放射生物效應衛(wèi)檢

1、本章重點,輻射生物效應的定義和分類輻射防護常用劑量和單位氧效應和傳能線密度造血系統(tǒng)的放射損傷,一、概述,放射線與放射性核素的雙重性1911年，皮膚損傷和皮膚癌的報道。1950年，正式命名：國際輻射防護委員會（ICRP),對待放射性的兩種錯誤態(tài)度一是馬虎大意，漠不關心；二是談虎色變，盲目增加防護成本。 電離輻射是不能夠完全避免的。應避免任何不合理的照射。,輻射生物效應：電離輻射的能量傳遞給生物機體后引起的一系列生理

2、和病理變化。注意：①放射生物效應往往是在超劑量 輻射的情況下產(chǎn)生的； ②生物機體對射線有一定的適應 能力。,二、輻射防護常用劑量單位,1、照射量：是反映X或γ射線空間分布和對空氣電離能力的的輻射劑量。單位是庫侖/千克(C/Kg)。舊單位是倫琴（R） 1C/Kg=3.876 x 103 R 1R=2.58 x 10-

3、4 C/Kg,2、吸收劑量（absorbed dose）：單位質(zhì)量的受照物質(zhì)吸收射線的平均能量。國際單位是戈瑞(gray、Gy)。1Gy=1J/Kg舊單位是拉德（rad)1Gy=100rad,3、當量劑量（equivalent dose）：等于吸收劑量乘以射線的品質(zhì)因素Q（輻射權(quán)重因數(shù)）。單位是希沃特（sievert，Sv）。當量劑量是衡量輻射生物效應危險度的劑量單位。,三、輻射生物效應發(fā)生的機理,1、射線的生物靶作用：

4、輻射生物效應輻射的根本原因就是射線與物質(zhì)的相互作用。主要分為原發(fā)作用和繼發(fā)作用。,2、傳能線密度(linear energy transfer, LET) ：表示帶電粒子在某一長度徑跡上消耗的能量與該徑跡長度之比。與射線的運動速度和電荷量有關。電荷較高而移動較慢的粒子具有較高的LET。,意義：主要用于放射治療時射線的選擇。 射線的LET越高，對組織的損傷也就越大，在放療時可以有目的的選擇高LET的射線。,3、相對生物

5、效應(relative biological effectiveness,RBE)：,通常以250 keV X射線產(chǎn)生的生物效應作為比較的基準。RBE = 250 keV X射線產(chǎn)生生物效應的劑量/某輻射產(chǎn)生相同生物效應的劑量一般X射線為1，則α為10,4、輻射損傷的化學基礎,又可以分為直接作用和間接作用。直接作用：射線的能量或粒子直接引起生物分子的電離、激發(fā)或斷裂，引起生物組織結(jié)構(gòu)和功能的破壞。,間接作用：射線作用于生物分

6、子周圍的組織液產(chǎn)生的自由基等化學性質(zhì)活波的基團反過來作用于生物分子，引起生物分子的損傷。一般直接作用與間接作用同時存在,自由基可以破壞：①核酸分子，蛋白質(zhì)分子②細胞膜、線粒體膜、溶酶體膜、核膜等生物膜(biological membranes)的損傷,自由基清除機制,機體內(nèi)存在清除自由基的酶類。這類酶類統(tǒng)稱為抗氧化酶(antioxygen enzymes),主要包括過氧化氫酶(catalase),過氧化物酶(peroxida

7、se), 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)等.,四、影響放射生物效應的因素,（一）輻射源因素：1、輻射種類和劑量： 不同射線產(chǎn)生的效應不同。總的來說，受照劑量越大，產(chǎn)生損傷越重。,2、劑量率： 劑量率：單位時間內(nèi)的照射劑量。在照射劑量固定的情況下，延長照射時間，降低劑量率可以降低損傷程度。,3、照射次數(shù)和照射范圍：一定輻射劑量一次照射比分割成多次照射引起的生物效應大。相同劑量下，

