电离辐射的生物学效应.ppt

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1、电离辐射生物学效应电离辐射生物学效应内容简介o概述o电离辐射的作用方式 o辐射危害的机理 o电离辐射的生物学效应 o电离辐射对人体损伤效应的影响因素o放射工作人员健康标准o 随着随着X射线诊断学、介入放射学、核医学、放射治疗学等的射线诊断学、介入放射学、核医学、放射治疗学等的发展和普及，使医疗照射成为不断增加的最大人工电离辐射发展和普及，使医疗照射成为不断增加的最大人工电离辐射照射的来源，在使用过程中，若管理不当，往往会引起一系照射的来源，在使用过程中，若管理不当，往往会引起一系列的列的生物学效应生物学效应问题。问题。 概述基本概念o电离辐射：凡能使受作用物质发生电离现象的辐射。o电离辐射生物

2、学效应：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。 放射性危害人体的方式 内照射内照射混合照射混合照射放射性核素体表污染放射性核素体表污染外照射外照射内照射 定义：放射性物质经吸入、食入或皮肤定义：放射性物质经吸入、食入或皮肤(完好的或伤口完好的或伤口)进入进入体内，从而造成放射性核素的体内污染，称为内照射体内，从而造成放射性核素的体内污染，称为内照射 特点：特点：在体内长期停留，持续照射在体内长期停留，持续照射 按衰变规律不断放出射线，只有全部衰变或排出后，按衰变规律不断放出射线，只有全部衰变或排出后，对机体的照射作用才

3、会停止对机体的照射作用才会停止 外照射定义：外照射是辐射源处于机体或生物体外部所产生的照射。特点：只有机体或生物体处于辐射场中，才接受照射，离开辐射场时，即不再接受照射。放射性核素体表污染定义：指放射性核素沾染于人体表面(皮肤或粘膜)。特点：以外照射为主，若有伤口，易形成内照射。混合照射o指上述一种以上作用方式作用于人体，也可以是一种或一种以上上述作用方式与其他类型非放射性损伤复合作用于人体，如放射复合烧伤、放射复合创伤等 照射方式图例电离辐射的介质电电离离辐辐射射直接致直接致电离电离粒子粒子间接致间接致电离电离粒子粒子粒子、粒子、粒子、质子、电子粒子、质子、电子射线、射线、射线、中子射线、中

4、子电离辐射生物学效应的基础电离辐射生物效应作用和类型继发作用继发作用生物学效应生物学效应原发作用原发作用直接作用直接作用间接作用间接作用原发作用o是指机体在电离辐射作用下导致相应的生是指机体在电离辐射作用下导致相应的生物大分子、物大分子、DNA、组织细胞等的微结构、组织细胞等的微结构的损伤的损伤原发作用分类 o直接作用直接作用：射线作用于蛋白质、：射线作用于蛋白质、核酸等生物活性大分子，产生电核酸等生物活性大分子，产生电离或激发，或引起化学键断裂，离或激发，或引起化学键断裂，造成分子结构和性质的改变，进造成分子结构和性质的改变，进而导致正常功能和代谢作用的障而导致正常功能和代谢作用的障碍。碍。

5、o间接作用间接作用：射线作用于体内水分：射线作用于体内水分子，引起水分子活化，生成自由子，引起水分子活化，生成自由基并通过自由基又间接作用于生基并通过自由基又间接作用于生物大分子，造成辐射损伤。物大分子，造成辐射损伤。 继发作用o由于生物活性大分子的损伤，继而发生的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、功能和结构的破坏组织细胞代谢的变化、功能和结构的破坏等作用。等作用。o继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可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或有的个体在修复后可在DNA中发生基中发生

6、基因突变，这是导致遗传效应和远期癌变的因突变，这是导致遗传效应和远期癌变的重要原因。重要原因。电离辐射的生物学效应电电离离辐辐射射生生物物学学效效应应分分类类效应对象效应对象躯体效应躯体效应全身效应全身效应局部效应局部效应遗传效应遗传效应效应时间效应时间远期效应远期效应近期效应近期效应效应规律效应规律随机效应随机效应确定效应确定效应慢性效应慢性效应急性效应急性效应躯体效应和遗传效应o受照射个体本身发生的各种效应称为受照射个体本身发生的各种效应称为躯体效应躯体效应。如辐射所致的骨髓造血障碍、白内障等。如辐射所致的骨髓造血障碍、白内障等。o受照射个体生殖细胞突变，而在子代身上表现出受照射个体生殖细

