辐射的生物效应
04电离辐射的生物效应
8
9
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；
10
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。
2
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
11
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。
26
24
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。
辐射生物学效应分类和影响因素
第四节辐射生物学效应分类和影响因素、辐射生物学效应分类机体受辐射作用时，根据照射剂量、照射方式以及效应表现的情况，在实际工作中常将生物效应分类表述（一）按照射方式分1．外照射与内照射（extern al and intern al irradi ation）：辐射源由体外照射人体称外照射。
γ线、中子、X线等穿透力强的射线，外照射的生物学效应强。
放射性物质通过各途径进入机体，以其辐射能产生生物学效应者称内照射。
内照射的作用主要发生在放射性物质通过途径和沉积部位的组织器官，但其效应可波及全身。
内照射的效应以射程短、电离强的α、β射线作用主。
2．局部照射和全身照射（localand totalbody irradi ation）当外照射的射线照射身体某一部位，引起局部细胞的反应者称局部照射。
局部照射时身体各部位的辐射敏感性依次为腹部＞胸部＞头部＞四肢。
当全身均匀地或非均匀地受到照射而产生全身效应时称全身照射。
如照射剂量较小者为小剂量效应，如照射剂量较者（＞1Gy）则发展为急性放射病。
大面积的胸腹部局部照射也可发生全身效应，甚至急性放射病。
根据照射剂量大小和不同敏感组织的反应程度，辐射所致全身损伤分为骨髓型（bone marrow type）、肠型(gastro- intest inaltype)和脑型(centra l nervou s system type)三种类型。
（二）按照射剂量率分1．急性效应（acuteradiat ion effect）：高剂量率照射，短时间内达到较大剂量，效应迅速表现。
2．慢性效应(chroni c radiat ion effect)：低剂量率长期照射，随着照射剂量增加，效应逐渐积累，经历较长时间表现出来。
辐射生物效应对人健康影响内容
辐射生物效应是指辐射对生物体的影响。
辐射是一种常见的自然现象，它存在于我们周围的环境中，包括来自太阳的紫外线辐射、电磁辐射和核辐射等。
这些辐射对人类健康产生了长期的影响，而辐射生物效应则是研究这些影响的科学领域。
1.辐射的种类与特性辐射可以分为离子辐射和非离子辐射两类。
离子辐射包括α粒子、β粒子和γ射线等，它们具有较强的穿透能力和生物学效应。
非离子辐射主要是电磁辐射，包括可见光、紫外线、X射线和微波等，其危害性相对较小。
2.辐射对生物体的影响辐射对生物体的影响主要表现为突变和癌变。
辐射能够破坏DNA分子结构，导致基因突变，从而引发细胞的异常增殖和癌变。
辐射还可以对生物体的生殖系统和免疫系统产生影响，导致生殖细胞的遗传损伤和免疫功能的下降。
3.长期低剂量辐射对人体健康的影响长期低剂量辐射对人体健康的影响是一个备受关注的问题。
长期接触低剂量辐射可能导致慢性辐射病，表现为血液系统疾病、白内障、恶性肿瘤等。
长期低剂量辐射还可能对人体的神经系统和内分泌系统产生影响，导致认知功能下降和内分泌紊乱。
4.辐射生物效应的防护措施为了减少辐射对人体健康的影响，可以采取一系列的防护措施。
首先是控制和监测辐射源的强度和剂量，包括减少核辐射源的排放和加强对工作场所辐射水平的监测。
其次是采取个人防护措施，如佩戴防护服、使用防护眼镜等。
还可以通过营养调节和生活方式改变来提高人体的抵抗力，减少辐射对健康的不利影响。
5.结语辐射生物效应是一个复杂而重要的科学问题，它涉及到生命科学、医学、环境科学等多个领域。
研究辐射生物效应，不仅有助于了解辐射对人体健康的影响规律，还可以为制定相关政策和规范提供科学依据。
