电离辐射的生物效应2013
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
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(二)
电离辐射的生物学效应（二）引言概述：电离辐射是指具有足够能量的辐射粒子，例如X射线、γ射线和质子，能够从原子或分子中剥离电子的过程。
在人类暴露于电离辐射下，生物体受到直接和间接的生物学效应。
本文将重点讨论电离辐射的生物学效应，并从五个方面展开讨论。
正文：1. 细胞损伤a. 电离辐射能与DNA分子直接作用，导致DNA链断裂和碱基损伤。
b. DNA损伤可能导致细胞凋亡或突变，进而影响细胞功能。
c. 辐射还可导致蛋白质、脂质和其他细胞组分的分解或损伤。
2. 遗传效应a. DNA损伤可能传递给后代，导致基因突变或染色体畸变。
b. 高剂量电离辐射的暴露可导致不稳定细胞遗传物质，进而引发遗传疾病。
c. 遗传效应可能以不可逆或可逆的方式表现。
3. 放射病a. 高剂量电离辐射暴露可引发急性放射病，表现为恶心、呕吐、衰竭和骨髓功能抑制等。
b. 慢性低剂量电离辐射暴露可能导致放射性癌症和非癌疾病的发展。
c. 放射病的预防和治疗措施需要综合考虑剂量、时机和个体敏感性等因素。
4. 辐射影响身体组织和器官a. 骨髓是辐射最敏感的组织之一，辐射可引起骨髓功能抑制和造血系统损伤。
b. 神经系统受到辐射影响，可导致认知和行为方面的变化。
c. 非目标器官，如肺、肾脏和肝脏等，也可能受到电离辐射的损伤。
5. 防护和减轻电离辐射的生物学效应a. 遵守辐射安全操作规程，包括正确使用辐射防护设备和随身携带个人剂量计。
b. 发展和采用新的辐射防护技术和方法，如屏蔽器材和防护服。
c. 加强宣传和教育，提高公众和从业人员对电离辐射生物学效应的认识和防护意识。
总结：综上所述，电离辐射的生物学效应包括细胞损伤、遗传效应、放射病、对身体组织和器官的影响等。
减轻这些效应的关键在于做好辐射防护工作，加强宣传教育，并持续研究和发展新的防护技术和方法。
以此保护人类和生物多样性的健康。
04电离辐射的生物效应
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电离辐射致癌的潜伏期 潜伏期是指受照后到肿瘤显现所经历的时 间，它分为： 真潜伏期：指从照射到细胞开始不受控制 生长所需要的时间。 临床潜伏期：指从受照到肿瘤被确诊的时 间；
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表3-1 辐射诱发人体恶性肿瘤的潜伏期（年）
肿瘤类型 最 低 平 均 全部表现期
白血病
2～4
10
25～30
骨肉瘤
电离辐射的生物 效应
分类
按效应范围分：
1、躯体效应 2、遗传效应 按效应出现的时间分： 1、近期效应：几天~几个月，如急性放损 2、远期效应：几年到几十年，如癌、白内障、 辐射遗传效应等。
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按效应发生规律的性质可分： 1、随机效应： 发病率与受照剂量有关，严重 程度与剂量无关、无阈值、如癌症和遗传性疾病 等。 2、确定性效应 以前叫非随机性效应， 也有人译为肯定性效应。有阈值、不超过阈值不 会发生、剂量越大，损害越严重 如急性放射病、 皮肤放射损伤等。可制订防护标准。
2～4
15
25～30
甲状腺癌
5～10
20
＞40
乳腺癌
5～15
23
＞40
其他实体瘤
10
20～30
＞40
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影响电离辐射致癌的因素 1、敏感性因素： 人体不同组织对辐射致癌效应明显不同（表3-2）， 敏感性最高的组织是甲状腺和骨髓而前列腺、睾丸 和子宫几乎不被辐射所诱发。 2、年龄因素： 年龄是影响自发癌的重要因素，10岁以下白血病 危险系数最高；20岁左右的女性乳腺癌危险系数 最高；肺癌随受照时年龄增加而增加。
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4、动物实验有寿命缩短，小鼠每照射1Gy寿命缩 短5% 目前人们倾向于承认： 对辐射防护具有实际意义的低等到中等剂量 的电离辐射所致寿命缩短主要是辐射致癌效应， 由肿瘤引起超额死亡而使平均寿命缩短。
