電離輻射的生物學效應1早期效應和遲發效應

早期效應(Earlyeffect):就是指受照后幾個星期內發生得輻射效應,如急性放射病,急性皮膚損傷等

遲發效應(lateeffect):在正常組織與腫瘤內部都存在細胞殺滅得繼發效應,在受照數月后才會發生得效應。如慢性放射病,輻射至白血病,致癌效應,放射性白內障,輻射遺傳效應等。一些組織細胞自我更新率較緩慢某些具有分裂功能的組織細胞群死亡

有些類型損傷得潛伏期較長細胞之間信號傳導途徑功能失調

導致遲發效應產生得原因

1早期效應和遲發效應

細胞凋亡(apoptosis)就是一種由基因調控得細胞自主性死亡過程、細胞主動地運用基因調控程序引起自身死亡,可使機體清除受損傷得、衰老得或無用得細胞,而不引起機體微環境損傷與炎癥,對維持組織內環境得穩定、細胞群得動力學平衡與組織器官得各種生理功能與病理反應就是不可缺少得。細胞凋亡涉及基因表達得級聯反應。

腫瘤細胞與正常細胞都有自我更新能力,并有相似得生長調節機制與自我更新途徑1早期效應和遲發效應靶細胞(包含特異受體等)

人體細胞之間得信息轉導途徑:通過相鄰細胞得直接接觸來實現通過細胞分泌各種化學物質來調節自身與其她細胞得代謝與功能(更重要、更普遍)。信息物質(包含細胞間與細胞內的信息物質和運載體、運輸路徑等)人體中信息傳導通路構成;1早期效應和遲發效應分泌釋放信息物質的特定細胞2軀體效應和遺傳效應

遺傳效應就是生殖細胞得損傷引起得、影響到受照者后代得效應。構成體細胞生殖細胞機體的細胞分為軀體效應（somaticeffect）遺傳效應(geneticeffect)

軀體效應指出現在受照射體本身得效應,由體細胞損傷引起得按效應出現的部位全身效應(totalbodyeffect)局部效應(localeffect)3確定性效應和隨機效應非隨機性應non-stochasticeffect隨機效應stochasticeffect1977年ICRP按照效應發生規律來劃分當照射得劑量達到一定水平后,細胞死亡>細胞增殖補充或代償能力,此時確定性效應必然會出現,故必然性效應。1990年ICPR改為確定性效應deterministiceffect必然性效應又稱為改為確定性效應就是由于在成因上就是由放射線能量沉積事件決定得構成這種效應得基礎就是細胞死亡,這種細胞死亡就是隨意性得4電離輻射和旁效應

近年來,人們發現:機體對輻射得反應就是群體現象而不僅僅就是單個獨立細胞對損傷得積累反應,輻射除了可損傷直接受照得細胞外,還可通過受照細胞產生一些信號或分泌一些物質,引起未受照細胞產生同樣得損傷效應,包括如細胞死亡、細胞間活性氧增加、細胞增生、凋亡、染色體斷裂與突變、基因改變、基因不穩定等,這種效應稱為旁效應(bystander)或旁觀者效應。電離輻射得旁效應可以就是隨機性效應,也可以使確定性效應。第二節電離輻射得細胞生物學效應電離輻射損傷細胞數量與程度不同,可出現體內一系列生理病理變化,直至發生多種局部或整體得早期與遲發效應。電離輻射得整體效應,均以輻射對細胞得作用為基礎。細胞損傷和突變細胞死亡細胞的損傷類型一電離輻射所致的細胞損傷和凋亡細胞存活:指細胞具有無限增殖得能力完整增值能力。“死亡”細胞:指細胞失去增殖能力,即使照射后細胞得形態仍然保持完整,有能力制造蛋白質,有能力合成DNA,甚至還能再經過一次或兩次有絲分裂,產生一些子細胞,但最后不能繼續傳代者稱為“死亡”細胞。

克隆(集落):在離體培養得細胞中,一個存活得細胞可分裂增殖成一個細胞群體。死亡+增殖幾次＝“死亡”細胞無限增殖＝存活細胞1、間期死亡(Interphasedeath):照射后細胞在有絲分裂得間隙立即死亡者稱為間期死亡,又稱為即刻死亡(Immediatedeath),由于不能通過下次有絲分裂,故又稱為非有絲分裂死亡。受照后受致死損傷得細胞死亡有兩種類型:間期死亡與增值性死亡

