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1、放射物理与防护o放射物理与防放射物理与防护护放射物理与防护 第九章第九章 放射线对人体的放射线对人体的影响影响王文红王文红 南开大学人民医南开大学人民医院院学学习目目标掌握：掌握：确定性效确定性效应和随机性效和随机性效应的概念并了解的概念并了解它它们 各自包括的各自包括的辐射效射效应 。熟悉：熟悉：皮肤效皮肤效应的概念并了解其分度的概念并了解其分度诊断断标准准和和处 理原理原则 。了解：了解：靶学靶学说的基本内容；放射的基本内容；放射线引起的生物引起的生物学效学效应；胎儿出生前受照引起的效；胎儿出生前受照引起的效应 。 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响第一第一节 放射放射线的
2、生物学效的生物学效应第二第二节 影响放射影响放射损伤的因素的因素 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响第一第一节放射放射线的生物学效的生物学效应 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应一、放射生物学基一、放射生物学基础二、二、辐射生物效射生物效应分分类三、胎儿出生前受照效三、胎儿出生前受照效应四、皮肤效四、皮肤效应 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应一、放射生物学基一、放射生物学基础靶学靶学说和靶分子和靶分子细胞与分子放射生物学效胞与分子放射生物学效应辐射敏感性射敏感性第一节第一节 放射线的生物学效应放
3、射线的生物学效应生物结构内存在着对辐射敏感的部分-“靶”“靶”的损伤将引起某种生物效应电离辐射以离子簇的形式撞击靶区击中概率遵循泊松分布单次或多次击中靶区可产生某种放射生物效应靶学说靶学说（target theory ）的基本内容的基本内容第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应单靶模型靶模型多靶模型多靶模型单靶和多靶模型靶和多靶模型DNA双双链断裂模型断裂模型主要的靶学说主要的靶学说（target theory ）第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应受照射受照射细胞中的主要靶分子胞中的主要靶分子为基因基因组（genomic DNA）和和生物膜。生物膜。生物膜包括生物膜
4、包括质膜、核膜、核细胞器（胞器（线粒体、溶粒体、溶酶体等）膜等，体等）膜等，具有重要的生物功能，且具有重要的生物功能，且对电离离辐射比射比较敏感。敏感。射射线引起靶分子的引起靶分子的损伤，机体，机体进行反行反馈调节。损伤和修复和修复过程的消程的消长和和变化，决定着化，决定着细胞的存活、死亡、胞的存活、死亡、老化和癌老化和癌变。靶分子靶分子第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应细胞与分子放射生物学效胞与分子放射生物学效应DNA为生物生物遗传的重要物的重要物质。DNA结构受到破坏，将引起构受到破坏，将引起遗传信息功能的信息功能的错误表达。表达。DNA分子的放射分子的放射损伤与与细胞功能
5、障碍、癌胞功能障碍、癌变、染色体畸、染色体畸变、细胞死亡均有密切关系，且随胞死亡均有密切关系，且随辐射射剂量和靶体量和靶体积的增大而的增大而增加。增加。DNA损伤和修复和修复规律在律在肿瘤放射治瘤放射治疗中有重要中有重要应用价用价值。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应不同不同类型型细胞的胞的辐射敏感性射敏感性肿瘤瘤细胞的胞的辐射敏感性射敏感性不同不同细胞周期的胞周期的辐射敏感性射敏感性细胞内各不同大分子的相胞内各不同大分子的相对放射敏感性放射敏感性个体个体发育的放射敏感性育的放射敏感性 辐射敏感性辐射敏感性第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应不同不同类型型细胞的胞
6、的辐射敏感性射敏感性 高度敏感高度敏感细胞：淋巴胞：淋巴细胞、造血胞、造血细胞、生殖胞、生殖细胞胞等等 敏感敏感细胞：胞：膀胱、食道等上皮膀胱、食道等上皮细胞胞 中度敏感中度敏感细胞：神胞：神经节细胞、肌胞、肌细胞胞 不敏感不敏感细胞：胞：软骨及骨骨及骨细胞胞第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应肿瘤瘤细胞的胞的辐射敏感性射敏感性高敏感度高敏感度肿瘤：瘤：恶性淋巴瘤、精原性淋巴瘤、精原细胞瘤、胞瘤、肾母母细胞瘤胞瘤等等中度敏感中度敏感肿瘤瘤： 鳞状上皮癌、分化差的腺癌，状上皮癌、分化差的腺癌，脑胶胶质瘤瘤等等辐射抗性射抗性肿瘤：瘤：恶性黑色素瘤、性黑色素瘤、软骨肉瘤等骨肉瘤等第一节
