辐射对人体健康的影响

《辐射对人体健康的影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辐射对人体健康的影响（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第五章 辐射对人体健康的影响1 辐射生物学效应基础1.1 人体生理学基础n n与进入人体的放射性物质的行为最有关系的系统是循环系统、呼吸系统和消化系统。 1.1.1 循环系统n n 循环系统是血管的一种闭合回路，在心脏的作用下血液循环系统是血管的一种闭合回路，在心脏的作用下血液沿着血管抽吸。血液是人体的运输机器，它几乎循环到每沿着血管抽吸。血液是人体的运输机器，它几乎循环到每一个部位，给细胞带来了食物和氧气。它还带走了废物和一个部位，给细胞带来了食物和氧气。它还带走了废物和二氧化碳，并将它们传送到排泄器官。心脏实际上是两个二氧化碳，并将它们传送到排泄器官。心脏实际上是两个泵。左边的泵通过动脉将

2、血液送到组织中。养料是通过组泵。左边的泵通过动脉将血液送到组织中。养料是通过组织液从组织输送到细胞中。血液通过组织以后经由静脉回织液从组织输送到细胞中。血液通过组织以后经由静脉回到右边的心脏。然后右边的泵将血液送到肺，在肺中氧化到右边的心脏。然后右边的泵将血液送到肺，在肺中氧化之后重新回到左边的心脏。之后重新回到左边的心脏。1.1.1 循环系统n n动脉血含有很多氧气，并呈鲜红色，而从组织返回的动脉血含有很多氧气，并呈鲜红色，而从组织返回的血液含有很少的氧气并呈暗红色。人体内约有血液含有很少的氧气并呈暗红色。人体内约有5 5升血升血液，平均每分钟循环一次。液，平均每分钟循环一次。n n血液中有

3、三种血液细胞，各自都执行着重要的功能：血液中有三种血液细胞，各自都执行着重要的功能：n n红细胞（红血球）给人体输送所需要的养料和氧气；红细胞（红血球）给人体输送所需要的养料和氧气；n n白细胞（白血球白细胞（白血球 + + 淋巴）抵御微生物对人体的感染；淋巴）抵御微生物对人体的感染；n n血小板（凝血细胞）在损伤部位凝固血液。血小板（凝血细胞）在损伤部位凝固血液。1.1.2 呼吸系统n n用呼吸这种方法将氧气用呼吸这种方法将氧气(O(O2 2) )吸进肺并把二氧化碳吸进肺并把二氧化碳（COCO2 2）排出。当血液流过肺时吸收）排出。当血液流过肺时吸收O O2 2并按照上并按照上述方法把它输送

4、给各组织。血液又把组织产生的述方法把它输送给各组织。血液又把组织产生的COCO2 2废气带回肺并呼出。每天呼吸的空气体积约废气带回肺并呼出。每天呼吸的空气体积约20m20m3 3，通常认为其中一半的空气是在，通常认为其中一半的空气是在8 8小时工作小时工作期间内呼吸的，因此，工作时可按每小时呼吸期间内呼吸的，因此，工作时可按每小时呼吸1.2m1.2m3 3计算。计算。1.1.2 呼吸系统n n人在呼吸过程中吸进大量的外界物质，有的是气体，有的是人在呼吸过程中吸进大量的外界物质，有的是气体，有的是微粒（即气载粉尘）。气体自由地进入肺，而后又进入血液，微粒（即气载粉尘）。气体自由地进入肺，而后又进

5、入血液，进入血液的量在某种程度上取决于溶解度。而被吸入的微粒进入血液的量在某种程度上取决于溶解度。而被吸入的微粒物质只有一小部分沉积在肺里，其余部分不是被呼出就是沉物质只有一小部分沉积在肺里，其余部分不是被呼出就是沉积在上呼吸道而后又被咽下。沉积在肺中的物质的行为主要积在上呼吸道而后又被咽下。沉积在肺中的物质的行为主要取决于它的溶解度。溶解度很高的物质能很快（大都是在几取决于它的溶解度。溶解度很高的物质能很快（大都是在几小时内）被血液吸收，但是不溶性微粒可以被滞留在肺里好小时内）被血液吸收，但是不溶性微粒可以被滞留在肺里好几个月，进入血液的放射性物质被血液传送到人体的其他部几个月，进入血液的放

6、射性物质被血液传送到人体的其他部分。显然，呼吸系统为放射性物质进入人体提供了一条途径。分。显然，呼吸系统为放射性物质进入人体提供了一条途径。1.1.3 消化系统n n消化系统由食管、胃、十二指肠和小肠组成，小肠又与大消化系统由食管、胃、十二指肠和小肠组成，小肠又与大肠相连。由口吃进去的食物转化成适合于产生热量和能量肠相连。由口吃进去的食物转化成适合于产生热量和能量的形式以及组织生长和恢复所需要的分子。食物中的大分的形式以及组织生长和恢复所需要的分子。食物中的大分子被血液吸收之前先在消化道内被酶所打碎，然后经由肝子被血液吸收之前先在消化道内被酶所打碎，然后经由肝被输送到各个组织中去。未被吸收的食