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 。
电离辐射生物学效应
电离辐射⽣物学效应电离辐射⽣物学效应电离辐射的⽣物效应主要是DNA的损伤所致，DNA是关键靶。
直接作⽤：电离辐射的能量直接沉积到⽣物⼤分⼦上，引起⽣物⼤分⼦的电离和激发，从⽽引起⽣物效应。
⽣物效应和辐射能量沉积发⽣在同⼀分⼦上。
间接作⽤：电离辐射⾸先作⽤于⽔，使⽔分⼦产⽣⼀系列原初辐射分解产物（·OH，H·，e-⽔合，H2O2），然后通过⽔的原初辐射分解产物再作⽤于⽣物⼤分⼦，引起后者的物理和化学变化。
⽣物效应和辐射能量的沉积发⽣在不同分⼦。
表N 电离辐射⽣物学作⽤的时间效应时间/s发⽣过程物理阶段10-18快速粒⼦通过原⼦10-17~10-16电离作⽤H2O~→H2O++e-10-15电⼦激发H2O~→H2O*10-14离⼦-分⼦反应，如H2O++H2O~→·OH +H3O+10-14分⼦振动导致激发态解离：H2O*→H·+·OH10-12转动弛豫，离⼦⽔合作⽤e-→e-⽔合化学阶段<10-12e-在⽔合作⽤前与⾼浓度的活性溶质反应10-10·OH，H·和e-⽔合及其他⾃由基与活性溶质反应（浓度约1mmol/L）<10-7刺团1）（spur）内⾃由基相互作⽤10-7⾃由基扩散和均匀分布10-3·OH，H·和e-⽔合与低浓度活性溶质反应（约10-7mmol/L）1⾃由基反应⼤部分完成1~103⽣物化学过程⽣物学阶段数⼩时原核和真核细胞分裂受抑制数天中枢神经系统和胃肠道损伤显现约1个⽉造⾎障碍性死亡数⽉晚期肾损伤、肺纤维样变形若⼲年癌症和遗传变化1）刺团：指⾃由基发⽣反应的⼩体积电离作⽤：⽣物组织的分⼦被粒⼦或光⼦流撞击时，其轨道电⼦被击出，产⽣⾃由电⼦和带正电的离⼦，即形成离⼦对，这⼀过程称为电离作⽤。
激发作⽤：当电离辐射与组织分⼦相互作⽤，其能量不⾜以将分⼦的轨道电⼦击出，可使电⼦跃迁到较⾼能级的轨道上，是分⼦处于激发态，这⼀过程称为激发作⽤。
电离辐射的生物学效应名词解释
电离辐射的生物学效应名词解释导言：电离辐射是高能粒子或电磁波在物质中相互作用时产生的一种辐射形式。
电离辐射具有较高的能量，可以从原子或分子中剥离电子，导致生物体内部的化学键的破坏和细胞变异。
本文将对电离辐射的生物学效应进行深入解释。
一、电离辐射概述电离辐射是一种高能粒子和电磁波，它可以穿透生物体并与细胞内的分子发生相互作用。
这种相互作用导致原子中的电子被剥离，形成离子。
电离辐射主要分为两种类型：离子辐射和非离子辐射。
二、离子辐射的生物学效应离子辐射是一种高能量粒子，如阿尔法粒子、贝塔粒子和中子，能够与生物体内的分子碰撞，并将能量传递给它们。
这些碰撞会导致分子内的化学键断裂，破坏DNA和其他细胞组分的结构。
1. DNA损伤DNA是细胞中的遗传物质，离子辐射会导致DNA的单链和双链断裂，从而影响DNA的复制和修复能力。
这些损伤可能会导致细胞死亡或癌变，增加遗传性疾病和肿瘤的风险。
2. 细胞死亡离子辐射具有高能量，当离子辐射穿透细胞并与细胞内的分子相互作用时，可以引起细胞死亡。
细胞死亡会导致组织损伤，影响生物体的正常功能。
3. 基因突变离子辐射会导致DNA序列的改变，进而引起基因突变。
这些突变可能会导致细胞功能异常，增加患某些遗传疾病的概率。
三、非离子辐射的生物学效应非离子辐射是一种电磁波，如X射线、紫外线和无线电波。
与离子辐射不同，非离子辐射没有足够的能量将电子从原子中剥离，但仍然能够对生物体产生生物学效应。
1. 紫外线引起的皮肤损伤紫外线辐射能够穿透人体皮肤，导致DNA损伤和皮肤细胞的突变。
长期暴露在紫外线下会增加患皮肤癌和衰老的风险。
2. X射线引起的癌症X射线是高能量电磁波，用于医学诊断和治疗。
然而，过量的X射线照射可能会引起DNA损伤，增加患白血病和其他癌症的概率。
3. 无线电波的潜在影响无线电波是一种常见的非离子辐射，如手机信号和无线网络。
尽管目前没有明确的证据证明无线电波单独会导致严重的生物学效应，但一些研究表明长期暴露在高强度无线电波下可能对生殖系统和大脑功能产生一定影响。
由于电离辐射的两大生物学效应
由于电离辐射的两大生物学效应由于电离辐射的两大生物学效应：确定性效应（具有较大剂量阈值才会发生，且其严重程度取决于受照剂量大小：如辐射导致的白内障）和随机性效应（不存在发生效应的剂量阈值，但发生几率与受照剂量大小有关：如诱发肿瘤与遗传效应）的存在，辐射剂量增加对人体的危害会相应地增加。
一般而言，CT 扫描比普通X 射线检查剂量大，照射剂量的增加导致辐射诱发癌症等随机效应的发生几率增加。
