放射生物学3.电离辐射的细胞效应

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。

《放射生物学》（含实验内容）教学大纲课程编码：10272060课程名称：放射生物学英文名称：Medical Radiobiology开课学期：8学时/学分：80学时/5 （其中实验学时：36学时）课程类型：专业必修课开课专业：放射医学选用教材：医学放射生物学（第二版）主要参考书：《生物化学》，顾天爵主编《生理学》，张镜如主编《医学免疫学》，龙振洲主编《医学遗传学基础》，杜传书主编《医学细胞生物学》，宋今丹主编《医学分子生物学》，伍欣星、聂广主编《辐射剂量学》，田志恒编《实用放射放射治疗物理学》，冯宁远、谢虎臣、史荣等主编《肿瘤放射治疗学》，谷铣之、殷蔚伯、刘泰福等主编《放射毒理学》，朱寿彭、李章主编《放射损伤和防护》，刘克良、姜德智编《医学放射生物学》，刘树铮主编《低水平辐射兴奋效应》刘树铮著《辐射免疫学》，刘树铮编著《辐射血液学》，刘及主编Radiobiology for the radiologist, Hall EJ eds执笔人：金顺子、龚守良、吕喆一、课程性质、目的与任务医学放射生物学是放射医学的一门重要的基础学科。

通过医学放射生物学的学习，使放射医学专业本科生重点掌握电离辐射对动物机体，特别是人体的影响，为进一步学习放射防护，放射损伤和放射治疗提供生物学理论基础。

二、教学基本要求理论课教学要求使用多媒体和板书结合起来，讲授放射生物学的理论知识；实验课教学要求教师提前进行预实验，保证实验结果的可行性和准确性，让学生掌握实验技能，培养学生的科研思维和创新能力。

三、各章节内容及学时分配第一章电离辐射生物学作用的物理和化学基础[目的]1.了解医学放射生物学研究的基本知识2.系统掌握电离辐射生物学作用的基本规律及其原理3.掌握影响电离辐射生物效应的主要因素[讲授内容]1.电离辐射的种类与物质的相互作用（1）电磁辐射（2）粒子辐射2.电离和激发（1）电离作用（2）激发作用（3）水的电离和激发3.传能线密度与相对生物效能（1）传能线密度（2）相对生物效应4.自由基（1）自由基的概念（2）自由基与活性氧（3）自由基对生物分子的作用（4）抗氧化防御功能5.直接作用与间接作用（1）直接作用（2）间接作用6.氧效应与氧增强比（1）氧效应（2）氧增强比（3）氧浓度对氧效应的影响（4）照射时间对氧效应的影响（5）氧效应的发生机制7.靶学说与靶分子（1）概述（2）单击模型（3）多击模型（4）单击与多靶模型（5）DNA双链断裂模型（6）靶分子8.影响电离辐射生物效应的主要因素（1）与辐射有关的因素（2）与机体有关的因素[授课时数] 6学时[自学内容]1.辐射增敏及辐射防护[教学手段]课堂讲授，采用挂图或多媒体教学设备等第二章电离辐射的分子生物学效应[目的]1.掌握DNA损伤、修复及其生物学意义2.掌握染色质的辐射生物效应3.掌握辐射对细胞膜结构与功能的影响及辐射致癌的分子基础4.了解辐射所致RNA、蛋白质细胞与功能变化以及辐射所致的能量代谢障碍[讲授内容]1.辐射甩致DNA损伤及其生物学意义（1）DNA链断裂（2）DNA交联（3）DNA损伤的生物学意义2.辐射引起的DNA功能与代谢变化（1）辐射对噬菌体、DNA感染性的灭活作用（2）辐射对DNA转化活力的影响（3）辐射对DNA生物合成的抑制作用与机制（4）辐射对DNA降解过程的作用3.染色质的辐射生物效应（1）染色质的辐射敏感效应（2）染色质的辐射降解（3）染色质蛋白的辐射效应4.DNA辐射损伤的修复及其遗传学控制（1）不同类型DNA损伤的修复（2）DNA的损伤修复机制（3）基因组内修复的不均一性（4）DNA修复基因5.辐射对细胞膜结构与功能的影响（1）辐射对膜组分的影响（2）辐射对膜转运功能的影响（3）辐射对膜结合酶活性的影响（4）辐射对膜受体功能的影响（5）辐射对DNA-膜复合物的作用6.辐射致癌的分子基础（1）体细胞突变（2）癌基因和肿瘤抑制基因[授课时数] 6学时[自学内容]1.辐射所致RNA结构与功能的变化2.蛋白质和酶的辐射生物效应3.辐射所致的能量代谢障碍[教学手段]板书、挂图或多媒体课件第四章电离辐射的细胞效应[目的]1.掌握电离辐射对细胞作用的特点，为学习辐射整体效应打下基础2.学习辐射细胞生物学的基本规律，指导肿瘤放射治疗的临床实践[授课内容]1.细胞的放射敏感性（1）不同细胞群体的放射敏感性（2）不同时相细胞的放射敏感性（3）环境因素对细胞放射敏感性的影响2.电离辐射对细胞周期进程的影响（1）电离辐射对细胞周期进程的影响（2）电离辐射影响细胞周期进程的机制①G1期阻滞及基因调控②G2期阻滞及基因调控③电离辐射影响细胞周期进程的生物学意义3.电离辐射引起细胞死亡及机制（1）辐射引起细胞死亡的类型（2）细胞凋亡①细胞凋亡的概念②细胞凋亡的的特征③细胞凋亡的基因调控④细胞凋亡的辐射效应4.细胞存活的剂量效应（1）细胞存活的概念（2）细胞存活的体内、外测量（3）细胞存活的剂量效应曲线①指数单击曲线②多击或多靶曲线5.辐射诱导的细胞损伤及其修复（1）细胞放射损伤的分类（2）细胞放射损伤的修复（3）影响细胞放射损伤及修复的因素[授课时数] 6学时[自学内容]1.辐射对细胞功能的影响（本章第六节）2.诱导的细胞突变及恶性转化（本章第七节）[教学手段]部分多媒体教学第五章电离辐射对调节系统的作用[目的]学习电离辐射对调节系统作用的基本规律，解释辐射效应整体调节机制。