7、物和细菌以及从小被输送到各个组织中去。未被吸收的食物和细菌以及从小肠壁上脱落下来的细胞一起作为固体废物（粪便）排泄出肠壁上脱落下来的细胞一起作为固体废物（粪便）排泄出去。液体废物（溶解于水中的废细胞）经过肾和膀胱作为去。液体废物（溶解于水中的废细胞）经过肾和膀胱作为尿从人体排泄出去。尿从人体排泄出去。1.1.3 消化系统n n咽下可溶的放射性污染物时，可通过消化道然后咽下可溶的放射性污染物时，可通过消化道然后被血液吸收，血液又将它们带到身体的各个部位。被血液吸收，血液又将它们带到身体的各个部位。不溶性放射污染物通过消化道然后从粪便中排泄不溶性放射污染物通过消化道然后从粪便中排泄出去。当这些放射

8、性物质通过人体时将使消化道出去。当这些放射性物质通过人体时将使消化道和大肠受到照射。和大肠受到照射。 图图4.1 简单的人体生理学图解简单的人体生理学图解 1.2 细胞生物学细胞生物学1.2.1 细胞的结构和功能n n一切有生命的生物和有机体都是由称之为细胞的一切有生命的生物和有机体都是由称之为细胞的微细结构组成。细胞的基本成分是细胞核、细胞微细结构组成。细胞的基本成分是细胞核、细胞核的周围是称之为细胞质的液体和一层膜，它形核的周围是称之为细胞质的液体和一层膜，它形成细胞壁。成细胞壁。n n人体的各种器官和组织都是由细胞组成的。人体的各种器官和组织都是由细胞组成的。1.2.1 细胞的结构和功能

9、图图4.2 人体的典型细胞结构人体的典型细胞结构1.2.1 细胞的结构和功能n n细胞的最简单图象是，细胞质是细胞的细胞的最简单图象是，细胞质是细胞的“ “工厂工厂” ”，而细胞核包，而细胞核包含着细胞为执行自己的功能和进行自身繁殖所需要的所有信息。含着细胞为执行自己的功能和进行自身繁殖所需要的所有信息。细胞质分解食物并将它转化为能量和小分子。随后这些小分子细胞质分解食物并将它转化为能量和小分子。随后这些小分子又转化成供细胞自己维持生存和繁衍所需要的复杂分子。又转化成供细胞自己维持生存和繁衍所需要的复杂分子。n n细胞核包含有染色体。染色体是由基因构成的细小线状结构。细胞核包含有染色体。染色体

10、是由基因构成的细小线状结构。人类的细胞通常含有人类的细胞通常含有4646个染色体，基因由脱氧核糖核酸个染色体，基因由脱氧核糖核酸（DNADNA）和蛋白质分子组成，而且带有决定子体细胞特性的信）和蛋白质分子组成，而且带有决定子体细胞特性的信息。息。 1.2.2细胞的繁殖n n细胞是能够繁殖的，这是为了补偿死去的细胞。细胞是能够繁殖的，这是为了补偿死去的细胞。人体不同类型细胞的寿命，在几个小时到很多年人体不同类型细胞的寿命，在几个小时到很多年之间变化。细胞以两种方法进行繁殖，称之为有之间变化。细胞以两种方法进行繁殖，称之为有丝分裂和减数分裂。有丝分裂细胞是人体的普通丝分裂和减数分裂。有丝分裂细胞是

11、人体的普通细胞，而在有丝分裂中通过纵向分裂生殖染色体。细胞，而在有丝分裂中通过纵向分裂生殖染色体。然后，原来的细胞分裂成两个新细胞，它们都和然后，原来的细胞分裂成两个新细胞，它们都和原来的细胞相同。原来的细胞相同。1.2.2细胞的繁殖n n减数分裂是一种特殊的分裂，产生于卵子。这种减数分裂是一种特殊的分裂，产生于卵子。这种分裂在细胞的生命周期中只能有一次，并只能发分裂在细胞的生命周期中只能有一次，并只能发生在生殖细胞中。在生殖细胞期间，新细胞含有生在生殖细胞中。在生殖细胞期间，新细胞含有从每个母体那里带来的遗传物质（即基因）。胚从每个母体那里带来的遗传物质（即基因）。胚胎以及随后的后代就是由这