2009 年，位于美国洛杉矶的Cedars-Sinai 医疗中心的一名患者在接受CT 神经灌注扫描后出现头发脱落现象。
该医院经过调查发现，自2008 年 2 月开始在18 个月内，共206 名患者在CT 过程中被错误施加高达正常剂量值8 倍的辐射剂量。
为了规范CT 检查的行为，美国食品药品管理局（FDA）推荐在CT 检查中评估患者的接受的辐射剂量。
中国卫生部于2012 年公布新版《GBZ165-2012 X 射线计算机断层摄影放射防护要求》，首次公布了针对不同人群、不同部位CT 检查的诊断参考水平。
新版标准2013 年 2 月 1 日起实施，旧版标准同时废止。
根据《防护要求》，典型成年患者X 射线CT 检查头部、腰椎和腹部的诊断参考水平分别为50mGy、35mGy 和25 mGy，0 - 1 岁儿童患者胸部和头部诊断参考水平为23 mGy 和25mGy，10 岁儿童患者胸部和头部诊断参考水平为26mGy 和28mGy。
《防护要求》提出，CT 工作人员应在满足诊断需要的同时，尽可能减少受检者所受照射剂量。
在开展CT 检查时，做好非检查部位的防护，严格控制对诊断要求之外部位的扫描。
要禁止用成人的辐射剂量评估标准来评估儿童的辐射剂量。
为了保证临床医生获得剂量相关的信息，我们在每次检查结束之后都会得到图 2 这样一张辐射剂量的报告表，在这张表格中，我们可以获得大部分和扫描相关的信息。
与辐射剂量相关的参数主要有两个，CTDI vol 和DLP。
电离辐射的生物学效应-医学辐射防护学教学课件
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血液系统的辐射损伤特点
损伤出现迅速明显，恢复相对滞后缓慢。 损伤表现有时相性。
损伤程度与照射剂量平行。 损伤时相和程度与病程分期和病情轻重相关。
造血辐射损伤的主要环节是增殖分裂抑制。 辐射造血损伤有可恢复性。
血细胞数量减少与形态功能改变伴行。
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辐射致癌的潜伏期
最小潜伏期 中央值 最大潜伏期
白血病
2年
其他癌症 10年
ICRP Publ. 60(1990)
8年 16-24年
40年 终生
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影响人类辐射致癌的因素
✓ 宿主因素: ✓ 遗传学易感性 ✓ 性别与激素 ✓ 年龄与时间因素: ✓ 环境及生活因素的复合作用: ✓ 剂量学因素:
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电离辐射遗传效应 由生殖细胞的变异引起 辐射照射引起的遗传效应没有特异性 迄今没有人类资料肯定辐射所致遗传效 应的发生
在卫生部2006年颁发的《放射诊疗管理规定》
中明确规定：不得将放射性核素显像检查和X射线胸
部检查列入对婴幼儿及少年儿童体检的常规检查项
目；对育龄妇女腹部或骨盆进行核素显像检查或X射
线检查前，应问明是否怀孕；非特殊需要，对受孕
后的8～15周的育龄妇女，不得进行下腹部放射影像
检查。
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小剂量低剂量率照射
在急性照射条件下，女性永久性不育剂量的阈值 为2.5—6Gy；在迁延照射条件下，永久性不育剂量率 的阈值为0.2Gy/a。辐射造成女性不育时，伴有与绝经 期相似的明显的激素水平改变。
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眼晶体的电离辐射效应
射线损伤晶体上皮细胞，其分解产物沉积在晶体 囊的下方，进而病变向其他部位扩展使晶体产生混 浊影响视力，产生白内障。
电离辐射的生物学效应
电离辐射的生物学效应电离辐射，听起来好像离咱老百姓挺远的，但其实啊，它在生活中还挺常见呢！就像那看不见摸不着的小调皮鬼，时不时就出来捣捣乱。
咱先来说说这电离辐射的厉害之处吧！你想想，它就像个隐藏的小怪兽，要是不小心被它缠上了，那可不得了。
它能钻进咱的身体，在细胞里捣乱，就好像在一个平静的小镇里突然扔进去了几个炸弹，把一切都搅得乱七八糟的。
比如说吧，要是长期接触高强度的电离辐射，那细胞可能就会受伤，甚至发生变异，这可不是开玩笑的呀！这就好比原本好好的一栋房子，被一场突如其来的暴风雨给打得七零八落的。
