放射生物效應(yīng)衛(wèi)檢

1、本章重點(diǎn),輻射生物效應(yīng)的定義和分類輻射防護(hù)常用劑量和單位氧效應(yīng)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(bào)道。1950年，正式命名：國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)（ICRP),對(duì)待放射性的兩種錯(cuò)誤態(tài)度一是馬虎大意，漠不關(guān)心；二是談虎色變，盲目增加防護(hù)成本。 電離輻射是不能夠完全避免的。應(yīng)避免任何不合理的照射。,輻射生物效應(yīng)：電離輻射的能量傳遞給生物機(jī)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(yīng)往往是在超劑量 輻射的情況下產(chǎn)生的； ②生物機(jī)體對(duì)射線有一定的適應(yīng) 能力。,二、輻射防護(hù)常用劑量單位,1、照射量：是反映X或γ射線空間分布和對(duì)空氣電離能力的的輻射劑量。單位是庫(kù)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）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的受照物質(zhì)吸收射線的平均能量。國(guó)際單位是戈瑞(gray、Gy)。1Gy=1J/Kg舊單位是拉德（rad)1Gy=100rad,3、當(dāng)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(dāng)量劑量是衡量輻射生物效應(yīng)危險(xiǎn)度的劑量單位。,三、輻射生物效應(yīng)發(fā)生的機(jī)理,1、射線的生物靶作用：

4、輻射生物效應(yīng)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(zhǎng)度徑跡上消耗的能量與該徑跡長(zhǎng)度之比。與射線的運(yùn)動(dòng)速度和電荷量有關(guān)。電荷較高而移動(dòng)較慢的粒子具有較高的LET。,意義：主要用于放射治療時(shí)射線的選擇。 射線的LET越高，對(duì)組織的損傷也就越大，在放療時(shí)可以有目的的選擇高LET的射線。,3、相對(duì)生物

5、效應(yīng)(relative biological effectiveness,RBE)：,通常以250 keV X射線產(chǎn)生的生物效應(yīng)作為比較的基準(zhǔn)。RBE = 250 keV X射線產(chǎn)生生物效應(yīng)的劑量/某輻射產(chǎn)生相同生物效應(yīng)的劑量一般X射線為1，則α為10,4、輻射損傷的化學(xué)基礎(chǔ),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(xué)性質(zhì)活波的基團(tuán)反過(guò)來(lái)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(shí)存在,自由基可以破壞：①核酸分子，蛋白質(zhì)分子②細(xì)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(jī)制,機(jī)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(guò)氧化氫酶(catalase),過(guò)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(yīng)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(yīng)不同?？偟膩?lái)說(shuō)，受照劑量越大，產(chǎn)生損傷越重。,2、劑量率： 劑量率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的照射劑量。在照射劑量固定的情況下，延長(zhǎng)照射時(shí)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(yīng)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(yīng)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(duì)人體產(chǎn)生的照射。內(nèi)照射：放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)部發(fā)出射線對(duì)人體產(chǎn)生的照射。,相同條件下，照射面積越大、生物效應(yīng)越顯著。,（二）靶相關(guān)因素,輻射敏感性：相同條件下機(jī)體或其組織器官對(duì)輻射的反應(yīng)強(qiáng)弱和速度快慢不同。,總的說(shuō)來(lái)有以下幾個(gè)規(guī)律：①種系發(fā)生越高，敏感性越

9、強(qiáng)：②個(gè)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(guān)：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(xì)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(xué)基礎(chǔ):①DNA損傷，特別是DNA雙鏈斷裂是輻射致細(xì)胞死亡的重要因素②細(xì)胞對(duì)DNA雙鏈斷裂的修

