輻射生物物理

物理學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有著悠久的歷史伽利略（Galileo,1564-1642)推導(dǎo)出單擺周期和擺長(zhǎng)的關(guān)系，并用于測(cè)量人的心率發(fā)明了測(cè)溫計(jì)，使“發(fā)燒”的模糊認(rèn)識(shí)有了定量描述設(shè)計(jì)出了第一個(gè)現(xiàn)代意義上的顯微鏡楊（T.Young,1773-1829）

不僅是物理學(xué)家，還曾在倫敦行醫(yī)研究動(dòng)脈血流中的脈動(dòng)用衍射法測(cè)定出細(xì)胞和纖維的直徑用光學(xué)知識(shí)研究了人眼的調(diào)節(jié)作用和散光；并和Helmholtz共同創(chuàng)立了色覺(jué)的三色理論伽利略名言：追求科學(xué)需要特殊的勇敢亥姆霍茲（Helmholtz,1821-1894德國(guó)）擔(dān)任過(guò)解剖學(xué)教授和生理學(xué)教授，最后（1871）任物理學(xué)教授揭示了眼的聚焦機(jī)理，并繼Young之后系統(tǒng)闡述了色覺(jué)的三色理論發(fā)明了晶體鏡用以研究眼球晶體的變化發(fā)明了眼底鏡并用以觀(guān)察視網(wǎng)膜研究了聽(tīng)覺(jué)機(jī)理并發(fā)明了亥姆霍茲共鳴器第一個(gè)測(cè)定了神經(jīng)脈沖的傳播速度并確定為30m/s證明了肌肉收縮釋放的熱是動(dòng)物熱的重要來(lái)源●醫(yī)學(xué)物理學(xué)有兩項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性研究：一是倫琴發(fā)現(xiàn)x射線(xiàn)并用于人體透視；二是居里夫人發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳并用于腫瘤的治療,這兩項(xiàng)研究奠定了醫(yī)學(xué)物理學(xué)的基礎(chǔ).DNA大分子的結(jié)構(gòu)●我國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)的發(fā)展歷史，最早可以追溯到上世紀(jì)40年代。我國(guó)醫(yī)學(xué)物理的先行者原中國(guó)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院的徐海超教授同美國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)家:MarvinWilliamus教授一道，工作在北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，用400kV的X射線(xiàn)機(jī)治療惡性腫瘤。●解放后，應(yīng)衛(wèi)生部的要求，高教部于1964年從北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)、安徽大學(xué)4所綜合性大學(xué)物理系分配了5名物理系畢業(yè)生，分別就業(yè)于北京中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院的北京協(xié)和醫(yī)院和腫瘤醫(yī)院、上海腫廇醫(yī)院、浙江省腫廇醫(yī)院、廣州中山大學(xué)腫廇醫(yī)院，啟動(dòng)了我國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)的發(fā)展?！?/p>