7、胞突变，而在子代身上表现出的效应称的效应称遗传效应遗传效应。这是由于电离辐射造成受照。这是由于电离辐射造成受照者生殖细胞遗传物质的损伤，引起基因突变和染者生殖细胞遗传物质的损伤，引起基因突变和染色体畸变，导致后代先天畸形、流产、死胎和某色体畸变，导致后代先天畸形、流产、死胎和某些遗传性疾病。遗传效应严重程度的变化范围很些遗传性疾病。遗传效应严重程度的变化范围很大，一种是导致第一代遗传疾病的显著突变大，一种是导致第一代遗传疾病的显著突变, 引引起儿童的先天畸形，有时会威胁生命；另一种是起儿童的先天畸形，有时会威胁生命；另一种是隐性突变，对最初几个子代的影响很小，但后代隐性突变，对最初几个子代的影

8、响很小，但后代遗传损伤的总数增加了。遗传损伤的总数增加了。全身照射和局部照射当外照射的射线照射身体某一部位，引起当外照射的射线照射身体某一部位，引起局部细胞反应者称局部照射。局部照射时局部细胞反应者称局部照射。局部照射时身体各部位的敏感性依次为身体各部位的敏感性依次为腹部腹部 盆腔盆腔 胸部胸部 头部头部 四肢四肢。当全身均匀或非均匀受到照射而产生全身当全身均匀或非均匀受到照射而产生全身效应时称全身照射。效应时称全身照射。近期效应及远期效应o近期效应近期效应是指受照射数小时至几周内出现的效应是指受照射数小时至几周内出现的效应.可分为急性效应和慢性效应两种。主要发生于核可分为急性效应和慢性效应两

9、种。主要发生于核事故或核武器袭击的受害者，或在较长时间内受事故或核武器袭击的受害者，或在较长时间内受到超过剂量限值的辐射引起的全身慢性损伤。例到超过剂量限值的辐射引起的全身慢性损伤。例如急性放射病和急性皮肤放射损伤均属于急性效如急性放射病和急性皮肤放射损伤均属于急性效应；而慢性放射病和慢性皮肤放射损伤则属于慢应；而慢性放射病和慢性皮肤放射损伤则属于慢性效应。性效应。o远期效应远期效应是指在照后数月才表现出来则称之为远是指在照后数月才表现出来则称之为远期效应，它也可以在照后几年或更长时间才出现，期效应，它也可以在照后几年或更长时间才出现，例如辐射致癌、辐射致白内障、辐射性遗传效应例如辐射致癌、辐

10、射致白内障、辐射性遗传效应等。远期效应包括躯体晚期效应和遗传效应等。远期效应包括躯体晚期效应和遗传效应。确定性效应 o指受到较大剂量的照射后肯定要发生的效应。指受到较大剂量的照射后肯定要发生的效应。o严重程度与剂量大小有关，剂量愈高则效应的严重严重程度与剂量大小有关，剂量愈高则效应的严重程度愈大；程度愈大；o特点是有剂量阈值，即剂量超过一定数值时才会发特点是有剂量阈值，即剂量超过一定数值时才会发生。生。o不同的受照对象，不同的器官组织其剂量阈值不同，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。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随机性效应o指发

11、生的几率与剂量大小有关的效应。指发生的几率与剂量大小有关的效应。o特点：效应严重程度与剂量大小无关，没有阈值。特点：效应严重程度与剂量大小无关，没有阈值。o从辐射防护的角度来看，任何大小的电离辐射对从辐射防护的角度来看，任何大小的电离辐射对人都是有害的，都可能导致随机性效应，只不过人都是有害的，都可能导致随机性效应，只不过当剂量很小时效应发生的几率很低。当剂量很小时效应发生的几率很低。o随机性效应的表现是诱发癌症。随机性效应的表现是诱发癌症。 随机性效应剂量效应曲线特征严重程度剂量阈值与阈剂量阈值与阈剂量 o阈值：一种刺激达到开始引起感觉，或者引起受激发的组织、器官基本全身器官反应的强度。o阈

