电离辐射的生物效应14095
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电离辐射的生物效应
4、其他因素：
辐射致癌还受遗传因素和环境因素的影响 如犹太人儿童的甲状腺癌发生率比其他少数民族 高；吸烟可使铀矿工肺癌的发生率增高。
电离辐射对染色体的损伤
电离辐射诱发染色体畸变
1、数目改变…… “多倍体”和“非整倍体”。 2、结构上的改变……断裂 。 畸变类型：见后页染色体图
应用：用染色体畸变率来估算人体接触辐射剂量大小的方 法被称为生物剂量估算法（生物剂量计）。
电离辐射的生物 效应
分类
按效应范围分：
1、躯体效应somatic effects 2、遗传效应 genetic effects
按效应出现的时间分：
1、近期效应short-term effects：几天~几个月，如急性 放损。
2、远期效应long-term effects：几年到几十年，如癌、 白内障、辐射遗传效应等。
2, 临床潜伏期：指从受照到肿瘤被确诊的 时间；
表3-1 辐射诱发人体恶性肿瘤的潜伏期（年）
肿瘤类型 白血病 骨肉瘤 5～10 5～15
10
平均 10 15 20 23
20～30
全部表现期 25～30 25～30 ＞40 ＞40 ＞40
影响电离辐射致癌的因素
按效应发生规律的性质可分：
1、随机性效应stochastic effects： （理解要点）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deterministic effects 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。
电离辐射的几个特殊效应
1、胎内照射效应 胎内照射或宫内照射：胚胎发育过程中受到
辐射致癌还受遗传因素和环境因素的影响 如犹太人儿童的甲状腺癌发生率比其他少数民族 高；吸烟可使铀矿工肺癌的发生率增高。
电离辐射对染色体的损伤
电离辐射诱发染色体畸变
1、数目改变…… “多倍体”和“非整倍体”。 2、结构上的改变……断裂 。 畸变类型：见后页染色体图
应用：用染色体畸变率来估算人体接触辐射剂量大小的方 法被称为生物剂量估算法（生物剂量计）。
电离辐射的生物 效应
分类
按效应范围分：
1、躯体效应somatic effects 2、遗传效应 genetic effects
按效应出现的时间分：
1、近期效应short-term effects：几天~几个月，如急性 放损。
2、远期效应long-term effects：几年到几十年，如癌、 白内障、辐射遗传效应等。
2, 临床潜伏期：指从受照到肿瘤被确诊的 时间；
表3-1 辐射诱发人体恶性肿瘤的潜伏期（年）
肿瘤类型 白血病 骨肉瘤 5～10 5～15
10
平均 10 15 20 23
20～30
全部表现期 25～30 25～30 ＞40 ＞40 ＞40
影响电离辐射致癌的因素
按效应发生规律的性质可分：
1、随机性效应stochastic effects： （理解要点）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deterministic effects 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。
电离辐射的几个特殊效应
1、胎内照射效应 胎内照射或宫内照射：胚胎发育过程中受到
辐射剂量与防护 第4章 电离辐射的生物效应
10
电离辐射的生物效应 核辐射生物效应的特点 (1)不存在阈值剂量： 辐射的生物学效应的剂量曲线，是随着剂量的 增大而逐渐升高，即使在很小剂量作用下，也会 出现一些效应。 (2)辐射能量的高效率： 生物机体吸收较小的辐射能量，却能产生极其 严重的后果。 (3)辐射效应具有潜伏期： 潜伏期的长短取决于照射剂量和剂量率，还因 生物种类而异。
自由基：指化合物的分子 在外界条件下，共价键发 生均裂而形成的具有不成 对电子的原子或基团。
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电离辐射的生物效应
中文名称：自由基 英文名称： free radical 定义： 具有不成对电子的原子 或分子。其化学性质普遍 非常活泼 自由基， 机体氧化反应中产生的有害 化合物，具有强氧化性，可损 害机体的组织和细胞，进而引 起慢性疾病及衰老效应。
照射方式
照射剂量 率
效应出现 效应表现 的时间 的个体
局 内 外 部 照 照 照 射 射 射
全 身 照 射
急 性 效 应
慢 性 效 应
早 期 效 应
远 期 效 应
躯 体 效 应 机 性 效 应 13
电离辐射的生物效应 1） 照射方式 内照射 摄入放射性物质会对人体某些器官或组 织形成的照射 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。
细胞的功能分类
体 细 胞 生殖细胞
构成个体本身(躯体)的各种细胞 专为繁殖后代的细胞
为什么射线能够杀死细胞？ 电离辐射
直接
间接
的方式
相互作用，沉积能量
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造成细胞受损或死亡
电离辐射的生物效应
细胞 是由一个核和围绕细胞核的 细胞质、细胞膜构成。 核内有特定数目的染色体， 染色体是生物遗传、变异
电离辐射的生物效应
