电离辐射的生物效应

1、电离辐射的生物效应第一页，共44页。辐射分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线,可以从原子或分子里面电离（ionize）出至少一个电子。电离能力，决定于射线所带的能量。种类 高速带电粒子有粒子、粒子、质子； 不带电粒子有中子以及X射线、射线。电离辐射 ？第二页，共44页。电离辐射来源？ 天然辐射包括宇宙射线、来自地球本身的射线、空气中的氡的衰变产物、以及包含在食物及饮料中的各种天然存在的放射性核素。 人造辐射包括医用X射线、来自大气核武器试验的放射性落下灰、由核工业排出的放射性废物、工业用射线等领域。第三页，共44页。核军用

2、核民用核医用第四页，共44页。日本核事故第五页，共44页。日本核事故第六页，共44页。切尔诺贝利核事故(86年4月26日) 切尔诺贝利发生核泄露事故27周年 第七页，共44页。核辐射相关概念第八页，共44页。第一节 辐射生物效应分类早期效应与迟发效应躯体效应与遗传效应确定性效应与随机性效应 *电离辐射的旁效应第九页，共44页。第二节 辐射的细胞生物学效应各种生物效应是以对细胞的作用为基础细胞凋亡 细胞出现变异或失去功能，自主死亡细胞死亡（与细胞类型和剂量有关） 间期死亡：有丝分裂间期死亡（大剂量） 增殖死亡：几次分裂后变性而死亡， 可能与染色体畸变有关第十页，共44页。辐射的细胞生物学效应哺乳

3、类细胞辐射敏感性分类细胞类型特性举例辐射敏感性增殖的分裂间期细胞受控分裂 分化程度最低造血干细胞 肠隐窝细胞 表皮生长细胞高分化的分裂间期细胞受控分裂分裂中不断分化幼稚血细胞可逆性分裂后细胞无受控分裂 可变分化肝细胞稳定性分裂后细胞不分裂 高度分化神经细胞 肌肉细胞低第十一页，共44页。辐射的细胞生物学效应染色体改变数目异常结构异常 修复恢复 失去功能 突变畸变第十二页，共44页。辐射的细胞生物学效应辐射旁效应 机体对辐射的反应是群体现象而不仅是单个独立细胞对损伤的累积反应。 辐射除可损伤直接受照的细胞外，还可通过受照细胞产生一些信号或分泌一些物质，引起未受照细胞产生同样的损伤效应，这种效应称

4、为旁效应或旁观者效应。 第十三页，共44页。辐射的细胞生物学效应辐射旁效应的可能机制辐射诱发产生活性氧自由基受照介质的效应与细胞间通讯或信号传导有关因素。第十四页，共44页。辐射的损伤效应第十五页，共44页。电离辐射的生物效应辐射对机体的影响第十六页，共44页。人体接受电离辐射的年均剂量中国人均年辐射剂量（2.4mSv）世界值（2.8mSv），主要来自医疗照射的差别（0.09mSv/0.4mSv）公众所受的照射大部分来自天然辐射（中国96%、世界86%）；中国受天然照射的年均值与世界的年均值相当（2.3mSv/2.4mSv），其中氡和钍射气的贡献最大，约占总剂量的40%；人工辐射源几乎全部来自

5、医疗照射。第十七页，共44页。辐射剂量与效应第十八页，共44页。* 两类辐射效应第十九页，共44页。第三节 电离辐射的随机性效应随机性效应（stochastic effects）指电离辐射照射生物机体产生的一些有规律的效应。效应的规律：效应的发生机率与受照剂量的大小呈正，效应的严重程度与受照剂量无关。 效应的发生不存在阈值剂量，即不管接受照射的剂量大还是小，这种效应都有可能会发生。第二十页，共44页。第三节 电离辐射的随机性效应电离辐射致癌效应 正常细胞转化为癌细胞的过程涉及多种机制和阶段，称为多阶段学说，即经历“始动-促进-发展”三阶段。 * 导致细胞变异；促进细胞增殖。电离辐射致癌危险 辐

