第五章電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)

第五章

電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)

授課教師：郝曉娜1（1）對(duì)病人主要是內(nèi)照射（即放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)產(chǎn)生的照射），對(duì)醫(yī)務(wù)人員主要是外照射（即放射性核素從人體外發(fā)射的射線對(duì)人體產(chǎn)生的照射），但管理不當(dāng)也可產(chǎn)生內(nèi)照射。（2）由于放射性藥物在體內(nèi)的特殊分布，病人全身受照劑量小，個(gè)別器官、組織受照劑量高。核醫(yī)學(xué)輻射的特點(diǎn):2第一節(jié)作用于人體的

電離輻射源3一、天然輻射源

（naturalsourcesofradiation）在人類生存環(huán)境中，天然存在著多種射線和放射性物質(zhì)，稱為天然本底輻射。包括宇宙射線、地球環(huán)境介質(zhì)輻射、生物體內(nèi)的放射性核素等。41.宇宙射線（cosmicrays）從宇宙空間發(fā)射而來的高能粒子流，由初級(jí)宇宙射線和次級(jí)宇宙射線組成，不同時(shí)間、不同緯度、不同高度其強(qiáng)度不同，與太陽活動(dòng)周期有關(guān)，受地球磁場作用偏向兩極高緯度地區(qū)。能量范圍寬，強(qiáng)度隨海拔高度、緯度的不同而變化。對(duì)人體產(chǎn)生外照射。

5星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空間磁場的作用下形成的高能粒子流。主要成份是P（占83%－89%）、α（10%－15%），還有一些重元素的核及高能電子（1%－2%），能量為103－1014MeV。①初級(jí)宇宙射線6②次級(jí)宇宙射線

初級(jí)宇宙射線從宇宙空間進(jìn)入大氣層后，與大氣分子發(fā)生核反應(yīng)形成光子、電子、質(zhì)子、中子、л介子等射線以及產(chǎn)生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素，形成對(duì)地球的天然輻射。地球上每個(gè)人受到來自宇宙射線照射的平均劑量率約為0.38mSv/a。

7系列衰變有鈾系、錒系和釷系三種，其共同特征：2.地球輻射

①天然存在的放射性系列衰變

（1）起始衰變的母體核素有可以與地球年齡相比的半衰期。（2）數(shù)十次系列衰變直到成為穩(wěn)定性鉛為止衰變產(chǎn)物均是放射性核素，衰變過程中有放射性氡氣（222Rn2）產(chǎn)生。（3）最終變成穩(wěn)定性鉛。

地球輻射對(duì)人體的影響有外照射和內(nèi)照射。

8②

40K、14C等單獨(dú)存在的天然放射性核素93、生物體內(nèi)的放射性核素環(huán)境介質(zhì)中的天然放射性核素通過各種渠道（例如通過呼吸、飲食進(jìn)入人體）進(jìn)入生物體內(nèi)。在人體內(nèi)的內(nèi)照射劑量率約為1.52mSv/a。10二、人工輻射源

(man-madesourcesradiation)1、核爆炸對(duì)環(huán)境的輻射

放射性落下灰，除局部污染外，部份進(jìn)入地球表面大氣的對(duì)流層和平流層，形成帶狀沉降或全球沉降。落下灰的放射性成分:核裂變產(chǎn)物、感生放射性核素和未反應(yīng)的核燃料，絕大部分是γ和β放射性核素。112、核動(dòng)力及生產(chǎn)、使用放射性核素的公司、部門、企業(yè)等排出的“三廢”或意外事故釋放出放射性核素所造成的局部污染。123、醫(yī)療照射和日常生活中接觸的放射源A、X線診斷的照射B、核醫(yī)學(xué)診斷與治療C、腫瘤放射治療：X刀、γ刀、加速器等D、日常生活中接觸的放射源：含226Ra、3H、147Pm等發(fā)光涂料刻度的儀器、鐘表、火災(zāi)報(bào)警器、安全檢查的X線機(jī)等。13三、環(huán)境放射性物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體的途徑1、直接進(jìn)入：消化道食入、呼吸道吸入、皮膚、粘膜、傷口侵入。2、生物循環(huán)：經(jīng)食物鏈進(jìn)入。

食物鏈：環(huán)境中的放射性核素，通過食物和水由消化道進(jìn)入體內(nèi)的全部行經(jīng)過程。14第二節(jié)輻射生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理15電離輻射生物效應(yīng)是研究核射線能量傳遞給生物機(jī)體后引起生物機(jī)體的的變化和反應(yīng)。

