第三章放射生物效应与防护要点分析.ppt

第三章 放射生物效应与防护 照射量(exposure) 是直接度量x、γ射线对空气电离能力的量，以X表示。定义：x或γ射线在单位质量为dm的空气中与原子核相互作用，释放出来的全部正负电子完全被阻止时，所产生的同一种符号的离子总电荷的绝对值dQ与dm之比。 X=dQ/dm SI单位：库仑·千克-1 旧专用单位伦琴，R。 §1.常用辐射量及其单位 当量剂量 (dose equivalemt，H) 衡量各种辐射对生物机体危害程度的物理量。定义：吸收剂量与辐射权重因数的乘积，用H表示 H=W·D D：辐射在组织T中所致的 平均吸收剂量； W：辐射权重因子。 如定光子的W =1，则 α粒子的W=20 SI单位是焦耳·千克-1 。专名为希沃特，符号是Sv,剂量当量只限用于放射防护. 吸收剂量 (absorbed dose) 任何被照射物质每单位质量(dm)所吸收的任何电离辐射的平均能量dE，用D表示。 D=dE/dm 吸收剂量的SI单位为戈瑞，符号Gy。 1Gy=1J·kg-1 旧单位是拉得，符号rad。 1Gy=100 rad 常用辐射量及单位换算 §2. 电离辐射的生物效应 目的与意义 针对其危害，进行正确的辐射防护； 根据其规律，指导正确的诊断治疗。 一、生物效应发生机制 物理阶段 10-16 ~ 10-18s 辐射?机体? 电离、激发?交出部分或全部能量?机体获得能量。 物理－化学阶段 四个阶段 生物学阶段 ◆细胞水平的变化（细胞膜通透性增加，染色体畸变 等）。 ◆组织器官功能障碍，机体损伤。 ◆不同损伤结局不同： 生物效应严重 ? 机体不可逆损伤 ? 死亡 生物效应较轻 ? 机体细胞代偿、修复、再生 ? 康复 化学阶段 线粒体的氧化磷酸化、DNA、DNA蛋白及其他蛋白质的合成代谢受到抑制。 组织中DNA含量减少，分解产物增多，蛋白质分解代谢增强，出现负氮平衡。 生物大分子物质发生变化。 四个阶段 两种作用 (一) 原发作用：指机体在电离辐射作用下，能量的吸收、传递、转化以及与此相应的生物大分子和细胞、亚细胞结构的损伤与破坏。原发作用又分为直接作用和间接作用。 （二）继发作用：所谓继发作用是指在原发作用的基础上，进一步引起机体代谢紊乱，功能障碍，形态学上的变化以及临床症状的出现和发展。 原发作用 1.直接作用(direct effects)：是指电离辐射直接作用于具有生 物活性的大分子，如核酸、蛋白质等，使其发生电离、激发或化 学键断裂而造成分子结构和性质的改变。 2. 间接作用(indirect effects):是指电离辐射作用于体液中的水分 子(机体内水占体重的70%)，引起水分子的电离和激发，形成化学性 质活泼的不稳定的自由基( 如H·，OH· )，再作用于生物大分子，可导 致生物大分子的损伤和一系列生理、生化的紊乱。 四个阶段，两种作用 原发作用 继发作用 辐射对DNA分子原发作用模式图 二、影响生物效应的因素 与辐射有关的因素 与环境有关的因素 与机体有关的因素 1.辐射剂量与剂量率 (1). 不论内、外照射剂量大,效应大； (2). 总剂量相同，剂量率大、效应大； (3). 剂量过大,可造成不可修复的损伤。 2.辐射的种类 (1). 相同能量,射线不同,效应不同； (2). 同种射线，能量不同，效应不同，能量大效应大。 3.照射条件 (1). 外照射：γ＞β＞α； (2). 内照射：γ＜β＜α； (3). 剂量相同：全身局部，均匀不均匀； (4). 受照部位不同效应不同，如头、胸、腹＞四肢效应。 4.照射次数与照射面积 （一）与辐射有关的因素 (二)与机体有关的因素 1.生物种系 (1). 种系不同,效应不同:一般种系演化越高，效应敏感性越大, 如多C＞单C，哺乳两栖类 . 2.生物个体 (1). 同种系不同个体有差异 (2). 同一个体不同阶段有差异：如胚胎＞幼＞成＞老. 3. 组织与细胞 (1). 相同个体,不同组织,效应不同:如淋巴组织脂肪组织 ; (2). 不同细胞效应不同：如淋巴细胞＞成纤维细胞 网状C ; (3). 细胞状态:细胞分裂旺盛效应高，如幼稚C＞成熟细胞; (4). 亚细胞及分子水平的辐射敏感性:DNA＞mRNA＞rRNA