電離輻射生物效應(yīng)2013

1、電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)輻射輻射分為電離輻射和非電離輻射。分為電離輻射和非電離輻射。電離輻射電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱，電離輻射是指波長短、頻率高、能總稱，電離輻射是指波長短、頻率高、能量高的射線量高的射線, ,可以從原子或分子里面電離可以從原子或分子里面電離（ionizeionize）出至少一個(gè)電子。電離能力，）出至少一個(gè)電子。電離能力，決定于射線所帶的能量。決定于射線所帶的能量。種類種類 高速帶電粒子有高速帶電粒子有粒子、粒子、粒子、質(zhì)子；粒子、質(zhì)子； 不帶電粒子有中子以及不帶電粒子有中子以及X X射線、射線、射線。射線。電離輻射電離輻射

2、？電離輻射來源？電離輻射來源？ 天然輻射天然輻射包括宇宙射線、包括宇宙射線、來自地球本身的射線、空氣來自地球本身的射線、空氣中的氡的衰變產(chǎn)物、以及包中的氡的衰變產(chǎn)物、以及包含在食物及飲料中的各種天含在食物及飲料中的各種天然存在的放射性核素。然存在的放射性核素。 人造輻射人造輻射包括醫(yī)用包括醫(yī)用X X射射線、來自大氣核武器試驗(yàn)的線、來自大氣核武器試驗(yàn)的放射性落下灰、由核工業(yè)排放射性落下灰、由核工業(yè)排出的放射性廢物、工業(yè)用射出的放射性廢物、工業(yè)用射線等領(lǐng)域。線等領(lǐng)域。核軍用 核民用核醫(yī)用日本核事故日本核事故切爾諾貝利核事故切爾諾貝利核事故(86年4月26日) 切爾諾貝利發(fā)生核泄露事故切爾諾貝利發(fā)生

3、核泄露事故2727周年周年 核輻射相關(guān)概念第一節(jié)第一節(jié) 輻射生物效應(yīng)分類輻射生物效應(yīng)分類早期效應(yīng)與遲發(fā)效應(yīng)早期效應(yīng)與遲發(fā)效應(yīng)軀體效應(yīng)與遺傳效應(yīng)軀體效應(yīng)與遺傳效應(yīng)確定性效應(yīng)與隨機(jī)性效應(yīng)確定性效應(yīng)與隨機(jī)性效應(yīng) *電離輻射的旁效應(yīng)電離輻射的旁效應(yīng)第二節(jié)第二節(jié) 輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)各種生物效應(yīng)是以對細(xì)胞的作用為基礎(chǔ)各種生物效應(yīng)是以對細(xì)胞的作用為基礎(chǔ)細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡 細(xì)胞出現(xiàn)變異或失去功能，自主死亡細(xì)胞出現(xiàn)變異或失去功能，自主死亡細(xì)胞死亡（與細(xì)胞類型和劑量有關(guān)）細(xì)胞死亡（與細(xì)胞類型和劑量有關(guān)） 間期死亡：有絲分裂間期死亡（大劑量）間期死亡：有絲分裂間期死亡（大劑量） 增殖死亡：幾次分

4、裂后變性而死亡，增殖死亡：幾次分裂后變性而死亡， 可能與染色體畸變有關(guān)可能與染色體畸變有關(guān)輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)哺乳類細(xì)胞輻射敏感性分類哺乳類細(xì)胞輻射敏感性分類細(xì)胞類型細(xì)胞類型特性特性舉例舉例輻射敏輻射敏感性感性增殖的分裂間期細(xì)胞增殖的分裂間期細(xì)胞受控分裂受控分裂 分化程度最低分化程度最低造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞 腸隱窩細(xì)胞腸隱窩細(xì)胞 表皮生長細(xì)胞表皮生長細(xì)胞高高分化的分裂間期細(xì)胞分化的分裂間期細(xì)胞受控分裂受控分裂分裂中不斷分化分裂中不斷分化幼稚血細(xì)胞幼稚血細(xì)胞可逆性分裂后細(xì)胞可逆性分裂后細(xì)胞無受控分裂無受控分裂 可變分化可變分化肝細(xì)胞肝細(xì)胞穩(wěn)定性分裂后細(xì)胞穩(wěn)定性分裂后細(xì)胞不分裂