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。

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！。

电离辐射诱导的细胞死亡大家好，本节课我们将介绍电离辐射的细胞学效应之细胞死亡。

致细胞死亡是电离辐射确定性效应发生的根本。

在急性放射损伤的发生机制中，造血细胞和小肠粘膜上皮细胞的死亡分别是骨髓型和肠型急性放射病的重要细胞学基础。

电离辐射诱发的不育症取决于生殖细胞的死亡。

电离辐射引起的脱发起源于毛囊上皮细胞的死亡。

这些将在以后的章节中进一步分析。

死亡细胞v 坏死（necrosis ）v 凋亡（apoptosis ），又叫程序性细胞死亡v 细胞自噬（autophagy ）v 有丝分裂灾变（mitotic catastrophe ）电离辐射诱导的细胞死亡类型正常细胞不同来源组织细胞、不同剂量照射，细胞死亡的方式和发生机制会有所不同。

电离辐射诱发哺乳动物细胞死亡的方式有多种，包括坏死、凋亡、细胞自吞噬死亡和有丝分裂灾变等。

虽然各种死亡方式的发生机制不尽相同，但也会有共同的调节分子、效应分子或者信号通路的交叉。

对于多种死亡的发生机制，研究最为透彻的是细胞凋亡。

Sydney BrennerH. Robert HorvitzJohn E. Sulston2002年诺贝尔生理学与医学奖细胞凋亡：指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主性、程序性的死亡，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用，具有生理性和选择性。

细胞凋亡典型的形态学特征：核固缩、染色质凝集、凋亡小体形成等。

细胞凋亡细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主性、程序性的死亡，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用，具有生理性和选择性。

细胞凋亡具有典型的细胞形态学特征，如核固缩、染色质凝集、凋亡小体形成等。

早在1842年，德国科学家Carl 在研究蟾蜍蝌蚪的发育中，就观察到并首次描述了细胞凋亡的概念，他将其命名为程序性细胞死亡。

直到2002年，诺贝尔生理学与医学奖授予英国科学家悉尼·布雷内、美国科学家罗伯特·霍维茨和英国科学家约翰·苏尔斯顿，以表彰他们为研究细胞凋亡过程中的基因调节作用所作出的重大贡献。