在未来的研究中，需要进一步加强对不同类型辐射的生物效应机制的研究，以及完善相关的防护措施和应对策略，从而更好地保护人类健康。
辐射生物效应对人类健康产生了长期而深远的影响。
随着科学技术的进步，人类对辐射生物效应的认识不断深化，对辐射防护和健康管理的需求也日益增加。
辐射生物效应1
13、周围剂量当量H*(d)：相应于测量点处的扩展齐向场在 ICRU球内、逆扩展齐向场的半径上深度d处产生的剂量当量。 对强贯穿辐射，推荐d=10mm，此时H*(d)记为H*(10)。对弱贯 穿辐射，推荐d=0.07mm 。
遗传基因突变或染色体 变异所发生的各种疾病
确 定 效 应
机率 效应
‧辐射的确定效应
组织器官对辐射的敏感性（非机率效应）
敏感度
細 胞名称
谈到辐射的伤害时，要考虑的因素：
- 剂量高低。
高 胎儿、淋巴组织、 生殖腺、 骨髓、脾脏
- 身体受暴露的位置。
稍高
普通
- 急性或慢性曝露等三个条件。 低
（正在分裂中的細胞） 皮肤、水晶体、消化道 肝脏、血管
小于0.10 无可察觉症状，但迟延辐射病的产生可能发生
0.10-0.25 能引起血液中淋巴球的染色体变异。
0.25-1.00 可能发生短期的血球变化(淋巴球、白血球減少)，有时有眼结膜 炎的发生，但不致产生机能的影响。
15、深部个人当量剂量：与强贯穿性辐射齐向场相对方向上深 度d(10mm）处软组织的当量剂量称为深部个人当量剂量Hp(d) 或Hp(10)
16、浅表个人当量剂量：体表指定点下深度d(0.07mm）处软 组织的当量剂量称为浅表个人当量剂量Hs(d)或Hs(0.07)
二、电离辐射的生物效应
(一)游离辐射对细胞的效应
5、全身有效剂量E：是考虑人体组织或器官发生的辐射效应为
随机效应时，全身受到非均匀照射的情况下，人体各器官或组
织所接受的平均剂量当量(HT)与相应的权重因子的乘积之总和， 即
放射卫生学-第五章电离辐射的生物学效应
（二）分类及临床表现
骨髓型 1-10Gy ：（1-2Gy轻度、2-4Gy中度、46Gy重度、6-10Gy极重度） 胃肠型 10-50Gy：患者一般在2周内死亡 脑型 ＞50Gy ：照后几小时或1-3天内死亡
骨髓型主要临床表现：造血障碍、出血、感 染、水电解质平衡紊乱
急性放射病分类
分类
剂量 （Gy）
白血病：10～13年；
甲状腺癌：20年；
乳腺癌：23年；
一般潜伏期取25年。
第二节 电离辐射生物效应的基本规律及机制
一、电离辐射生物效应的基本规律 （一）辐射种类及其生物效应
辐射种类不同，其生物效应也不同。从辐 射的物理特性来看，射线的电离密度越大、穿 透力越强，生物效应越显著。
外照射 ： g＞b＞a (危害程度) 内照射 : a＞b＞g (危害程度)
吸烟的定量影响不确知 尤其骨髓性白血病 特别是在结肠发生
2.较低的辐射致癌率
咽
低
肝和胆道
低
胰腺
中
淋巴瘤
中
肾和膀胱
中
大脑和神经系统
低
中
—
中
—
中
—
中
淋巴肉瘤和多发性骨髓
低
瘤可致何杰金氏病
低
—
唾液腺 骨
皮肤
3.辐射致癌率不确 知的部位和组织
喉 鼻窦 副甲状腺 卵巢 结缔组织
4.未观察到辐射致 癌的部位和组织
二、电离辐射对生物体作用的机理
（一）电离和激发
电离辐射对生物体的作用主要是使机体分子产生电 离和激发。
（二）直接作用(direct effect)
射线直接作用于具有生物活性的大分子（如:核酸、 蛋白质等），使其发生电离、激发或化学键断裂，造成 分子结构和性质的改变。
第二节 太阳辐射的生物学效应
第二节 太阳辐射的生物学效应 太阳辐射是来自太阳的电磁波辐射。
太阳辐射通过大气层时，约有43％被云层所反射，14％为大气中的尘埃、水蒸气、二氧化碳、臭氧吸收。
仅有43％以直射日光和散射日光形式到达地面。
太阳辐射包括红外线、可视线、紫外线、无线电波、X射线、γ射线、宇宙线等。
到达地球表面的主要为前三种，波长在760毫微米以上为红外线， 760～390毫微米为可视线，小于390毫微米为紫外线。
太阳辐射强度还受到各种因素的影响，例如太阳的高度角、海拔的高度、大气污染的程度等。
太阳的高度角越大，海拔越高，大气污染越轻，太阳的辐射强度越大。