1965年有更多的物理系畢業(yè)生分配到中央和省級(jí)腫廇醫(yī)院。1965—1976年間因“文化大革命”被迫中止。改革開(kāi)放后，各級(jí)腫瘤醫(yī)院因工作的急需，分別從不同渠道，招聘了一批理、工類(lèi)的畢業(yè)生以及“文革”前在非醫(yī)療機(jī)構(gòu)工作的與核物理研究和應(yīng)用有關(guān)的物理工作者；同時(shí)有一批在醫(yī)院工作的醫(yī)學(xué)物理工作者于上世紀(jì)80年代初被送往歐美國(guó)家訪(fǎng)問(wèn)和進(jìn)修；以及繼后開(kāi)展的中美、中法、中瑞等雙邊的醫(yī)學(xué)物理師的交換學(xué)者項(xiàng)目，和在我國(guó)召開(kāi)的雙邊、多邊國(guó)際醫(yī)學(xué)物理學(xué)術(shù)研討會(huì)和講習(xí)班等，大大推動(dòng)了我國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)科的發(fā)展?！裆鲜兰o(jì)90年代中至本世紀(jì)初，北京大學(xué)重離子物理研究所、武漢大學(xué)物理學(xué)院、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)物理和工程研究所、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核能研究所等大學(xué)院校開(kāi)設(shè)醫(yī)學(xué)物理學(xué)本科、碩、博學(xué)位課程.●醫(yī)學(xué)物理學(xué)的教育應(yīng)該是本科以上的醫(yī)學(xué)物理碩、博研究生課程，而不是醫(yī)學(xué)物理學(xué)的本科教育.歐、美、日，包括澳大利亞、印度、我國(guó)香港和臺(tái)灣地區(qū)，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)或與醫(yī)療機(jī)構(gòu)有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)內(nèi)工作的醫(yī)學(xué)物理學(xué)家或醫(yī)學(xué)物理師，都是通過(guò)醫(yī)學(xué)物理的碩、博研究生課程的培養(yǎng).醫(yī)學(xué)物理學(xué)的入學(xué)學(xué)生，應(yīng)該是大學(xué)本科畢業(yè)取得學(xué)士學(xué)位的有較好的數(shù)理基礎(chǔ)的理、工科學(xué)生，但也不排除有較好數(shù)理基礎(chǔ)的醫(yī)科畢業(yè)生.研究生碩、博課程應(yīng)包括醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)影像物理、放射腫瘤物理、人體解剖學(xué)、病理學(xué)、生理，醫(yī)學(xué)信息學(xué)等.1.人體器官、系統(tǒng)的功能以及正常、異常的物理學(xué)解釋?zhuān)弧衤暸c聽(tīng)覺(jué)：聲帶振動(dòng)→聲波→耳膜振動(dòng)→耳蝸（流體力學(xué)、頻譜分析）→聽(tīng)覺(jué)細(xì)胞興奮（電學(xué)）→聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)（電脈沖傳導(dǎo)）→聽(tīng)覺(jué)中樞●心血管系統(tǒng)：心臟1）發(fā)電機(jī)→竇房節(jié)自律細(xì)胞2）動(dòng)力泵→瓣膜、心肌力學(xué)性質(zhì)血管1）血液循環(huán)流體力學(xué)2）血管壁粘彈性

物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系3.醫(yī)學(xué)檢測(cè)的物理測(cè)量技術(shù)及原理超聲成像、X-CT、MRI、ECT、心電圖、腦電圖、肌電圖、血流量等2.物理因子對(duì)人體的作用物理因子：超聲、激光、電、磁等→生物體：熱、分子激發(fā)與電離→生物大分子損傷：細(xì)胞功能變化→生物效應(yīng)第六章輻射生物物理●研究輻射對(duì)生物系統(tǒng)的作用＊輻射的基本性質(zhì)；＊輻射對(duì)生物體的物理作用過(guò)程；＊輻射的生物效應(yīng)一、輻射的種類(lèi)●輻射按本質(zhì)分為①電磁輻射：僅有能量無(wú)質(zhì)量。如微波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)等。②粒子輻射：既有能量又有靜止質(zhì)量。如電子、質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子和重離子等?！褫椛浒磁c物質(zhì)作用分為①電離輻射：高速帶電粒子（α、β、質(zhì)子等）——直接電離致電離光子（X、γ）、中子等——間接電離②非電離輻射：只引起原子或分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或電子能級(jí)的改變。如微波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)等§1輻射及其生物效應(yīng)●人為活動(dòng)引起輻射核工業(yè)：核電、鈾礦冶煉建材成分的改變：煤渣、粉煤灰的再利用；天然石采的利用公眾所受輻射照射比例人類(lèi)受到的輻射●天然輻射(naturalexposure)：宇宙射線(xiàn)：來(lái)自宇宙空間的高能粒子流；宇生核素(cosmogenic)：主要是由宇宙射線(xiàn)與大氣中的原子核相互作用產(chǎn)生的；

3H;14C;7Be;22Na原生核素(primordial)：存在于地殼中的天然放射性核素。三大放射系40K238U；232Th；235U二、輻射劑量1、吸收劑量(D)D=dE/dm●單位質(zhì)量的被照射物質(zhì)從射線(xiàn)中所吸收的能量值SI：1Gy(戈瑞）=1J·kq－1舊：rad拉德關(guān)系：1Gy=100rad2、傳能線(xiàn)密度(LET)?帶電粒子直接電離粒子在單位長(zhǎng)度徑跡上消耗的平均能量。?LET不同，產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)。產(chǎn)生一對(duì)離子所需平均能量電離比值3、相對(duì)生物效應(yīng)（RBE)●電離輻射生物效應(yīng)：電離輻射作用于生物機(jī)體后,將其能量傳遞給機(jī)體的分子、細(xì)胞、組織和器官所引起的形態(tài)、功能的變化和產(chǎn)生的后果●生物效應(yīng)的雙重性?治癌與致癌；?致基因突變與誘導(dǎo)DNA損傷的修復(fù)；?抑制生物合成，導(dǎo)致膜損傷、酶失活，抑制細(xì)胞分裂甚至導(dǎo)致細(xì)胞或機(jī)體死亡，也能刺激核酸、蛋白質(zhì)的合成，提高酶的活性，加速細(xì)胞分裂、促進(jìn)生物生長(zhǎng)。●照射劑量不同、電離輻射類(lèi)型不同，產(chǎn)生生物效應(yīng)不同?！裆镄?yīng)用細(xì)胞存活率、染色體畸變、突變等表示射線(xiàn)種類(lèi)及能量范圍近似值X(γ)射線(xiàn)