分為若干性質(zhì)不同且又互相聯(lián)系的階段：物理階段、物理-化學(xué)階段、化學(xué)階段和生物學(xué)階段。其效應(yīng)分為原發(fā)性效應(yīng)和繼發(fā)性效應(yīng)。16一、原發(fā)作用（包括物理、物理-化學(xué)、化學(xué)階段）△物理階段：射線作用于生物體，將部份或全部能量以電離，激發(fā)的形式轉(zhuǎn)移機(jī)體，使機(jī)體組織獲得能量，這一階段時(shí)間很短，約10-16-10-18S。17

物理-化學(xué)階段：

機(jī)體吸收輻射能后，首先發(fā)生分子水平變化，特別是使生物大分子損傷。分子損傷機(jī)理可分為直接作用和間接作用。18

直接作用：生物體內(nèi)具有活性的大分子直接接受射線能量，由于電離和激發(fā)作用，導(dǎo)致產(chǎn)生化學(xué)斷裂，分子結(jié)構(gòu)改變，引起功能和代謝障礙。間接作用：射線作用于機(jī)體內(nèi)小分子，產(chǎn)生水自由基（氧化自由基）等原發(fā)輻射產(chǎn)物（*H、*OH、*H2O、*H2O2、*e-aq），再對(duì)生物大分子作用，引起損傷，由于機(jī)體細(xì)胞含水量很高，該損傷作用嚴(yán)重。

19

自由基（radicals）：

有一個(gè)或多個(gè)不配對(duì)電子而能獨(dú)立存在的原子或分子，具有極高的不穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)性，存在的時(shí)間極其短暫。20

射線作用于水分子→激發(fā)→不穩(wěn)定的高能態(tài)→化學(xué)鍵斷裂→氫自由基或氫氧自由基

水分子被激發(fā)：

H2O→H＊＋OH＊

水分子被電離：

H2O→H2O+＋e-H2O+→H++OH*e-+H+→H*e-+H2O→H2O-→H*+OH-e-+H2O→e-aq

eaq是水分子電離產(chǎn)生e-的動(dòng)能耗盡被水分子俘獲形成的水化電子，有極強(qiáng)的還原性。21①對(duì)核酸分子主要作用于堿基、磷酸二酯鍵、核糖。

自由基作用于生物大分子22②通過脂質(zhì)過氧化作用造成體內(nèi)包括細(xì)胞膜、線粒體膜、溶酶體膜、核膜等生物膜的損傷，使生物膜的能量傳遞、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息識(shí)別等功能受到影響。23③使細(xì)胞蛋白質(zhì)氧化、脫氫，造成蛋白質(zhì)失活，結(jié)構(gòu)改變，化學(xué)鍵斷裂或使蛋白質(zhì)交連、聚合，從而影響蛋白質(zhì)的正常功能。④糖鏈斷裂或失活24輻射所致染色體損傷25△化學(xué)階段：大分子物質(zhì)的線粒體的氧化磷酸化過程、DNA和蛋白質(zhì)合成、代謝均受到抑制，組織中的DNA含量減少，分解產(chǎn)物增多，蛋白質(zhì)分解代謝增強(qiáng)，出現(xiàn)負(fù)氮平衡。26

輻射靶細(xì)胞損傷細(xì)胞三種“死亡”方式：①立即死亡：數(shù)百Gy---細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固；②“非分裂死亡”或“間期死亡”---數(shù)十Gy，終止代謝活動(dòng)，細(xì)胞崩潰、溶解；③“細(xì)胞死亡”或“分裂死亡”---幾Gy后，還有幾次分裂，就不再分裂了；喪失繼續(xù)增殖的能力。27二、繼發(fā)作用-輻射的生物學(xué)基礎(chǔ)

由于原發(fā)作用導(dǎo)致生物大分子損傷，造成細(xì)胞微細(xì)結(jié)構(gòu)的損傷和破壞，甚至引起細(xì)胞死亡。在細(xì)胞損傷基礎(chǔ)上，引起各組織器官和系統(tǒng)的損傷，導(dǎo)致臨床癥狀出現(xiàn)，甚至機(jī)體死亡。原發(fā)作用和繼發(fā)作用無明確劃分界限。28繼發(fā)作用產(chǎn)生的機(jī)理1.神經(jīng)體液失調(diào)，進(jìn)而影響組織的代謝、血管口徑變化，使局部組織產(chǎn)生變性或壞死。2.細(xì)胞膜、血管壁通透性改變。3.“毒血癥”作用：機(jī)體受照后，細(xì)胞或組織產(chǎn)生某些有毒的活性物質(zhì)，經(jīng)血液流到全身，引起損傷。29生物分子、細(xì)胞有修復(fù)、再生和代謝能力。損傷、修復(fù)斗爭的結(jié)果決定著機(jī)體的預(yù)后。