5、不分裂 高度分化高度分化神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞 肌肉細(xì)胞肌肉細(xì)胞低低輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)染色體改變?nèi)旧w改變數(shù)目異常數(shù)目異常結(jié)構(gòu)異常結(jié)構(gòu)異常 修復(fù)恢復(fù) 失去功能 突變畸變輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)輻射旁效應(yīng)輻射旁效應(yīng) 機(jī)體對輻射的反應(yīng)是群體現(xiàn)象而不機(jī)體對輻射的反應(yīng)是群體現(xiàn)象而不僅是單個(gè)獨(dú)立細(xì)胞對損傷的累積反應(yīng)。僅是單個(gè)獨(dú)立細(xì)胞對損傷的累積反應(yīng)。 輻射除可損傷直接受照的細(xì)胞外，輻射除可損傷直接受照的細(xì)胞外，還可通過受照細(xì)胞產(chǎn)生一些信號(hào)或分泌還可通過受照細(xì)胞產(chǎn)生一些信號(hào)或分泌一些物質(zhì)，引起未受照細(xì)胞產(chǎn)生同樣的一些物質(zhì)，引起未受照細(xì)胞產(chǎn)生同樣的損傷效應(yīng)，這種效應(yīng)稱為旁效應(yīng)

6、或旁觀損傷效應(yīng)，這種效應(yīng)稱為旁效應(yīng)或旁觀者效應(yīng)。者效應(yīng)。 輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)輻射的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)輻射旁效應(yīng)的可能機(jī)制輻射旁效應(yīng)的可能機(jī)制輻射誘發(fā)產(chǎn)生活性氧自由基輻射誘發(fā)產(chǎn)生活性氧自由基受照介質(zhì)的效應(yīng)受照介質(zhì)的效應(yīng)與細(xì)胞間通訊或信號(hào)傳導(dǎo)有與細(xì)胞間通訊或信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)因素。關(guān)因素。輻射的損傷效應(yīng)輻射的損傷效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng)輻射對機(jī)體的影響輻射對機(jī)體的影響人體接受電離輻射的年均劑量人體接受電離輻射的年均劑量輻射劑量與效應(yīng)輻射劑量與效應(yīng)* * 兩類輻射效應(yīng)兩類輻射效應(yīng)第三節(jié)第三節(jié) 電離輻射的隨機(jī)性效應(yīng)電離輻射的隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)（隨機(jī)性效應(yīng)（stochastic effects

7、stochastic effects）指電）指電離輻射照射生物機(jī)體產(chǎn)生的一些有規(guī)律的離輻射照射生物機(jī)體產(chǎn)生的一些有規(guī)律的效應(yīng)。效應(yīng)。效應(yīng)的規(guī)律效應(yīng)的規(guī)律：效應(yīng)的發(fā)生機(jī)率與受照劑量的大小呈正，效應(yīng)的發(fā)生機(jī)率與受照劑量的大小呈正，效應(yīng)的嚴(yán)重程度與受照劑量無關(guān)。效應(yīng)的嚴(yán)重程度與受照劑量無關(guān)。 1.1.效應(yīng)的發(fā)生不存在閾值劑量，即不管接受效應(yīng)的發(fā)生不存在閾值劑量，即不管接受照射的劑量大還是小，這種效應(yīng)都有可能照射的劑量大還是小，這種效應(yīng)都有可能會(huì)發(fā)生。會(huì)發(fā)生。第三節(jié)第三節(jié) 電離輻射的隨機(jī)性效應(yīng)電離輻射的隨機(jī)性效應(yīng)電離輻射致癌效應(yīng)電離輻射致癌效應(yīng) 正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞的過程涉及多種機(jī)正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞

8、的過程涉及多種機(jī)制和階段，稱為多階段學(xué)說，即經(jīng)歷制和階段，稱為多階段學(xué)說，即經(jīng)歷“始始動(dòng)動(dòng)- -促進(jìn)促進(jìn)- -發(fā)展發(fā)展”三階段。三階段。 * 導(dǎo)致細(xì)胞變異；促進(jìn)細(xì)胞增殖。導(dǎo)致細(xì)胞變異；促進(jìn)細(xì)胞增殖。電離輻射致癌危險(xiǎn)電離輻射致癌危險(xiǎn) 輻射致癌危險(xiǎn)評價(jià)的重要任務(wù)是根據(jù)輻射輻射致癌危險(xiǎn)評價(jià)的重要任務(wù)是根據(jù)輻射流行病學(xué)研究得到的流行病學(xué)研究得到的EAREAR、ERRERR計(jì)算單位劑計(jì)算單位劑量照射引起的危險(xiǎn)，稱為危險(xiǎn)系數(shù)量照射引起的危險(xiǎn)，稱為危險(xiǎn)系數(shù) 電離輻射的遺傳效應(yīng)電離輻射的遺傳效應(yīng)皮膚隨機(jī)性效應(yīng)皮膚隨機(jī)性效應(yīng)第四節(jié)第四節(jié) 電離輻射的確定性效應(yīng)電離輻射的確定性效應(yīng)確定性效應(yīng)確定性效應(yīng)（Determ