6、射致癌危险评价的重要任务是根据辐射流行病学研究得到的EAR、ERR计算单位剂量照射引起的危险，称为危险系数 第二十一页，共44页。电离辐射的遗传效应第二十二页，共44页。皮肤随机性效应第二十三页，共44页。第四节 电离辐射的确定性效应确定性效应（Deterministic effect）指人体所受剂量超过某一水平后注定要发生某种疾病,其严重程度与剂量大小成正比关系。导致确定性效应发生的最低剂量值称为剂量阈值。确定性效应的发生基础是器官或组织的细胞死亡。包括除了癌症、遗传和突变以外的所有躯体效应和胚胎效应及不育症等。确定性效应的阈剂量大约是0.10.2Gy， 每个器官和组织以及每个人引起效应的阈

7、值存在一定的差异。第二十四页，共44页。不同组织的确定性效应的阈值组织或器官 确定性效应照射方式剂量阈值(Gy)皮肤脱毛、红斑单次68暂时性脱毛单次35永久性脱毛单次7眼睛晶体浑浊(100%发生)单次7.5白内障单次5睾丸暂时性不育单次0.15永久性不育单次3.5卵巢永久性绝经单次3.5 6骨髓白细胞暂时减少单次0.5致死性再生不良单次1.5第二十五页，共44页。器官的确定性效应的阈剂量第二十六页，共44页。辐射的敏感组织第二十七页，共44页。第二十八页，共44页。人类受低LET全身均匀急性照射诱发综合症和死亡的剂量范围第二十九页，共44页。出生前确定性效应 胚胎效应：植入前期接受照射的主要危

8、险是影响着床，造成胚胎死亡。 畸形和脑发育异常：畸形可以是胚胎发育过程中受到辐射引起的,也可以是亲代受到照射后的遗传性疾病。 严重智力迟钝和智商下降：出生前照射引起的脑结构异常可以导致严重智力迟钝和智商下降。 第三十页，共44页。出生后确定性效应 全身性放射损伤一定剂量后可引起急性放射病、慢性放射性损伤。蓄积在某些器官或组织，以及进入或排出途径引起局部放射损伤。电离辐射对造血、免疫系统的影响和放射病。第三十一页，共44页。皮肤确定性效应第三十二页，共44页。放射性皮肤损伤的例子5居里铱照射后5天第三十三页，共44页。11天第三十四页，共44页。21天第三十五页，共44页。事故14个月第三十六页

9、，共44页。16个月后整体情况第三十七页，共44页。日本原子弹爆炸烧伤的居民第三十八页，共44页。 2001年9月2日凌晨，某施工队在探伤检测后，将放射源（192Ir）从仪器中掉出，遗留在工地上。一工作人员在第二天上班时，发现放射源并拾起,双手来回玩耍、观看约20分钟，然后放入左裤兜；2小时后放入工具箱内，并在工具箱边吃饭、休息，下午下班洗澡时，发现右大腿有2x2cm的充血性红斑。当晚入院治疗。+20d+39d第三十九页，共44页。出生后的确定性效应 性腺的电离辐射效应：睾丸受照可以出现不育 ；卵巢对辐射的耐受力高于睾丸。眼晶体的电离辐射效应 其他器官的损伤效应：各系统器官电离辐射对寿命影响研究 ：未发现 第四十页，共44页。出生后的确定性效应 儿童的确定性效应 确定性效应的发生与受照者的年龄有关出现生长发育障碍，激素水平低下，器官功能不足，智力低下等。第四十一页，共44页。小剂量辐射的生物效应刺激效应和适应现象 刺激生物生长、发育，还发现有增强动物和人体的免疫功能，降低肿瘤发生率等现象，被称为兴奋性效应。 机制：对修复酶的刺激作用或出现某些活动的增强。免疫增强与旁效应有关，出现神经内分泌调节功能变化 。 第四十二页，共44页。小剂量辐射的生物效应低剂量有益？ 不少流行病学调查资料及生物学