在大气层的外界，与太阳光线相垂直的平面一分钟内照射在一平方厘米面积上的太阳辐射热量为1.97卡/厘米2·分，此值称为太阳常数。
到达地面的太阳辐射，一部分被土壤吸收变为热能，一部分被反射回大气。
各种不同的地表面反射率亦不同，雪的反射率最大可达80～90％，而且对太阳辐射中短波部分反射能力较强。
一、红外线(infrared ray) 红外线占太阳辐射一半以上，而且大部分集中在760～2,000毫微米部分。
红外线按波长可分为近红外700～3,000毫微米，中红外3,000～20,000毫微米，远红外20,000～1,000,000毫微米。
凡温度高于绝对温度的零度(0°K＝－273.2℃)的物体都是红外线的辐射源。
物体的温度越高，其辐射的波长越短。
军事上也使用有多种人工红外线辐射源如钨灯、红外线探照灯、弧光灯、红外激光器、电焊等。
红外线对机体的作用与波长有关。
红外线照射皮肤时，大部分被吸收。
长波红外线被皮肤表层吸收，而短波红外线则被较深层皮肤吸收，使血液及深部组织加热。
较强的红外线作用于皮肤，能使皮肤温度升高到40～49℃，而引起一度烧伤。
波长600～1,000毫微米的红外线可穿过颅骨，使颅骨和脑髓间的温度达到40～42℃，因而引起日射病。
红外线照射于眼睛，可以引起多种损害，如角膜吸收大剂量红外线可致热损伤，破坏角膜表皮细胞，影响视力；长期接触短波红外线还可引起白内障。
第4章 放射的生物效应 第2节 辐射生物效应分类
远期效应
远期效应是指受照后数月至数年乃至 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、 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。 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。 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
§2. 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. 如辐射所致的骨髓造血障碍、 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 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 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 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、 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。 死胎和某些遗传性疾病。
第四章 放射的生物效应
§2. 辐射生物效应分类
1、外照射与内照射 、 2、 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 、
第四章 放射的生物效应
§2. 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 辐射源在体外 从体外对肌体进行照射称外 照射. 射线、中子、 射线等穿透力强 射线等穿透力强,一般 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 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 在肌体内发射出射线产生生物效应称内照 内照射一般以射程短、 射.内照射一般以射程短、电离强的 、β射线 内照射一般以射程短 电离强的α、 射线 为主。 为主。
紫外线辐射的生物效应
紫外线辐射的生物效应夏季是户外活动和旅游的旺季，但需要注意的是，紫外线辐射是夏季的一大隐患。
紫外线是一种电磁波辐射，它可以对人体健康造成损害。
本文将着重介绍紫外线辐射对人体和其他生物体的生物效应。
一、紫外线辐射的概念和分类紫外线是指太阳或其他光源中属于紫色、蓝色和绿色最靠近的一部分光，波长范围为100到400纳米。