那后果，能不严重吗？但咱也别被它吓住了，咱得了解它，才能对付它呀！就像咱知道了老虎的习性，就能想办法避开它或者防范它。
电离辐射也不是无孔不入的，咱可以采取一些措施来保护自己。
平常生活里，一些常见的辐射源咱可得注意了。
比如医院里的那些检查设备，X 光啊啥的，虽然医生会做好防护措施，但咱自己也得留个心眼呀。
还有那些放射性物质，咱可别没事儿去招惹它们。
再想想，要是咱啥都不懂，傻乎乎地就往有辐射的地方跑，那不就像一只无头苍蝇一样乱撞吗？那可不行！咱得聪明点儿，学会保护自己。
就像出门得看天气预报一样，咱对电离辐射也得心里有数。
那怎么保护自己呢？首先，得有这个意识，知道啥地方可能有辐射，然后能避开就避开。
要是实在避不开，那就得做好防护措施，比如穿上防护服啥的。
这就好比冬天出门要穿厚棉袄一样，可不能马虎。
而且啊，咱也别一听辐射就吓得不行，适度的辐射其实也没那么可怕。
就像盐吃多了不好，但一点盐都不吃也不行呀。
关键是要掌握好那个度。
总之呢，电离辐射这个小调皮鬼，咱得好好对付它。
不能让它在咱的生活里随便捣乱。
咱得了解它，防范它，保护好自己和身边的人。
可别不当回事儿啊，这可是关乎咱身体健康的大事呢！大家说是不是这个理儿呀？咱可不能掉以轻心，得时刻保持警惕，和电离辐射这个小怪兽斗智斗勇！。
电离辐射的生物效应
电离辐射的生物效应
电离辐射是指能够将电子从原子或分子中剥离出来的辐射。
它具有高能量和较强的穿透力，可以对生物体产生一系列的生物效应，包括：
1. 细胞损伤：电离辐射可以直接与DNA分子相互作用，导致DNA断裂、甲基化、碱基修饰等损伤，进而引发突变和细胞
死亡。
2. 细胞遗传效应：电离辐射引起的DNA损伤可能会导致遗传
信息的改变，包括基因突变、染色体畸变等，进而导致遗传性疾病的发生。
3. 组织损伤：电离辐射对细胞和组织的损伤可以导致炎症反应、组织坏死等病理变化，影响器官和组织的正常功能。
4. 生殖细胞损伤：电离辐射对生殖细胞的损伤可能导致生育能力下降、遗传性疾病的发生以及遗传基因的改变。
5. 致癌性：电离辐射与DNA的不可修复损伤可能会导致细胞
的癌变，增加患癌症的风险。
需要注意的是，电离辐射的生物效应受到辐射剂量、辐射类型、照射方式等多种因素的影响。
低剂量辐射可能对生物体产生适应性反应，而高剂量辐射则更容易引起严重的生物效应。
因此，在使用电离辐射技术时，应严格控制辐射剂量，采取有效的防护措施，减少对生物体的损害。
第二章 电离辐射的生物学效应及放射防护PPT课件
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二、影响辐射生物学效应的因素
（一）与辐射有关的因素
1．辐射类型 高电离密度的电离辐射，电离密度大， 射程小，如、射线，在组织内能量分布密集，内照射时 生物学效应相对较强。而γ（X）射线是低电离密度的电 离辐射，电离密度小，射程大，因此外照射时生物学效 应强。
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二、放射卫生防护的基本原则
为了实现放射防护的目的，ICRP提出放射卫生防护的基 本原则。（International Commission on Radiological Protection，国际辐射防护委员会）
1．放射实践的正当化（justification of radiological practice） 2．放射防护的最优化（optimization of radiological
时内死亡。
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2．缓发效应 在照射后的几年乃至二、三十年内出现， ①小剂量外照射 ②慢性内照射
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四、低剂量辐射的兴奋效应
低剂量辐射对生物体的影响尚有不少争议。但有一点可 以肯定：低剂量辐射既可使人体出现防御和免疫功能增 强等有益的生物学反应，也可以出现染色体畸变、癌变 发生率增加等不利的反应，说明低剂量辐射的效果可能 是由其所引起的不同的生物学反应之间的竞争决定的。
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三、剂量与效应的关系
（一）早期效应和缓发效应 1．早期效应 人体受辐照剂量当量： <1Sv，看不到明显症状 <5Sv，出现以造血系统损伤为主的放射病 >8Sv，出现以消化道损伤为主的胃肠急性放射病，症状