生物效應(yīng)強(qiáng)→產(chǎn)生不可逆變化→機(jī)體損傷、死亡30生物效應(yīng)弱→細(xì)胞代償修復(fù)、再生→康復(fù)損傷修復(fù)后，還可能在生物大分子DNA中存在突變基因，可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)遠(yuǎn)期的致癌或遺傳效應(yīng)。31第三節(jié)組織器官的輻射效應(yīng)

32（一）造血組織的輻射損傷造血組織的輻射損傷可以通過外周血細(xì)胞的變化反映，易于觀測，故有生物劑量儀之稱。1.造血組織損傷的特點(diǎn)①血液系統(tǒng)的輻射損傷主要是造血細(xì)胞增殖能力的抑制或喪失。②造血組織受損傷的程度可以反映受照劑量的大小。血液系統(tǒng)的變化是輻射損傷的臨床診斷和預(yù)后判斷的指針。332.造血干細(xì)胞有極高的輻射敏感性，受射線照射后造血干細(xì)胞可因輻射致細(xì)胞壞死（necrosis）和細(xì)胞凋亡(apoptosis)，其數(shù)量隨受照劑量呈指數(shù)規(guī)律下降。受較大劑量照射后，造血干細(xì)胞被破壞，數(shù)量急劇減少，余下的造血干細(xì)胞通過自我復(fù)制和分化為祖細(xì)胞以恢復(fù)造血功能。故具有極大的潛在修復(fù)能力。在受到極其嚴(yán)重的輻射損傷后，才必須進(jìn)行干細(xì)胞移植，輕度損傷時(shí)可采取輸血治療等措施。343.外周血細(xì)胞的變化:輻射對(duì)外周血細(xì)胞的作用不明顯，主要是抑制造血細(xì)胞的增殖能力使血細(xì)胞的來源減少，引起外周血細(xì)胞數(shù)量的下降，較大劑量的照射則能引起血細(xì)胞壽命的縮短。淋巴細(xì)胞嗜中性細(xì)胞血紅蛋白Days0102030405060血小板35

(二)消化道粘膜，特別是小腸絨毛上皮細(xì)胞是更新快、增生活躍的組織，輻射敏感性很高，受射線照射后，很快引起上皮細(xì)胞的分裂抑制，腸淋巴組織破壞。由于食物殘?jiān)鹊拇碳?，易于繼發(fā)感染。所以受射線照射早期即出現(xiàn)惡心、嘔吐、食欲不振，繼而出現(xiàn)腹瀉、血大便等消化道癥狀。36（三）成年人中樞神經(jīng)系統(tǒng)屬放射敏感性不太高的組織，但一旦發(fā)生損傷，往往是不可逆的。1.0Gy照射可出現(xiàn)腦電圖的異常數(shù)十Gy的照射后，可引起腦組織水腫、出血，嚴(yán)重者發(fā)生神經(jīng)細(xì)胞壞死等形態(tài)學(xué)改變，病人出現(xiàn)無力、嗜睡，重者昏迷等癥狀。50Gy以上的一次大劑量照射，引起受照者全身痙攣，乃至死亡。37

內(nèi)分泌腺除性腺外，形態(tài)上對(duì)輻射亦不甚敏感，在致死劑量照射后垂體、腎上腺、甲狀腺等功能都出現(xiàn)時(shí)相性變化，初期功能增強(qiáng)，分泌增多，隨后功能降低。(四)內(nèi)分泌系統(tǒng)38（五）睪丸和卵巢的輻射損傷放射線主要抑制精原干細(xì)胞和精原細(xì)胞的分裂，總的效果就是精子數(shù)減少。女性性腺的放射敏感性較男性性腺略低。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，男女受照人員全身一次1.5Gy照射時(shí)，可引起短時(shí)間的生殖能力降低，5.0Gy的全身一次照射可引起1～2年或更長時(shí)間的無生育，一般8.0Gy以上的全身一次照射可引起生殖能力難以恢復(fù)的損害。39（六）心血管系統(tǒng)心臟對(duì)輻射的敏感性較低，10Gy以上照射可引起心肌的變化，包括心肌纖維腫脹，變性壞死甚至肌纖維斷裂等。40血管方面以小血管較為敏感，尤其是毛細(xì)血管敏感性最高。臨床可見皮膚充血、紅斑。10Gy照射后數(shù)小時(shí)即可出現(xiàn)，照射1Gy則數(shù)日后才出現(xiàn)。小血管的病變是受損傷器官晚期萎縮，功能降低的原因。41（七）免疫系統(tǒng)（一）非特異性免疫的變化1．皮膚粘膜的屏障功能減弱2．細(xì)胞吞噬功能減弱3．非特異性體液因子殺菌活力降低