根据波长，紫外线可分为三种：UV-A波长在320-400nm，UV-B波长在280-320nm，UV-C波长在100-280nm。
其中，UV-A是能够穿透大气层并在地球表面形成主要紫外线辐射的波段，UV-B在太阳光中占比较小，但是是引起人体皮肤损伤和皮肤癌的主要波段，UV-C由于大气层的吸收作用，几乎不会到达地球表面。
二、紫外线辐射对人类健康的影响1. 皮肤损伤和皮肤癌紫外线能够穿透人体皮肤表层，直接照射到真皮层和皮下组织，引起DNA的损伤和细胞凋亡。
长期暴露在紫外线下，会导致皮肤损伤，表现为晒斑、晒黑、晒伤等。
同时，过量的紫外线照射还会增加患上皮肤癌的风险。
2. 视力损伤超过人体所能承受的紫外线辐射，会对眼睛造成损害，如白内障、黄斑部病变等。
特别是在高海拔、雪地、沙漠等环境下，紫外线反射和散射会使眼睛受到更强的紫外线辐射，需注意眼部防护。
3. 免疫抑制过量的紫外线照射还会影响人体免疫系统的正常功能，使人体免疫抑制，减弱了人体自身的免疫能力，增加患上肿瘤、感染等疾病的风险。
三、紫外线辐射对其他生物的影响除人类外，紫外线辐射对其他生物体也会造成一定的生物效应。
1. 植物的影响不同波长的紫外线影响植物生长和代谢的方式不同。
紫外线-C对植物的影响可以被大气层完全吸收，UV-B波长的紫外线可以对植物的种子萌发、生长和育性产生影响，而UV-A波长的紫外线对植物主要的生长和代谢活动产生影响。
2. 动物的影响紫外线对动物也有一定的影响。
一些水生生物(如浮游动物、浅海生物)生活在海洋表层，紫外线辐射直接影响它们的光合作用。
辐射生物效应与辐射防护
整理ppt
24
内照射防护
▪ 放射源进入体内，然后分布在组织或器官中，形成 的照射称为内照射 。
整理ppt
32
事故性去污
▪ 若有放射性溶液溅洒到工作台面或地面，应 立即用吸水材料将其吸干，再用湿布或湿棉 球等反复由外向内擦洗，直到表面污染程度 降至规定的控制水平以下，必要时作出污染 区域标记，切忌冲洗或拖洗以免使污染区范 围扩大；工作台面长半衰期放射性核素 （T1/2>30d）污染时，应剥离表面或长期覆盖。
整理ppt
37
受特殊照射人员的医学观察
▪ 受照剂量接近100mSv时，应及时进行医学检 查，作血细胞染色体畸变分析。对由于事故 而发生皮肤或伤口受到污染，或者放射性物 质被吸入和食入者，应立即采取治疗措施， 如清除伤口或创面的污染、手术、服用加速 排泄药和催吐剂等。治疗效果在很大程度上 取决于是否及时。
整理ppt
15
辐射的健康效应
躯体 急性 效应 效应
慢性 效应
皮肤发生红斑，骨髓、肺、消 确定效应 化道伤害，白血球减少，不孕， 恶心，呕吐、腹泻
白内障，胎儿影响
白血病，癌症
随机效应
遗传效应 遗传基因突变或染色体变异所 发生的各种疾病
整理ppt
16
辐射损伤
射线与物质的相互作用
生物分子电离和激发， 或化学键的断裂
整理ppt
4
辐射剂量单位
▪ 照射量：表示射线空间分布的辐射剂量，即在离 放射源一定距离的物质所受照射的量。
辐射生物效应
辐射生物效应
辐射生物效应是指物质或能量在生物体内造成的不良反应。
它是指辐射对人体和其他生物体的影响，这种影响可能是直接的，也可能是间接的。
辐射生物效应可以分为有害和有益两种，其中有害效应可以分为致癌效应、突变效应和免疫系统抑制效应等。
辐射有害生物效应的主要机制是由辐射能量直接或间接诱发的化学反应，如致癌、突变等。
致癌效应是指辐射能直接或间接地诱发细胞致癌变化，从而导致肿瘤的发生。
突变效应是指辐射能量诱发的基因突变，导致生物体在某些方面的变化。
免疫系统抑制效应是指辐射能量诱发免疫系统受损，从而导致不同程度的免疫功能障碍。
辐射有益生物效应是指辐射能量可以诱发一些有益的反应。
例如，辐射可以用于治疗一些癌症，这是一种被称为放射治疗的技术。
此外，辐射还可以用于诊断疾病，如X射线成像和
核磁共振成像等。
总之，辐射生物效应是指辐射对人类和其他生物体的影响，可以分为有害和有益两种。
有害效应包括致癌效应、突变效应和免疫系统抑制效应，而有益效应则包括放射治疗和诊断疾病等。
因此，在利用辐射能源时，应该遵守有关安全措施，以防止辐射对人体和环境造成潜在的危害。
辐射生物效应