由于电离辐射的两大生物学效应
由于电离辐射的两大生物学效应：确定性效应（具有较大剂量阈值才会发生，且其严重程度取决于受照剂量大小：如辐射导致的白内障）和随机性效应（不存在发生效应的剂量阈值，但发生几率与受照剂量大小有关：如诱发肿瘤与遗传效应）的存在，辐射剂量增加对人体的危害会相应地增加。
一般而言，CT 扫描比普通X 射线检查剂量大，照射剂量的增加导致辐射诱发癌症等随机效应的发生几率增加。
2009 年，位于美国洛杉矶的Cedars-Sinai 医疗中心的一名患者在接受CT 神经灌注扫描后出现头发脱落现象。
该医院经过调查发现，自2008 年 2 月开始在18 个月内，共206 名患者在CT 过程中被错误施加高达正常剂量值8 倍的辐射剂量。
为了规范CT 检查的行为，美国食品药品管理局（FDA）推荐在CT 检查中评估患者的接受的辐射剂量。
中国卫生部于2012 年公布新版《GBZ165-2012 X 射线计算机断层摄影放射防护要求》，首次公布了针对不同人群、不同部位CT 检查的诊断参考水平。
新版标准2013 年 2 月 1 日起实施，旧版标准同时废止。
根据《防护要求》，典型成年患者X 射线CT 检查头部、腰椎和腹部的诊断参考水平分别为50mGy、35mGy 和25 mGy，0 - 1 岁儿童患者胸部和头部诊断参考水平为23 mGy 和25mGy，10 岁儿童患者胸部和头部诊断参考水平为26mGy 和28mGy。
《防护要求》提出，CT 工作人员应在满足诊断需要的同时，尽可能减少受检者所受照射剂量。
在开展CT 检查时，做好非检查部位的防护，严格控制对诊断要求之外部位的扫描。
要禁止用成人的辐射剂量评估标准来评估儿童的辐射剂量。
为了保证临床医生获得剂量相关的信息，我们在每次检查结束之后都会得到图2 这样一张辐射剂量的报告表，在这张表格中，我们可以获得大部分和扫描相关的信息。
与辐射剂量相关的参数主要有两个，CTDI vol和DLP。
那么那个是有效辐射剂量，如果不是，患者的有效辐射剂量如何计算呢？今天我们就来聊聊辐射剂量的那些事儿。
低剂量电离辐射生物效应研究-核技术
第31卷 第5期 辐 射 研 究 与 辐 射 工 艺 学 报 V ol.31, No.52013年10月 J. Radiat. Res. Radiat. Process. October 2013——————————————第一作者：张忠新，男，1988年2月出生，2011年毕业于潍坊医学院，目前为中国辐射防护研究院在读硕士研究生 通讯作者：段志凯，男，研究员，中国辐射防护研究院。
Email: duanzhikai@ 收稿日期：初稿2013-01-10，修回2013-09-11低剂量电离辐射生物效应研究张忠新 刘建功 刘红艳 王 超 段志凯（中国辐射防护研究院放射医学与环境医学研究所 太原 030006）摘要 低剂量电离辐射（Low-dose ionizing radiation ）已经成为辐射生物效应研究中的一个热点。
随着研究的深入，关于低剂量电离辐射的有害效应、适应性效应和兴奋性效应的理论不断完善。
低剂量电离辐射的有害效应与非有害效应同时并存，机制仍然难以定论。
过去关于低剂量电离辐射的生物效应多是通过高剂量效应曲线进行反推的，而现在越来越多的人对电离辐射的线性无阈模型的正确性提出了质疑。
本文从有害效应、适应性效应和兴奋性效应3方面对低剂量电离辐射生物效应的发生及其机理等进行了综述并提出了几个问题。
关键词 低剂量电离辐射，适应性效应，兴奋性效应，线性无阈模型 中图分类号 TL72目前，核技术在能源、科研、医疗、工业、农业等许多领域中得到广泛应用，给人们带来利益的同时也存在一定的安全隐患[1]。
人类平时受到的电离辐射多是低剂量电离辐射，而这些低剂量电离辐射主要来源于医疗照射和天然本底照射。
19世纪80年代以来医疗照射已经增长了七成[2]。
随着科学技术的发展，低剂量电离辐射对人体生物效应的影响越来越受到人们的关注。
低剂量电离辐射是指剂量在0.2 Gy 以内的低传能线密度（LET ）照射，或者剂量在0.5 Gy 内，剂量率在0.05 Gy·min −1以内的高LET 照射。
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**随机性效应不可预测性
小结
电离辐射生物效应的发生，与剂 量—效应和时间—效应有关系。
随机性效应和确定性效应是放射 防护中的核心内容。
原则：应避免一切不必要的照射。 小剂量辐射的作用有待进一步研究。
