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时间:2019-07-21
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1、电离辐射生物效应吉林大学第二医院放疗科刘林林什么是电离辐射?电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称,其种类很多,高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子,不带电粒子X射线、γ射线。电离辐射的来源天然辐射:人类主要接收来自于自然界的天然辐射。它来源于太阳,宇宙射线和在地壳中存在的发射性核素。从地下溢出的氡是自然界辐射的另一种重要来源。从太空来的宇宙射线包括能量化的光量子,电子,γ射线和X射线。在地壳中发现的主要发射性核素有铀,钍和钋,及其他发射性物质。它们释放出α,β或γ射线。电离辐射的来源人造辐射:辐射广泛用于医学,工业等领域。人造辐射主要用于:医用设备(例如医学及影像设备
2、);研究及教学机构;核反应堆及其辅助设施,如铀矿以及核燃料厂。诸如上述设施必将产生放射性废物,其中一些向环境中泄漏出一定剂量的辐射。放射性材料也广泛用于人们日常的消费,如夜光手表,釉料陶瓷,人造假牙,烟雾探测器等。电离辐射的相对生物效应相对生物效应(RBE)定义:X或γ射线引起某种生物效应(往往以机体某种损伤表示之)所需要的吸收剂量与所研究的电离辐射引起相同生物效应所需吸收剂量的比值(倍数),即为相对生物效应。 应当指出,RBE值并不是一成不变的,它可因某些因素而变化。一、电离辐射的直接作用射线的粒子或光子的能量被DNA或具有生物功能的其他分子直接吸收,使生物分子
3、发生化学变化,这个效应为直接效应。电离辐射的这种作用称为直接作用。 电离辐射对核酸大分子的直接作用,主要引起碱基的破坏或脱落、单链或双链断裂、氢键破坏、螺旋结构中出现交联,或核酸之间、核酸与蛋白质之间出现交联。 电离辐射对蛋白质的直接作用可引起蛋白质侧链发生变化,氢键、二硫键断裂,导致高度卷曲的肽链出现不同程度的伸展,空间结构改变。二、电离辐射的间接作用间接作用:辐射的能量向生物分子传递时,通过扩散的离子及自由基起作用,并被生物分子所吸收而产生的生物学效应称为间接效应或间接作用。自由基定义:带有一个或多个不配对电子的分子或原子团。(一)间接作用主要是指辐射通过水的
4、原发射解产物(H·,OH·,ea-q,H2,H2O2)等对生物大分子的作用,引起后者的损伤(二)自由基的损伤机制1、自由基破坏细胞膜,使膜脂质过氧化,引起膜结构的破坏;2、自由基使细胞蛋白质氧化、脱氢,造成蛋白质的失活、结构改变、化学链的断裂,或使蛋白质交联和聚合,从而影响蛋白质的正常功能;3、自由基使糖链的断裂和失活;4、自由基引起核酸的损伤,造成细胞死亡辐射量及其单位一、放射性活度放射性活度(radioactivity)简称活度,它的SI单位是“S-1”,SI单位专名是贝可[勒尔](Becquerel),符号为Bq。1Bq=1次衰变/秒。暂时与SI并用的专用单位名称是
5、居里,符号为Ci。1Ci=3.7×1010Bq或1Bq=1s-1≈2.703×10-11Ci二、照射量照射量(exposuredose)X是dQ除以dm所得的商,其中dQ的值是在质量为dm空气中,由光子释放的全部电子(负电子和正电子)在空气中完全被阻止时所产生的离子总电荷的绝对量,即:X=dQ/dm。单位:库仑·千克-1(C/kg)。暂时与SI并用的照射量的专用单位名称是伦琴(Roentgen),符号为R,目前尚无SI单位专名,与SI单位的关系为1R=2.58×10-4C·kg-1。三、吸收剂量吸收剂量(absorbeddose)定义为dε除以dm所得的商,其中dε是致电
6、离辐射给予质量为dm的受照物质的平均能量。即D=dε/dm。吸收剂量的SI单位是焦耳·千克-1(J·kg-1),SI单位专名是戈[瑞](gray),符号Gy。暂时与SI并用的专用单位名称是拉德,符号为rad。1Gy=1J·kg-1=100rad,或1rad=10-2J·kg-1=10-2Gy。影响电离辐射生物学作用的主要因素一、与辐射有关的因素(一)辐射种类 (二)照射剂量 半数致死剂量:(LD50)orLD50/30(三)剂量率(四)分次照射(五)照射部位 当照射剂量和剂量率相同时,腹部照射的全身后果最严重,依次为盆腔、头
7、颈、胸部及四肢。 (六)照射面积 (七)照射方式二、与机体有关的因素放射敏感性:指当一切照射条件完全一致时,机体或其组织、器官对辐射作用的反应强弱或速度快慢不同。若反应强,速度快,其敏感性就高,反之则低。(一)生物种系的放射敏感性总的趋势是:种系演化越高,机体组织结构越复杂,则其放射敏感性越高。(二)个体发育的放射敏感性总的来说,放射敏感性随着个体发育过程而逐渐降低.•胚胎植入前期:照射母体…胚胎大量死亡,人为妊娠第0~9日,小鼠为0~5日。 器官形成期:受到照射…出现大量畸形。人为第9~42天,小鼠为
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