000数千以上数千以上表表2 近期效应类型近期效应类型远期效应远期效应 远期效应远期效应是指受照后数月至数年乃至是指受照后数月至数年乃至数十年后才发生的效应，例如辐射致癌、数十年后才发生的效应，例如辐射致癌、辐射致白内障、辐射性遗传效应等。远辐射致白内障、辐射性遗传效应等。远期效应包括躯体晚期效应和遗传效应。期效应包括躯体晚期效应和遗传效应。第四章第四章 放射

6、的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类4、躯体效应和遗传效应、躯体效应和遗传效应 受照射个体本身发生的各种效应称为躯体受照射个体本身发生的各种效应称为躯体效应效应.如辐射所致的骨髓造血障碍、白内障等如辐射所致的骨髓造血障碍、白内障等.受照射个体生殖细胞突变受照射个体生殖细胞突变,而而在子代身上表现在子代身上表现出的效应称遗传效应出的效应称遗传效应.这是由于电离辐射造成这是由于电离辐射造成受照者生殖细胞遗传物质的损伤受照者生殖细胞遗传物质的损伤,引起基因突引起基因突变和染色体畸变变和染色体畸变, 导致后代先天畸形、流产、导致后代先天畸形、流产、死胎和某些遗传性疾病。死胎和

7、某些遗传性疾病。第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类5、确定性效应和随机性效应、确定性效应和随机性效应 确定性效应确定性效应是指效应的严重程度是指效应的严重程度 (取决于细取决于细胞群中受损细胞的数量或百分率胞群中受损细胞的数量或百分率) 与受照剂量与受照剂量的大小呈正比的大小呈正比(注注:不是指发生率不是指发生率). 随机效应随机效应是是指效应的发生率指效应的发生率(不是严重程度不是严重程度)与照射剂量的与照射剂量的大小有关大小有关,如遗传效应和辐射诱发癌变等如遗传效应和辐射诱发癌变等. 这种这种效应在个别细胞损伤时效应在个别细胞损伤时(主要是突变

8、主要是突变)即可出现即可出现. 第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类确定性效应确定性效应 由于射线照射杀死相当数量细胞由于射线照射杀死相当数量细胞,而这些细胞而这些细胞又不能由活细胞的增殖来补充又不能由活细胞的增殖来补充,由此引起的细胞由此引起的细胞丢失可在组织和器官中产生可检测出的严重功丢失可在组织和器官中产生可检测出的严重功能性损伤能性损伤. 确定性效应存在一个阈值量确定性效应存在一个阈值量. 单次单次(即即急性急性)低于几低于几Gy的剂量照射的剂量照射, 很少有临床意义的很少有临床意义的有害作用有害作用,但性腺、眼晶状体和骨髓因对射线敏但性腺、

9、眼晶状体和骨髓因对射线敏感感,效应发生的频率随剂量增加而增加效应发生的频率随剂量增加而增加. 组织和效应组织和效应一次短时照射所一次短时照射所受总剂量受总剂量(Sv)多次照射所受多次照射所受总剂量总剂量(Sv)多年中每年多多年中每年多次照射的剂量次照射的剂量率率(Sv/a)睾丸睾丸暂时不育暂时不育永久不育永久不育卵巢不育卵巢不育眼晶状体眼晶状体浑浊浑浊视力视力障碍障碍骨髓造血功骨髓造血功能低下能低下0.153.53.62.56.00.52.02.0100.5指标不适用指标不适用指标不适用指标不适用6.05.0 8.0指标不适用指标不适用0.42.0 0.2 0.1 0.15 0.4表表3:成年

10、人性腺、眼晶状体及骨髓的确定性效应阈值估计值成年人性腺、眼晶状体及骨髓的确定性效应阈值估计值确定性效应确定性效应第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类随机性效应随机性效应 随机性效应无剂量阈值随机性效应无剂量阈值.电离辐射使细胞发电离辐射使细胞发生了生了改变改变而未被杀死而未被杀死,经一段潜伏期后经一段潜伏期后,可呈现可呈现恶变恶变,即即致癌效应致癌效应.效应发生的概率正比于剂量效应发生的概率正比于剂量.如果损伤发生在传递遗传信息的细胞上如果损伤发生在传递遗传信息的细胞上, 就会就会产生产生遗传效应遗传效应. 1.1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类