β－和β+射線(xiàn)中子，能量<10eV100eV—2MeV2MeV—20MeV>20MeV

質(zhì)子，能量>2MeVα粒子，重核11520105520●相對(duì)生物效應(yīng)（RBE)⑴確定性效應(yīng)（deterministiceffects）?機(jī)體多數(shù)器官和組織的功能，不因損傷少量甚或大量的細(xì)胞而受影響，機(jī)體自身有強(qiáng)大的代償功能。劑量嚴(yán)重程度閾值確定性效應(yīng)①損傷細(xì)胞足夠多、細(xì)胞又相當(dāng)重要——功能損失；②有劑量閾值——?jiǎng)┝啃?，損傷概率為零；③劑量高于閾值——效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量成正比。如靶細(xì)胞的多個(gè)敏感部位被輻射擊中（擊中次數(shù)決定修復(fù)、損傷不可逆）例如：急性放射病定義：人體一次或短時(shí)間內(nèi)分次受到大劑量照射引起的全身性疾患。外照射：＞1Gy劑量(Gy)癥狀0.10.51.01.53-57-10染色體變化末梢血中淋巴細(xì)胞減少10%的人惡心，嘔吐死亡閾值LD50/60天(造血器官死亡)LD100/60天(消化器官死亡)半致死劑量LD50/60天⑵隨機(jī)性效應(yīng)——輻射致癌癌癥(cancer):

惡性腫瘤生長(zhǎng)迅速，侵犯周?chē)M織，無(wú)明顯界限，質(zhì)地堅(jiān)硬，無(wú)包膜，與正常組織分界不清，細(xì)胞向周?chē)又掳┮蜃?carcinogen):

能使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒约?xì)胞最后發(fā)展為癌癥的因子（基因突變的信息會(huì)傳給后代——遺傳效應(yīng)）

物理致癌因子

主要為輻射致癌,包括電離輻射、紫外線(xiàn)等。若長(zhǎng)期被輻射照射或接受到超量輻射都會(huì)導(dǎo)致白血病;大氣層中臭氧層的破壞,紫外線(xiàn)照射增強(qiáng),皮膚癌病人增加。化學(xué)致癌因子

已知具有致癌作用的化學(xué)物品有數(shù)千種,如黃曲霉素、亞硝胺、煤焦油、尼古丁等。吸煙對(duì)人體的危害,主要是所含的尼古丁等有害物質(zhì)與肺癌、口腔癌、膀胱癌等有一定的關(guān)連。病毒致癌因子

腫瘤病毒(或稱(chēng)致癌病毒)。分為DNA腫瘤病毒和RNA腫瘤病毒兩大類(lèi)。劑量？?無(wú)劑量閾值；?發(fā)生幾率與劑量成正比；?嚴(yán)重程度與劑量無(wú)關(guān)?！褫椛鋵?dǎo)致癌癥是典型的隨機(jī)效應(yīng)。若變異發(fā)生在性腺細(xì)胞（精子或卵子），基因突變的信息會(huì)傳給后代——遺傳效應(yīng)發(fā)生機(jī)率隨機(jī)性效應(yīng)輻射細(xì)胞死亡細(xì)胞變異細(xì)胞克隆潛伏期癌癥人類(lèi)的放射性癌癥(radiogeniccancer)§2輻射能量轉(zhuǎn)移（吸收）的原發(fā)過(guò)程輻射類(lèi)型不同——能量轉(zhuǎn)移機(jī)制不同一、x射線(xiàn)、γ射線(xiàn)?在生物組織內(nèi)間接電離或激發(fā)，取決于光子能量光電效應(yīng)：E<50KeV；60-90KeV光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)大致相等康普頓效應(yīng)：200KeV-2MeV電子對(duì)生成：5-10MeV生成開(kāi)始逐漸增加；50-100MeV主要能量吸收形式光電效應(yīng)∝Z4成像診斷（骨骼、肌肉組織對(duì)比）康普頓效應(yīng)∝Z放射治療（各種組織吸收劑量差別小）電子對(duì)產(chǎn)生∝Z2二、中子