电离辐射生物效应电离辐射将能量传递给有机体引起的任何改变，统称为电离辐射生物学效应，人类的放射损伤是一种严重的病理性辐射生物效应。
一．电离辐射效应的分类电离辐射对人体作用的结果是多种多样的，一般将其分为随机性效应和确定性效应。
(一)随机性效应随机性效应是指发生几率（而不是严重程度）与照射剂量的大小相关的一类效应。
这种损害效应不存在剂量阈值，在个别细胞损伤（主要是突变）时即可出现。
因此，效应的出现表现出随机性，只是在大量重复试验和大量人群的观察下才呈现出统计学的规律性。
此类效应主要指辐射诱发癌变效应和遗传效应等。
因为在平时小剂量、低剂量率的照射条件下都有可能发生，一旦发生，目前尚难以治愈，所以它受到人们的高度重视。
目前己成为防护标准中研究的重要课题。
(二)确定性效应确定性效应是指严重程度（不是发生率）与照射剂量的大小有关的一类效应，例如照射后的白细胞减少、急性放射病、放射性白内障，放射性皮肤损伤，辐射致不孕症等均属于确定性效应。
效应的严重程度取决于细胞群中受损细胞的数量或比率，这种效应有一个明确的剂量阈值。
只要达到—定量的照射，就都会出现一定程度的损伤，其严重程度取决于所受照射剂量大小,在阈值以下不会见到有害效应。
—般说来，剂量越大，损害越严重，但当剂量降低到一定水平时，这种损伤就不会发生。
这类危害除极重度以上损伤现代医学水平难于救治外，一般都能治愈。
在防护标准中剂量限值的制定，战时核辐射及平时核事故中的应急照射，都是着重这方面的考虑。
随机性效应与确定性效应的区别见表2.1。
表2.1 随机性效应与确定性效应的区别确定性效应随机性效应发生几率与剂量剂量↑；几率↑剂量↑；几率↑严重程度有关无关阈剂量有无效应出现快慢较快较慢（时间长）二．电离辐射对人体各系统的影响(一)皮肤的损伤皮肤是人体的外层屏障，是射线首先作用的部位，也是人们最早发现损伤的部位。
皮肤及其附属器放射线的敏感顺序为：皮脂腺＞毛囊＞表皮＞汗腺。
辐射的生物学效应
辐射的生物学效应辐射是指电磁波或粒子在空间中传播的过程。
辐射可以分为自然辐射和人为辐射两类。
自然辐射来自地球和宇宙空间中的放射性物质，包括地壳中的放射性元素和宇宙射线。
人为辐射主要来自核能厂、医疗设备、工业过程和矿业活动等。
辐射对生物体有一定的生物学效应，这是由于辐射能量的吸收和离子化作用导致的。
辐射对生物体的生物学效应可以分为短期效应和长期效应两类。
短期效应是指在辐射暴露后短时间内出现的生理和生化变化，如辐射烧伤、恶心呕吐、血液系统损伤等。
长期效应是指在辐射暴露后较长时间内出现的慢性疾病，如白血病、癌症、遗传突变等。
辐射对生物体的主要作用机制是通过与生物体组织中的分子相互作用而产生的。
辐射的能量可以导致电离，即从原子或分子中移去电子，形成离子。
离子的产生会导致化学反应的改变，从而影响生物体内的生化过程和细胞功能。
此外，辐射还可以直接破坏DNA的结构，导致遗传物质的变异和突变。
辐射对生物体的影响与辐射剂量和辐射类型有关。
辐射剂量是衡量辐射能量吸收量的指标，单位为格雷(Gy)。
辐射剂量越高，对生物体的影响越大。
不同类型的辐射对生物体的影响也不同。
比如，阿尔法射线在空气中传播距离较短，对生物体的伤害主要局限于皮肤表面。
而伽马射线能够穿透物质，对生物体内部组织造成较大伤害。
辐射对生物体的影响还与生物体自身的特性有关。
不同种类的生物体对辐射的敏感性也不同。
比如，辐射对细菌和真核生物的影响较大，而对一些耐辐射的生物体如放射线线虫和放射线细菌的影响较小。
为了保护生物体免受辐射的伤害，人们采取了一系列的防护措施。
对于工作在辐射环境下的人员，应根据辐射剂量限值和防护标准进行个人剂量监测和防护。
同时，应加强辐射监测和事故应急救援体系的建设，及时发现和应对辐射事故。
此外，还应加强公众的辐射知识教育，提高公众对辐射的认识和防护意识。
辐射对生物体具有一定的生物学效应，包括短期效应和长期效应。
辐射的生物学效应与辐射剂量、辐射类型和生物体自身的特性有关。
辐射生物效应范畴
辐射生物效应范畴
起
辐射生物效应是指人为产生的辐射，如放射性材料、X射线及高能粒子，经细胞或生
物体内的生物物理化学作用，对生物体的直接或间接的影响，从产生损伤到控制生物过程，有理性的影响。