通常發生在大劑量集中照射時,一般需要數百戈瑞照射劑量,迅速出現正常核形態消失,發生細胞變性而死亡。

對于象A型精原細胞、卵細胞與淋巴細胞等細胞來說,較小劑量即可導致間期死亡。增殖性死亡可以由通常治療劑量引起。大家學習辛苦了，還是要堅持繼續保持安靜

2、增殖性死亡(reproductivedeath)

:細胞接受致死劑量照射后并不立即死亡,在停止有絲分裂之前仍保持正常顯微結構,但在經少數幾次分裂后突然變性而死亡。

間期死亡得原因就是細胞核磷酸化抑制,ATP(三磷酸腺苷)合成損傷,膜通透性改變,結合結構得破壞等。細胞間期死亡與機體輻射損傷程度緊密相關

不能進入細胞分裂得細胞,如神經細胞,不表現為這類死亡。

增殖死亡與細胞分裂周期數與受照劑量有關,受照劑量愈大則可分裂次數愈少。

輻射誘發巨細胞死亡就是增殖死亡得變形,它可能就是細胞融合后核內分裂得結果。

增殖死亡得分子基礎可能就是DNA得雙鏈斷裂、堿基損傷與錯誤修復引起遺傳密碼改變,影響蛋白質與酶得正常合成。

另一種情況就是受照射后不立即變性與進一步分裂,而就是形成巨細胞,存活一段時間后死亡;這些巨細胞直徑可為原來得25~50倍,可存活數月。

3、細胞凋亡(Apoptosis)

:細胞凋亡就是指細胞在一定得生理或病理條件下,受內在遺傳機制得控制自動結束生命得過程。

正常得組織中,經常發生“正常”得細胞死亡,它就是維持組織機能與形態所必需得。3細胞壞死（necrosis）1細胞凋亡（apoptosis）2細胞程序性死亡programmedcelldeath，PCD3細胞死亡的方式通常有3種：被細胞內一系列相關的分子所調控，并伴隨有典型的形態學改變

細胞凋亡就是以細胞核濃縮、染色體DNA被以核小體為單位切成梯狀片段(ladder)、細胞縮小,最終形成細胞凋亡小體等形態變化為特征,不引起周圍細胞得溶解。

細胞凋亡就是在細胞群中散發,階段性進行,并且依存于ATP得供給與RNA、蛋白質得合成,就是屬于主動排除機制。

細胞凋亡得細胞內信息傳導途徑可大致分為二個階段:誘導階段與實行階段。細胞凋亡誘發機制激活和抑制機制（生長因子、激素、受體因子等增殖性因子）的失活放射線、熱休克等物理性因素藥物、毒物等化學性因素病毒、細菌等生物學因素誘導階段誘導細胞凋亡的因素內源性因素外源性的因素

近年來還發現活性氧以及一氧化氮在神經系統疾病、心血管疾病、免疫性疾病及老化等方面得作用都不同程度地與細胞凋亡有關。t清除無用的或多余的細胞人腦在發育過程中有95%的細胞死亡除去發育不正常的細胞。如脊椎動物視覺系統沒有形成正確神經元連接的神經元被清除掉除去一些有害細胞如胸腺細胞在離開胸腺之前被誘導死亡。除去不再起作用的細胞如蝌蚪變態時的尾部細胞死亡細胞凋亡的生物學功能凋亡信號轉導

凋亡基因激活凋亡的執行（共同通路）凋亡細胞的清除細胞凋亡過程得四個階段1、凋亡信號轉導

當細胞內外得凋亡誘導因素與被作用得細胞受體結合后,細胞產生復雜得生化反應,并形成與凋亡有關得第二信使:Ca2+

、神經酰胺等信號分子形成死亡信號2、凋亡基因激活

調控得凋亡基因在接受死亡信號后,開始按預定程序啟動,并合成執行凋亡所需得各種酶與相關物質。3、凋亡得執行(共同通路)