8、全身照射和局部照射產(chǎn)生的損傷程度不同。相同劑量照射不同部位的輻射效應腹部>盆腔>頭頸>胸部>四肢,4、照射方式和面積,外照射：放射線在體外發(fā)出對人體產(chǎn)生的照射。內(nèi)照射：放射性核素進入人體內(nèi)部發(fā)出射線對人體產(chǎn)生的照射。,相同條件下，照射面積越大、生物效應越顯著。,（二）靶相關因素,輻射敏感性：相同條件下機體或其組織器官對輻射的反應強弱和速度快慢不同。,總的說來有以下幾個規(guī)律：①種系發(fā)生越高，敏感性越

9、強：②個體發(fā)育越成熟，敏感性越低：③更新越快的組織，敏感性越高：④與環(huán)境因素有關：氧、溫度、微量元素等。,人體不同器官的輻射敏感性,高度敏感：淋巴組織、胸腺、骨髓、胃腸上皮、性腺、胚胎中度敏感：感覺器官、內(nèi)皮細胞、皮膚、唾液腺、腎肝肺上皮輕度敏感：中樞、內(nèi)分泌腺、心臟不敏感：肌肉、骨、軟骨、結(jié)締組織,輻射敏感性的分子生物學基礎:①DNA損傷，特別是DNA雙鏈斷裂是輻射致細胞死亡的重要因素②細胞對DNA雙鏈斷裂的修

10、復能力和修復的速度直接與細胞的輻射敏感性有關。③不同的細胞周期輻射敏感性不同，呈周期性變化。④ 癌基因和抑癌基因表達的影響。,五、、輻射生物效應的分類,1、按照效應發(fā)生的時間來分：①急性效應：發(fā)生在大劑量的X線、γ射線全身照射（一般2Gy以上）后，數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)發(fā)生的效應。②晚期效應：發(fā)生在急性效應恢復后或長期小劑量照射者，一般數(shù)年或數(shù)十年后發(fā)生的效應，例如發(fā)癌和遺傳效應等。,2、按照效應發(fā)生的對象分：①軀體效應：主要發(fā)生于

11、受照射者本人。②遺傳效應：主要發(fā)生于受照射者的后代。,3、國際分類標準：,國際輻射防護委員會 26號出版物按劑量—效應關系把輻射生物效應分為 ：確定性效應(deterministic effects)隨機效應(stochastic effects),①確定性效應(deterministic effects),主要針對個體受照者，指輻射損傷的嚴重程度與所受劑量呈正相關，有明顯的閾值，劑量未超過閾值不會發(fā)生有害效應。一般是在短期內(nèi)受較

12、大劑量照射時發(fā)生的急性損害。,ICRP 某些確定性效應的閾值,②隨機效應(stochastic effects)：研究的對象是群體，是輻射效應發(fā)生的幾率（或發(fā)病率而非嚴重程度）與劑量相關的效應，不存在具體的閾值。主要有致癌效應和遺傳效應。,五、低劑量興奮效應,即一定的低劑量輻射對免疫系統(tǒng)具有刺激性作用，除了輻射引起癌癥的幾率下降外，對大劑量的輻射照射也有一定的耐受性。機制：①免疫興奮效應 ②DNA修復的興奮效應 ③誘導自由基和活

13、性氧清除 ④影響某些基因表達和表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)的合成,六、輻射對組織的損傷,1、造血組織的輻射損傷 ：造血組織增殖快，不斷更新，對射線高度敏感?？梢酝ㄟ^外周血血細胞的變化反映，易于觀測，故有生物劑量儀之稱。,造血組織損傷的特點：①血液系統(tǒng)的輻射損傷主要是造血細胞增殖能力的抑制或喪失。②造血組織受損傷的程度可以反映受照劑量的大小。,造血系統(tǒng)細胞的輻射敏感性,淋巴細胞>幼紅>幼粒>巨核>成熟血細胞>