12、种单细胞受精卵发育胎以及随后的后代就是由这种单细胞受精卵发育起来的。起来的。1.3 电离辐射生物学效应的机理n n核辐射与普通的辐射（如热和光）之间的基本区核辐射与普通的辐射（如热和光）之间的基本区别在于，核辐射具有足够的能量引起电离。细胞别在于，核辐射具有足够的能量引起电离。细胞主要由水组成的。在水中的电离将使分子发生变主要由水组成的。在水中的电离将使分子发生变化并会形成一种对染色体有害的化学物质。这种化并会形成一种对染色体有害的化学物质。这种损伤使细胞的结构和功能发生变化。损伤使细胞的结构和功能发生变化。 人们发现辐射生物效应有人们发现辐射生物效应有2个特点：个特点： 第一个是机体吸收的能

13、量不大，生物效应却很大第一个是机体吸收的能量不大，生物效应却很大，例如 6.0Gy 的 X 射线可使人或高等动物发生致死效应，若将这些能量转换为热能，才可使体温升高0.002度。若以热辐射代替电离辐射，需大110万倍的能量才能引起机体死亡 ； 第二个是短暂的作用引起长期效应，第二个是短暂的作用引起长期效应，射线穿过受照机体只是瞬间完成，而它引起的生物效应却能持续很长时间 1.3 电离辐射生物学效应的机理 辐射引起的生物效应是一个非常复杂的过程，生物机体吸收辐射能量到生物效应发生，乃至机体损伤或死亡要经历许多性质不同的变化，有机体物质分子的变化，细胞功能、代谢和结构的变化，以及完整机体各个组成部

14、分之间相互关系的变化。在人体内，这些变化可能显示出临床症状，如放射性病、白内障或在以后较长时期内出现的癌。可分为：物理阶段，物理化学阶段，化学阶段，生物学阶段。从变化时间来看，有些变化瞬间即逝，有些需时较久，甚至延迟数年。可归纳于图2-1。1.3 电离辐射生物学效应的机理1.3 电离辐射生物学效应的机理n n1 最初的物理阶段n n只持续很短的时间（只持续很短的时间（1010-16-16秒），在这一瞬间秒），在这一瞬间能量沉积在细胞内并引起电离。能量沉积在细胞内并引起电离。n n在水中这个过程可以写作为：在水中这个过程可以写作为：n nH H2 2O O H H2 2O O + e + e 1

15、.3 电离辐射生物学效应的机理n n2 2 物理物理- -化学阶段化学阶段 n n大约持续大约持续1010-6-6秒，在这段时间，离子在水中将产秒，在这段时间，离子在水中将产生多种反应产物，其中的两种产物生多种反应产物，其中的两种产物H H和和OHOH，称之，称之为自由基，它们在化学上是很活泼的。还有一种为自由基，它们在化学上是很活泼的。还有一种反应产物是强氧化剂过氧化氢（反应产物是强氧化剂过氧化氢（H H2 2O O2 2）：）：n n OH + OH OH + OH H H2 2O O2 21.3 电离辐射生物学效应的机理n n3 化学阶段n n持续几秒钟，在此期间，反应产物与细胞的重持续

16、几秒钟，在此期间，反应产物与细胞的重要有机分子相互作用。自由基和氧化剂可能破要有机分子相互作用。自由基和氧化剂可能破坏构成染色体的复杂分子。例如，它们可能附坏构成染色体的复杂分子。例如，它们可能附着于分子上并破坏长分子链中的键。着于分子上并破坏长分子链中的键。1.3 电离辐射生物学效应的机理n n4 生物阶段n n在这个阶段，时间长短可从几十分钟到几十年，在这个阶段，时间长短可从几十分钟到几十年，这要看特定的症状而定。这要看特定的症状而定。1.3 电离辐射生物学效应的机理分子水平分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细

17、胞变异导致DNA损伤细胞水平细胞水平临床症状临床症状效应效应生物效应产生的过程和机理生物效应产生的过程和机理生物效应产生的过程和机理生物效应产生的过程和机理1.3 电离辐射生物学效应的机理 尽管电离辐射引起生物学效应的机理十分复杂，目前已得初步成果，通常将辐射生物效应的发展过程分为原发作用和继发作用两个方面。（1）原发作用）原发作用 1）直接作用（）直接作用（direct effects ） 是指电离辐射直接作用于具有生物活性的大分子，如核酸、蛋白质（包括酶）等。使它们发生电离和激发或化学键的断裂等变化， ，从而引起其正常功能和代谢作用的障碍。如DNA的断裂，酶的活性降低或丧失，膜系分子结构的