●能量傳遞的主要方式：與原子核相碰撞（散射、核反應(yīng)）；穿透力較大1、中子散射：反沖核引起強(qiáng)烈電離。?靶核質(zhì)量與中子質(zhì)量越接近，碰撞轉(zhuǎn)移給靶核的能量越多?生物組織主要由C、H、O和N等元素組成，特別是含量大的H?？熘凶釉诮M織內(nèi)的能量損耗主要是通過(guò)與H核等的碰撞產(chǎn)生的反沖質(zhì)子使組織中的原子激發(fā)和電離，引起生物分子中化學(xué)鍵的斷裂。2、中子引起的核反應(yīng)：1H（n,γ)H2和14N（n,p)C14反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物使機(jī)體組織產(chǎn)生強(qiáng)烈電離。1、α粒子質(zhì)量大、運(yùn)動(dòng)速度慢，帶電量多，電離能力強(qiáng)，全部能量釋放給生物組織造成極大破壞。吸收物質(zhì)的電子密度入射粒子三、帶電粒子

●發(fā)生3種形式的能量轉(zhuǎn)換：①能量轉(zhuǎn)換為激發(fā)能和電離能；②軔致輻射；③能量轉(zhuǎn)換為熱能.能量損失率2、電子(β):質(zhì)量小，徑跡彎曲。非彈性碰撞——韌致輻射3、負(fù)π介子:

質(zhì)量273me,電離、激發(fā)轉(zhuǎn)換能量。?組織中射程6—13cm.?被組織中C、O、N等捕獲產(chǎn)生核衰變，或裂解為射程短、電離能力強(qiáng)的碎片（星裂）。?腫瘤放療使腫瘤位于高電離密度區(qū)，正常組織位于電離密度小的前區(qū)可對(duì)腫瘤取得最大殺傷效果，而正常組織損傷小。4、重離子：具有高傳能線(xiàn)密度和尖Bragg峰，對(duì)腫瘤放療十分有利。蛋白質(zhì)核酸酶脂質(zhì)糖無(wú)機(jī)離子水新陳代謝?制造酶催化化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)換?為細(xì)胞活動(dòng)供應(yīng)能量?活動(dòng)做功自我修復(fù)和自我組裝?DNA遺傳信息復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯?損傷時(shí)進(jìn)行修復(fù)有機(jī)物質(zhì)生命特征——細(xì)胞無(wú)生命有生命組裝合成生物大分子按生命活動(dòng)的需要進(jìn)行精巧的組裝§1-3輻射生物學(xué)的原初過(guò)程一、直接作用和間接作用