9、inistic effectDeterministic effect）指人體）指人體所受劑量超過某一水平后注定要發(fā)生某種疾病所受劑量超過某一水平后注定要發(fā)生某種疾病, ,其嚴(yán)重程度與劑量大小成正比關(guān)系。導(dǎo)致確定其嚴(yán)重程度與劑量大小成正比關(guān)系。導(dǎo)致確定性效應(yīng)發(fā)生的最低劑量值稱為劑量閾值。性效應(yīng)發(fā)生的最低劑量值稱為劑量閾值。確定性效應(yīng)的發(fā)生基礎(chǔ)是器官或組織的細(xì)胞死確定性效應(yīng)的發(fā)生基礎(chǔ)是器官或組織的細(xì)胞死亡。包括除了癌癥、遺傳和突變以外的所有軀亡。包括除了癌癥、遺傳和突變以外的所有軀體效應(yīng)和胚胎效應(yīng)及不育癥等。體效應(yīng)和胚胎效應(yīng)及不育癥等。確定性效應(yīng)的閾劑量大約是確定性效應(yīng)的閾劑量大約是0.10.10

10、.2Gy0.2Gy， 每每個(gè)器官和組織以及每個(gè)人引起效應(yīng)的閾值存在個(gè)器官和組織以及每個(gè)人引起效應(yīng)的閾值存在一定的差異。一定的差異。不同組織的確定性效應(yīng)的閾值不同組織的確定性效應(yīng)的閾值組織或器官組織或器官 確定性效應(yīng)確定性效應(yīng)照射方式照射方式 劑量閾值劑量閾值(Gy)(Gy)皮膚皮膚單次單次6868暫時(shí)性脫毛暫時(shí)性脫毛單次單次3535永久性脫毛永久性脫毛單次單次7 7眼睛眼睛晶體渾濁晶體渾濁(100%(100%發(fā)生發(fā)生) ) 單次單次7.57.5白內(nèi)障白內(nèi)障單次單次5 5睪丸睪丸暫時(shí)性不育暫時(shí)性不育單次單次0.150.15永久性不育永久性不育單次單次3.53.5卵巢卵巢永久性絕經(jīng)永久性絕經(jīng)單次單

11、次3.5 63.5 6骨髓骨髓白細(xì)胞暫時(shí)減少白細(xì)胞暫時(shí)減少單次單次0.50.5致死性再生不良致死性再生不良單次單次1.51.5器官的確定性效應(yīng)的閾劑量輻射的敏感組織輻射的敏感組織人類受低LET全身均勻急性照射誘發(fā)綜合癥和死亡的劑量范圍出生前確定性效應(yīng)出生前確定性效應(yīng) 胚胎效應(yīng)：植入前期接受照射的主要胚胎效應(yīng)：植入前期接受照射的主要危險(xiǎn)是影響著床，造成胚胎死亡。危險(xiǎn)是影響著床，造成胚胎死亡。 畸形和腦發(fā)育異常：畸形可以是胚胎畸形和腦發(fā)育異常：畸形可以是胚胎發(fā)育過程中受到輻射引起的發(fā)育過程中受到輻射引起的, ,也可以是也可以是親代受到照射后的遺傳性疾病。親代受到照射后的遺傳性疾病。 嚴(yán)重智力遲鈍和

