放射生物效应

第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
确定性效应 由于射线照射杀死相当数量细胞,而这些细胞 又不能由活细胞的增殖来补充,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 能性损伤. 确定性效应存在一个阈值量. 单次(即 急性)低于几Gy的剂量照射, 很少有临床意义的 有害作用,但性腺、眼晶状体和骨髓因对射线敏 感,效应发生的频率随剂量增加而增加.
染色体畸变是DNA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 的重要因素。 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。
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 分子或原子团，有极强的活性。
自由基的损伤机制
破坏细胞膜 使细胞失活、结构改变、化学链断 裂，或使蛋白质交联和聚合。
发生在皮肤受照严重的区域，也是在射线所致。
发生在皮肤受严重放射性损害 的部位
放射性溃疡基础上恶变而来
多数是鳞状上皮癌 不在皮肤严重放射性受损的部位皮 肤癌不能诊断
2.处理原则 患部避免再接触射线 尽早手术治疗 手术治疗时应考虑患者的 肢体功能
第四章 放射的生物效应
§4. 生物靶的调节作用
DNA（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
糖链断裂和失活
核酸损伤，造成细胞死亡
生物靶调节与自由基
生物靶调节（调
节、修复细胞功能和 膜功能）
自由基损伤：
（破坏细胞膜及损 伤细胞功能）
第四章 放射的生物效应
生物靶调节
稀释效应 氧效应
防护效应 温度效应 抗自由基的氧化酶系效应
致癌效应 ICRP列出与放射有关的12种癌症:
甲状腺癌 乳腺癌 肺癌 食管癌 胃癌 肝癌 结肠 癌 胰腺癌 唾液腺癌 肾肿瘤 膀胱肿瘤 白血病
1.临床表现与分度诊断标准
分度 I 主要临床表现 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。 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。 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、强直。
第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
5、确定性效应和随机性效应
确定性效应是指效应的严重程度 (取决于细 胞群中受损细胞的数量或百分率) 与受照剂量 的大小呈正比(注:不是指发生率). 随机效应是 指效应的发生率(不是严重程度)与照射剂量的 大小有关,如遗传效应和辐射诱发癌变等. 这种 效应在个别细胞损伤时(主要是突变)即可出现.
第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
1、外照射与内照射 2、局部照射和全身照射 3、近期效应与远期效应 4、躯体效应和遗传效应 5、确定性效应和随机性效应 6、直接作用和间接作用
第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
1、外照射与内照射 辐射源在体外,从体外对肌体进行照射称外 照射. γ 射线、中子、X射线等穿透力强,一般 用于外照射.放射性核素通过各种途径进入肌 体,在肌体内发射出射线产生生物效应称内照 射.内照射一般以射程短、电离强的α、β射线 为主。
远期效应
远期效应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、 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。
第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
4、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 效应.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,而在子代身上表现 出的效应称遗传效应.这是由于电离辐射造成 受照者生殖细胞遗传物质的损伤,引起基因突 变和染色体畸变, 导致后代先天畸形、流产、 死胎和某些遗传性疾病。
表4 各器官对总危险的相对贡献 组织 致死癌概率 遗传效应 寿命损 器官 (万人-1Sv-1) (万人-1Sv-1) 失a 膀胱 骨髓 骨表面 乳腺 结肠 肝 肺 30 50 5 20 85 15 85 9.8 30.9 15 18.2 12.5 15 13.5 组织 致死癌概率 遗传效应 寿命损 器官 (万人-1Sv-1) (万人-1Sv-1) 失a 食管 卵巢 皮肤 胃 甲状腺 其余组织 性腺 30 10 2 110 8 50 11.5 16.8 15 12.4 15 13.7 20
畸形 智力低下 诱发癌症
一、胚胎死亡
胚胎死亡：植入前期的胚胎（受孕9d内） 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 的剂量即可导致胚胎死亡。
二、畸形
器官形成前期（9-56d）：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 损伤，造成器官畸形，属于确定性效应，阈值 0.1Gy。