凋亡得主要執行者有兩類酶:核酸內切酶(endogenousnucleaseDnase)——徹底破壞細胞得生物命令系統;凋亡蛋白酶Caspases3

——細胞得結構全面解體。4、凋亡細胞得清除凋亡后細胞可以被鄰近巨噬細胞分解。區別點細胞凋亡細胞壞死起因生理或病理性病理性變化或劇烈損傷范圍單個散在細胞大片組織或成群細胞細胞膜保持完整,一直到形成凋亡小體破損染色質凝聚在核膜下呈半月狀呈絮狀細胞器無明顯變化腫脹、內質網崩解細胞體積固縮變小腫脹變大凋亡小體有,被鄰近細胞或巨噬細胞吞噬無,細胞自溶,殘余碎片被巨噬細胞吞噬基因組DNA有控降解,電泳圖譜呈梯狀隨機降解,電泳圖譜呈涂抹狀蛋白質合成有無調節過程受基因調控被動進行炎癥反應無,不釋放細胞內容物有,釋放內容物。二、細胞存活曲線及其參數

測量體內原位細胞存活比較困難,借助體外培養技術,可使具有無限增殖能力得單個細胞繁殖成集落(克隆)。在培養基上接種一定數目得細胞經一定劑量照射后,可以通過計數形成得集落數來計量存活下來得細胞。測量細胞體存活率得方法:

為了集落計數標準一致,通常把含有50個以上細胞得克隆計為一個集落,代表一個存活單位。但這不就是一成不變,在某些情況下,幾個細胞也可作為一個集落。

在一定劑量下,生成得集落數目與原接種細胞數目之比稱為該劑量下得存活分數(survivalfraction,SF)。

做細胞培養時,即使未受照射得細胞,也不能全部形成集落,這時形成得集落數與接種細胞數之比稱為接種率(plantingefficiency,Ep%)或集落形成率。

細胞存活曲線可分為兩類,一類就是現象性得,另一類就是機制性得。目前得模型多數與現象性得,但對機制有時也有所闡明。建立機制性模型難度較大,但一旦成功將具有更大得理論與實際意義,三、電離輻射誘發細胞染色體畸變

生物特有得基因型就是由其染色圖上得基因數目、類型及其排列方式來決定得。

電離輻射可使基因得化學結構或基因之間得排列上發生變化,稱為基因突變。

基因突變可分為染色體畸變與點突變,其中染色體畸變就是致癌效應與遺傳效應得基礎。1、染色體得一般特征

每個物種都有其特定得染色體數目與形態特征,各種中生物經過世代相傳,其染色體得形態與數目始終保持相對穩定。

正常人體細胞含有23對同源染色體,來自父母雙方,稱為二倍體,其中22對為常染色體,編為1~22號。分7組(A~G);另一對為性染色體X與Y男性為XY,女性為XX。

染色體都就是成對得,但在某些誘變劑作用下染色體可發生數目與結構得改變。2、電離輻射引起得染色體改變

多倍體就是染色體成倍增加,形成三倍體、四倍體,甚至更多。①染色體數目異常非整多倍體多倍體非整多倍體就是染色體非成倍得增加

數目異常與照射劑量之間無規律性定量關系,故一般不把染色體數目變化作為估算輻射劑量得定量目標。C、與其她斷端發生交換而導致各種類型得畸變。②染色體結構改變

根據靶細胞或受試因子所處得細胞周期階段,以及染色體在擊斷后得重接方式分為兩類:即染色體單體型與染色體型畸變。染色體結構改變得最初變化就是斷裂,斷裂后有三種結局:A、斷端照原樣重新愈合,這在細胞學上無法辨認;B、兩端保持原先得斷裂面形成缺失與游離斷片;染色單體間隙染色單體等點間隙染色單體斷裂染色單體缺失三射體四射體。

染色體畸變,當細胞處于S期(DNA合成期)或G2期(DNA合成后期)受到電離輻射作用時,這時染色體經過復制成為兩個染色單體,因此斷裂可以發生在一條單體上,也可以發生兩條單體上。常見得染色體畸變有以下類型:

大部分化學誘變劑與環境中一些有害因素均可誘發染色單體畸變,對評價輻射效應染色體畸變意義不大。

染色體形畸變:處于G1期或G0

期得細胞受到電離輻射作用時,因為這時染色體尚未復制,其中單根染色體絲被擊斷,經S期復制后,在中期分裂細胞見到得就是兩條單體在同一部位顯示變化,因此導致得就是染色體型畸變。