内源性辐射生物效应是由于细胞内的自然发射的微能辐射，如自由基、铁离子、丙亥
醛等，以及太阳辐射紫外线的照射，引起的能量转移，从而使物质分光或释放出可以触及
生物细胞的各种有毒物质，如过氧化物、自由基等，对细胞进行毒性作用，从而引起细胞
存在缺陷或者受损，从而引起细胞死亡等。
外源性辐射生物效应是指由于人为产生的有害辐射，如放射性材料、X射线及高能粒
子射击，一般分为热效应和非热效应两类：前者是指辐射热作用产生的生物效应，如病毒、细菌等的辐照杀灭；而非热效应则指除热效应以外的辐射对有机物所产生的作用，包括诱
导和抑制过程，可以诱导突变、引发自噬、引发氧化损伤或平衡修复，同时会引起DNA、RNA、蛋白质的结构及功能的改变；过量的辐射则可引起DNA错配修复不足，特别是多肽
链水解，会造成细胞死亡。
辐射的生物效应名词解释
辐射的生物效应名词解释
辐射能够指细胞、细胞类和小构成体内部分子和原子共同释放的
能量。
它可以在未经封装的状态下自由传播，并能通过物理、化学和
生物因素影响生物。
因此，当辐射与生物相互作用时，会产生一系列
的生物学效应。
辐射的生物效应是研究有关人类健康影响和这种影响的预测的最
重要的组成部分之一，它是根据暴露的水平和时间来考虑的。
暴露到
高能量辐射水平可能会导致有害的和/或持久的影响。
暴露低能量辐射
水平可能导致潜在的潜在有害影响或轻度外源性伤害。
辐射的生物效应可以在多个层面分类，从细胞水平到全身水平。
细胞水平的生物效应可以是DNA损伤，引起影响细胞的死亡或代谢的
变化。
在全身水平，辐射的生物效应包括引起疾病甚至致癌。
此外，辐射的生物效应还可以包括对动物行为的影响和影响生物
演化的影响，由于暴露于不适当的辐射水平而导致的生化或行为效应。
辐射的生物效应可能是和平时期以及处在过曝状态中活动。
长期
暴露可能会影响健康，出现癌症、免疫功能衰退以及新生儿畸形等问题。
短期暴露则可能会导致器官损伤、体力疲劳和晕眩等症状。
总而言之，辐射的生物效应是指当生物接触到高能量辐射时可能
发生的各种生物学现象。
它在多个水平上可分为细胞和个体，其可能
影响包括致癌，致病，免疫功能衰竭以及生殖不育等。
人们应该注意
限制不必要的暴露，这样可以减少辐射带来的潜在健康危害。
辐射生物学效应分类和影响因素
第四节辐射生物学效应分类和影响因素、辐射生物学效应分类机体受辐射作用时，根据照射剂量、照射方式以及效应表现的情况，在实际工作中常将生物效应分类表述（一）按照射方式分1．外照射与内照射（external and internal irradiation）：辐射源由体外照射人体称外照射。
γ线、中子、X线等穿透力强的射线，外照射的生物学效应强。
放射性物质通过各途径进入机体，以其辐射能产生生物学效应者称内照射。
内照射的作用主要发生在放射性物质通过途径和沉积部位的组织器官，但其效应可波及全身。
内照射的效应以射程短、电离强的α、β射线作用主。
2．局部照射和全身照射（local and total body irradiation）当外照射的射线照射身体某一部位，引起局部细胞的反应者称局部照射。
局部照射时身体各部位的辐射敏感性依次为腹部＞胸部＞头部＞四肢。
当全身均匀地或非均匀地受到照射而产生全身效应时称全身照射。
如照射剂量较小者为小剂量效应，如照射剂量较者（＞1Gy）则发展为急性放射病。
大面积的胸腹部局部照射也可发生全身效应，甚至急性放射病。
根据照射剂量大小和不同敏感组织的反应程度，辐射所致全身损伤分为骨髓型（bone marrow type）、肠型(gastro- intestinal type)和脑型(central nervous system type)三种类型。
（二）按照射剂量率分1．急性效应（acute radiation effect）：高剂量率照射，短时间内达到较大剂量，效应迅速表现。
2．慢性效应(chronic radiation effect)：低剂量率长期照射，随着照射剂量增加，效应逐渐积累，经历较长时间表现出来。
（三）按效应出现时间分1．早期效应(early effect)：照射后立即或小时后出现的变化。
2．远期效应(late effect)：亦称远后效应。
照射后经历一段时间间隔（一般6月以上）表现出的变化。