42（二）特異性免疫的變化

照射后對(duì)體液免疫和細(xì)胞免疫都有影響，但體液免疫較細(xì)胞免疫敏感性高。43（三）某些調(diào)節(jié)免疫功能的細(xì)胞因子的變化小鼠全身照射后，脾臟生成白細(xì)胞介素2（IL-2）和干擾素（IFN）的功能受抑。44（八）成年人中樞神經(jīng)系統(tǒng)屬放射敏感性不太高的組織，但一旦發(fā)生損傷，往往是不可逆的。1.0Gy照射可出現(xiàn)腦電圖的異常數(shù)十Gy的照射后，可引起腦組織水腫、出血，嚴(yán)重者發(fā)生神經(jīng)細(xì)胞壞死等形態(tài)學(xué)改變，病人出現(xiàn)無力、嗜睡，重者昏迷等癥狀。50Gy以上的一次大劑量照射，引起受照者全身痙攣，乃至死亡。45

(九)皮膚也是輻射敏感性較高的組織之一。常見的癥狀是毛發(fā)脫落、指甲發(fā)育不良等。較大劑量照射可引起局部紅斑、潰瘍等。46第三節(jié)電離輻射生物學(xué)效應(yīng)

的分類和影響因素

一、分類二、影響因素47一、分類

1、軀體效應(yīng)與遺傳效應(yīng)（按效應(yīng)對(duì)象分類）

軀體效應(yīng)——直接表現(xiàn)所受照射者本人身上的效應(yīng)，有局部和整體之分，輕重程度決定于照射劑量大小。

遺傳效應(yīng)——由于受照者本人生殖細(xì)胞遺傳物質(zhì)受損，導(dǎo)致產(chǎn)生遺傳性疾?。ê蟠?。482、確定性效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)（按規(guī)律分類）（1）確定性效應(yīng)(determinateeffect)

確定性效應(yīng)是指輻射損傷的嚴(yán)重程度與所受劑量呈正相關(guān)，有明顯的閾值，劑量未超過閾值不會(huì)發(fā)生有害效應(yīng)。一般是在短期內(nèi)受較大劑量照射時(shí)發(fā)生的急性損害。如急性放射病、皮膚放射損傷等，可制定防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。49確定性效應(yīng)50（2）隨機(jī)效應(yīng)(stochasticeffects)

隨機(jī)效應(yīng)研究的對(duì)象是群體，是輻射效應(yīng)發(fā)生的幾率（或發(fā)病率而非嚴(yán)重程度）與劑量相關(guān)的效應(yīng)，不存在具體的閾值,隨機(jī)效應(yīng)主要包括輻射誘發(fā)癌癥或遺傳效應(yīng)。51低輻射劑量的興奮效應(yīng):一定的低劑量對(duì)生物生命活動(dòng)的輻射興奮效應(yīng)(hormesis)。

曾報(bào)告的低輻射劑量興奮效應(yīng)：

增進(jìn)動(dòng)物的生長與發(fā)育延長壽命改善幼體存活率改善傷口愈合增強(qiáng)對(duì)感染的抵抗力降低致癌機(jī)率52進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)其作用機(jī)制方面，有免疫興奮效應(yīng)，DNA修復(fù)的興奮效應(yīng)，誘導(dǎo)自由基和活性氧清除等。實(shí)驗(yàn)研究還證實(shí)低劑量輻射興奮效應(yīng)發(fā)生過程中有相應(yīng)的基因表達(dá)和表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)的合成，這些基因及其表達(dá)產(chǎn)物通過上調(diào)或下調(diào)相應(yīng)的基因的表達(dá)來影響上述過程。

53

但是

美國科學(xué)院的一個(gè)研究小組（2005，6，29）否認(rèn)了一些科學(xué)家聲稱的小劑量輻射無害、甚至可能還有益的觀點(diǎn)。他們認(rèn)為任何劑量的輻射，無論它有多低，都存在致癌的風(fēng)險(xiǎn)。在累計(jì)接受輻射劑量達(dá)到100mSv的人中，1%的人會(huì)患有實(shí)體癌或白血病。54但由于輻射生物效應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的問題，低劑量輻射的興奮效應(yīng)還有很多急待解決的問題，與傳統(tǒng)的隨機(jī)效應(yīng)的理論也相矛盾。還有待于進(jìn)一步的探索和驗(yàn)證?！蛣┝枯椛溆泻?有益?沒有影響?55