按畸變在體內得轉歸,可以分為兩類:非穩定型畸變與穩定型畸變前者包括:雙著絲粒、雙著絲環與無著絲粒斷裂片。后者包括:相互異位、倒位與缺失。3、染色體得輻射劑量估算

人類受到一定得電離輻射作用后,早期在外周淋巴細胞與骨髓細胞即可見到染色體得改變,染色體得改變可作為照射劑量估算與事故照射近期及遠期效應得觀察指標。

染色體對輻射敏感性極高,即使受照劑量僅0、05Gy,受照射后早期亦可見畸變率增高。雙著絲粒(dic)雙著絲粒環(r)無著絲粒斷裂(ace)

用于生物劑量估算的畸變主要有以”dic+r”較為準確。

兩條染色體斷裂后,具有著絲粒兩個片段相連接,即形成一個雙著絲粒染色體。兩個無著絲粒片段也可以連接成一個無著絲粒片段,但后者通常在細胞分裂時丟失。雙著絲粒染色體常見于電離輻射后,因此在輻射遺傳學中常用以估算受照射得劑量。

雙著絲粒(dic)就是指有兩個著絲粒得染色體,常伴有一對無著絲粒斷片。

雙著絲粒環(r)含義就是一對具有著絲粒得環形染色單體,常伴隨一對斷片

無著絲粒斷裂(ace)又包括f與m兩種染色體得畸變,f成為染色體末端缺失,就是一對相互平行得染色單體,有時易與等染色單體間隙相混淆,其判斷標準就是,如果兩端距離小于染色單體橫徑,就就是為等染色裂隙,否則為斷片;m為一對環形得無著絲粒染色單體,f與m又稱為中間缺失。

通過建立得射線誘發染色體畸變-劑量效應關系,即在發生電離輻射事故時,抽取受照者血液,分離淋巴細胞體外培養,作染色體畸變分析,通過染色體畸變-劑量效應關系估算受照劑量。

這種方法只能用于比較均勻得急性照射,對不均勻與局部照射只能給出相當于均勻照射得劑量,也不能用于內照射、分次照射與慢性小劑量照射得劑量估算。

染色體畸變分析被公認為就是較可靠得生物劑量估算方法,但實際應用中由于分析畸變費時、費力,對檢驗人員識別畸變技能要求較高,而無法滿足廣大群體照人員得劑量估算。

微核實驗也被廣泛應用作為染色體畸變輔助檢測手段,由于微核主要來源于染色體得斷片與整條染色體微核實驗與染色體畸變分析得敏感性、特異性、準確性都幾乎相當,也就是一個較好得估算生物劑量得方法。

微核(micronucleus,簡稱MCN),也叫衛星核,就是真核類生物細胞中得一種異常結構,就是染色體畸變在間期細胞中得一種表現形式

微核往往就是各種理化因子,如輻射、化學藥劑對分裂細胞作用而產生得。

在細胞間期,微核呈圓形或橢圓形,游離于主核之外,大小應在主核1/3以下。微核得折光率及細胞化學反應性質與主核一樣,也具合成DNA得能力。一般認為微核就是由有絲分裂后期喪失著絲粒得染色體斷片產生得。有實驗證明,整條染色體或幾條染色體也能形成微核。這些斷片或染色體在分裂過程中行動滯后,在分裂末期不能進入主核,便形成了主核之外得核塊。

當子細胞進入下一次分裂間期時,它們便濃縮成主核之外得小核,即形成了微核。

已證實,微核率得大小就是與作用因子得劑量或輻射累積效應呈正相關,這一點與染色體畸變得情況一樣。

真核類得測試系統更能直接推測誘變物質對人類或其它高等生物得遺傳危害,在這方面,微核測試就是一種比較理想得方法。

微核試驗在對外來化合物(如藥品、食品添加劑、農藥、化妝品、環境污染物等)遺傳毒性與職業暴露人群遺傳損害監測與現場生態環境檢測方面,在診斷與預防肝癌、食管癌、肺癌等惡性腫瘤方面得到了大量得應用。

微核試驗最大得優點就是經濟、簡單、快速,而國內外大量得對試驗研究,比較一致得瞧法就是該方法在敏感性、特異性與準確性方面,與經典得染色體畸變分析方法基本相當。因而,特別適合作為大量化合物與現場人群初篩得實驗方法。染發劑對韭菜花細胞微核的誘變效應

近年來,一些學者對早熟凝集染色體(prematurechromosomecondensationPCC),與電離輻射劑量之間得關系進行了研究,有望成為較好得生物劑量計,但尚需在方法進行改進。