辐射的生物效应
辐射的生物效应
辐射对生物的效应是一个古老而又日益重要的话题。
辐射是指在一定范围内，通过放
射性物质或能量在物体之间传播的能量。
自然界的辐射包括太阳辐射和其他天文放射，以
及由其他源引起的地球内部和地面辐射。
辐射生物效应是指可能源自辐射暴露的生物结构和功能变化，导致明显或不明显的影响。
辐射对生物造成伤害的原理是，辐射能与生物体中的分子碰撞，导致分子结构和功能
发生变化，从而改变相关生物体的状态及其行为。
辐射能够与细胞核中的DNA分子产生碰撞，损坏DNA分子的化学结构。
如果DNA受到过强的辐射作用，细胞有可能死亡，进而导
致细胞分裂停止。
另外，辐射也会影响生物体的免疫系统，导致细胞凋亡，致病链被破坏，使机体免疫功能减弱，容易发生感染病变。
辐射对环境和人类的影响是很复杂的，特别是当辐射由典型的能量源投射到生物体中时，可能会引起严重的健康问题。
虽然人类从某种程度上已经掌握了如何控制辐射对人体
的影响，但未来任何可能的影响都必须加以认真考虑。
比如，在核电站的工作中，机械工
人和其他员工必须佩戴专业的保护服、防护面具等防护装备，以尽量减少辐射对他们的潜
在危害。
因此，减少辐射对人类健康的潜在危害，完善辐射防护系统，以及不断加强辐射
安全管理现在已经成为重要的研究课题，并且必须加以重视。
辐射的生物学效应可以划分为两大类
辐射的生物学效应可以划分为两大类
是的，辐射的生物学效应可以划分为两大类：直接效应和间接效应。
1. 直接效应：直接效应是指辐射能量直接与生物体内的分子或细胞结构相互作用，引起生物学效应。
这种直接效应对DNA、蛋白质和其他生物分子的化学结构产生损害，导致细胞死亡或功能障碍。
直接效应主要包括DNA单/双链断裂、细胞死亡和基因突变等。
2. 间接效应：间接效应是指辐射能量与生物体内的水分子相互作用，产生一系列次级化学反应，最终导致生物学效应。
间接效应主要通过生成自由基（如羟基自由基和超氧阴离子）来损害DNA、蛋白质和其他生物分子的化学结构。
自由基反应可
引起细胞内氧化应激，导致细胞损伤、炎症反应和增加细胞突变的风险。
这两类效应对辐射的生物学影响有着不同的机制和效果。
直接效应主要在高剂量辐射下出现，而间接效应在低剂量辐射和长期辐射暴露下更为显著。
理解辐射的生物学效应对于评估辐射风险、制定辐射防护措施以及研究核辐射生物学具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二. 辐射对细胞作用
①直接作用的对象 普遍认为DNA是电离辐射作用主要的靶。 因此当射线直接击中DNA分子，将会把能 量沉积在DNA，引起其激发和电离。
②间接作用 在细胞的正常生活状态下，生物大分子存在 于大量水分子环境中，人体主要组成是水 。 电离辐射生物效应的间接作用是主要的，间 接作用中辐射引起水分子的电离和激发
在碱基切除修复过程中，由DNA糖基化酶去除损伤 碱基，即按下列步骤：
1. 损伤碱基→DNA糖化酸将其去除 2. 受损的DNA链→DNA内切酶切割 3 糖—磷酸残基→磷酸二酯酶清除。 4. 最后由聚合酶以完整链为模板进行修复合成 5. 由连接酶连接缺口。
b. 重组修复 1 两条链同时受到损伤 2 单链损伤尚未修复时发生了复制， 造成对于损伤位置的新链缺乏正确的模板
导入：
第四章 辐射的生物效应 第一节 细胞的辐射效应
我们前面了解了剂量当量、当量剂量，其中都涉 及射线的相对生物效应。即相同的吸收剂量，对同 一组织的作用效果是不同的，换句话说，辐射的生 物效应不同。
传能线密度（水中）的差别是关键因素，即单位 距离上射线损失的能量越多，阻止本领越大，品质 因数越大。那又有一个问题，为什么单位距离上射 线损失能量越大，生物效应就越大呢？
（3）双链断裂。 DNA两条链在同一处或相邻处断裂称为双链断裂。 单链断裂，DNA能通过酶类物质自身修复，而双链 断裂则难以修复，这是细胞死亡的主要原因。
品质因数
LET大，则在一个小的范围内，使双链同时断裂的 概率增大，无法修复
LET低，很可能只破坏了一个DNA链，而DNA可 以进行修复，DNA再次恢复健康。