3、近期效應(yīng)和遠(yuǎn)期效應(yīng)（按時(shí)間分類）

近期效應(yīng)：受照后幾天至幾個(gè)月出現(xiàn)的效應(yīng)，包括急性和慢性效應(yīng)。

遠(yuǎn)期效應(yīng)：受照后幾年或更長時(shí)間出現(xiàn)的變化，如癌、白內(nèi)障、輻射遺傳效應(yīng)等。564、按照射劑量率分

急性效應(yīng)和慢性效應(yīng)5、按照射方式分

（1）外照射與內(nèi)照射

（2）局部照射和全身照射

57（一）與輻射有關(guān)的因素

1、輻射源種類與劑量輻射種類不同產(chǎn)生生物效應(yīng)不同，危害程度不同，α和中子具有較高的的傳能線密度（LET），其生物效應(yīng)大于低LET輻射（X、γ）。劑量率越大危害越大，當(dāng)超過一定劑量率水平后，生物效應(yīng)與劑量率之間失去比例關(guān)系。二、影響因素58△傳能線密度（LinearenergytransferLET）

帶電粒子在某一長度徑跡上消耗的能量與該徑跡長度之比?！飨鄬?duì)生物效應(yīng)（relativebiologicaleffectiveness,RBE）：

X、γ射線產(chǎn)生生物效應(yīng)的劑量/某種輻射產(chǎn)生相同生物效應(yīng)的劑量。592、照射方式，照射的次數(shù)和面積照射方式：內(nèi)照射：放射性核素或物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，產(chǎn)生的照射。生物效應(yīng)與放射性核素的理化性質(zhì)、侵入途徑、分布、代謝、排出特點(diǎn)及有效半衰期有關(guān)。外照射：輻射源在體外，機(jī)體受到射線的輻射。生物效應(yīng)與輻射源的強(qiáng)度、與受照部位的距離及受照時(shí)間有關(guān)。60

照射次數(shù)與照射面積：相同劑量條件下，分次照射和單次照射，生物效應(yīng)不同；在相同劑量條件下，照射面積越大，輻射生物效應(yīng)越嚴(yán)重。61（二）受照機(jī)體對(duì)射線敏感程度影響

1、不同物種，不同個(gè)體敏感性不同機(jī)體結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，對(duì)射線敏感程度越高。個(gè)體在不同發(fā)育時(shí)期，敏感度不同，胚胎期高于胎兒期，高于幼兒期，高于青少年期，高于成年。62

2、同一個(gè)體不同器官、組織、細(xì)胞的敏感程度不一人體組織分為高、中、低三類敏感度：

高度敏感：淋巴組織和細(xì)胞，胸腺組織和細(xì)胞，骨髓和原始紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、原核細(xì)胞；中度敏感：性腺與生殖細(xì)胞，眼與角膜晶體細(xì)胞、皮膚與皮粘腺、汗腺細(xì)胞；

低度敏感：骨、肌肉、結(jié)締組織。63（三）環(huán)境

1、溫度：溫度降低可使輻射損傷減低。

2、氧：輻射效應(yīng)隨周圍介質(zhì)氧濃度增加而增加—氧效應(yīng)?！餮踉鰪?qiáng)比（OxygenenhancementratioOER），缺氧條件下產(chǎn)生一定生物效應(yīng)的劑量與有氧條件下產(chǎn)生同等效應(yīng)的劑量的比值。輻射防護(hù)劑

3、化學(xué)物質(zhì)輻射增敏劑64第四節(jié)電離輻射的遠(yuǎn)后期

效應(yīng)65一、輻射對(duì)造血組織的影響1、損傷特點(diǎn)A、受損程度與劑量呈正相關(guān)；B、損傷形式是對(duì)造血細(xì)胞增殖能力的抑制或喪失。2、造血干細(xì)胞對(duì)輻射有極高的敏感性，受照后可因輻射致死和凋亡。66

3、對(duì)外周血細(xì)胞的影響：

大劑量照射會(huì)導(dǎo)致血小板形態(tài)及功能改變。損傷凝集和抗出血功能，機(jī)體發(fā)生出血傾向。大劑量照射可使紅細(xì)胞損傷，壽命縮短，由于白細(xì)胞比紅細(xì)胞放射敏感性高，受照后白細(xì)胞數(shù)量可急劇減少。6768二、電離輻射致癌效應(yīng)

特點(diǎn)：1.輻射既可以是致癌的始動(dòng)因子，又可以是促進(jìn)因子；既是致癌劑，又是致突變劑。2.電離輻射有誘發(fā)幾乎所有種系哺乳動(dòng)物的所有組織腫瘤的能力，這是任何一種化學(xué)致癌物都不能比擬的。69

