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电离辐射的生物学效应-医学辐射防护学教学课件-精品文档

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染色体型畸变:处于G1期或G0期的细胞受到电离 辐射作用时,因为这时染色体尚未复制,其中单根染色 丝被击断,经S期复制后,在中期分裂细胞见到的是两 条单体在同一部位显示变化,因此导致的是染色体型畸 变。按畸变在体内的转归,可以分为非稳定型畸变和稳 定型畸变两类。前者包括双着丝粒、双着色环、和无着 丝粒断片;后者包括相互易位,倒位和缺失。
电离辐射的生物学效应
电离辐射生物效应分类
早期效应(early effect)
按生物效应出现的时间 迟发效应(late effect) 躯体效应(somatic effect) 按生物效应出现的个体 遗传效应(genetic effect) 随机性效应 (stochastic effects) 确定性效应 (deterministic effect)
计算单位剂量照射引起的危险称为危险系数 (Risk coefficient)。EAR系数为单位剂量增加的例 数,用10-6人· 年-1· Sv-1表示,即每106人· 年· Sv的增 加例数。ERR系数为单位剂量的增加百分比 (%/Sv)。 ICRP-60的辐射致癌危险系数是以原爆人群 癌症死亡的EAR年增加值和ERR值为基础,通过 预测模型,向5个国家进行人群转移后得到的两性 平均值。
经过始动与促进两个阶段,正常细胞出现转 化,逐步发展为癌细胞,此期是朝恶性方向越来 越快的发展,成了独立的和侵入性的发展阶段。 电离辐射致癌的评估方法 绝对危险和相对危险 照射组癌症发生率与对照组或参与人群癌 症发生率之差,称为绝对危险(Absolute risk, AR),也称为超额绝对危险(excess absolute risk, EAR)。 两组发生率之比,称为相对危险(Relative risk, RR),相对危险的增加数RR-1,称为超额相 对危险(ERR)。

电离辐射的生物学效应PPT课件

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9
照射方式图例
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10
电离辐射的介质
直接致
电离
α粒子、β粒子、质子、电子

粒子


射 间接致
电离 γ射线、χ射线、中子
粒子
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11
电离辐射生物学效应的基础
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12
电离辐射生物效应作用和类型
生物学效应
原发作用 继发作用
直接作用 间接作用
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10~20 1~5
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31
随机性效应-致癌效应
癌症的起始跟诱发基因组DNA损害有关, 该损害导致特异基因的丢失和/或基因结 构和活性的改变。DNA的某些特定部位发 生的变化,有可能成为诱发癌的起因。
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32
致癌危险概率
低剂量低 LET辐射 照射诱发 人类癌瘤 的种类和 致死性癌 症的终生 死亡概率 系数(全 部年龄人 群)(10-
暂时不育 永久不育
不育 可查出混浊
阈剂量
一次短时间照射(Sv)多年分次照射(Sv/a)
0.15
0.4
3.5—6.0 2.5—6.0 0.5—2.0
2.0 >0.2 >0.1
视力障碍(白内障)
5.0
>0.15
造血机能低下
0.5
骨髓
再生障碍性贫血
1.5
>0.4 >0.1
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29
对其它系统的确定性效应
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15
继发作用
由于生物活性大分子的损伤,继而发生的 组织细胞代谢的变化、功能和结构的破坏 等作用。
继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可 以被机体的再生和代偿能力修复,但有时 或有的个体在修复后可在DNA中发生基 因突变,这是导致遗传效应和远期癌变的 重要原因。

电离辐射生物效应

电离辐射生物效应

从时间上来讲:原发作用是指射线作用于 机体之后到出现明显症状之前的一系列变化过 程;继发作用是:指症状出现后的一系列变化 过程。 从研究内容上讲:原发作用包括了机体在 射线的作用下的能量吸收、传递转化、以及与 此相应的生物分子和细胞微细结构的损伤和破 坏。继发作用则包括由原发作用后进一步引起 的生物化学变化、代谢紊乱、功能障碍、病理 形态的改变;以及临床症状的出现和发展。
2、晚期放射性溃疡:(注:以半年 为界,半年以上为晚期), 其特点:边缘特别齐类拟木工的着子; 血凝不好;溃疡创面肉芽不好。
3、放射性皮肤癌: 放射性皮肤癌是在射线所致的角化过 度或溃疡长期不愈的基础上恶变而成。 四肢多为鳞状上皮细胞癌而颈部多为基 底细胞癌。放射性皮肤癌通常是局部的, 其恶性程度较低,但如忽视或治疗不当, 则可扩展或向远处转移。
恢复期
皮肤脱屑, 轻度色素沉 着,3周后 毛发再生
红班区干 性皮色素 沉着
上皮薄,弹性差, 干燥脱屑 ,皮肤 色素沉着或微血管 扩张约有疤痕
溃疡边缘可再生上皮, 大溃疡长期限不愈形成 疤痕,易破溃,遗留功 能障碍
慢性放射皮肤损伤
1、放射性皮炎 主要表现在皮肤营养障碍,脱形性性 变,指甲变暗,指纹变浅变薄、平滑, 硬,第一指节汗毛消失。 血管改变,充血,渗出,闭塞。 角化增殖,煤黑点 色素:可加深或变浅 鉴别:手癣
二、影响辐射生物效应的因素
1、与辐射有关的因素 1)辐射种类 2)照射剂量 3 )剂量率(总剂量相同,剂量率高 生物效应越显著) 4)分次照射 5)照射方式 6)照射部位与面积
2、与机体有关因素 1)种系的放射性敏感性。(种系演化越高, 组织结构越复杂。放射敏感性越高) 2)个体的放射敏感性。个体发育所处阶段 不同而有很大差别,总体说来,放射敏感性随 个体发育过程而遂渐降低。 3)不同器官、组织与细胞的放射敏感性不 同 。