11、直接作用直接作用 直接作用：主要指处于射线径路上的具有直接作用：主要指处于射线径路上的具有生物活性的大分子，如核酸、蛋白质等，吸收生物活性的大分子，如核酸、蛋白质等，吸收射线能量，使之发生电离、激发或化学键的断射线能量，使之发生电离、激发或化学键的断裂等变化。裂等变化。1.1. 辐射生物效应分类辐射生物效应分类间接作用间接作用 间接作用：指射线径迹外的生物分子，通间接作用：指射线径迹外的生物分子，通过其周围的介质与辐射作用时产生的自由基，过其周围的介质与辐射作用时产生的自由基，再与生物分子作用而引起生物分子的损伤；水再与生物分子作用而引起生物分子的损伤；水是直接接受者。是直接接受者。2.2.

12、胎儿出生前的受照影响胎儿出生前的受照影响胎内照射效应胎内照射效应：精子与卵子结合经过植入前期：精子与卵子结合经过植入前期器官形成期和胎儿期任何一段时间受到的照射。器官形成期和胎儿期任何一段时间受到的照射。2.2. 胎儿出生前的受照影响胎儿出生前的受照影响胚胎死亡胚胎死亡畸形畸形智力低下智力低下诱发癌症诱发癌症一、胚胎死亡一、胚胎死亡 胚胎死亡：植入前期的胚胎（受孕胚胎死亡：植入前期的胚胎（受孕9d内）内）不能着床或不在不易察觉时就死亡。不能着床或不在不易察觉时就死亡。植入前期的胚胎对射线高度敏感，较小植入前期的胚胎对射线高度敏感，较小的剂量即可导致胚胎死亡。的剂量即可导致胚胎死亡。二、畸形二、

13、畸形 器官形成前期（器官形成前期（9-56d）：又称胚胎期，对）：又称胚胎期，对射线敏感度高，导致正在发育的器官组织细胞射线敏感度高，导致正在发育的器官组织细胞损伤，造成器官畸形，属于确定性效应，阈值损伤，造成器官畸形，属于确定性效应，阈值0.1Gy。三、智力低下三、智力低下 胎儿期（胎儿期（9-38w）：指各系统器官发育的阶）：指各系统器官发育的阶段，敏感度下降，主要引起发育障碍，包括神段，敏感度下降，主要引起发育障碍，包括神经和泌尿生殖系统。属于确定性效应。经和泌尿生殖系统。属于确定性效应。 表现：小头症和智力低下。妊娠表现：小头症和智力低下。妊娠8-15是引发是引发智力低下最敏感时期、其

14、次是智力低下最敏感时期、其次是16-25周。周。四、诱发癌症四、诱发癌症 发育中的胎儿对电离辐射致癌作用比成年或发育中的胎儿对电离辐射致癌作用比成年或幼儿更敏感。幼儿更敏感。 表现：受照胎儿在出生后表现：受照胎儿在出生后10周岁内儿童白血周岁内儿童白血病及其他癌症发病率增高。病及其他癌症发病率增高。3.3. 皮肤效应皮肤效应急性放射性皮肤损伤急性放射性皮肤损伤慢性放射性皮肤损伤慢性放射性皮肤损伤皮肤癌症皮肤癌症 一、急性放射性皮肤损伤一、急性放射性皮肤损伤 指身体受到一次或短时间内多次大剂量外照射指身体受到一次或短时间内多次大剂量外照射所引起的急性放射性皮炎及皮肤溃疡。所引起的急性放射性皮炎及

15、皮肤溃疡。 1.临床表现与分度诊断标准临床表现与分度诊断标准 分度初期反应假愈期临 床 症 状明显期参 考 剂 量（Gy）I行囊丘疹、暂时脱毛3II红斑2-6w脱 毛 、 红斑5III红 斑 、 烧灼感1-3W二次红斑、水泡10IV红 斑 、 麻木、瘙痒、水 肿 、 刺痛数 小 时 至10D二次红斑、水 泡 、 坏死、溃疡202.处理原则处理原则 脱离辐射源或避免受到刺脱离辐射源或避免受到刺激和再次受到照射激和再次受到照射及时洗消去污处理受污皮及时洗消去污处理受污皮肤肤抢救致命性损害：全身治抢救致命性损害：全身治疗、局部治疗及手术治疗疗、局部治疗及手术治疗 二、慢性放射性皮肤损伤二、慢性放射性