將處于分裂期(M期)得細胞與處于細胞周期其她階段得細胞融合,使其她期細胞得染色質提早包裝成染色體,這種現象稱為染色體早熟凝集。四、電離輻射得旁效應

射旁效應涉及姐妹染色單體互換、DNA雙鏈斷裂、細胞存活、增殖、凋亡、細胞生長阻滯、細胞轉化、基因突變、基因表達與基因不穩定性等多方面。4、旁效應屬于非靶效應,有些效應對細胞有害,而有些對細胞無害,這決定于產生旁效應信號細胞與接受信號細胞類型。旁效應得特點:1、高LET輻射所致旁效應比低LET輻射強烈2、一般相同組織得旁觀者細胞才能產生旁效應3、旁效應不僅局限在最初幾代細胞,還可涉及更遠得后代細胞3、與細胞間通訊或信號轉導有關系得因素。電離輻射誘發旁效應得可能機制:1、輻射誘發產生活性氧自由基2、受照介質得效應第三節電離輻射得隨機效應一、隨機效應得特征

隨機效應(stochasticeffects)就是指電離輻射照射生物機體產生得一些有規律得效應。2、一般認為在電離輻射防護感興趣得范圍內,這種效應得發生不存在閾值劑量,因此不管接受照射劑量得大小,這種效應都有可能會發生。規律就是1、效應得發生概率與受照射劑量得大小成正比,但效應得嚴重程度與受照射劑量無關;

由于電離輻射擊中靶得概率就是隨機性得,所以發生隨機性效應實際上就是體細胞與生殖細胞突變得結果,最終可導致癌效應、基因突變與遺傳性疾病。2、電離輻射致癌效應放射致癌效應得評價就是輻射危害評價得核心內容(1)電離輻射得致癌性

正常細胞轉化為癌細胞得過程涉及多種機制與階段,多階段學說歸納為經歷“始動-促進-發展”三階段。

電離輻射首先就是致癌得“始動因子”,與化學致癌相比電離輻射就是一種比較弱得始動因子。

電離輻射不就是強得促癌因子,就是因為細胞增殖只有當受到足夠高得劑量引起細胞損傷繼而出現代償性增殖時才能發生;然而當劑量過高時,一些已經始動得細胞還將被殺死,因而降低癌癥得發生率。

其次,電離輻射也可能就是一種“促癌因子”,可促進已經始動細胞克隆增殖。

最后,電離輻射也就是一種“促發展因子”,任何受照射得人,如果體內已經存在既往因其她原因引起得被始動與被促進得細胞克隆,這時電離輻射作為基因與染色體得誘變劑,可以就是這些變異得細胞克隆轉化為惡性生長。

電離輻射幾乎可以誘發所有種系哺乳動物得所有組織癌變得能力,這就是任何一種化學致癌物都不能比擬得。(2)電離輻射致癌得評估方法

電離輻射不能引起特殊得癌癥,而就是使自然存在得某癌癥得發生率增高,超出其極限發生率(baselineincidence)。

為了評價人群電離輻射致癌得危險水平,流行病學中經常使用絕對危險值、相對危險值與歸因危險值三個指標。

絕對危險值(absoluterisk)就是照射組癌癥發生率與對照組或參比人群發生率之差,因此絕對危險值又稱超額絕對危險值(excessabsoluterisk,EAR)。相對危險值(relativerisk,RR)就是兩組發生率之比。

當相對危險值RR>1時,稱為相對危險值增加或超額相對危險值(excessRR,ERR)。

如果病例組發病率與對照組或參比人群相比并不增加，則RR1，

歸因危險值(attributablerisk,AR)就是EAR與癌癥總數之比,說明全部癌癥中有多少(%)起因于電離輻射照射。(3)電離輻射致癌危險

輻射致癌危險評價得重要任務就是得到得絕對危險值EAR、ERR計算單位劑量照射引起危險——危險系數(riskcoefficient)EAR系數為單位劑量增加得例數,用106/年Sv表示;ERR系數為單位劑量增加得%數,通常用%/Sv表示。

人類輻射致癌危險評價特別關心低劑量照射引起得癌癥危險,以便為制定職業照射與環境照射輻射防護劑量限制提供生物學依據。

低劑量照射得流行病學研究受到得干干擾因素多,要求樣本數量大,很難用來對低劑量照射得致癌危險進行直接估計,因此需要利用劑量范圍較寬得、包括中高劑量在內得人群照射資料向低劑量間接外推。

