辐射生物效应1

电离辐射的生物学效应（一）引言：电离辐射是一种常见的自然现象，包括宇宙射线、地球射线以及人工产生的辐射等。

它对生物体有着不可忽视的影响，其中生物学效应是一个重要的研究领域。

本文将从五个大点阐述电离辐射的生物学效应。

一、电离辐射的基本概念1. 电离辐射的定义和分类2. 电离辐射与非电离辐射的区别3. 电离辐射的测量和单位二、电离辐射对DNA的影响1. 电离辐射与DNA的直接相互作用2. DNA的辐射损伤与修复机制3. DNA损伤与细胞凋亡关系的研究进展4. DNA损伤对基因突变和肿瘤发生的影响5. 电离辐射引起的DNA断裂及其可能的后果三、电离辐射对细胞的影响1. 电离辐射对细胞的直接效应2. 细胞周期与电离辐射效应的关系3. 电离辐射诱导的遗传效应4. 电离辐射的辐射损伤途径和修复机制5. 电离辐射对细胞分化和再生能力的影响四、电离辐射对生物体的长期影响1. 长期低剂量辐射与健康影响的研究进展2. 电离辐射对人类生殖细胞和胚胎的影响3. 电离辐射对遗传物质传递的影响4. 电离辐射对生物体老化过程的影响5. 长期暴露于电离辐射的潜在风险和防护策略五、电离辐射的应用和防护1. 医学中的电离辐射应用2. 核能行业的电离辐射防护3. 电离辐射防护技术的发展4. 电离辐射对职业人群的影响和防护5. 公众对电离辐射的认知和防护意识的提高总结：电离辐射的生物学效应是一个复杂而重要的研究领域。

本文从电离辐射的基本概念、对DNA的影响、对细胞的影响、对生物体的长期影响以及应用和防护等五个大点进行了阐述。

研究电离辐射的生物学效应不仅有助于理解辐射对生物体的影响机制，还对实际应用和防护具有重要意义。

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‎。

电磁辐射的生物效应随着社会的发展，环境中的电磁辐射剂量（能量密度）会呈几何级数式增长。

有人把电磁污染称为除空气、水、噪声污染以外的第四类污染。

而且是看不见、听不清、尝不出、闻不到的污染。

生物电磁学（Bioelectromagnetics）就是研究从直流到远红外的电场、磁场和电磁场与生物系统相互作用的科学［1]，她的最终任务就是趋利避害，发扬光大其有利的正效应，躲避防护其有害的负效应特别是对于损伤性的负效应，我们既不能麻木不仁，掉以轻心；又不能谈虎色变，划地为牢，束缚自己的发展。

为达此目的，就必须对电磁辐射的生物效应机理有个确切地把握。

遗憾的是，各国学者做了多年的探索，提出过不少解释机理的模型、假说以至理论，但都有待于可靠的重复试验予以确认。

同时对于已有的实验和实验现象的可信度及解释，也各有见解，在某些问题上肯定和否定的意见并存，比如移动电话触发脑部肿瘤问题。

前苏联与美国的电磁安全标准相差很大［2]，也反映出认识上的巨大差异。

此外，由于生命现象固有的复杂性，使已有的生物知识难以深入地理解电磁辐射的生物效应。

人们为此感到困惑是不足为怪的。

很多机理都涉及到生命运动中物质、能量和信息的相互作用、相互转换的基本过程，是个大谜。

比如，物理学中的相干的相互作用在生物体中是否存在，在什么层次和水平上存在，及其与生理活动和新陈代谢之间的调控关系等等。

对其中一两个问题解释清楚都是极大的贡献。

要想深入研究，就必须认真学习新理论、新技术，发现新问题。

本文的目的，就是简单地介绍目前电磁辐射生物效应的几种机理解释。

1 有关的物理学背景知识电荷产生电场，电荷流动产生磁场，两者合成为电磁场；电磁场以波的形式（电场和磁场的振幅相互垂直）向外传递电磁能量，形成了电磁辐射。

人体是由电阻很高的皮肤所包绕，从物理角度来说是一个容积导体。

而且除离子以外，生物大分子既不是纯粹的导体，也不是纯粹的绝缘体，而且大都是电介质。

因此，除非是直接触电，人体内各类物质主要以感应的方式而不是传导的方式与周围的电磁场或电磁辐射相互作用。

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。

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。

1.辐射有哪些化学效应及生物学效应答：化学效应：1.水分子：水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分发生反应。

2.蛋白质：射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改变物理性质。

3.脂肪：辐射对脂类所产生的影响可分为三个方面：理化性质的变化；受辐射感应而发生自动氧化；发生非自动氧化性的辐射分解。

4.碳水化合物：一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。

在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。

5.维生素：水溶性维生素中以VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1，VB2，泛酸，VB6，叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。

脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是VE,VK更敏感生物学效应：1.微生物微生物接受辐射后细胞内DNA受损，即DNA分子碱基发生分解或氢键断裂等。

由于DNA分子本身受到损伤而致使细胞死亡或细胞内膜受损膜内由蛋白质和脂肪（磷脂），这些分子的断裂，造成细胞膜泄露，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡；当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应作用，这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。

2.酶没大部分由蛋白质构成，所以与其原理相似3.病毒用γ－射线照射有助于杀死病毒。

4.真菌酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。

霉菌会造成新鲜果蔬的大量腐败，用2kGy左右的辐射剂量即可抑制其发展。

酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热处理与低剂量辐射结合的办法杀灭。

5.昆虫辐射对昆虫的效应是与其组成细胞的效应密切相关的。

对于昆虫细胞来说，辐射敏感性与它们的生殖活性成正比，与它们的分化程度成反比。

辐射对昆虫总的损伤作用是致死，“击倒”（貌似死亡，随后恢复），寿命缩短，推迟换羽，不育，减少卵的孵化，延迟发育，减少进食量和抑制呼吸。

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。