18、破坏等1.3 电离辐射生物学效应的机理2）间接作用（）间接作用（indirect effects ） 间接作用是指溶质分子与辐射引起的溶剂分子的反应产物之间的相互作用。在生物体中，间接作用主要是指辐射通过水的原发辐解产物（H、OH、e-aq、H2O2、HO2等）对生物大分子的作用，引起生物大分子的损伤。生物体内一般含水量高于70% ，细胞内的生物大分子存在于含大量水的环境中，因此间接作用对生物大分子的损伤作用有重要意义。 辐射作用于水分子形成化学性质非常活泼的一系列产物，如下图： 1.3 电离辐射生物学效应的机理（2）继发作用）继发作用 辐射作用中原发作用和继发作用的划分至尽并无确切界限。一般

19、将原发作用视为从辐射能被吸收后，通过直接和间接作用，造成生物大分子的损伤和细胞微细结构的损伤及破坏，导致细胞的代谢、生理功能以及结构和形态改变，甚至引起细胞死亡。而继发作用是在细胞损伤的基础上，引起各组织器官和系统的损伤，导致临床症状的出现，甚至机体的死亡。放射损伤中的继发作用可能是多因素综合作用的结果1.3 电离辐射生物学效应的机理 2. 几种电离辐射的相对危害性几种电离辐射的相对危害性n n核电厂常见的辐射为核电厂常见的辐射为 辐射、辐射、 辐射、辐射、 辐射和中子辐射。辐射和中子辐射。电离辐射对人体的危害，主要在于辐射的能量导致构成人电离辐射对人体的危害，主要在于辐射的能量导致构成人体组

20、织的细胞受到损伤。由于电离辐射的类型不同，因此体组织的细胞受到损伤。由于电离辐射的类型不同，因此它们对人体的危害情况也不一样。相对而言，有的辐射产它们对人体的危害情况也不一样。相对而言，有的辐射产生外照射的危害性大一些，而有的辐射产生内照射的危害生外照射的危害性大一些，而有的辐射产生内照射的危害性大一些。性大一些。n n所谓外照射和内照射就是辐射源分别在人体外和人体内对所谓外照射和内照射就是辐射源分别在人体外和人体内对人体形成的照射。人体形成的照射。 2.1 粒子的相对危害性粒子的相对危害性n n粒子质量大，电荷多，在物质中的射程很短。能量最大的粒子在空气中的射程只有几厘米，但难以穿透人体皮肤

21、外表的角质层。因为角质层是一层无生命组织，粒子几乎不存在外照射危害的问题。2.1 粒子的相对危害性粒子的相对危害性n n 粒子一旦进入人体，其射程短这一特点就显得非粒子一旦进入人体，其射程短这一特点就显得非常重要了。此时，常重要了。此时， 辐射源被人体活组织所包围，辐射源被人体活组织所包围，损伤几乎都集中在损伤几乎都集中在 粒子源点的附近。若粒子源点的附近。若 粒子沉粒子沉积在人体内的某个器官，积在人体内的某个器官， 粒子的能量就会被该器粒子的能量就会被该器官全部吸收。这样，该器官就会受到严重的损害。官全部吸收。这样，该器官就会受到严重的损害。因此，因此， 粒子的内照射危害是很值得重视的。粒子

22、的内照射危害是很值得重视的。2.2 粒子的相对危害性粒子的相对危害性n n与与 粒子相比，粒子相比， 粒子在空气中的射程较远。能量较高的粒子在空气中的射程较远。能量较高的 粒子才能穿透人体皮肤进入浅表组织几毫米。因此，粒子才能穿透人体皮肤进入浅表组织几毫米。因此， 粒粒子具有外照射的危害。不过，它只能造成人体皮肤和浅表子具有外照射的危害。不过，它只能造成人体皮肤和浅表组织的受照，是一个轻微的外照射源。组织的受照，是一个轻微的外照射源。n n 粒子同样也有内照射的危害，但与粒子同样也有内照射的危害，但与 粒子相比，其危害性粒子相比，其危害性要小些。因为要小些。因为 粒子在组织中射程较远，在组织的

23、某个小粒子在组织中射程较远，在组织的某个小体积内放出的能量较体积内放出的能量较 粒子小，因此，这个小体积内组织粒子小，因此，这个小体积内组织的损伤也较小。的损伤也较小。 2.3 射线（包括射线）的相对危害性射线（包括射线）的相对危害性n n射线和射线和 射线在空气和其它物质中射程很远，穿透力强，射线在空气和其它物质中射程很远，穿透力强，即使离辐射源很远，也可能对人体造成外照射的危害。当即使离辐射源很远，也可能对人体造成外照射的危害。当人体处于射线或人体处于射线或 射线辐射场中时，可能会使所有的器射线辐射场中时，可能会使所有的器官和组织均受到照射。因此，就外照射而言，、官和组织均受到照射。因此，