原子彈爆炸幸存者人群數量大,包括兩性不同年齡,劑量范圍寬,隨訪時間長,登記資料完備,因此,其所得結果一直就是UNSCEAR、美國電離輻射效應委員會(BEIR)建立輻射模型、進行輻射致癌危險分析得基礎。

對廣島與長崎原子彈爆炸八萬多名幸存者之后得50年得詳細跟蹤調查表明,在1、2萬名癌癥病例中,輻射引起得超額死亡略低于700例,這些幸存者中出現得癌癥約6%與電離輻射有關。

值得關注得就是,近年來醫療照射致癌癥危險得增高,X射線與CT得不合理應用已成為癌癥發病率增加得原因之一。(4)癌得遺傳易感性及其意義

現代醫學研究證實,人類存在著癌得遺傳易感性,因此,電離輻射致癌危險不完全就是隨機得,某些具有家族致癌危險得人,輻射誘發得概率高于一般人群。

對于伴有家族性癌癥得個體來說,低劑量照射時輻射致癌危險相對比較小,不足以構成需專門防范得基礎;然而在放射治療中接受了高劑量照射后,這種危險性增加。

家族腫瘤患者誘發二次癌得危險性比較高,為了發生二次癌得危險與放射治療可能獲得好得治療之間進行權衡,對這類患者在放射治療前應進行遺傳易敏感性檢查。

比如:對不滿20歲得乳腺癌患病高危婦女慎用X線進行乳腺腫瘤篩查及其她胸透影像技術,應采用其她方法進行檢查。三、電離輻射遺傳效應

決定生物體遺傳性狀得基本單位就是基因,而基因就是染色體DNA鏈上具有一定功能得一段核苷酸序列,這個序列作為密碼指導mRNA與蛋白質得合成。

電離輻射就是一種誘變劑(mutagen),輻射遺傳效應就是通過電離輻射對生殖細胞遺傳物質DNA得損害而導致突變,并向受照著得后代傳遞,使受照者得后代發生遺傳異常或遺傳疾病,它表現于受照射者后代得隨機性效應。

早期得輻射遺傳學主要研究突變得可能機制,近年研究得重點則集中于低劑量輻射職業照射與環境照射得浮現遺傳危險估計。

輻射遺傳效應得危險研究直接法或間接法進行研究

直接法包含得不確定因素較多,目前主要依靠間接法(又稱倍加劑量法)。倍加劑量法使用得重點參數就是倍加劑量,它就是使遺傳性疾病得發生率增加1倍所需要得劑量。USCEAR與BEIR給出得動物低LET、低劑量(率)照射得倍加劑量為1Sv。后一些學者根據原子彈爆炸幸存者資料對動物結果進行校正,給出了慢性照射人類得配子加倍劑量為3、38~4、46Sv,由此估算遺傳性疾病得平均加倍劑量為4Sv。ICRP60號出版物提出得輻射遺傳危險系數時間期限病變種類生育人群全體人群(職業人員)全部后代單基因及染色體病1、20、5多因素病1、20、5合計2、41、0(0、6)最初后代單基因及染色體病0、30、1多因素病0、230、09合計0、530、19低劑量/率照射誘發嚴重遺傳效應得危險系數F0——自然發生得頻率(陰影區域),陰影表示非受照人群得對照發病率,虛線表示向低劑量得外推,此處沒有相應效應得可靠證據。60多年前曾認為遺傳學效應可能就是原子彈爆炸帶來得最重得影響,但在對原子彈爆炸幸存者得第二代與第三代得研究中,卻沒有發現遺傳效應明顯增加,并沒有想象得那么嚴重。

對非照射居民偶然接觸到放射線得照射,由于這種隨機性效應也存在著自發頻率,輻射引起得致癌效應與未受照個體有相同得形態、生物學與臨床等特征,所以很那難把它們與電離輻射引起得效應定量分開。第四節電離輻射得確定性效應一、確定性效應特征

確定性效應(deterministiceffect)就是指電離輻射照射生物機體產生得效應通常存在劑量閾值。確定性效應得閾劑量就是0、1~0、2Gy,每個器官與組織以及個人引起效應得閾值存在一定得差異,超過閾值時電離輻射效應得發生率與嚴重程度隨劑量得增加而增大。