7、第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应不同不同细胞周期的胞周期的辐射敏感性射敏感性有有丝分裂（分裂（M期）期）细胞很敏感胞很敏感间期期细胞中，胞中，G2时相相G1时相相S时相相细胞具有的周期阻滞特性会胞具有的周期阻滞特性会导致放射抗拒，致放射抗拒，严重影响重影响恶性性肿瘤的放瘤的放疗效果。效果。如何去除阻滞以提高如何去除阻滞以提高肿瘤瘤辐射敏感性是放射敏感性是放疗研究的研究的热点点 。 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应细胞内各不同大分子的相胞内各不同大分子的相对放射敏感性放射敏感性 同一同一细胞的不同胞的不同亚细胞胞结构的放射敏感性差异构的放射敏感性差异较大大细胞核的放
8、射敏感性明胞核的放射敏感性明显高于胞高于胞浆细胞内不同分子相胞内不同分子相对敏感性敏感性 ： DNAmRNArRNAtRNA蛋白蛋白质 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应个体个体发育的放射敏感性育的放射敏感性放射敏感性随着个体放射敏感性随着个体发育育过程而逐程而逐渐降低降低妊娠的最初妊娠的最初阶段最敏感段最敏感出生后幼年比成年放射敏感性高出生后幼年比成年放射敏感性高老年相老年相对不敏感不敏感 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应1.确定性效确定性效应（deterministic effects）射射线照射人体全部照射人体全部组织或局部或局部组织，若能，若能杀死相当
9、死相当数量的数量的细胞，而胞，而这些些细胞又不能由活胞又不能由活细胞的增殖来胞的增殖来补充，充，则这种照射可引起人种照射可引起人类的的确定性效确定性效应，其其与与剂量呈量呈非非线性关系性关系，其部分其部分功能性确定性效功能性确定性效应可逆。可逆。2.随机性效随机性效应（stochastic effects）电离离辐射的射的随机性效随机性效应被被认为无无剂量量阈值，其有害效，其有害效应的的严重程度与受照重程度与受照剂量的大小无关，包括量的大小无关，包括致癌效致癌效应和和遗传效效应。 二、辐射生物学效应分类二、辐射生物学效应分类第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应第一节第一节 放射线
10、的生物学效应放射线的生物学效应 遗传效效应是指是指性腺受到性腺受到电离离辐射的照射，引起生殖射的照射，引起生殖细胞的胞的损伤（基因突（基因突变或染色体畸或染色体畸变）可以）可以传递下去并表下去并表现为受照受照者后代的者后代的遗传紊乱，紊乱，这种出种出现在后代中的在后代中的随机性效随机性效应。包括包括显性突性突变和和隐性突性突变。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应三、三、 胎儿出生前受照效胎儿出生前受照效应 胚胎死亡：胚胎死亡：着床前着床前阶段（段（0 09d9d）或着床后不久（）或着床后不久（2 2周）周） 的妊娠早期的妊娠早期畸形：畸形：受孕后受孕后9 94242天天智力低下
11、：智力低下：妊娠妊娠8 81515周最敏感周最敏感，其次是其次是16162525周周诱发癌症：癌症：出生后出生后10101515年年第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应第一节第一节 放射线的生物学效放射线的生物学效应应急性放射性皮肤急性放射性皮肤损伤（acute radiation injuries of skin） 慢性慢性放射性皮肤放射性皮肤损伤（chronic radiation injuries of skin） 放射性皮肤癌放射性皮肤癌（skin cancer induced by radiation） 四、四、皮肤效应皮肤效应第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生
12、物学效应急性放射性皮肤急性放射性皮肤损伤的概念的概念 是指是指身体局部受到身体局部受到一次或短一次或短时间（数日）内多次（数日）内多次受受到大到大剂量（量（、及及射射线等）外照射所引起的急性放等）外照射所引起的急性放射性皮炎及放射性皮肤射性皮炎及放射性皮肤溃疡。第一节第一节 放射线的放射线的生物学生物学效应效应急性放射性皮肤急性放射性皮肤损伤诊断断标准准根根据据患患者者的的职业史史、皮皮肤肤受受照照史史、法法定定局局部部剂量量监测提提供供的的受受照照剂量量及及现场受受照照个个人人剂量量调查和和临床床表表现，进行行综合分析做出合分析做出诊断。断。皮皮肤肤受受照照后后的的主主要要临床床表表现和和预