放射医学的辐射生物学放射医学是一门涉及利用放射性物质在诊断、治疗和研究中的应用的学科。

辐射生物学是其中一个重要领域，研究医学中放射性物质对生物体的影响及其机制。

本文将探讨放射医学的辐射生物学，着重介绍辐射对生物体的影响、放射防护以及相关研究进展。

一、辐射对生物体的影响辐射对生物体的影响是辐射生物学的核心内容。

辐射以离子化辐射和非离子化辐射两种形式存在，对生物体产生的效应也不同。

1. 离子化辐射效应离子化辐射主要指电离辐射，例如X射线和γ射线。

这种辐射能够通过与生物体中的分子发生相互作用而造成DNA断裂、染色体畸变等细胞损伤。

辐射量的大小、剂量率和照射时间都会对生物体产生不同程度的伤害。

高剂量的离子化辐射会导致急性放射病，严重影响生物体的健康。

2. 非离子化辐射效应非离子化辐射主要指致使细胞或组织的温度升高的非电离辐射，例如微波和红外线。

这种辐射主要通过能量的传递来引起生物体的损伤，但与离子化辐射相比，其伤害程度较低。

二、放射防护放射防护是指采取一系列措施来减小人员接受辐射的剂量和风险。

对于放射医学的从业人员以及接受放射治疗的患者，放射防护措施至关重要。

1. 个体防护措施个体防护措施主要包括穿戴防护用具，如铅制衣物和手套，以减少电离辐射对身体的直接照射。

此外，在进行放射性医学检查或治疗时，医生还需合理安排剂量和照射时间，以尽量减小患者接受的辐射剂量。

2. 环境防护措施环境防护措施主要针对放射治疗设备和实验室等场所。

例如，通过使用屏蔽材料减少辐射的泄漏，合理布局设备以保证操作者和患者的安全。

三、放射生物学的研究进展近年来，放射生物学的研究取得了许多重要进展。

以下是其中的几个方面：1. 低剂量辐射效应研究传统上，人们对于辐射的认识主要关注于较高剂量下的效应。

而近年来的研究表明，低剂量辐射也会对生物体产生一定的影响。

具体而言，低剂量辐射可能对细胞的DNA修复能力和基因表达产生调控作用，这对于深入理解辐射生物学具有重要意义。

电离辐射防护基础一单元第一节电离辐射的发现1.X线谁发现的？——1895，德国伦琴2.贝克勒尔发现了什么现像？——放射性3.哪位科学家提出了放射性术语？——居里夫人4.居里夫妇发现了哪两种放射性元素——钋，镭5.哪位科学家分离出了纯的金属镭——居里夫人第二节电离辐射与非电离辐射1.什么是辐射——携带能量的波或粒子2.什么是电离辐射——携带的能量足以使物质原子或分子中的电子成为自由态，从而使这些原子或分子发生电离现象的辐射。

能量阈值成为自由电子3.电离辐射有哪些：粒子，高能电磁波4.哪些电离辐射不带电——光子、γ、X射线，中子5.电离辐射和非电离辐射的主要区别是什么——射线携带的能量和电离能力第三节原子与原子核1.原子同什么组成——原子核核外电子2.原子核由什么组成——质子中子3.电子、质子、中子的质量都是多少——0.000549amu 1amu, 1amu,4.原子为什么呈现电中性——核外负电子数=核内正质子数5.原子核的质量不等于核内质子和中子的质量和，为什么？—质量亏损第四节放射性与辐射1.同位素指的什么——质子数相同，中子数不同2、235、92U143各个数字和字母和含义是什么？——235代表核子数，92代表质子数，U代表元素符号，143代表中子数。

3.什么是衰变——把不稳定核素自自发地蜕变成为另外一种核素的转变过程4.活度的单位——贝克Bq5.电离辐射的类型——α、β、γ、X射线，中子二单元第一节辐射的应用及其危害1. 目前电离辐射应用到哪些领域中——医疗、工业、农业、军事、考古、航天、核能等2. ICRP和IAEA分别是什么国际组织/机构简称。

——ICRP国际放射防护委员会IAEA国际原子能机构3. 辐射防护早期认识阶段，辐射损伤的主要危害表现及主要产生原因是什么？——早期对辐射损伤主要原因是大剂量外照射和食入性放射元素，产生的危害主要是临床各种疾病；损伤的对象主要时：X 线球管制造者和应用x线的技术人员；从事放射性物质研究的科学家；铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。