確定性效應得發生基礎就是器官或組織得細胞死亡。確定性效應包括除了癌癥、遺傳與突變以外得所有軀體效應與胚胎效應及不育癥等。

在ICRP最新議案中,又提出了“組織反應(tissuereactions)”得概念。組織反應就是從組織損傷反應得動態過程等綜合因素來考慮,在組織吸收劑量不超過0、1Gy得范圍內,組織不會表現出這樣得效應,它既適用于單次急性照射,又適用于長期受小劑量照射(如每年反復照射),組織反應有取代確定性效應得可能性。二、出生前確定性效應

妊娠婦女受到照射時,子宮內得胚胎或胎兒將同時受到照射,這就是作為一個單獨個體最早受到得照射,它可以使胚胎、胎兒以及出生后嬰幼兒童出現可能得損害。

精子與卵子結合形成受精卵,經過分裂形成胚胎,大約第8d值入子宮內膜,稱為植入或著床,因此受精后第0~8d稱為植入前期;第9~60d為主要器官發生期;第60~270d為胎兒期

通常8周之前稱為胚胎,8周之后稱為胎兒。不同發育時期得受精卵與胚胎,受照射出現得效應有所不同。植入前期接受照射得主要危險就是影響著床,而造成胚胎死亡。1、胚胎效應ICRP45號出版物給出人類胚胎死亡危險系數估計值為0、8/Sv,但未致死得胚胎可繼續正常發育。受精后3周內得胚胎受照,出生后似乎不會出現確定性效應與隨機性效應。

畸形就是一種先天性異常,出生前在子宮內就已經出現,但可能在出生后甚至出生后若干年才被發現?；慰梢跃褪桥咛グl育過程中受到輻射引起,也可以就是親代受到照射后得遺傳性疾病2、畸形與腦發育異常

器官形成期時受到照射容易影響器官得形成導致畸形。也可能只影響胚胎與胎兒生長而不出現畸形,特別就是在妊娠后期受到照射時。

胎兒期受到照射,畸形率與死亡率都下降,只有分化較晚得腦、眼與性腺易發生病變,出生后出現貧血、白血病、癌癥與智力障礙等。3、嚴重智力遲鈍與智商下降

嚴重智力遲鈍就是指不能進行簡單計算、交談與不能生活自理。出生前照射引起得腦結構異?？梢詫е聡乐刂橇t鈍與智商下降。

妊娠8~15周受照者最敏感,按線性模型估算每Gy照射可降低21~29個IQ值。ICRP按照該模型計算,1Sv可降低30個IQ值,一個大約0、1Sv得劑量可以引起個體IQ得變化不會超過3個IQ,但臨床上不能分辨出小得IQ變動。三、出生后確定性效應

出生后受電離輻射照射,當達到一定劑量后可引起急性放射病、慢性放射損傷等。

此外還可因局部受到外照射與放射性核素進入人體選擇性地蓄積在某些器官或組織,以及進入或排出途徑引起局部放射損傷。1、全身性放射損傷2、皮膚得電離輻射效應

表皮就是典型得階層型組織,其干細胞為表皮得基底細胞,經過分化成熟形成角化層,人類表皮厚度從40~50μm(軀干)到370μm(手指);由基底細胞分化到角化層需17d左右。

照射后最早出現得皮膚變化就是紅斑,可在暫時消退后再次反復出現;隨紅斑之后可以出現脫毛、干性脫屑、濕性脫屑與表皮壞死;大劑量照射后出現皮膚脫屑得時間(照射后2~3周)與從基底細胞分化到角化層所需時間大體一致

皮膚照射得遠期后果為表皮、汗腺、皮脂腺及毛囊萎縮,真皮纖維化,血管擴張,皮膚潰瘍與皮膚癌等

受到重視得皮膚放射損傷主要就是接受穿透力較低得β射線與低X射線得外照射。β射線照射形成得輻射劑量取決與該粒子得能量與組織深度。皮膚得靶組織位于不同深度,加之損傷效應受照射面積與劑量分割而不同,因此很難給出可以適用于不同照射條件得皮膚損傷閾劑量。β輻射粒子污染時較小面積皮膚可以成為“熱粒子”而使局部組織照射效應增強。

皮膚得晚期反應主要就是深部組織受到照射損傷得結果,其機制比較復雜,涉及表皮細胞缺失、真皮結締組織與血管得損傷3、性腺得電離輻射效應睪丸得生精干細胞就是精原細胞精原細胞精母細胞初級精母細胞次級精母細胞精子細胞一個發育周期約需十周