電離輻射致癌的劑量-效應(yīng)關(guān)系：

在較低劑量階段，腫瘤的誘發(fā)占優(yōu)勢，隨著劑量的增加，殺死細(xì)胞的概率比腫瘤轉(zhuǎn)化的概率大的多，所以大劑量時(shí)癌變細(xì)胞的滅活占優(yōu)勢，而頂峰時(shí)的劑量是兩者持平的。70注：分別表示數(shù)據(jù)來自不同文獻(xiàn)71電離輻射致癌的潛伏期（incubationperiod）潛伏期：是指受照后到腫瘤顯現(xiàn)所經(jīng)歷的時(shí)間，它分為：1.真潛伏期：指從照射到細(xì)胞開始不受控制生長所需的時(shí)間。2.臨床潛伏期：指從受照到腫瘤被確診的時(shí)間。72輻射誘發(fā)人體惡性腫瘤的潛伏期（年）73影響電離輻射致癌的因素：1.敏感性因素：人體不同組織對(duì)輻射致癌效應(yīng)明顯不同，敏感性最高的組織是甲狀腺和骨髓，而前列腺、睪丸和子宮幾乎不被輻射所誘發(fā)。2.年齡因素：年齡是影響自發(fā)癌的重要因素，10歲以下白血病危險(xiǎn)系數(shù)最高；20歲左右的女性乳腺癌危險(xiǎn)系數(shù)最高；肺癌隨受照時(shí)年齡增加而增加。743.性別因素乳腺癌、甲狀腺癌女性高于男性，白血病男性略高于女性。其他類腫瘤在性別上差別不大。4.其他因素輻射致癌還受遺傳因素和環(huán)境因素的影響，如猶太人兒童的甲狀腺癌發(fā)生率比其他少數(shù)民族高；吸煙可使鈾礦工肺癌的發(fā)生率增高。75電離輻射誘發(fā)染色體畸變：1.數(shù)目改變----“多倍體”和“非整倍體”。2.結(jié)構(gòu)上的改變----斷裂。76

電離輻射致突變效應(yīng)引起遺傳物質(zhì)的變化不僅能引起點(diǎn)突變,也能引起染色體的結(jié)構(gòu)變化。

電離輻射引起的突變效應(yīng)特點(diǎn)：1.射線誘發(fā)突變的頻率與輻射劑量成正比；2.沒有劑量閾值，難以制定防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)來防止它的發(fā)生；3.效應(yīng)可受或不受劑量率的影響；4.高LET輻射的效應(yīng)大于低LET輻射。77

染色體畸變模式圖應(yīng)用：用染色體畸變率來估算人體接觸輻射劑量大小的方法被稱為生物劑量估算法（生物劑量計(jì)）。78染色體的輻射劑量估算染色體的改變可作為照射劑量估算和事故照射近期及遠(yuǎn)期效應(yīng)的觀察指標(biāo)。用于生物劑量估算的畸變主要有雙著絲粒（dic）、著色粒環(huán)（r）和無著絲粒斷片（ace），其中以dic或“dic+r”較為準(zhǔn)確。目前微核試驗(yàn)也被用作染色體畸變的輔助檢測手段，是一個(gè)較好的估算生物劑量的方法。

79三、輻射致眼晶體混濁或白內(nèi)障

X、γ射線2Gy以上可引起晶體混濁或白內(nèi)障，快中子引起白內(nèi)障劑量為0.75-1Gy。

形成特點(diǎn)：早期主要是晶狀體后囊下的中軸區(qū)出現(xiàn)空泡、點(diǎn)狀、線狀等混濁的堆集。繼而為環(huán)狀，晚期形成盤狀。白內(nèi)障一般進(jìn)展緩慢，且在一定時(shí)期可暫時(shí)停止進(jìn)展。80四、輻射致壽命縮短

電離輻射所致壽命縮短尚有爭議，目前現(xiàn)狀是：1.美國早年調(diào)查醫(yī)用x射線工作者,平均壽命比非放射性工作人員縮短5.2年，但隨防護(hù)條件的改善，2組人群的期望壽命逐漸接近。2.英國的統(tǒng)計(jì)資料卻未見到壽命縮短現(xiàn)象。813.日本原子彈爆炸幸存者死亡調(diào)查表明，其死亡率比一般日本居民高，主要是白血病和惡性腫瘤死亡增長率增加所致，未見其他引起早死的原因。4.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有壽命縮短，小鼠每照射1Gy，壽命縮短5%。8283五、電離輻射的胚胎效應(yīng)

由于胚胎和胎兒的組織器官處于增殖、分裂、形成和生長階段，對(duì)射線的敏感度很高，其嚴(yán)重程度除與劑量有關(guān)外，還與胚胎發(fā)育階段有密切關(guān)系。84