④稀释效应：实验表明，一定量的电离辐射在某 种溶液中产生的自由基数目是恒定的。如果作用是 间接地，则失活分子数与浓度无关，因为作用是间 接的，没直接作用在溶质的自由基也会间接使溶质 受伤。所以当自由基数目确定条件下，浓度越高， 则失活溶质分子的百分数随浓度升高而下降。
自由基
小结：
辐射生物学效应发生过程中的直接作用和间接作用， 只有在特定条件下才能加以区分。实际上活细胞受辐 射损伤时，直接作用和间接作用是同时存在。在造成 活细胞辐射损伤的研究中，两种作用是相辅相成的，
这些自由基业可能游离到“簇”外，与溶质分子发 生反应 H O2 HO2 HO2 HO2 H2O2 O2
这些自由基和 H2O2 会对DNA造成损伤：
通过自由基的间接作用，在最靠近DNA处由于水分 子电离形成的自由基向DNA扩散，将能量转移给 DNA，使该分子产生化学变化。
抽氢→形成有机自由基 加成→自由基加入有机键部位
T
碱基不同决定了核苷酸不同
DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋 而成，双螺旋结构。不同的核苷酸之间是由脱氧核 糖与磷酸由脂键相连。
两链的核苷酸之间，也就是双链的内测，碱基之间由 氢键连接。
每一个碱基和另一个链的碱基之间都是互补的，因此， DNA复制也采用这种原则，只要有一个链是健康的， DNA就能恢复。
②间接作用
H2O
激发
H2O*
H2O
H2O 电离
H2O e
H OH
H H2O
图 4-5 水分子电离产物
H+ OH
H2O-
H OH
H
e aq
水化电子
上面的这些反应过程并非分布于平均空间，是 在很小的体积内，是成簇存在。
“簇”内自由基可发生重新组合反应
H H H2 OH OH H2O2（强氧化性）
自由基的间接作用受到某些条件的影响，会起到增 强或降低反应效果的作用
可通过实验（氧效应、温度效应、防护效应、稀释 效应）来说明间接作用的存在 ①氧效应： 辐射效应随周围介质中氧浓度增高而增加。
O2 H HO2, HO2 HO2 H2O2 +O2 HO2 H H2O2
H2O2 更加容易与DNA发生相互作用，破坏性更大
在氧效应中存在一个概念叫氧增强比 氧增强比：缺氧条件下引起一定效 应所需辐射剂量与有氧条件下引起 同样效应所需辐射剂量的比值。
缺氧剂量 有氧剂量
②温度效应：一定条件下，受照射系统的辐射效应， 随周围温度升高而加重。主要原因是温度升高，自由 基扩散加快。
③防护效应：在受辐射系统中，由于其它物质存在， 辐射对溶质的损伤降低。这是由于：水中的自由基非 常活泼，且不具有专一性，故有2种以上分子溶质时 都可与自由基反应。
（4）DNA交联 DNA分子受损伤后，在碱基之间或碱基与蛋白 质之间形成共价键。形成DNA-DNA交联和 DNA-蛋白质交联
（5）簇损伤 DNA损伤不是均匀分布的，是成簇存在的，这是 由于电离辐射通过细胞时能量沉积在径迹周围
DNA修复 按损伤修复机理分为回复修复、切除修复、
重组修复、错配修复和SOS修复。 a. 切除修复
需要重组酶系将另一段未受损伤的双链DNA移 到损伤部位附近，提供正确模板进行重组
我们前面说过，普遍认为DNA是电离辐射作用的 靶。辐射生物效应是通过DNA损伤表现的，那 DNA损伤有几种方式呢？
1）碱基变化：①碱基环破坏 ②碱基脱落 ③碱基替代 ④形成嘧啶二聚体
碱基辐射敏感性： T C A G
胸胞 腺 鸟
2）DNA单链断裂：磷酸二酯链断裂，脱氧核糖 分子被破坏，碱基破坏或脱落等都可以引起一条核 苷酸链断裂。
细胞核包含染色体。人类细胞通常有46个染色体，染 色体由蛋白质和脱氧核糖核酸组成。脱氧核糖核酸就 是DNA，DNA的基本组成单元是脱氧核苷酸（A—腺 嘌呤，G—鸟嘌呤，C—胞嘧啶，T—胸腺嘧啶） 细胞核含有细胞为执行自己的功能和进行自身繁殖素 需要的所有信息
脱氧核苷酸的结构为 磷酸
脱氧核糖
A 含氢 G 碱基
一、细胞与DNA
我们先来回顾一下细胞的功能，细胞的组成为：细胞 核、细胞质、细胞膜、核膜，细胞核内含有染色体和 核仁。
细胞膜 细胞质
核膜
染色体 核仁
细胞核
图 4-1 人体细胞结构示意图
细胞质，是细胞的“工厂”。细胞质分解食物，并将 之转化为能量和小分子，随后这些小分子又转化为供 自己维持生存和繁衍所需的复杂分子。