24、就外照射而言，、 射线射线与与 、 粒子相比具有更大的危害性。粒子相比具有更大的危害性。n n由于、由于、 射线在人体组织中的射程很远，甚至贯穿人体，射线在人体组织中的射程很远，甚至贯穿人体，因而交给组织中某一小体积内的能量较少，损伤也较小。因而交给组织中某一小体积内的能量较少，损伤也较小。可见，就内照射而言，、可见，就内照射而言，、 射线对人体的危害要比射线对人体的危害要比 、 粒子小得多。粒子小得多。2.4 中子的相对危害性中子的相对危害性n n中子不带电，无论在空气中还是在其它物质中，它均有很中子不带电，无论在空气中还是在其它物质中，它均有很远的射程。因此，与射线和远的射程。因此，与射线

25、和 射线一样，中子对人体的射线一样，中子对人体的影响主要是外照射的危害。但由于中子的品质因子是射影响主要是外照射的危害。但由于中子的品质因子是射线和线和 射线的射线的2020倍，因此，同样的吸收剂量，中子对人体倍，因此，同样的吸收剂量，中子对人体的相对危害性要比射线和的相对危害性要比射线和 射线大得多。射线大得多。n n中子几乎不存在内照射的问题，因为中子源进入人体的机中子几乎不存在内照射的问题，因为中子源进入人体的机会是极为罕有的。会是极为罕有的。n n综上所述，核电站常见的几种辐射，就其相对危综上所述，核电站常见的几种辐射，就其相对危害性而言，害性而言， 辐射和辐射和 辐射的潜在危害主要在

26、内照辐射的潜在危害主要在内照射，而辐射射，而辐射( (包括包括 射线射线) )和中子辐射的潜在危害和中子辐射的潜在危害主要在外照射，这些相对不同的危害性也是辐射主要在外照射，这些相对不同的危害性也是辐射防护关注的重点。防护关注的重点。3辐射的生物效应辐射的生物效应1）躯体效应（）躯体效应（somatic effects )指出现在受照者本身的效应。包括全身效应和局部效应。躯体效应是由于人体普通细胞受到损伤引起的，并且只影响受照人本身。躯体效应根据其显现时间可分为早期效应和晚期效应。（1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应（1）按效应出现的对象分为躯体

27、效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应躯体的早期效应躯体的早期效应n n躯体的早期效应是指受照之后几个小时到几周内躯体的早期效应是指受照之后几个小时到几周内就会出现的那种效应，就会出现的那种效应，包括造血组织、消化系统包括造血组织、消化系统及中枢神经系统等的效应。根据效应发生的急缓及中枢神经系统等的效应。根据效应发生的急缓又可分为急性效应（又可分为急性效应（acute effects ) ,acute effects ) ,包括急性放包括急性放射病和急性放射性皮肤损伤；和慢性效应射病和急性放射性皮肤损伤；和慢性效应（chronic effects ) , chronic eff

28、ects ) , 包括慢性放射病和慢性放射包括慢性放射病和慢性放射性皮肤损伤。性皮肤损伤。（1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应n n一般只有在急性大量照射后，才有可能出现。如急剧地受照1 Gy以上，可能在几小时之后出现恶心和呕吐，还可能引起白血球、血小板减少等；如一次受照5 Gy以上，皮肤会出现线斑和脱毛；只有在受照数十Gy以上才会引起中枢神经的损伤。（1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应n n一般情况下，全身受照0.51Gy照射时，通常反应较少，个别人有恶心，呕吐反应。正常人群受到小剂量的射线照射后

29、，主要出现以植物神经系统功能紊乱为主的早期临床症状，在受照后12天内可自行消失。（1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应（1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应n n核能工业引起的工作人员和公众的照射水平远远核能工业引起的工作人员和公众的照射水平远远低于产生早期效应的水平，只有在发生几率极小低于产生早期效应的水平，只有在发生几率极小的重大核事故中才有可能急剧地受到大剂量的照的重大核事故中才有可能急剧地受到大剂量的照射。射。n n辐射防护关注的重点是长期小剂量照射的累加可辐射防护关注的重点是长期小剂量照射的累

30、加可能对人体产生的有害效应。能对人体产生的有害效应。远期效应（远期效应（long-term effects ) 把经历潜伏期较长的躯体效应称为晚期效应，主要指受照6个月以后出现的机体变化。 晚期效应的表现主要有各种癌症、白内障、不育症、寿命缩短等。 由于晚期效应的潜伏期较长，很容易同其它的因素，如工业污染、化学药物或长期不良的生活习惯所引起的效应相混，故不能确切地判明引起效应的原因。 （1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应（1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应 同时由于核工业只有几十年的历史，尚未积累许

