电离辐射的生物效应及防护课件

电离辐射的生物效应及防护
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细胞凋亡(apoptosis)
变异细胞的程序性死亡（programmed death）
镜下表现：胞核浓缩、断裂 凋亡小体
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
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细胞凋亡(apoptosis)
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生物效应产生的过程和机理
C
修复
`双链断裂： 错误修复
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细胞水平损伤
细胞死亡
间期死亡 增殖死亡
增殖死亡 间期死间亡期死亡
增殖死间亡期死亡
增殖死亡
功能障碍 结构改变
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细胞水平损伤
细胞变异（modification)
变异
细胞转化
癌症
异常细胞 克隆
transformation
cancer
最小潜伏期 中央值 最大潜伏期
白血病
2年
8年
40年
其他癌症 10年 16-24年 终生
ICRP Publ. 60(1990)
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电离辐射所致生物效应的分类
依据效应-剂量关系分类
确定性效应
随机性效应
（deterministic effects） (stochastic effects)
放射性同位素衰变而释放出过剩能量时,产生 的主要衰变产物有α粒子、β粒子和γ辐射。 X射线：原自电子从较转移到较高的能量状态。
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2. 电离辐射的生物效应
2.1 生物效应产生的过程和机理
电离辐射的能量 转移过程
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DNA损伤（分子水平）
` 单链断裂：
可以实现无差错
外照射：＞1Gy
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急性放射病 症状与剂量的关系:
剂量(Gy)
症
状
0.1
染色体变化
0.5
末梢血中淋巴细胞减少
1.0
10%的人恶心，呕吐
1.5
死亡阈值
3-5
LD50/60天(造血器官死亡)
7-10
LD100/60天(消化器官死亡)
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19ห้องสมุดไป่ตู้
对造血组织影响
细胞类型 正常值 减少阈值(Gy)
2.0/年
1次急性照射 慢性照射
一时性不孕 0.65 –1.5 0.4/年
女性
永久性不孕 2.5-6
0.2/年
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皮肤的放射损伤
剂量 (Gy)
急性损伤
0.5 染色体畸变
一时性脱发及红斑 5 红肿,疼痛,烧灼感
慢性损伤 无
伴有功能障碍
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一时性溃疡,水泡疤痕色素沉 着WBC上升全身中毒症状
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随机性效应-辐射致癌
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
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分子水平
DNA损伤
细胞水平
细胞死亡
体细胞 生殖细胞
临床症状 效应
功能障碍 不孕
确定性效应 多细胞死亡导致
细胞变异
体细胞
生殖细胞
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肿瘤
随机性效应 单一细胞变异导致 遗传效应
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2.2 电离辐射所致生物效应的分类
依据效应发生的个体： 躯体效应（somatic effects） 定义：发生在受照者本人身上的效应
电离辐射的生物效应与安全防护
1. 电离辐射基础知识 2. 电离辐射的生物效应
产生的过程和机理 生物效应的分类 3.人类受到的电离辐射 天然辐射 人工辐射 4.辐射防护
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1. 电离辐射基础知识
放射性:核素衰变放射出粒子的现象,称为放射性 (radioactivity);
放射性同位素:具有衰变活性的同位素,称为放射性 同位素(radio isotope);
4有剂量阈值
4效应的严重程度 与剂量成正比
4无剂量阈值
4发生几率与剂量 成正比
4严重程度与剂量无关
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确定性效应与随机性效应
随机性效应 几 率
确定性效应 严 重 程 度
剂量
阈值 剂量
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确定性效应
急性放射病
定义：人体一次或短时间内分次受到大 剂量照射引起的全身性疾患。
O氏（17Gy）： 意识丧失、呕吐、 腹泻、淋巴细胞数
S氏（10Gy） 20分钟后感觉麻木、 呕吐、腹泻
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关于晚期效应的潜伏期
白血病之外的肿瘤 白血病
0 2年 10年 20年 30年 40年
日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化
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辐射致癌的潜伏期
遗传效应（hereditary effects） 定义：发生在受照者后代身上的效应
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关于遗传效应
4 由生殖细胞的变异引起
4辐射照射引起的遗传效应没有特异性
4迄今没有人类资料肯定辐射所致遗传 效应的发生
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电离辐射所致生物效应的分类
依据效应发生的时期
白细胞 3500-1000 0.5
红细胞 (400-500)×104 1.0
血小板 20 ×104
1.0
血细胞寿命
淋巴细胞 3-4天 红细胞 120天
血小板 8-9天
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生殖系统的影响
不孕的阈值(Gy):
1次急性照射 慢性照射
一时性不孕
0.15
0.4/年
男性
永久性不孕 3.5-6
萎缩,
永久性溃疡,合并感染 15 败血症
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慢性顽固性溃疡
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眼组织的放射损伤
眼晶体:
放射敏感性大于结膜等其他眼组织
眼晶体 前面部位的上皮细胞发生分裂障碍
混浊
白内障(从前向后推移)
潜伏期：6个月-35年，与剂量成反比
一次急性照射 多次照射
症状与阈值 混 浊
0.5-2.0
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白内障 5.0 电离辐射的生物效应及防护
人类辐射致癌的分析方法
流行病学(epidemiology): 对人群中某种疾病的时间, 空间分布及 其影响因素的研究
癌症危险:
危险(risk): 某种有害效应发生的概率
发病率(incidence)
死亡率(mortality)
潜伏期（latent period):
从受到照射到临床上特定效应的发生所需的时间
早期效应（early effects） 受到照射后数周之内发生的效应
晚发效应（Late effects） 受到照射后数月以后发生的效应
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关于早期效应
日本核临界事故 （99.09.30）
事故发生时的位置图