辐射的细胞生物学效应 辐射旁效应的可能机制
①辐射诱发产生活性氧自由基 ②受照介质的效应 ③与细胞间通讯或信号传导有 关因素。
辐射的损伤效应
电离辐射的生物效应
辐射对机体的影响
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）
眼睛
晶体浑浊(100%发 生)
白内障
睾丸
暂时性不育
永久性不育
卵巢
永久性绝经
骨髓
白细胞暂时减少
致死性再生不良
照射方式 剂量阈值(Gy) 单次 6~8 单次 3~5 单次 7
单次 7.5
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
辐射的敏感组织
电离辐射的生物效应
电离辐射 ？
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α粒子、β粒子、质子； 不带电粒子有中子以及X射线、γ射线。
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0.1～0.2Gy， 每 个器官和组织以及每个人引起效应的阈值存在 一定的差异。
不同组织的确定性效应的阈值
组织或器官 确定性效应
皮肤
脱毛、红斑
暂时性脱毛
永久性脱毛
日本原子弹爆炸烧伤的居民
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。
辐射的细胞生物学效应
哺乳类细胞辐射敏感性分类
细胞类型 Ⅰ增殖的分裂间期细胞 Ⅱ分化的分裂间期细胞 Ⅲ可逆性分裂后细胞 Ⅳ稳定性分裂后细胞
特性
受控分裂 分化程度最低
受控分裂 分裂中不断分化 无受控分裂
可变分化 不分裂
高度分化
举例
造血干细胞 肠隐窝细 肌肉细胞
辐射敏 感性 高
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
出生前确定性效应
胚胎效应：植入前期接受照射的主要 危险是影响着床，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。
效应的规律：
1. 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。
2. 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
电离辐射的遗传效应
皮肤随机性效应
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。
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。
皮肤确定性效应
• 放射性皮肤损伤的例子
5居里铱照 射后5天
11天
21天
事故14个月
16个月后整体情况
+20d +39d
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
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。
低
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
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，这种效应称为旁效应或旁观者 效应。
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。
核民用 核医用
日本核事故
日本核事故
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
核辐射相关概念
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
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 。
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实验支持 小剂量电离辐射照射对人类有益的观点。
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医疗照射。
辐射剂量与效应
* 两类辐射效应
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。