12、剂量：是指电离辐射的某个剂量，当低于该剂量时不出现有害效应；从另一个角度看，则是指至少使1%-5%的受照个体发生特异性效应所需的辐射剂量。电离辐射所致健康效应的定量评价电离辐射所致健康效应的定量评价 不同照射剂量的、射线对人体损伤估计剂量剂量Gy对人体损伤的估计对人体损伤的估计50.0 脑型急性放射病脑型急性放射病(全部死亡全部死亡)随着受照剂量的增大，对人体的放射损伤逐渐加重随着受照剂量的增大，对人体的放射损伤逐渐加重 几种放射损伤的阈剂量几种放射损伤的阈剂量 放射损伤名称放射损伤名称剂量阈值剂量阈值外照射慢性放射病外照射慢性放射病1.5Sv外照射急性放射病外照射急性放射病1.0Gy急性放射

13、性皮肤损伤急性放射性皮肤损伤3.0Gy慢性放射性皮肤损伤慢性放射性皮肤损伤15.0Gy放射性白内障放射性白内障2.0Gy内照射放射病内照射放射病 1.0Sv以上以上成人四种较敏感组织确定性效成人四种较敏感组织确定性效应的阈剂量的估算值应的阈剂量的估算值 受照受照组织组织有害效应有害效应阈剂量阈剂量一次短时间照射（一次短时间照射（Sv）多年分次照射（多年分次照射（Sv/a）睾丸睾丸暂时不育暂时不育0.150.4永久不育永久不育3.56.02.0卵巢卵巢不育不育2.56.00.2眼晶眼晶体体可查出混浊可查出混浊0.52.00.1视力障碍（白内障）视力障碍（白内障）5.00.15骨髓骨髓造血机能低下

14、造血机能低下0.50.4再生障碍性贫血再生障碍性贫血1.50.1对其它系统的确定性效应o皮肤皮肤n35Gy，红斑和干性脱皮；，红斑和干性脱皮；20Gy，湿式脱，湿式脱皮；皮；50Gy，组织坏死。，组织坏死。o消化系统消化系统n10Gy以上，小肠损伤以上，小肠损伤确定效应-全身照射后的死亡全身吸收剂量全身吸收剂量（Gy)造成死亡的主要造成死亡的主要效应效应照后死亡时间照后死亡时间（d)35骨髓损伤骨髓损伤（LD50/60）3060515胃肠道及肺损伤胃肠道及肺损伤102015神经系统损伤神经系统损伤15随机性效应-致癌效应o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

15、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。 致癌危险概率致癌危险概率 低剂量低低剂量低LET辐射辐射照射诱发照射诱发人类癌瘤人类癌瘤的种类和的种类和致死性癌致死性癌症的终生症的终生死亡概率死亡概率系数系数（全全部年龄人部年龄人群）群）(10-2Sv-1)ICRP(1990)膀胱膀胱0.3骨髓骨髓0.5骨表面骨表面0.05乳腺乳腺0.20结肠结肠0.85肝脏肝脏0.15肺脏肺脏0.85食管食管0.30卵巢卵巢0.10皮肤皮肤0.02胃胃1.10甲状腺甲状腺0.08其余癌症其余癌症0.50癌症合计癌症合计5.00注：其注：其余癌症包余癌症包括肾上腺、括肾上腺、脑、上段

16、脑、上段大肠、小大肠、小肠、肾脏、肠、肾脏、肌肉、胰肌肉、胰腺、脾脏、腺、脾脏、胸腺和子胸腺和子宫等宫等10种种癌症；癌症； 这一这一癌症总计癌症总计值仅用于值仅用于一般公众一般公众。用于工。用于工作人员人作人员人群的致死群的致死性癌症总性癌症总危险取危险取4.0010-2Sv-1。电离辐射引起的法定职业病o职业性放射性疾病是指劳动者在职业活动中所患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。或是全身放射性疾病。o分为分为11类：类：n外照射急性放射病；外照射亚急性放射病；外照射急性放射病；外照射亚急性放射病；外照射慢性放射病；内照射放射病；放射性皮外照射慢性放射病；内照射放射病；放射性皮肤病；放射性肿瘤；放射性骨损伤；放射性肤病；放射性肿瘤；放射性骨损伤；放射性甲状腺疾病；放射性性腺疾病；放射性复合伤；甲状腺疾病；放射性性腺疾病；放射性复合伤；11根据根据职业病放射性疾病诊断标准（总则）职业病放射性疾