胎內(nèi)照射或?qū)m內(nèi)照射：胚胎發(fā)育過程中受到電離輻射照射，指精子和卵子結(jié)合后經(jīng)過植入前期、器官形成期和胎兒期任何一段時(shí)間受到射線照射。

胎內(nèi)照射效應(yīng)分為：致死性效應(yīng)畸形發(fā)育障礙85（1）著床（植入）前期受照的致死性效應(yīng)指受精卵植入子宮壁以前（小鼠為受精后5日，人為9日）受照，呈“全”或“無”反應(yīng)，即或者死亡或者正常。86（2）器官形成期受照的畸形效應(yīng)受精卵植入后（小鼠為受精后5-13日，人為9日-8周），此期對(duì)射線感受性高，其特點(diǎn)是新生兒死亡或畸形，由于正在發(fā)育中的器官組織細(xì)胞損傷或死亡。87

（3）胎兒期受照的發(fā)育障礙是各系統(tǒng)器官生長發(fā)育的階段（小鼠為受精后14日，人為9-38周）。此期受照發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)畸形減少，主要是胎兒發(fā)育障礙，包括有繼續(xù)分化作用的神經(jīng)和泌尿生殖系統(tǒng)。表現(xiàn)為小頭癥和伴有智力低下的發(fā)生率增高，出現(xiàn)永久性發(fā)育延遲等確定性效應(yīng)。88六、電離輻射的遺傳效應(yīng)輻射可使細(xì)胞染色體發(fā)生斷裂或畸變，使其上的某些基因丟失、重建或異位。遺傳效應(yīng)在臨床上表現(xiàn)為先天出生缺陷、死胎、流產(chǎn)、死產(chǎn)和新生兒死亡等。Iwasaki用3Gy60Coγ照射C57BL/6雄性小鼠，結(jié)果表明，輻射使得平均產(chǎn)仔量從7.1降為4.9，但性別比例沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的改變。因?yàn)橛^察遺傳效應(yīng)需要很長時(shí)間，目前輻射對(duì)遺傳影響的嚴(yán)重程度尚不能做出肯定的結(jié)論。89電離輻射對(duì)造血和

免疫系統(tǒng)的損傷90第一節(jié)電離輻射對(duì)造血系統(tǒng)的影響9192一、血液系統(tǒng)的輻射損傷特點(diǎn)劑量(Gy)病理變化～0.250.25～0.50.5～1.01.0～2.02.0～3.53.5～5.55.5～8.0不明顯或不易察覺的病變可逆性功能變化,可能有血象改變功能和血象的改變,但無臨床癥狀輕度骨髓型急性放射病中度骨髓型急性放射病重度骨髓型急性放射病極重度骨髓型急性放射病93

當(dāng)人體受到＞10Gy（腸型）和＞50Gy（腦型）的急性放射病時(shí)，雖然胃腸道和神經(jīng)系統(tǒng)的臨床表現(xiàn)掩蓋了血液系統(tǒng)的癥狀，但血液系統(tǒng)輻射損傷實(shí)際上比骨髓型的損傷更為嚴(yán)重，通常骨髓僅殘留若干變性、退化、不成熟的造血細(xì)胞，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)模糊的血竇，甚或出現(xiàn)大片荒蕪區(qū)域和“血湖”狀的骨髓腔。94二、電離輻射致出血綜合征

電離輻射對(duì)機(jī)體造成損傷主要癥候之一是出血，也是急性放射損傷死亡的主要原因之一。故又稱電離輻射出血綜合征（ionizingradiationbleedingsyndrome）。95

電離輻射所致出血綜合征的主要原因是：①凝血功能障礙②血管通透性增加③血管脆性增加④血小板數(shù)量和質(zhì)量上的改變；其主導(dǎo)環(huán)節(jié)是血小板的數(shù)量減少和功能低下。961.血小板數(shù)量減少2.血小板形態(tài)的改變3.血小板凝血功能障礙4.5-羥色胺功能障礙5.對(duì)毛細(xì)血管的保護(hù)作用減弱97對(duì)照組分?jǐn)?shù)30（d）20105Gyγ射線全面照射大鼠不同時(shí)間外周血細(xì)胞的變化趨勢中性粒細(xì)胞淋巴細(xì)胞血小板紅細(xì)胞025507510098第二節(jié)電離輻射對(duì)免疫系統(tǒng)的影響99一、免疫系統(tǒng)的放射敏感性淋巴樣組織對(duì)輻射敏感，其中：B＞T細(xì)胞潛在免疫活性細(xì)胞＞激活免疫活性細(xì)胞＞成熟免疫效應(yīng)細(xì)胞淋巴結(jié)、脾臟系統(tǒng)＞骨髓系統(tǒng)體液免疫系統(tǒng)＞細(xì)胞免疫系統(tǒng)100二、急性全身照射的免疫效應(yīng)