1、電離輻射的直接作用●電離輻射穿過(guò)生物組織，射線(xiàn)的能量被DNA或具有生物功能的其他分子直接吸收，使生物分子發(fā)生化學(xué)變化的作用?！裰苯幼饔弥饕獙?duì)象是具有生物活性的分子，如核酸、蛋白質(zhì)等，使其發(fā)生電離、激發(fā)或化學(xué)鍵斷裂的變化，造成結(jié)構(gòu)改變，引起正常功能和代謝作用的障礙。CDNA損傷（分子水平）單鏈斷裂，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)修復(fù)雙鏈斷裂，錯(cuò)誤修復(fù)直接作用產(chǎn)生的變化：①主鏈斷裂引起分子降解；引起堿基破壞或脫落、單鏈或雙鏈斷裂、氫鍵破壞。DNA結(jié)構(gòu)?正確的修復(fù)，細(xì)胞功能恢復(fù)正常；?修復(fù)錯(cuò)誤，細(xì)胞死亡或存活但帶有遺傳信息的變更或丟失，表現(xiàn)為突變和染色體畸變②交聯(lián)作用：同一分子不同部分，或不同分子之間相互聯(lián)結(jié)；螺旋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)交聯(lián)或核酸之間、核酸與蛋白質(zhì)之間出現(xiàn)交聯(lián)。③維持大分子立體型的氫鍵和二硫鍵等的破壞。引起蛋白質(zhì)側(cè)鏈發(fā)生變化，氫鍵、二硫鍵斷裂，導(dǎo)致高度卷曲的肽鏈出現(xiàn)不同程度的伸展，空間結(jié)構(gòu)改變。?蛋白質(zhì)的空間作用力：氫鍵、鹽鍵(離子鍵)、疏水鍵、范德華力、二硫鍵2、電離輻射的間接作用●輻射能量向生物分子傳遞時(shí)，通過(guò)擴(kuò)散的離子或自由基起作用，并被生物分子所吸收?！駸o(wú)論直接作用還是間接作用，造成輻射損傷的原理均相同。即高能光子或亞原子微粒最終被生物分子破壞性吸收的結(jié)果。●輻射能量的傳遞方式：生物組織中存在大量的水，水分子電離形成“水自由基”并將能量傳遞到生物靶分子上引起電離輻射的間接作用?！褫椛鋵?duì)生物分子的致電離作用具有隨機(jī)性特點(diǎn)，但生物分子吸收輻射后產(chǎn)生的損傷卻常局限于分子的一定部位或較弱的化學(xué)鍵上，這是由于在特定的分子結(jié)構(gòu)中能量傳遞有一定的趨向和能量沉積在微觀(guān)空間分布上的不均一性所致分子水平細(xì)胞死亡細(xì)胞變異體細(xì)胞生殖細(xì)胞體細(xì)胞生殖細(xì)胞功能障礙不孕腫瘤遺傳效應(yīng)確定性效應(yīng)多細(xì)胞死亡隨機(jī)性效應(yīng)單一細(xì)胞變異DNA損傷細(xì)胞水平臨床癥狀效應(yīng)生物效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理二、輻射作用的原初過(guò)程物理階段（10-18～10-12s）：電離、激發(fā)——初級(jí)產(chǎn)物；能量吸收、傳遞致初始生化損傷●輻射能的吸收和傳遞、分子的激發(fā)和電離、自由基的產(chǎn)生及化學(xué)鍵的斷裂等都是在高度有序的機(jī)體中進(jìn)行的。結(jié)構(gòu)有序性的特點(diǎn)使電子傳遞和自由基連鎖反應(yīng)得以發(fā)生。時(shí)間/s發(fā)生的過(guò)程10-18快速粒子穿過(guò)原子10-16—10-17電離作用H2OH2O++e-,生物分子直接電離BB+10-15H2O和生物分子激發(fā)H2OH2O+,BB*10-14離子-分子反應(yīng)；分子振動(dòng)導(dǎo)致激發(fā)態(tài)解離10-12轉(zhuǎn)動(dòng)弛豫，離子水合作用化學(xué)階段（10-12～10-3s）：初級(jí)電離產(chǎn)物與生物分子中的水分子作用——自由基——與生物分子作用——次級(jí)產(chǎn)物；生物學(xué)階段（幾小時(shí)～數(shù)年）：數(shù)小時(shí)細(xì)胞分裂受抑制；數(shù)月中樞神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸道損傷明顯；約1個(gè)月造血障礙性死亡；若干年癌癥和遺傳變化。RNADNA等分子鍵斷裂電離輻射直接作用間接作用生物體分子激發(fā)電離DNA周?chē)镔|(zhì)(水)激發(fā)電離原始創(chuàng)傷擴(kuò)散自由基分子內(nèi)能轉(zhuǎn)移與生物分子作用生物自由基繼發(fā)反應(yīng)原核和真核細(xì)胞分裂受抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸道損傷顯現(xiàn)造血障礙性死亡晚期腎損傷肺纖維樣變性癌癥和遺傳變化物理階段10-18~10-11s化學(xué)階段10-11~1s生化階段1~103s生物階段數(shù)hr數(shù)d數(shù)月~數(shù)年一、水自由基與水的輻射分解?自由基(freeradical)：

外層軌道有未配對(duì)電子的原子、分子或基團(tuán)。氫原子自由基：H?羥基自由基：OH?超氧負(fù)離子自由基：O2-?物理性質(zhì)：順磁性強(qiáng)——用電子自旋共振技術(shù)探測(cè)；?化學(xué)性質(zhì)：反應(yīng)活性高——引起生物分子損傷（核、膜等）