16、皮肤损伤 指由急性放射性皮肤损伤迁延而来，或由职业指由急性放射性皮肤损伤迁延而来，或由职业性以及医源性小剂量射线的长期照射后引起的性以及医源性小剂量射线的长期照射后引起的慢性放射性皮炎及慢性放射性皮肤溃疡。年累慢性放射性皮炎及慢性放射性皮肤溃疡。年累积量一般大于积量一般大于15Gy。 1.临床表现与分度诊断标准临床表现与分度诊断标准 分度主要临床表现I皮肤干燥、失去弹性、脱屑、指纹变浅或紊乱。指甲灰暗或纵脊、带状色甲、甲脆易劈裂。II皮肤角化过度、皲裂、较多疣状突起或皮肤萎缩变薄、指纹紊乱或消失、指甲增厚、变形。III长期不愈的溃疡、角质突起物、指端严重角化与指甲融合、可合并肌腱挛缩、关节变形

17、、强直。2.处理原则（最重要原则：处理原则（最重要原则：对症治疗对症治疗） I度：保护局部皮肤、避免度：保护局部皮肤、避免外伤和过量照射外伤和过量照射II度：减少射线接触或脱离度：减少射线接触或脱离放射性工作，并积极治疗放射性工作，并积极治疗III度：脱离放射性工作，局度：脱离放射性工作，局部及全身治疗，手术治疗。部及全身治疗，手术治疗。 三、放射性皮肤癌三、放射性皮肤癌 指明确由电离辐射诱发的皮肤恶性癌肿。指明确由电离辐射诱发的皮肤恶性癌肿。一般认为遗传和致癌效应是电离辐射的随机性一般认为遗传和致癌效应是电离辐射的随机性效应。效应。发生在皮肤受照严重的区域，也是在射线所致。发生在皮肤受照严重

18、的区域，也是在射线所致。发生在皮肤受严重放射性损害发生在皮肤受严重放射性损害的部位的部位放射性溃疡基础上恶变而来放射性溃疡基础上恶变而来多数是鳞状上皮癌多数是鳞状上皮癌不在皮肤严重放射性受损的部位皮不在皮肤严重放射性受损的部位皮肤癌不能诊断肤癌不能诊断2.处理原则处理原则 患部避免再接触射线患部避免再接触射线尽早手术治疗尽早手术治疗手术治疗时应考虑患者的手术治疗时应考虑患者的肢体功能肢体功能第四章第四章 放射的生物效应放射的生物效应4. 生物靶的调节作用生物靶的调节作用DNA（或基因组）和膜（特别是核膜）是主要（或基因组）和膜（特别是核膜）是主要的靶位，是引起细胞一系列生物化学变化的关键的靶位

19、，是引起细胞一系列生物化学变化的关键染色体畸变是染色体畸变是DNA损伤的结果，蛋白质和酶的辐损伤的结果，蛋白质和酶的辐射效应及重要代谢的紊乱是引起生理、病理变化射效应及重要代谢的紊乱是引起生理、病理变化的重要因素。的重要因素。射线损伤与机体的修复的相互作用、相互拮抗，射线损伤与机体的修复的相互作用、相互拮抗，决定着细胞的存活、老化、癌变和死亡。决定着细胞的存活、老化、癌变和死亡。 一、辐射与自由基一、辐射与自由基 自由基的定义：带有一个或多个不配对电子的自由基的定义：带有一个或多个不配对电子的分子或原子团，有极强的活性。分子或原子团，有极强的活性。破坏细胞膜破坏细胞膜使细胞失活、结构改变、化学链断使细胞失活、结构改变、化学链断裂，或使蛋白质交联和聚合。裂，或使蛋白质交联和聚合。糖链断裂和失活糖链断裂和失活核酸损伤，造成细胞死亡核酸损伤，造成细胞死