急性全身照射對(duì)免疫功能的影響取決于照射劑量，一般在0.5Gy以上的劑量照射即可顯示免疫的抑制作用，劑量愈大，抑制程度愈深，抑制持續(xù)時(shí)間愈久，半數(shù)致死劑量以上的照射可出現(xiàn)免疫功能的全面抑制。101吸收劑量（Gy）1401201008060402000胸腺細(xì)胞等（%）012345胸腺細(xì)胞CD4-CD8+CD4+CD8+CD4+CD8-CD4-CD8-小鼠胸腺細(xì)胞等與劑量效應(yīng)的關(guān)系102（一）對(duì)固有免疫系統(tǒng)的抑制

固有免疫又稱非特異性免疫，致死劑量照射后先天免疫的許多成份嚴(yán)重受抑，皮膚粘膜的屏障作用下降，阻擋及殺滅微生物的功能削弱，增加了細(xì)菌侵入組織的機(jī)會(huì)，在更大劑量照射后，腸道上皮細(xì)胞大量凋亡，絨毛裸露，使腸壁通透性增高，成為導(dǎo)致菌血癥和毒血癥的重要因素。103（二）對(duì)獲得性免疫應(yīng)答的抑制

獲得性免疫又稱為特異性免疫，具有抗原特異性。主要由抗原刺激誘導(dǎo)的特異抗體形成和特異細(xì)胞毒活性組成，大劑量急性放射損傷時(shí)淋巴細(xì)胞迅速減少，在第一天內(nèi)就達(dá)到極低點(diǎn)，因此照射后接受抗原刺激引起的特異性免疫反應(yīng)嚴(yán)重受抑。104（三）急性放射損傷并發(fā)感染及其特點(diǎn)并發(fā)感染是急性放射病死亡的重要原因之一。受照射機(jī)體的并發(fā)感染主要是體內(nèi)的條件致病菌引起的內(nèi)源性感染。造成并發(fā)感染的因素是①電離輻射使外周血細(xì)胞數(shù)極度下降②機(jī)體的非特異免疫系統(tǒng)和特異免疫系統(tǒng)高度抑制，機(jī)體失去對(duì)外界的抗病力③病原微生物繁殖和入侵，致病作用增強(qiáng)。105感染特點(diǎn)

很少量的微生物就能引起感染，照射劑量；感染的潛伏期縮短，病情表現(xiàn)重、出現(xiàn)早；炎癥灶內(nèi)缺乏炎癥特有的細(xì)胞，增生性炎癥反應(yīng)弱；體溫調(diào)節(jié)紊亂，熱型紊亂，不發(fā)熱或體溫下降等；特異性的血清反應(yīng)不出現(xiàn)；皮膚變態(tài)反應(yīng)出現(xiàn)異常；潛在感染活化；對(duì)毒素的易感染性增高；耐藥菌株的出現(xiàn)和菌群失調(diào)。106三、慢性照射的免疫效應(yīng)兩種可能性：一種是輻射損傷恢復(fù)時(shí)，免疫系統(tǒng)的功能完全恢復(fù)正常，但隨后的老齡化過程加速，因此在生命的晚期，機(jī)體的免疫力低于一般同齡個(gè)體；另一種是在某些情況下，輻射損傷后免疫系統(tǒng)實(shí)際上未完全恢復(fù)正常，以后又隨著年齡的增長而進(jìn)一步衰退，目前尚難以將這兩類情況完全區(qū)別清楚。107輻射防護(hù)的原則和措施

108一、輻射防護(hù)的目的

防止有害的確定性效應(yīng)，限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可以接受的水平?？傊鞘挂磺芯哂姓?dāng)理由的照射保持在可以合理做到的最低水平。109二、輻射防護(hù)的原則

實(shí)踐的正當(dāng)化放射防護(hù)最優(yōu)化個(gè)人劑量限值放射工作人員：連續(xù)5年<100mSv，<20mSv/年；眼晶體<150mSv/年；皮膚<500mSv。非放射工作人員：<1mSv110放射性核素分組和對(duì)放射性工作場所分類核素分組:極毒組,高毒組,中毒組,低毒組按使用的毒性和數(shù)量,放射性工作單位分類:一類等效年用量>1.85×1012Bq二類1.85×1011~1.85×1012三類＜1.85×1011Bq

111

等效年用量：指開放型工作單位所用的各種放射性核素的年用量(Bq)分別乘以放射性核素毒性組別系數(shù)(極毒組為10,高毒組為1,中毒組為0.1,低毒組為