文档介绍：电离辐射的生物效应
定义:电离辐射能够在生物物质中引起电离和激发,致使生物物质的结构发生变化或破坏,造成生物损伤。
电离辐射作用过程:电离辐射作用于生物体后,其原初作用过程是物理(10-16~10-13秒)、物理化学(10-13~10-10秒)和化学(10-10~10-4秒)三个阶段。
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辐射损伤
在这三个阶段中,生物体内发生辐射能的吸收和传递、分子的激发和电离、自由基的产生、化学键的断裂等,导致初始的生物化学损伤、酶的释放、代谢方向和协调的紊乱,进一步促使原初生物化学损伤的发展,引起体内一系列的生理变化直至发生病变。在这其中,自由基起着很重要的作用。
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电离辐射会引起生物大分子,如脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白质和生物膜的损伤,这些损伤是产生辐射生物效应的基础。这些损伤也进而发展到细胞的损伤,包括细胞死亡、有丝分裂延迟和抑制及染色体畸变等,这些就构成了慢性和急性辐射损伤和晚期效应的前提。其中细胞致死性的损伤主要发生在胞核,如核肿胀、核空泡、核固缩、核碎裂和核溶解,甚至核完全消失。由于细胞的大量死亡,所以动物体内各器官、造血系统、消化系统、神经系统、内分泌系统、循环系统、呼吸系统和免疫功能都发生程度不同的变化。
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损伤的程度与电离辐射剂量
生物损伤的程度与电离辐射剂量有着密切的关系,根据所受剂量的大小,人体组织会产生不同的反应,直至死亡。一般讲来,当剂量在1Gy以下时,人体不会产生明显的早期效应,但可能产生可逆性的功能变化和血象改变;当剂量大于1Gy时,可使机体发生病变,随着剂量的增加病情加重,即引起不同类型和不同程度的放射病。当剂量高达10Gy以上时,如不及时抢救,则人体的平均生存时间大约只有3~5天。
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放射生物学中,通常以照后一定时期内引起50%死亡的剂量(LD50)作为指标,来衡量机体对辐射耐受的程度,人们将LD50叫做半致死剂量。LD50越小耐受越差,即辐射敏感性越高,反之则辐射敏感性低。各类生物的LD50差异很大,现举例如下(单位:Gy):,猴6,大鼠7,鱼15,酵母菌300,草履虫3000,芽孢、病毒20000。由此看出,动物比植物和微生物的辐射敏感性高;温血动物比冷血动物敏感;大动物比小动物敏感,人比其它动物敏感。但就一种动物而言,个体对辐射的敏感性差异也是比较大的。
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辐射机体效应不仅在受照后短期内引起病变或临床症象,而且也会在受照后远期发生病变,以至于产生遗传效应,如辐射致癌、白内障、对胎儿和幼儿的影响,生殖系统的变化以及遗传上出现畸变、突变等。
一定的吸收剂量所产生的生物效应除了与吸收剂量有密切关系外,还与电离辐射的类型、能量及照射条件等因素有关,
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就电离辐射的类型和能量而言,相同剂量的外照射,快中子(~10MeV)的生物效应大约是γ射线的10倍;相同剂量的内照射,α粒子的生物效应是β粒子的10倍左右。照射条件,如急性大剂量照射与慢性小剂量照射、内照射与外照射、一次照射与分次照射、局部照射与全身照射等,都会产生不同的生物效应。
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电离辐射对人体的影响是多种因素复合作用的表现。影响人体损伤的因素有:
外照射
内照射
随机效应与非随机效应
躯体效应与遗传效应
辐射敏感性
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外照射
外照射引起的人体效应与吸收剂量大小、剂量率大小、受照时间(连续照射还是间歇照射)、照射范围(全身照射或局部照射)、受照组织或器官的辐射敏感性、电离辐射的种类和能量等因素有关。
一般来讲,剂量越大、剂量率越大,辐射的人体效应越强;
对相同剂量而言,连续照射要比间歇照射效应强,全身照射要比局部照射的辐射效应强;
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辐射敏感性高的组织或器官,