确定性效应
表3:成年人性腺、眼晶状体及骨髓的确定性效应阈值估计值 组织和效应 一次短时照射所 多次照射所受 多年中每年多 受总剂量(Sv) 总剂量(Sv) 次照射的剂量 率(Sv/a) 睾丸 暂时不育 永久不育 卵巢不育 眼晶状体 浑浊 视力障碍 骨髓造血功 能低下 0.15 3.5~3.6 2.5~6.0 0.5~2.0 2.0~10 0.5 指标不适用 指标不适用 6.0 5.0 > 8.0 指标不适用 0.4 2.0 > 0.2 > 0.1 > 0.15
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II
III
2.处理原则（最重要原则：对症治疗） I度：保护局部皮肤、避免 外伤和过量照射 II度：减少射线接触或脱离 放射性工作，并积极治疗 III度：脱离放射性工作，局 部及全身治疗，手术治疗。
三、放射性皮肤癌
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 效应。
假愈期
2.处理原则 脱离辐射源或避免受到刺 激和再次受到照射 及时洗消去污处理受污皮 肤 抢救致命性损害：全身治 疗、局部治疗及手术治疗
二、慢性放射性皮肤损伤
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 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15Gy。
§3. 皮肤效应
急性放射性皮肤损伤
慢性放射性皮肤损伤
皮肤癌症
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 所引起的急性放射性皮炎及皮肤溃疡。
1.临床表现与分度诊断标准
分度
I
初期反应
II
III
IV
临床症状 参考剂量 明显期 （Gy） 》3 行囊丘疹、 暂时脱毛 2-6w 红斑 脱 毛 、 红 》5 斑 》10 红 斑 、 烧 1-3W 二次红斑、 灼感 水泡 》20 红 斑 、 麻 数 小 时 至 二次红斑、 10D 木、瘙痒、 水泡、坏 死、溃疡 水肿、刺 痛
三、智力低下
胎儿期（9-38w）：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 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8-15是引发 智力低下最敏感时期、其次是16-25周。
四、诱发癌症
发育中的胎儿对电离辐射致癌作用比成年或 幼儿更敏感。 表现：受照胎儿在出生后10周岁内儿童白血 病及其他癌症发病率增高。
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近期效应
近期效应三种类型
表2 近期效应类型 临床症状
造血器官(骨髓)损伤型 消化系统(胃肠)损伤型 中枢神经( 脑 )损伤型
估计剂量rad 50 ~ 100 150 ~ 400 400 ~ 600 600 ~ 2000 数千以上
大体无症状,有时有轻度前驱性症状 轻度急性放射病,暂时性呕吐,轻度造血机能损伤 造血机能损伤(有胃肠道损伤) 胃肠道损伤为主,造血机能严重损伤(吐泻,肠细 胞剥落,淋巴组织破坏,大量便血) 中枢神经损伤,伴有剧烈发展过程,数h或数d死亡
3、近期效应与远期效应 近期效应是指受照射数小时至几周内出现 的效应.可分为急性效应和慢性效应两种.主要 发生于核事故或核武器袭击的受害者, 或在较 长时间内受到超过剂量限值的辐射引起的全 身慢性损伤. 例如急性放射病和急性皮肤放射 损伤均属于急性效应;而慢性放射病和慢性皮 肤放射损伤则属于慢性效应.
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第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
随机性效应
随机性效应无剂量阈值.电离辐射使细胞发 生了改变而未被杀死,经一段潜伏期后,可呈现 恶变,即致癌效应.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, 就会 产生遗传效应.
§1. 辐射生物效应分类
直接作用
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 射线能量，使之发生电离、激发或化学键的断 裂等变化。
第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
2、局部照射和全身照射
当外照射的射线照射身体某一部位,引起局 部细胞反应者称局部照射.局部照射时身体各 部位的敏感性依次为腹部 > 盆腔 > 胸部 > 头 部 > 四肢.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。
第四章 放射的生物效应
§1. 辐射生物效应分类
§1. 辐射生物效应分类
间接作用
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， 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。
§2. 胎儿出生前的受照影响
胎内照射效应：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。
§2. 胎儿出生前的受照影响 胚胎死亡