31、多可靠的资料和足够的实验数据，特别是在较小剂量和剂量率条件下，更缺乏令人信服的资料。 因此不可能给出有关晚期效应与剂量当量的严格的对应关系。在这样的情况下，不要一提到癌症、白内障和不育症等就认为是电离辐射引起的，其实，通过对现有资料的分析研究，电离辐射只是增加了某些晚期效应的发生几率。 关于近期效应关于近期效应日本核临界事故日本核临界事故（99.09.30）事故发生时的位置图事故发生时的位置图S氏（氏（10Gy）20分钟后感觉麻木、分钟后感觉麻木、呕吐、腹泻呕吐、腹泻O氏（氏（17Gy）：）：意识丧失、呕吐、意识丧失、呕吐、腹泻、淋巴细胞数腹泻、淋巴细胞数关于远期效应的潜伏期关于远期效应的潜伏

32、期日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化010年年20年年30年年40年年白血病白血病之外的肿瘤2年年（1）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效）按效应出现的对象分为躯体效应和遗传效应应n2) 遗传效应遗传效应 (genetic effects )n指出现在受照者后代的效应。遗传效应则是由于生殖细胞受到损伤引起的，将影响受照者的子孙后代，主要是指畸形、低智、白痴等。n与晚期效应一样，遗传基因的变化或突变既可由电离辐射诱发，也可由非电离辐射因素诱发，电离辐射也只是增加了遗传效应的发生几率而已。 ）随机性效应（）随机性效应（stochastic effects )

33、 发生几率与剂量成正比，而严重程度与剂量无关的辐射效应。在辐射防护感兴趣的低剂量范围内，可以假定随机性效应的发生几率与受照剂量之间存在着线性无阈的关系。依据这个假定，就可把一个器官或组织若干次受照剂量简单地相加，用以评价该器官或组织受到的总的辐射影响。 随机性效应包括躯体晚期效应中的各种癌症和遗传效应。(2)按效应发生的规律分类按效应发生的规律分类）确定性效应确定性效应 (deterministic effects ) 通常情况下存在剂量阈值的一种辐射效应，超过阈值时，剂量愈高则效应的严重程度愈大。辐射造成的眼晶体混浊、放射性白内障、皮肤放射损伤、造血功能障碍、生育能力减退和免疫功能下降等都属

34、于确定性效应。不仅其严重程度，其发生频率也随剂量而变化。是大量细胞杀伤的综合效果确定的。(2)按效应发生的规律分类按效应发生的规律分类确定性效应与随机性效应确定性效应与随机性效应剂量剂量剂量剂量几几率率严严重重程程度度阈值阈值随机性效应随机性效应随机性效应随机性效应确定性效应确定性效应确定性效应确定性效应 确定性效应确定性效应（deterministic effects） 随机性效应随机性效应(stochastic effects)4有剂量阈值有剂量阈值4无剂量阈值无剂量阈值4效应的严重程度效应的严重程度 与剂量成正比与剂量成正比4发生几率与剂量发生几率与剂量 成正比成正比4严重程度与剂量无关

35、严重程度与剂量无关(2)按效应发生的规律分类按效应发生的规律分类(2)按效应发生的规律分类按效应发生的规律分类(3) 辐射的各种生物效应之间的关系辐射的各种生物效应之间的关系 (4) 核动力工业辐照原因致癌的几率很小核动力工业辐照原因致癌的几率很小 1) 美国分析数据表明，核工业辐照致癌与全部致癌原因相比较，所占比例还不到十万分之一(4) 核动力工业辐照原因致癌的几率很小核动力工业辐照原因致癌的几率很小n n 2 2）苏联分析数据表明，火电站附近居民的致癌率）苏联分析数据表明，火电站附近居民的致癌率比核电站附近居民的致癌率高比核电站附近居民的致癌率高3030倍。倍。n n 3 3）受照）受照0

36、.01mSv0.01mSv剂量的致癌几率为千万分之一剂量的致癌几率为千万分之一点五，吸一支烟的致癌几率为千万分之八。点五，吸一支烟的致癌几率为千万分之八。n n 因此，吸一支烟的致癌几率大约相当受照因此，吸一支烟的致癌几率大约相当受照0.05mSv0.05mSv的剂量。的剂量。(1) 与辐射有关的因素与辐射有关的因素 1）射线种类）射线种类 不同射线产生的生物效应不同。高LET辐射的生物效应大于底LET的辐射。 射线为高LET辐射，受照相同的剂量， 射线的相对生物效应为X 或 射线的10倍。 4 影响电离辐射生物学效应的因素2）受照剂量）受照剂量 总的规律是剂量愈大，效应愈显著，但并不完全是呈