电离辐射的生物学效应

电离辐射的生物学效应

躯体效应
(somatic effect)
分为
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全身效应(total body effect)
局部效应(local effect)
6
放射物理与防护学
第五章 电离辐射的生物学效应
3
确定性效应和随机效应
构成这种效应的基础是细 胞死亡,这种细胞死亡是 随意性的
1977年ICRP 按照效应发生规
形 成 的 集 落 数 SF 接 种 的 单 个 细 胞 数Ep%
做细胞培养时,即使未受照射的细胞,也不能全部形成集落,这时形
成的集落数与接种细胞数之比称为接种率(planting efficiency , Ep%)
或集落形成率。
细胞存活曲线可分为两类,一类是现象性的,另一类是机制性的。 目前的模型多数与现象性的,但对机制有时也有所阐明。建立机制性模 型难度较大,但一旦成功将具有更大的理论和实际意义,
辐射诱发巨细胞死亡是增殖死亡的变形,它可能是细胞融合后核内 分裂的结果。
增殖死亡的分子基础可能是DNA的双链断裂、碱基损伤和错误修 复引起遗传密码改变,影响蛋白质和酶的正常合成。
3.细胞凋亡(Apoptosis) :细胞凋亡是指细胞在一定的生理或病理 条件下,受内在遗传机制的控制自动结束生命的过程。
胞 人脑在发育过程中有95%的细胞死亡
凋 亡 除去不再起作用的细胞 的 如蝌蚪变态时的尾部细胞死亡
生 物 学
除去发育不正常的细胞。如脊椎动物视觉系统没 有形成正确神经元连接的神经元被清除掉
功 能
除去一些有害细胞 如胸腺细胞在离开胸腺t 之前被诱导死亡。
16
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放射物理与防护学

电离辐射的生物效应

电离辐射的生物效应

急性放射病
剂量照射引起的全身性疾患。
定义:人体一次或短时间内分次受到大
外照射:>1Gy
3.3 确定性效应
损伤范围广,波及机体所有组织和器官, 表现为复杂的临床症状和体症。
主要损伤器官的变化,可决定和影响病 情的发展和预后
03
在一定照射剂量范围内,机体有自动恢 复的潜力.
临床特点:
急性放射病
急性放射病
机理:P53基因 激活自我致死程序
是变异细胞免于患癌的重要机制
细胞凋亡(apoptosis)
小结
分子水平
细胞死亡
细胞变异
体细胞
生殖细胞
体细胞
生殖细胞
功能障碍
不孕
肿瘤
遗传效应
确定性效应 多细胞死亡导致
随机性效应 单一细胞变异导致
DNA损伤
细胞水平
临床症状
效应
躯体效应(somatic effects)
眼组织的放射损伤
症状与阈值
3.4.1 癌症的概念与起源 癌症(cancer):增生失控并侵入周围组织或向远隔部位转移的恶性肿瘤
致癌因子(carcinogen):能使正常细胞转变为恶性细胞最后发展为癌症的因子 化学因素 物理因素 病毒 机体遗传特性, 激素水平, 环境因素, 生活因素
3.4 随机性效应-辐射致癌
电离辐射的生物效应
3.1 生物效应产生的过程和机理 3.2 电离辐射所致生物效应的分类 3.3 确定性效应 3.4 随机性效应
由两条螺旋状排列的核苷酸链组成
基本生物学概念: DNA
硷基对 A-T;C-G 无穷的排列方式
DNA链上具有一定功能的一段核苷酸序列
01
基因突变(mutation):

