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电离辐射的生物学效应


确定性效应
指受到较大剂量的照射后肯定要发生的效应。 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; 特点是有剂量阈值,即剂量超过一定数值时才会发 生。 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。
确定性效应剂量效应曲线特征
12 10 8 6 4 2 0 0
ICRP(1990) 膀胱 骨髓 0.3 0.5
骨表面
乳腺 结肠 肝脏
0.05
0.20 0.85 0.15
肺脏
食管 卵巢 皮肤 胃 甲状腺 其余癌症① 癌症合计
0.85
0.30 0.10 0.02 1.10 0.08 0.50 5.00②
注:①其 余癌症包 括肾上腺、 脑、上段 大肠、小 肠、肾脏、 肌肉、胰 腺、脾脏、 胸腺和子 宫等10种 癌症; ②这一 癌症总计 值仅用于 一般公众 。用于工 作人员人 群的致死 性癌症总 危险取 4.00×102Sv-1。
工作人员的主要责任
遵守有关防护与安全规定、规则和程序; 正确使用监测仪表和防护设备与衣具; 接受必要的防护与安全培训和指导; 发现违反或不利于遵守标准的情况,应尽
快向使用单位报告。
小剂量外照射时早期临床表现及血液 学变化
受照剂量(Gy) <0.10 0.10~0.25 无明显变化 无明显变化 个别人(约2%)出现轻微症状:头 晕、乏力、食欲下降、睡眠障碍 等 少数人(约5%)出现轻度症状: 头晕、乏力、不思食、失眠、口 渴等 临床症状 — 淋巴细胞数略降后升高,逐渐恢复, 白细胞数变化不明显。 淋巴细胞和白细胞数略低于正常 值,有的下降25%左右,但较快 恢复到正常水平。 淋巴细胞、白细胞、血小板可降低 到照前的25%~50%,半年内可 能恢复到正常水平。 血液学变化
电离辐射引起的法定职业病
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。放局部 或是全身放射性疾病。 分为11类:

①外照射急性放射病;②外照射亚急性放射病;③ 外照射慢性放射病;④内照射放射病;⑤放射性皮 肤病;⑥放射性肿瘤;⑦放射性骨损伤;⑧放射性 甲状腺疾病;⑨放射性性腺疾病;⑩放射性复合伤; 11根据《职业病放射性疾病诊断标准(总则)》可 以诊断的其它放射性损伤。
有一患者因突眼性甲状腺肿,用555MBq I-131
治疗,一般商用源活度为1 073MBq,医生未核 对计算,造成患者甲状腺超剂量照射达91%。
使用单位的主要责任
按照法律、法规和相关标准的要求建立防护放射
防护规章制度、程序和组织机构; 提供适当而足够的防护与安全设施、设备、装置 和监测设备; 对工作人员提供必要的健康监护和服务; 提供适当而足够的人力资源,并根据需要定期培 训工作人员;
低剂量辐射的超敏感性
细胞低剂量辐射超敏感性是指一定范围的
低剂量照射所表现出来的单位剂量的急性 损伤效应比较高剂量照射损伤的更大,产 生这种效应的剂量大小通常在0.2~0.5Gy 范围。此后,随着剂量的增加,细胞对辐 射的诱导抵抗性也相对增强,因而出现增 加的辐射耐受性现象。
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 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腹部 > 盆腔 > 胸部 > 头部 > 四肢。 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。
近期效应及远期效应
近期效应是指受照射数小时至几周内出现的效应.
25 20 (a) (b) (c) 病理情况阈值 1 2 3 剂量 4 5
频率
1
2
3
4 剂量
严重程度
15 10 5 0
随机性效应
指发生的几率与剂量大小有关的效应。
特点:效应严重程度与剂量大小无关,没有阈值。
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 当剂量很小时效应发生的几率很低。 随机性效应的表现是诱发癌症。
适应性反应或兴奋效应是指细胞预先接受低剂量刺激后,
随后一定时间内能够对大剂量辐照产生一定的保护作用, 主要表现在遗传损伤和基因突变,诱导这种适应性反应的 剂量一般是在几个cGy的范围。 越来越多的实验证据表明这种低剂量或低剂量率的电离辐 射所诱发的适应性反应的普遍存在。这种反应表现为细胞 对随后作用的高剂量辐射所导致的遗传损伤效应减弱,包 括染色体损伤的减少、基因突变率甚至细胞恶性转化率或 肿瘤生长速率的降低、细胞周期调控相关基因的表达变化 等。 低剂量辐射兴奋效应还可体现在整体的免疫刺激效应、抗 氧化能力提高、DNA损伤修复能力提高
0.5—2.0 5.0 0.5
>0.2
>0.1 >0.15 >0.4
再生障碍性贫血
1.5
>0.1
对其它系统的确定性效应
皮肤

