第4章节_放射的生物效应_第3节_电离辐射的生物效应幻灯片.pptVIP

第四章 放射的生物效应 五、电离损伤的分子水平作用 (一).电离辐射对生物大分子的作用 2.生物分子的损伤与修复 被损伤的生物分子,可以通过各种方式进行修复.在自由基反应阶段若介质中存在能供氧的分子,如含巯基化合物, 则生物分子自由基可被修复.在有O2的情况下,生物分子自由基可被氧化成 超氧自由基而难以修复. 第四章 放射的生物效应 五、电离损伤的分子水平作用 (二).电离辐射对DNA的作用 1. DNA分子损伤 辐射生物效应可造成DNA分子的碱基变化,使碱基环破坏、碱基脱落丢失、碱基替代或形成嘧啶二聚体等,导致DNA链断裂和DNA交联等变化.DNA链断裂是辐射损伤主要形式. DNA分子受损伤后,在碱基之间或碱基与蛋白质间形成了共价键, 发生 DNA- DNA交联, DNA-蛋白质交联,即DNA交联. 第四章 放射的生物效应 五、电离损伤的分子水平作用 (二).电离辐射对DNA的作用 2. DNA合成抑制 DNA合成抑制是敏感的辐射生物效应指标。照射后DNA合成抑制与合成DNA所需的4种脱氧核苷酸形成障碍、酶活力受抑制、DNA模板损伤、启动和调控DNA合成的复制子减少及能量障碍等均有关。 第四章 放射的生物效应 五、电离损伤的分子水平作用 (二).电离辐射对DNA的作用 3. DNA分解增强 在DNA合成抑制的同时，分解代谢明显增强。原因可能是辐射破坏了溶酶体和细胞核的膜结构,DNA酶释放直接与DNA接触,增加了DNA的降解.在一定剂量范围内,降解的程度确定于照射剂量. 照射后尿中的DNA代谢产物排出量明显增多。 第四章 放射的生物效应 五、电离损伤的分子水平作用 (三).电离辐射对蛋白质和酶的作用 1. 分子破坏 蛋白质和酶分子在照射后可发生结构的破坏,包括肽键电离、断裂,巯基氧化, 二硫键还原,旁侧羟基被氧化等, 从而导致蛋白分子功能的改变。 第四章 放射的生物效应 五、电离损伤的分子水平作用 (三).电离辐射对蛋白质和酶的作用 2. 对合成的影响 辐射对蛋白质生物合成的影响较复杂, 可被激活,也可被抑制,有的呈双向变化,即先抑制后增强.但在血清蛋白方面,照射后血清白蛋白和γ球蛋白含量?,α和β球蛋白含量?,因而蛋白质净合成量? 。 第四章 放射的生物效应 五、电离损伤的分子水平作用 (三).电离辐射对蛋白质和酶的作用 3. 分解代谢增强 照射后蛋白质分解代谢增强是非常显著的,主要是许多蛋白质水解酶活力增强. 比如照射后由于溶酶体被破坏, 组织蛋白酶释放, 活力明显增加,促使细胞内和细胞外蛋白质分解增强.同时,照射后肌体摄取食物减少,加剧了蛋白质分解代谢,释放出大量游离氨基酸. 一部分生糖氨基酸通过作用转化成葡萄糖, 一部分代谢尿素或其它非蛋白氮,整个机体处于负氮平衡状态. 第四章 放射的生物效应 §3. 电离辐射的生物效应 一、电离辐射对靶细胞的损伤 二、电离辐射致突变及致癌效应 三、电离辐射对染色体的损伤 四、辐射对组织和器官的作用 五、电离损伤的分子水平作用 第四章 放射的生物效应 一、电离辐射对靶细胞的损伤 各类细胞对辐射的敏感性不一致.不断生长、增殖、自我更新的细胞群对辐射敏感,分化成熟的细胞对辐射具有高度耐受性, 淋巴细胞例外, 它分化成熟,但属于高度敏感细胞.造血细胞、生殖细胞、肠上皮细胞等高敏;膀胱、食道等上皮细胞较敏; 结缔组织、内皮细胞等中敏; 而肌细胞、神经节细胞、成熟的软骨和骨细胞低敏。 (一) 细胞的辐射敏感性 第四章 放射的生物效应 一、电离辐射对靶细胞的损伤 有增殖能力的哺乳动物细胞受一定照射,一部分丧失增殖能力,体外培养时不能形成细胞团;另一部分“活存”细胞仍保持增殖能力,体外培养时形成细胞团.“活存”细胞百分率随照射剂量增加而降低. (二) 剂量——活存曲线 Dq D0 细胞存活百分数 Gy 第四章 放射的生物效应 一、电离辐射对靶细胞的损伤 细胞受到亚致死剂量照射后,主要表现为有丝分裂延迟, 损伤轻重取决于照射时细胞所处的周期阶段.不同阶段的辐射敏感性不同.处于M期的细胞受照射很敏感,可引起细胞即刻死亡或染色体畸变.G1期早期对辐射不敏感,后期则较敏感,周期较长的细胞在G1期受照射可能发生G1抑制,延迟进入S期.S前期也较敏感,受照可使DNA合成速度变慢,细胞延迟进入G2期.G2期是对辐射极敏感的阶段,处于此期即使较低剂量也会由于所需特异蛋白质和RNA合成障碍引起长时间分裂延迟,也称“G2阻断”。 (三) 细胞周期的变化 第四章 放射的生物效应 一、电离辐射对靶细胞的损伤 电离辐射作用于机体,经过原初的物化变化和生物大分子损伤阶段,进而发展到细胞的损伤,包括细胞死亡、有丝分裂延迟或抑制等.电离辐射