?自由基對(duì)人體的損害主要有三個(gè)方面①使細(xì)胞膜被破壞；②使血清抗蛋白酶失去活性；③損傷基因?qū)е录?xì)胞變異§3電離導(dǎo)致生物分子的結(jié)構(gòu)變化生物組織水含量＞70%；輻射導(dǎo)致DNA分子失活主要由水輻解自由基的間接作用引起激發(fā)H2OH2O＊+H2O輻射H2O+H++e-eaq-H?+OH

－+H2OH?H?H2O－電離+水分子電離輻射后生成自由基的兩種機(jī)制+H+

+H2OOH?OH?水自由基復(fù)合H?+H?→H2OH?+OH?→H2O2過(guò)氧化氫eaq-+eaq-H2+2OH－2H2O（均裂）（異裂）二、水自由基的特性及其在細(xì)胞中的行為特性：易擴(kuò)散；易與細(xì)胞內(nèi)的生物大分子產(chǎn)生反應(yīng)。羥自由基OH·

：屬氧化自由基。致傷能力最強(qiáng)；平均擴(kuò)散距離約2nm.水合電子e-eq

：擴(kuò)散速度快；反應(yīng)能力強(qiáng)；易被氧捕獲形成超氧化物超氧化物陰離子O-·2

：反應(yīng)速度慢、擴(kuò)散距離長(zhǎng)。?機(jī)體正常或異常代謝過(guò)程中，由于高能的電離輻射粒子打斷了分子中的共價(jià)鍵，游離出的自由電子被另一分子俘獲，通過(guò)異裂和均裂方式能不斷產(chǎn)生自由基eaq-+O2→O－·2

三、水自由基與生物分子的主要反應(yīng)1、加成反應(yīng)：

OH?和H?對(duì)DNA分子堿基親和力較大，造成核酸堿基損傷2、抽氫反應(yīng)：（氧化性）

OH·易從生物大分子中抽取一個(gè)H，造成DNA連斷裂3、電子俘獲：（還原性）eaq-攻擊導(dǎo)致—S—S—斷裂，引起蛋白質(zhì)、酶失活?自由基參與維持正常生命活動(dòng)的生理、生化反應(yīng)，同時(shí)對(duì)機(jī)體又有損傷作用。?正常情況下，體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡。該平衡一旦被打破，自由基在體內(nèi)積蓄過(guò)多或過(guò)少，均對(duì)機(jī)體不利。使機(jī)體過(guò)早衰老，引起疾病以及癌變。?為保護(hù)機(jī)體免遭自由基損傷，體內(nèi)同時(shí)存在清除自由基的天然防護(hù)系統(tǒng)。超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）和過(guò)氧化物酶（POX）等可清除這些對(duì)細(xì)胞有毒性作用的自由基。●自由基清除劑：具有接收自由基的電子或是提供自由基電子,并且本身可以穩(wěn)定電子活性的物質(zhì)。一、靶學(xué)說(shuō)要點(diǎn)：1、細(xì)胞內(nèi)（或大分子）存在對(duì)輻射的敏感區(qū)，即靶區(qū)。靶區(qū)只有細(xì)胞的若干份之一。當(dāng)該區(qū)被電離輻射擊中時(shí)才會(huì)產(chǎn)生生物效應(yīng)（損傷）?！窦?xì)胞損傷是射線(xiàn)對(duì)靶的作用.現(xiàn)代生物學(xué)觀(guān)點(diǎn)：DNA和膜是射線(xiàn)的靶，是引起細(xì)胞變化的關(guān)鍵。2、射線(xiàn)與生物系統(tǒng)的相互作用是隨機(jī)過(guò)程，“擊中”是彼此無(wú)關(guān)的獨(dú)立事件，擊中概率服從Poisson分布；●光和電離輻射以光子和粒子簇的形式撞擊靶，其中x次的概率服從泊松（Poisson）統(tǒng)計(jì)原則：在體積為V的靶模型中為P[x]=(VD)xe-VD/x!，式中D為單位靶體積內(nèi)平均擊中數(shù)，D=m/V，m為輻射在V內(nèi)的擊中數(shù).

3、不同生物分子或細(xì)胞的靶具有不同的損傷擊中次數(shù)?！裆渚€(xiàn)在靶內(nèi)的能量沉積超過(guò)一定值，便會(huì)發(fā)生“擊中”，對(duì)不同的生物靶，發(fā)生效應(yīng)所需要的擊