第十一章电离辐射的生物效应与损伤幻灯片

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）。

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照射方式图例
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10
电离辐射的介质
直接致
电离
α粒子、β粒子、质子、电子
电
粒子
离
辐
射 间接致
电离 γ射线、χ射线、中子
粒子
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电离辐射生物学效应的基础
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12
电离辐射生物效应作用和类型
生物学效应
原发作用 继发作用
直接作用 间接作用
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10~20 1~5
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31
随机性效应-致癌效应
癌症的起始跟诱发基因组DNA损害有关， 该损害导致特异基因的丢失和／或基因结 构和活性的改变。DNA的某些特定部位发 生的变化，有可能成为诱发癌的起因。
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32
致癌危险概率
低剂量低 LET辐射 照射诱发 人类癌瘤 的种类和 致死性癌 症的终生 死亡概率 系数（全 部年龄人 群）(10-
暂时不育 永久不育
不育 可查出混浊
阈剂量
一次短时间照射（Sv）多年分次照射（Sv/a）
0.15
0.4
3.5—6.0 2.5—6.0 0.5—2.0
2.0 ＞0.2 ＞0.1
视力障碍（白内障）
5.0
＞0.15
造血机能低下
0.5
骨髓
再生障碍性贫血
1.5
＞0.4 ＞0.1
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29
对其它系统的确定性效应
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15
继发作用
由于生物活性大分子的损伤，继而发生的 组织细胞代谢的变化、功能和结构的破坏 等作用。
继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可 以被机体的再生和代偿能力修复，但有时 或有的个体在修复后可在DNA中发生基 因突变，这是导致遗传效应和远期癌变的 重要原因。

随机性效应 几 率 严 重 程 度
确定性效应

剂量
阈值
剂量
5.电离辐射的损伤效应
②按效应发生的个体分类：可分为躯体效应和遗传
效应。
③按效应表现情况分类：大剂量照射的急性效应、 较大剂量照射的亚急性效应和低剂量长期照射的 慢性效应、受照射后的远期效应。
6.电离辐射生物效应的机制
（2）生物效应产 生的过程和机理 a.电离辐射的能 量转移过程
电离辐射
1.概述——电离辐射概念
电离辐射（ ionizing radiation ）：凡能使受作用物质发 生电离现象的辐射，称电离辐射。
可由不带电荷的光子组成，具有波的特性和穿透
能力，如X射线、γ射线、宇宙射线。 α射线、β射线、中子、质子等能引起粒子型电 离辐射。 自然界来源：宇宙射线、地壳岩石中的放射性元 素、人工辐射源。
235铀裂变
60钴、192铱
X球管、加速器
1.概述——放射性活度概念
放射性活度（radioactivity）：单位时间内放射性物质 衰变的次数
SI单位专用名为“Bq”(becquerel)
原专用单位为"居里"(Ci Curie)。
l Ci =3.7×1010 Bq =3.7×1010 次核衰变/秒
internal exposure:放射性核素进入人 体造成的辐射照射。 源器官 (source organ)：辐射源沉积 的器官。靶器官：受到从源器官发出的辐射 照射的器官。 特点：内照射对机体的辐射作用，一直 要持续到放射性核素排出体外，或经10个半 衰期以上的蜕变，才可忽略不计。
指放射性核素沾染于人体表 面 (皮肤或粘膜)。 3.电离辐射的作用方式 体表可以是完整的，也可以 是有创伤的。沾染的放射性核素 ③体表沾染：内、外照射 对受沾染的局部构成外照射源， 还可以经过体表吸收进入血液而 构成内照射。

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