10、復(fù)能力和修復(fù)的速度直接與細(xì)胞的輻射敏感性有關(guān)。③不同的細(xì)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(dá)的影響。,五、、輻射生物效應(yīng)的分類,1、按照效應(yīng)發(fā)生的時(shí)間來(lái)分：①急性效應(yīng)：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(shí)或數(shù)天內(nèi)發(fā)生的效應(yīng)。②晚期效應(yīng)：發(fā)生在急性效應(yīng)恢復(fù)后或長(zhǎng)期小劑量照射者，一般數(shù)年或數(shù)十年后發(fā)生的效應(yīng)，例如發(fā)癌和遺傳效應(yīng)等。,2、按照效應(yīng)發(fā)生的對(duì)象分：①軀體效應(yīng)：主要發(fā)生于

11、受照射者本人。②遺傳效應(yīng)：主要發(fā)生于受照射者的后代。,3、國(guó)際分類標(biāo)準(zhǔn)：,國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì) 26號(hào)出版物按劑量—效應(yīng)關(guān)系把輻射生物效應(yīng)分為 ：確定性效應(yīng)(deterministic effects)隨機(jī)效應(yīng)(stochastic effects),①確定性效應(yīng)(deterministic effects),主要針對(duì)個(gè)體受照者，指輻射損傷的嚴(yán)重程度與所受劑量呈正相關(guān)，有明顯的閾值，劑量未超過(guò)閾值不會(huì)發(fā)生有害效應(yīng)。一般是在短期內(nèi)受較

12、大劑量照射時(shí)發(fā)生的急性損害。,ICRP 某些確定性效應(yīng)的閾值,②隨機(jī)效應(yīng)(stochastic effects)：研究的對(duì)象是群體，是輻射效應(yīng)發(fā)生的幾率（或發(fā)病率而非嚴(yán)重程度）與劑量相關(guān)的效應(yīng)，不存在具體的閾值。主要有致癌效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。,五、低劑量興奮效應(yīng),即一定的低劑量輻射對(duì)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(duì)大劑量的輻射照射也有一定的耐受性。機(jī)制：①免疫興奮效應(yīng) ②DNA修復(fù)的興奮效應(yīng) ③誘導(dǎo)自由基和活

13、性氧清除 ④影響某些基因表達(dá)和表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)的合成,六、輻射對(duì)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(duì)射線高度敏感?？梢酝ㄟ^(guò)外周血血細(xì)胞的變化反映，易于觀測(cè)，故有生物劑量?jī)x之稱。,造血組織損傷的特點(diǎn)：①血液系統(tǒng)的輻射損傷主要是造血細(xì)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(xì)胞的輻射敏感性,淋巴細(xì)胞>幼紅>幼粒>巨核>成熟血細(xì)胞>

14、內(nèi)皮細(xì)胞,造血干細(xì)胞：有極高的輻射敏感性，受射線照射后造血干細(xì)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(xì)胞：RBC：一般受照兩周以后才能出現(xiàn)紅細(xì)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(xì)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(fù)。大劑量照射也會(huì)導(dǎo)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(xì)胞和精原細(xì)胞的分裂，精母細(xì)胞及精子細(xì)胞則能繼續(xù)分裂，對(duì)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(huì)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(yán)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(xì)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(xì)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(shí)間內(nèi)多次照射所造成的損傷。多見于戰(zhàn)爭(zhēng)和放射性事故。臨床表現(xiàn)取決于劑量的大小和受照時(shí)間。,>50GY：機(jī)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(shí)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(shí)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?。菏亲顬槎嘁姷姆派洳?。 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?fù)期：照射后3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(cè)指標(biāo)的變化。,造血型放射病的治療：初期：鎮(zhèn)靜，抗過(guò)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(shí)可在病情穩(wěn)定后行干細(xì)胞移植術(shù)?；謴?fù)期：支持，營(yíng)養(yǎng)。,慢性放射?。簷C(jī)體在較長(zhǎng)時(shí)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(diǎn)： 病程長(zhǎng)，復(fù)雜，癥狀可輕可重，

19、損傷和修復(fù)交替進(jìn)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(yíng)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(yīng)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(shuō)服力。④除外其他疾病。處理：癥狀輕的要休息；白細(xì)胞 <3000，紅系和血小板系均有下降且有出血、骨髓象增生的應(yīng)調(diào)離工作。,胚胎效應(yīng)：表現(xiàn)：生長(zhǎng)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