13、后后，因因射射线种种类、照照射射剂量量、剂量量率率、射射线能能量量、受受照照部部位位、受受照照面面积和身体情况等而异。和身体情况等而异。最最后后诊断断，应以以临床床症症状状明明显期期皮皮肤肤表表现为主主，并并参考照射参考照射剂量量值。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应慢慢性放射性皮肤性放射性皮肤损伤的概念的概念由由急性放射性皮肤急性放射性皮肤损伤迁延而来或由小迁延而来或由小剂量射量射线长期期照射（照射（职业性或医源性）性或医源性）后引起的慢性放射性皮炎及慢后引起的慢性放射性皮炎及慢性放射性皮肤性放射性皮肤溃疡 （年累年累积剂量一
14、般大于量一般大于15Gy）。）。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应放射性皮肤放射性皮肤癌癌是指在是指在电离离辐射所致皮肤放射性射所致皮肤放射性损害的基害的基础上上发生的皮肤癌生的皮肤癌 。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应放射性皮肤放射性皮肤癌的癌的诊断断依据依据须是在原放射性是在原放射性损伤的部位上的部位上发生的皮肤癌。生的皮肤癌。癌癌变前前表表现为射射线所所致致的的角角化化过度度或或长期期不不愈愈的的放放射射性性溃疡。凡凡不不是是在在皮皮肤肤受受放放射射性性损害害部部位位的的皮皮肤肤癌癌，均均不不能能诊断断为
15、放射性皮肤癌。放射性皮肤癌。发生生在在手手部部的的放放射射性性皮皮肤肤癌癌其其细胞胞类型型多多为鳞状状上上皮皮细胞胞 。第二节第二节 影响放射影响放射损伤损伤的因素的因素辐射种射种类和能量和能量 射射线的的电离密度与其穿透能力成反比关系离密度与其穿透能力成反比关系，电离密度大离密度大小小为，而穿透能力，而穿透能力。吸收吸收剂量量在一定范在一定范围内，吸收内，吸收剂量愈大，生物效量愈大，生物效应愈愈显著著。剂量率量率单位位时间接受的照射接受的照射剂量，量，剂量率愈大，效量率愈大，效应愈愈显著著。一、与电离辐射有关的因素一、与电离辐射有关的因素第二节第二节 影响放射影响放射损伤损伤的因素的因素分次
16、照射分次照射照射部位照射部位腹部腹部较重，其次重，其次为盆腔、盆腔、头颅、胸部、四肢、胸部、四肢照射面照射面积照射方式照射方式外照射、内照射和混合照射外照射、内照射和混合照射 一、与电离辐射有关的因素一、与电离辐射有关的因素第二节第二节 影响放射影响放射损伤损伤的因素的因素种系种系机体机体组织结构越复构越复杂，放射敏感性越高，放射敏感性越高。放射生物学中常用引起被照机体死亡放射生物学中常用引起被照机体死亡50时的的剂量作量作为指指标衡量机体的放射敏感性，称衡量机体的放射敏感性，称为半数致死半数致死剂量量。个体及个体个体及个体发育育过程程总的的趋势是随着个体的是随着个体的发育育过程，程，辐射敏感
17、性降低射敏感性降低，但，但老年老年敏感。敏感。不同不同组织和和细胞的胞的辐射敏感性射敏感性一种一种组织的放射敏感性与其的放射敏感性与其细胞的分裂活胞的分裂活动成正比，而成正比，而与其分化程度成反比与其分化程度成反比。二、与机体有关的因素二、与机体有关的因素第二节第二节 影响放射影响放射损伤损伤的因素的因素在低温、缺氧的情况下，可以减在低温、缺氧的情况下，可以减轻生物效生物效应。受照者的年受照者的年龄、性、性别、健康情况、健康情况、营养情况以及养情况以及精神状精神状态等不同，引起的生物效等不同，引起的生物效应也不同也不同。三、三、环境环境因素因素小结小结1 1、电离辐射可引起机体的损伤，这种损伤
18、与电离电离辐射可引起机体的损伤，这种损伤与电离辐射辐射、机体以及环境等因素有关系机体以及环境等因素有关系。2 2、基因组基因组和生物膜是受照射细胞中的主要靶分子，和生物膜是受照射细胞中的主要靶分子，是引起细胞一系列生化变化的关键。是引起细胞一系列生化变化的关键。3 3、电离辐射引起人体的生物效应分为确定性效应、电离辐射引起人体的生物效应分为确定性效应和随机性效应。和随机性效应。4 4、确定性效应是指有剂量阈值的一类电离辐射效、确定性效应是指有剂量阈值的一类电离辐射效应。应。小小 结结5 5、随机性效应是指其发生的几率（而非严重程度）、随机性效应是指其发生的几率（而非严重程度）与受照剂量大小有关的一类辐射生物效应，它包括与受照剂量大小有关的一类辐射生物效应，它包括致癌效致癌效 应和遗传效应。应和遗传效应。6 6、射线对不同时期的胎儿会造成死亡、畸形、智力、射线对不同时期的胎儿会造成死亡、畸形、智力低下和诱发癌症等。低下和诱发癌症等。7 7、皮肤接受射线的照射后会出现急性放射性皮肤损、皮肤接受射线的照射后会出现急性放射性皮肤损伤、慢性放射性皮肤损伤和放射性皮肤癌等反应。伤、慢性放射性皮肤损伤和放射性皮肤癌等反应。8 8、出现这些损伤后应视严重程度的不同采取不同措、出现这些损伤后应视严重程度的不同采取不同措施，给予积极治疗。施，给予积极治疗。