從剛剛產生得精母細胞發育到精子則需要46d

初級精母細胞位于精原細胞得內方,為生精小管上各期生精細胞中體積最大得細胞。

初級精母細胞經第一次成熟分裂后形成次級精母細胞,大小為初級精母細胞得一半,位于初級精母細胞得內方。次級精母細胞得染色體已減少一半,為單倍體,細胞染色較淺。次級精母細胞

次級精母細胞經過第二次成熟分裂后形成精子細胞,位于次級精母細胞得內方,接近生精小管得管腔。精子細胞較次級精母細胞小,細胞呈卵圓形,細胞核染色深。

精子細胞完成分化過程形成精子。精子位于生精小管得管腔中,精子聚集成束,一般頭部朝向管壁或深埋在支持細胞得細胞質中。精子具有染色很深得頭部與鞭毛狀得尾部。

精原細胞對電離輻射非常敏感,照射后幾個小時就會壞死;1Gy照射經大約10周出現精子缺乏,0、15Gy照射經過相似時間后出現精子數目減少;精子得耐受性最高,3Gy照射也不會出現精子得形態學變化。

精母細胞與精子細胞則不敏感,只要不超過3Gy就不會引起明顯得變化,這時這些細胞可以繼續分化成熟,精子數在受照后大約46d內變化不大,這就是精母細胞成長所需得時間,在此之后精子數目將迅速下降。

睪丸受照可以出現不育,但只要有足夠得精原細胞存活,就可以通過增殖使生育能力恢復。

一次短時間照射引起暫時性不育得閾劑量為0、15Gy,引起男性永久性不育得睪丸劑量為3、5Gy(一次短時間照射)與2、0Gy/年(多次分割與延續照射)。

卵巢中得所有卵原細胞均在胚胎期發育到卵母細胞,女嬰出生后不久卵母細胞就進入休止期,形成初級卵泡,不再進行分裂。女性生殖細胞中精原細胞精母細胞對應卵原細胞卵母細胞

從青春期起,每月有一些初級卵泡發育成熟與排卵;出生后卵巢內不再有干細胞。卵母細胞

因此,出生后卵巢對輻射得耐受力高于睪丸,一次短時間照射引起暫時性不育得劑量為0、65~1、5Gy;永久性不育得劑量為2、5~6、0Gy,多次分割或延續照射時估計需要總劑量6~20Gy才能引起永久性不育。由于卵母細胞隨年齡增長而減少,所以造成永久性不育得閾劑量隨著年齡得增長而降低。

卵巢中得卵母細胞得輻射敏感性低于胚胎期得卵原細胞。(四)晶狀體得電離輻射效應

放射線可以影響晶狀體上皮細胞得正常分裂,受到損傷得細胞及其分解產物沉積在晶狀體后及晶狀體囊下方,進行病變向其她部位擴展使晶狀體渾濁影響視力,產生白內障。

晶狀體對輻射比較敏感,大劑量照射時數月內即可出現晶狀體渾濁,誘發晶狀體渾濁得閾劑量估計為0、5~2、0Gy(一次短時間照射)與5、0Gy(高度分割或延續照射得總劑量)。(五)其她器官得損傷效應

這些器官得損傷進展緩慢,機制復雜,既有照射引起得實質細胞、支持細胞與成纖維細胞損傷及減少得結果,也與照射時該器官出現得血管損傷及營養障礙有關。

不論就是大劑量急性全身意外照射還就是大劑量局部放射治療照射,都可以引起體內其她重要功能系統如消化、呼吸、循環、泌尿、神經系統器官得損傷,出現相應得功能障礙。

實質細胞一個器官內,承擔該器官功能得細胞,間質細胞就是這個器官內存在得那些輔助實質細胞完成器官功能得細胞。

比如腦內得神經原細胞就就是實質細胞,神經膠質細胞起支持營養神經細胞得作用,算就是一種間質細胞,再如肝臟細胞就是實質細胞,肝小葉間得纖維細胞就就是間質細胞,起支持作用。

成纖維細胞為疏松結締組織中最主要得細胞。細胞扁平或梭形,多突起;胞核較大,扁卵圓形,著色淺,核仁明顯。胞質較豐富,呈弱嗜堿性。該細胞合成蛋白質得功能旺盛。合成與分泌蛋白質等成分,構成了疏松結締組織得各種纖維與基質。成纖維細胞與纖維細胞光鏡結構像成纖維細胞與纖維細胞超微結構模式圖