14、內(nèi)皮細胞,造血干細胞：有極高的輻射敏感性，受射線照射后造血干細胞數(shù)量可因輻射致死亡和凋亡而隨受照劑量呈指數(shù)規(guī)律下降。,外周血細胞：RBC：一般受照兩周以后才能出現(xiàn)紅細胞數(shù)和血紅蛋白的降低。WBC：照射后15分鐘即可觀察到淋巴細胞的減少。血小板：受射線照射后1～2周內(nèi)下降較慢，降到最低值后逐漸恢復。大劑量照射也會導致血小板的形態(tài)及功能改變，損傷凝集和抗出血功能，發(fā)生出血傾向。,具體表現(xiàn),出血綜合征：造血功能低下、凝血功能障礙、血管通

15、透性增加、血管脆性增加誘發(fā)感染、出血、貧血,,2、性腺：睪丸：抑制精原干細胞和精原細胞的分裂，精母細胞及精子細胞則能繼續(xù)分裂，對成熟的精子的影響也不大?？偟男Ч褪蔷訑?shù)減少。 卵巢：女性性腺的放射敏感性較男性性腺略低 。大劑量全身照射會引起月經(jīng)異常等。,3、中樞神經(jīng)系統(tǒng)：放射敏感性不太高的組織，但一旦發(fā)生損傷，往往是不可逆的。主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)癥狀：譫妄、嗜睡、昏迷等。嚴重者迅速死亡。,4、消化系統(tǒng)：,消化管粘膜，

16、特別是小腸絨毛上皮細胞是更新快，增生活躍的組織，輻射敏感性很高，受射線照射后，很快引起上皮細胞的分裂抑制，腸淋巴組織破壞。主要表現(xiàn)為消化道癥狀。,五、皮膚：也是輻射敏感性較高的組織之一。常見的癥狀是毛發(fā)脫落，指甲發(fā)育不良等。,,,七、急性放射病的診斷：,指全身受到一次較大劑量照射或短時間內(nèi)多次照射所造成的損傷。多見于戰(zhàn)爭和放射性事故。臨床表現(xiàn)取決于劑量的大小和受照時間。,>50GY：機體出現(xiàn)以神經(jīng)系統(tǒng)為主的癥狀，如抽

17、搐、痙攣、昏迷，幾分鐘之內(nèi)死亡。10-50GY：主要表現(xiàn)神經(jīng)癥狀，煩躁，幾小時內(nèi)死亡。1-10GY：主要以造血系統(tǒng)表現(xiàn)為主---造血型放射病，表現(xiàn)為造血功能障礙。劑量較高時以消化道癥狀為主---胃腸型放射病，幾天內(nèi)死亡。,造血型放射病：是最為多見的放射病。 分期：初期：受照后1—3天，表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)或植物神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。假愈期：持續(xù)兩周，表現(xiàn)正常。極期：半月后，表現(xiàn)出明顯的造血功能障礙，出血、感染?；謴推冢赫丈浜?周起。,

18、造血型放射病的診斷：①有大劑量受照史，很快出現(xiàn)癥狀②有神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)和造血功能障礙。③有臨床生化檢測指標的變化。,造血型放射病的治療：初期：鎮(zhèn)靜，抗過敏治療。假愈期：支持療法。極期：抗感染治療，用廣譜、敏感抗生素；輸全血、止血。必要時可在病情穩(wěn)定后行干細胞移植術(shù)。恢復期：支持，營養(yǎng)。,慢性放射?。簷C體在較長時間內(nèi)受到超允許劑量的照射，造成慢性損傷。主要發(fā)生在職業(yè)工作人員中。 特點： 病程長，復雜，癥狀可輕可重，

19、損傷和修復交替進行。,表現(xiàn)：神經(jīng)系統(tǒng)癥候群；性功能障礙；造血系統(tǒng)癥候群；皮膚、粘膜營養(yǎng)障礙等。,診斷：①有職業(yè)史，尤其是有超劑量受照史。②有相應的癥候群。③造血系統(tǒng)改變，外周血、骨髓象、染色體畸變率最具說服力。④除外其他疾病。處理：癥狀輕的要休息；白細胞 <3000，紅系和血小板系均有下降且有出血、骨髓象增生的應調(diào)離工作。,胚胎效應：表現(xiàn)：生長發(fā)育遲緩，胚胎期或圍產(chǎn)期死亡；先天畸形。在胚胎發(fā)育越早期越敏感：著床期