2.电离辐射的生物学作用 3.生物靶的调节作用 4.影响电离辐射作用的主要因素

2.电离辐射的生物学作用 3.生物靶的调节作用 4.影响电离辐射作用的主要因素

§3. 生物靶的调节作用
一. 稀释效应 实验表明,用固定量电离辐射照射某种溶 液产生的自由基数量恒定,与溶液浓度无关。
辐射直接作用
失 活 分 子 数 含 量 失 活 分 子 数
辐射间接作用
浓度
浓度
§3. 生物靶的调节作用
一. 稀释效应 实验表明,用固定量电离辐射照射某种溶 液产生的自由基数量恒定,与溶液浓度无关。
§3. 生物靶的调节作用
三. 防护效应
防护效应的解释基于间接作用中对自由 基的竞争.水中的自由基非常活泼,且不 具专一性,故当溶液中存在2种以上分子 溶质时,都可以与自由基发生反应,即加 入物质与原溶质争夺有限的自由基,使原 溶质受自由基损害的机会减少。
§3. 生物靶的调节作用
四. 温度效应
溶液系统或机体受照射时,降低温度或使 之处于冰冻状态可使辐射损伤减轻,这种效 应称为温度效应.温度效应的解释基于低温
中度敏感组织:感觉器官、内皮细胞、皮肤上 皮、唾液腺和肾、肝、肺的上皮细胞
轻度敏感组织:中枢神经系统、内分泌腺、心脏 不敏感组织:肌肉组织、软骨、骨组织和结缔 组织等
§4. 影响电离辐射 作用的主要因素
5. 亚细胞和分子水平的放射敏感性 同一细胞不同亚细胞结构的辐射敏 感性有很大差异。细胞核的放射敏 感性显著高于胞浆。细胞内各不同 “靶”分子相对辐射敏感性顺序如 下: DNA > mRNA > rRNA > 蛋白质
生物阶段
造血障碍性死亡
晚期肾损伤肺纤维样变性
癌症和遗传变化
§2. 电离辐射的生物学作用
二.电离辐射的间接作用 1. 自由基的产生 自由基是带有一个或多个不配对电子的分 子或原子团,具有极强的活性。当辐射作 用于人体时,由于组织中含大量水分,激 发或电离的水分子经迅速的分子重组,产 生大量活泼的自由基,主要有 OH、H 和 水合电子e-q,它们能扩散一定距离,有效 的与生物分子反应。

电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用

电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用
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屏蔽γ或X射线常用的材料
高Z高密度的金属材料:铅、铁、钨 通用的建筑材料:混凝土、砖、土
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内照射防护
内照射防护重点是防止吸入或食入 预防性措施 开放性放射工作场所的选址与设计 工作场所的合理布局:三区制(清洁 区、中间区、活性区),活性区又分 为高、中、低活性区 安全操作技术: 准备充分、操作熟练、注意防护、避免 污染
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国家标准
我国政府于 1984年也颁布了中华人民共和国放射 防护基本标准 (GB-4792-84) 及一系列规定,作为 法规性国家标准执行.这个标准是参照ICRP第26号 出版物制定的 2002年,国家颁布《电离辐射防护与辐射源安全 基本标准》,GB18871-2002,取代84年旧标准。 新标准与ICRP60号出版物制定的国际标准相同。

伤 程 度
不明显和不易觉察的病变 可恢复的机能变化,可能有血液学的变化 机能变化、血液变化、但不伴有临床征象 轻度骨髓型争性放射病 中度骨髓型急性放射病 重度骨髓型急性放射病 极重度骨髓型急性放射病 肠型急性放射病 脑型急性放射病
照射条件
照射方式:内照射、外照射 照射范围 照射次数与时间间隔
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随机性效应和确定性效应
随机性效应 确定性效应
发生原因 特点 细胞发生改变 足够细胞死亡 或失去功能 生物效应发生 在一定的阈值 概率随着剂量 以上,生物效 的增加而增加, 应才会发生, 线性无阈 且其严重程度 随剂量的增加 而增加 白内障,不育, 辐射诱发癌症, 遗传效应 造血机能低下
260 57 540 916 185 170 170 2300
内照射
总计

电离辐射的生物效应演示文稿

电离辐射的生物效应演示文稿

晶体浑浊(100%发生)单次 7.5
睾丸 卵巢 骨髓
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白内障 暂时性不育 永久性不育 永久性绝经 白细胞暂时减少
致死性再生不良
单次 单次 单次 单次 单次
单次
5 0.15 3.5 3.5 ~6 0.5
1.5
器官的确定性效应的阈剂量
当前第26页\共有40页\编于星期五\20点
当前第31页\共有40页\编于星期五\20点
皮肤确定性效应
当前第32页\共有40页\编于星期五\20点
• 放射性皮肤损伤的例子
5居里铱照
射后5天
当前第33页\共有40页\编于星期五\20点
11天
当前第34页\共有40页\编于星期五\20点
21天
当前第35页\共有40页\编于星期五\20点
电离辐射的生物效应演示文稿
当前第1页\共有40页\编于星期五\20点
优选电离辐射的生物效应
当前第2页\共有40页\编于星期五\20点
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。
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。
当前第30页\共有40页\编于星期五\20点
出生后确定性效应
全身性放射损伤
1. 一定剂量后可引起急性放射病、慢性放 射性损伤。
2. 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。
3. 电离辐射对造血、免疫系统的影响和放 射病。
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