37、直线关系，至少有指数及S型两种关系。指数曲线可反映病毒、细菌、某些低等原生物的规律；而S型曲线则符合于多细胞生物和高等动物的规律。可见下图。 4 影响电离辐射生物学效应的因素 3）受照剂量率）受照剂量率 一般情况下剂量率越大，生物效应越显著，但当剂量率达到一定的程度时，生物效应与剂量率之间则失去比例关系。同时，要引起急性放射损伤必须要有一定的剂量阈值。 4）分次照射）分次照射 由于机体有代偿修复的能力，当机体受到同一剂量的照射时，在分次给予的情况下，其生物效应低于一次给予的效应，见表5-5。4 影响电离辐射生物学效应的因素 5）照射的面积和部位）照射的面积和部位 当其他照射条件相同时，受照面积

38、越大，效应越显著。 机体不同部位对射线的敏感性也不一样。当照射剂量和剂量率相同时，各部位的敏感顺序大致为：腹部 盆腔 头部 胸部及四肢。 4 影响电离辐射生物学效应的因素6）照射方式）照射方式 可分为内照射和外照射。不论内照射和外照射，其对机体的作用规律原则上是一致的，但也有其特征。内照射的生物效应受放射性核素的理化性质、侵入途径、分布、代谢、排出特点以及有效半衰期等因素影响。外照射受辐射源强度、源与受部位距离及受照时间等，这些因素直接影响机体受照剂量。同时受单向和多向照射影响。4 影响电离辐射生物学效应的因素 总之，生物效应除与吸收剂量有关外，还受上述多种条件的影响，即辐射的传能线密度（LE

39、T）越大、剂量率越高、照射面积越大，生物效应越明显，单次均匀照射较多次间隔照射生物效应要强。4 影响电离辐射生物学效应的因素（2）与机体有关的因素）与机体有关的因素 当辐射的各种照射条件相同时，机体及其不同的组织细胞的放射敏感性不同。 1）生物种系的放射敏感性生物种系的放射敏感性 总的趋势是种系演化越高，机体组织结构越复杂，其放射敏感性越高。单细胞生物 多细胞生物 鱼类 、两栖类及爬行类、鸟类 胎儿期 幼儿期 青少年期 成人期 mRNA rRNA和 tRNA 蛋白质。 4 影响电离辐射生物学效应的因素（3）与环境有关的因素）与环境有关的因素 1）温度）温度 机体受照时降低温度或处于冰冻状态可使

40、辐射损伤减轻，称为温度效应温度效应。可能由于低温状态自由基扩散受阻；新陈代谢水平降低，影响细胞敏感性；动物体内氧状态改变等原因。 4 影响电离辐射生物学效应的因素 2）氧）氧 受照的组织 、细胞其辐射效应随周围介质中氧浓度的增加而增加，称氧效应氧效应。氧可以与自由基 R 作用而产生有机的过氧化物自由基 RO2 ，致使生物大分子的化学成分发生变化，并处于不可修复的状态。 4 影响电离辐射生物学效应的因素 3）化学物质）化学物质 某些激素和化学制剂的存在，可以降低机体的辐射敏感性，对机体起保护作用，称抗放药物抗放药物；某些化学物质的存在增强电离辐射的生物效应，称为辐射敏感剂辐射敏感剂，可提高乏氧细

41、胞对射线的敏感性。4 影响电离辐射生物学效应的因素(1)外照射急性放射病外照射急性放射病 在战时、和平时都有可能发生。如核武器实验和核爆炸；核事故；医疗照射；应急照射等情况下都有可能发生。主要由 、X 射线和中子引起。 根据受照剂量大小、病理变化和临床特点可分为三型，及骨髓型（bone marrow form ）、肠型（intestinal form）和脑型（cerebral form）见表 。 5 放射损伤放射损伤 表 各型外照射急性放射病剂量范围 分型 剂量范围（Gy） 骨髓型 110肠 型 1050 脑 型 50 5 放射损伤放射损伤最常见的是骨髓型急性放射病，主要的病理变化是造血组织损

42、伤，表现为造血功能障碍、出造血功能障碍、出血和感染血和感染。临床分为： 1）轻度放射病（12Gy） 2）中度放射病（24Gy） 3）重度放射病（46Gy） 4）极重度放射病（610Gy）5 放射损伤放射损伤 骨髓型急性放射病骨髓型急性放射病一般有四期，即初期初期、假假愈期愈期、极期极期和恢复期恢复期。一切的治疗必须赶在假愈期前进行，否则预后不良。 肠型肠型 一般病程10天左右，短则3-4天死亡，目前还无法救治。 脑型脑型 临床主要表现为以中枢神经系统障碍为主的综合症，病程更短。5 放射损伤放射损伤（2）外照射慢性放射病）外照射慢性放射病 指放射性工作人员在较长时间内连续或间断受到超剂量当量限制