3~5Gy,红斑和干性脱皮;20Gy,湿式脱 皮;50Gy,组织坏死。 10Gy以上,小肠损伤
消化系统

确定效应-全身照射后的死亡
全身吸收剂量 (Gy) 3~5 5~15 >15 造成死亡的主要 效应 骨髓损伤 (LD50/60) 胃肠道及肺损伤 神经系统损伤 照后死亡时间 (d) 30~60 10~20 1~5
可分为急性效应和慢性效应两种。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 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 应;而慢性放射病和慢性皮肤放射损伤则属于慢 性效应。 远期效应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, 例如辐射致癌、辐射致白内障、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。
基本概念
电离辐射:凡能使受作用物质发生电离现
象的辐射。 电离辐射生物学效应: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
外照射
混合照射
放射性核素体表污染
内照射
定义:放射性物质经吸入、食入或皮肤(完好的或伤口)进入 体内,从而造成放射性核素的体内污染,称为内照射
特点:①在体内长期停留,持续照射 ②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。
电离辐射生物效应作用和类型
直接作用 原发作用 间接作用 生物学效应 继发作用
原发作用
是指机体在电离辐射作用下导致相应的生
物大分子、DNA、组织细胞等的微结构 的损伤
原发作用分类
直接作用:射线作用于蛋白质、
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, 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 碍。 间接作用:射线作用于体内水分 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 物大分子,造成辐射损伤。
用源不当造成超剂量照射事件
IAEA第17号安全丛书报告
在放疗中由于种种原因,例如源剂量 刻度的误差、放疗时间计算错误、源与病 灶距离计算错误、患者姓名的混淆、肿瘤 部位判断错误、治疗方案的误用、总剂量 与分次剂量的混淆以及源活度单位的混淆 等,先后已发生患者受到超剂量照射事件 92起,
1968年8月,美国某医疗单位进行诊断时,为一
继发作用
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 等作用。 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 或有的个体在修复后可在DNA中发生基 因突变,这是导致遗传效应和远期癌变的 重要原因。
电离辐射的生物学效应
全身效应 躯体效应 电 离 辐 射 生 物 学 效 应 分 类 效应对象 遗传效应 远期效应 效应时间 近期效应 慢性效应
15.0Gy
2.0Gy 1.0Sv以上
成人四种较敏感组织确定性效 应的阈剂量的估算值
受照 组织
睾丸 有害效应 暂时不育 永久不育 阈剂量 一次短时间照射(Sv)多年分次照射(Sv/a) 0.15 3.5—6.0 0.4 2.0
卵巢 眼晶 体
骨髓
不育
可查出混浊 视力障碍(白内障) 造血机能低下
2.5—6.0
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Gy <0.25 0.25—0.50 0.50—1.0 1.0—2.0 对人体损伤的估计 无明显病变 可恢复的机能变化,可能有血液学变化 有机能、血液变化,但无临床症象 轻度骨髓型急性放射病
2.0—10.0
10.0—50.0 >50.0
局部效应
急性效应 效应规律
随机效应 确定效应
躯体效应和遗传效应
受照射个体本身发生的各种效应称为躯体效应。
如辐射所致的骨髓造血障碍、白内障等。 受照射个体生殖细胞突变,而在子代身上表现出 的效应称遗传效应。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 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 大,一种是导致第一代遗传疾病的显著突变, 引 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 遗传损伤的总数增加了。
混合照射
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
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