12、智商下降：出生前照嚴(yán)重智力遲鈍和智商下降：出生前照射引起的腦結(jié)構(gòu)異?？梢詫?dǎo)致嚴(yán)重智射引起的腦結(jié)構(gòu)異?？梢詫?dǎo)致嚴(yán)重智力遲鈍和智商下降。力遲鈍和智商下降。 出生后確定性效應(yīng)出生后確定性效應(yīng) 全身性放射損傷全身性放射損傷一定劑量后可引起急性放射病、慢性一定劑量后可引起急性放射病、慢性放射性損傷。放射性損傷。蓄積在某些器官或組織，以及進(jìn)入或蓄積在某些器官或組織，以及進(jìn)入或排出途徑引起局部放射損傷。排出途徑引起局部放射損傷。1.1.電離輻射對造血、免疫系統(tǒng)的影響和電離輻射對造血、免疫系統(tǒng)的影響和放射病。放射病。皮膚確定性效應(yīng)皮膚確定性效應(yīng) 放射性皮膚損傷的例子放射性皮膚損傷的例子5居里銥照射后5天11天

13、21天事故14個(gè)月1616個(gè)月后整體情況個(gè)月后整體情況日本原子彈爆炸燒傷的居民日本原子彈爆炸燒傷的居民 20012001年年9 9月月2 2日凌晨，某日凌晨，某施工隊(duì)在探傷檢測后，施工隊(duì)在探傷檢測后，將放射源（將放射源（192192IrIr）從儀）從儀器中掉出，遺留在工地器中掉出，遺留在工地上。一工作人員在第二上。一工作人員在第二天上班時(shí)，發(fā)現(xiàn)放射源天上班時(shí)，發(fā)現(xiàn)放射源并拾起并拾起, ,雙手來回玩耍、雙手來回玩耍、觀看約觀看約2020分鐘，然后放分鐘，然后放入左褲兜；入左褲兜；2 2小時(shí)后放入小時(shí)后放入工具箱內(nèi)，并在工具箱工具箱內(nèi)，并在工具箱邊吃飯、休息，下午下邊吃飯、休息，下午下班洗澡時(shí)，發(fā)

14、現(xiàn)右大腿班洗澡時(shí)，發(fā)現(xiàn)右大腿有有2x2cm2x2cm的充血性紅斑。的充血性紅斑。當(dāng)晚入院治療。當(dāng)晚入院治療。+20d+20d+39d+39d出生后的確定性效應(yīng)出生后的確定性效應(yīng) 性腺的電離輻射效應(yīng)：睪丸受照可以出性腺的電離輻射效應(yīng)：睪丸受照可以出現(xiàn)不育現(xiàn)不育 ；卵巢對輻射的耐受力高于睪；卵巢對輻射的耐受力高于睪丸。丸。眼晶體的電離輻射效應(yīng)眼晶體的電離輻射效應(yīng) 其他器官的損傷效應(yīng)：各系統(tǒng)器官其他器官的損傷效應(yīng)：各系統(tǒng)器官電離輻射對壽命影響研究電離輻射對壽命影響研究 ：未發(fā)現(xiàn)：未發(fā)現(xiàn) 出生后的確定性效應(yīng)出生后的確定性效應(yīng) 兒童的確定性效應(yīng) 確定性效應(yīng)的發(fā)生與受照者的年齡有關(guān)出現(xiàn)生長發(fā)育障礙，激素水平低下，器官功能不足，智力低下等。小劑量輻射的生物效應(yīng)小劑量輻射的生物效應(yīng)刺激效應(yīng)和適應(yīng)現(xiàn)象刺激效應(yīng)和適應(yīng)現(xiàn)象 刺激生物生長、發(fā)育，還發(fā)現(xiàn)有增強(qiáng)動(dòng)刺激生物生長、發(fā)育，還發(fā)現(xiàn)有增強(qiáng)動(dòng)物和人體的免疫功能，降低腫瘤發(fā)生率等物和人體的免疫功能，降低腫瘤發(fā)生率等現(xiàn)象，被稱為興奮性效應(yīng)?，F(xiàn)象，被稱為興奮性效應(yīng)。 機(jī)制：對修復(fù)酶的刺激作用或出現(xiàn)某些機(jī)制：對修復(fù)酶的刺激作用或出現(xiàn)某些活動(dòng)的增強(qiáng)。免疫增強(qiáng)與旁效應(yīng)有關(guān)，出活動(dòng)的增強(qiáng)。免疫增強(qiáng)與旁效應(yīng)有關(guān)，出現(xiàn)神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)功能變化現(xiàn)神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)功能變化 。 小劑量輻射的生物效應(yīng)小劑量輻射的生物效應(yīng)低劑量有益？低