43、的外照射，达到一定累积剂量后引起的以造血组织损伤为主并有其它系统改变的全身性疾病。5 放射损伤放射损伤（3）内照射放射病）内照射放射病 比较少见，临床见到的多为放射性核素内污染，即指体内放射性核素超过其自然存在量。内污染可见于从事开放型放射性工作的职业人员；医源性的内污染；放射事故和停留在核爆炸落下灰区域的人员等。可通过呼吸道、消化道、正常皮肤、粘膜和伤口进入，其吸收、分布、代谢和排出，对机体的损伤，均受放射性核素理化性质的影响。5 放射损伤放射损伤（4）放射性皮肤损伤）放射性皮肤损伤 当皮肤长期超剂量的职业照射； 局部受到医源性照射，见于放疗或皮肤敷贴等治疗不当；放射性核素沾染表皮等情况时，

44、可发生放射性皮肤损伤。 1）急性放射性皮肤损伤）急性放射性皮肤损伤 包括急性放射性皮炎急性放射性皮炎和放射性皮肤粘膜溃疡放射性皮肤粘膜溃疡等。是指局部一次或短时间（数日）内受到多次大剂量照射所引起的皮肤损伤，参考剂量为5Gy 。临床表现可分为三度，即度、度、度 。病程发展也分为初期、假愈期、极期和恢复期。 5 放射损伤放射损伤 2）慢性放射性皮肤损伤）慢性放射性皮肤损伤 包括慢性放射性皮炎、慢性放射性皮肤、包括慢性放射性皮炎、慢性放射性皮肤、粘膜溃疡粘膜溃疡。是指局部皮肤长期受到超剂量当量限制的照射，年累积剂量大于15 Sv，受照数年后出现慢性皮肤及其附件改变。或由急性迁延而来。也分为三度。5

45、 放射损伤放射损伤 3）放射性皮肤癌）放射性皮肤癌 继发于放射性皮肤损伤，常发生于受照射严重的部位。从慢性放射性皮炎发展成放射性皮肤癌，平均约10年。X线诱发皮肤癌的适宜剂量为3050Gy 。5 放射损伤放射损伤(5) 放射性白内障放射性白内障 电离辐射引起晶体混浊的潜伏期长短相差很大，最短9个月，最长12年，平均24年。年龄愈小，潜伏期愈短，剂量愈大，潜伏期愈短。X线或 射线所致白内障的最低剂量，一次照射为2Gy ，三周到三个月多次照射的累积剂量4Gy ，三个月以上多次照射的累积剂量喂 5.5Gy ，若照射总剂量超过11.5Gy ，则不论照射的次数和经过的时间长短，都会产生白内障。 5 放射

46、损伤放射损伤上述5种放射损伤的诊断，均有国家标准。5 放射损伤放射损伤（1）电离辐射致癌效应）电离辐射致癌效应 通过动物实验和人群流行病学研究，已证明辐射是一种致癌因子。它有诱发几乎所有种系哺乳动物的所有组织肿瘤的能力，是任何一种化学物都不能比拟的。辐射致癌主要是通过靶分子DNA缺失和（或）重组而致两种基因突变，即原癌基因的激活和（或）抑癌基因的失活，导致癌的始动与发展。辐射在肿瘤形成过程，可作为始动因子，也可作为促进因子和发展因子，因此，辐射可视为全致癌因子。另辐射抑制机体内的免疫系统功能，也使癌细胞得以生长。6 电离辐射的远期效应电离辐射的远期效应（2）辐射致眼晶体混浊或白内障）辐射致眼晶

47、体混浊或白内障 眼晶体对辐射较为敏感。在放射防护标准中，把眼晶体列为第一类敏感器官和组织。（3）辐射致寿命缩短）辐射致寿命缩短 动物实验证明辐射可致寿命缩短，辐射致寿命缩短且与受照剂量呈直线关系。辐射能否引起人的寿命缩短，迄今尚无资料说明。6 电离辐射的远期效应电离辐射的远期效应（4）辐射致胚胎效应）辐射致胚胎效应 胚胎效应是一种特殊的非随机效应，其严重程度与剂量有关外，与胚胎发育阶段有密切关系。着床前受照射，是 “全”与“无”的结局；在器官形成期受照，易发生畸形儿或死亡；胎儿期受照射，可影响各脏器功能，易出现生长发育不全，智力发育障碍等。6. 电离辐射的远期效应电离辐射的远期效应5）电离辐射的遗传效应电离辐射的遗传效应 主要指辐射引起性细胞的损伤，造成性细胞染色体畸变和基因突变，从而使受照者后代发生畸形、遗传性疾病乃至死亡。实验资料表明辐射可使后代发生先天畸形、流产、死产不孕或性别变动。但人类辐射遗传流行病学资料，尚不能对人类辐射遗传效应作出肯定结论。6. 电离辐射的远期效应电离辐射的远期效应