ICRP和世界各国放射防护部门几乎 一致将线性无阈假设作为辐射防护标准 依据，低剂量照射引起的癌症增加甚少， 但这并不是存在真实阈值的证据，在人 们对低水平辐射的健康效应没有彻底弄 明白之前，将辐射防护的理论与实践建 立在无阈性假设的基础上将是较为安全 的。
4 、动物实验有寿命缩短，小鼠每照射 1Gy 寿命缩短5%
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应在临床上表现为先天出生缺陷、死胎、 流产、死产和新生儿死亡等。 动物实验不容置疑地证明了辐射的遗传效应。比 如果蝇作为实验材料证实了辐射的遗传效应。但不 能拿人实验，从果蝇实验结果外推到人的把握有多 大？仍不清楚。 Iwasaki 用 3Gy60COγ 照射 C57BL/6 雄性小鼠， 结果表明，辐射使得平均产仔量从7.1降为4.9，但 性别比例没有统计学意义的改变。
（3）胎儿期受照的发育障碍 胎儿期（小鼠为受精后14日、 人为9～38周）。此期受照发生明显 的结构畸形减少，主要是引起胎儿发 育障碍，包括有继续分化作用的神经 和泌尿生殖系统。表现为小头症和伴 有智力低下的发生率增高，出现永久 性发育延迟等确定效应。
22
概括起来
1，着床期（＜9天）：全和无
2，器官形成期（9天~8周）：死亡、畸形
3，胎儿期（9~38周）：发育障碍、小头症、
智力下降（ICRP 60：下降
30IQ / Sv） 注意：由老鼠结果外推结果！！
放射性不孕症
放射性不孕症：性腺受到电离辐射 作用可引起暂时性不孕症和永久性不孕 症。
生殖细胞受照的变化
1、精细胞的变化
雄性生殖细胞敏感性：精原细胞、初级和次 级精母细胞、精细胞和精子（从高到低的顺序）。 与体细胞辐射效应相反，在同等剂量照射时， 分次照射的损伤高于单次受照。这是因为精原细 胞对射线敏感，小剂量受照即可以使精子发生减 少，恢复时间延长，所以分次照射要比单次照射 时恢复得慢。
电离辐射的生物学效应
0.51～1.00
少数人（约5%）出现轻度症状： 淋巴细胞、白细胞、血小板可降低
头晕、乏力、不思食、失眠、口
到照前的25%～50%，半年内可
渴等
能恢复到正常水平。
1.01～1.50
一部分人（约5～50%）出现恶心， 少数人可能出现呕吐
淋巴细胞和血小板可降低50%以上， 白细胞可降低至50%，可能恢复 到正常值。
②这一
癌症总计 值仅用于 一般公众 。用于工 作人员人 群的致死 性癌症总 危险取 4.00×102Sv-1。
电离辐射引起的法定职业病
职业性放射性疾病是指劳动者在职业活动中所患 的放射性疾病。放射工作人员所受到的职业照射 剂量达到或超过一定的水平时，则可能引起局部 或是全身放射性疾病。
分为11类：
生。 不同的受照对象，不同的器官组织其剂量阈值不同，
一般从十分之几戈瑞至几戈瑞。
确定性效应剂量效应曲线特征
频率
12
10
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4 剂量
25 20 15 10 5 0
1
2
3
4
剂量
（a） （b） （c）
病理情况阈值
5
严重程度
随机性效应
指发生的几率与剂量大小有关的效应。 特点：效应严重程度与剂量大小无关，没有阈值。 从辐射防护的角度来看，任何大小的电离辐射对
受照剂量（Gy）
临床症状
＜0.10
无明显变化
0.10～0.25 无明显变化
血液学变化
— 淋巴细胞数略降后升高，逐渐恢复，
白细胞数变化不明显。
0.26～0.50
个别人（约2%）出现轻微症状：头 晕、乏力、食欲下降、睡眠障碍 等
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。
第电离辐射的生物学效应
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。
正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，它是维
持组织机能和形态所必需的。
14
放射物理与防护学
第五章 电离辐射的生物学效应
细胞死亡的方式通常有3种：
1
细胞坏死（necrosis）
随机效应 stochastic effect
非随机性应 non-stochastic effect
当照射的剂量达到一定水平后， 细胞死亡>细胞增殖补充或代偿 必然性效应
1990年 ICPR改为
能力，此时确定性效应必然会 出现，故必然性效应。
又称为
确定性效应 deterministic effect
8
15
放射物理与防护学
第五章 电离辐射的生物学效应
细胞凋亡是在细胞群中散发，阶段性进行，并且依存于
ATP的供给和RNA、蛋白质的合成，是属于主动排除机制。
细胞凋亡的细胞内信息传导途径可大致分为二个阶段：
诱导阶段和实行阶段。
细胞凋亡诱发机制
诱导阶段诱 导细胞凋亡 的因素
内源性因素 外源性的因素
激活和抑制机制（生长因子、 激素、受体因子等增殖性因 子）的失活
放射物理与防护学
第五章 电离辐射的生物学效应
4电离辐射和旁效应来自近年来,人们发现:机体对辐射的反应是群体现象而不仅 仅是单个独立细胞对损伤的积累反应，辐射除了可损伤直 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,包括如细 胞死亡、细胞间活性氧增加、细胞增生、凋亡、染色体断 裂和突变、基因改变、基因不稳定等，这种效应称为旁效 应(bystander)或旁观者效应。