内照射机理、作用特点

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1、第三章放射性核素内照射作用的机理、特点及影响因素放射性核素内照射作用机理1.带电粒子对生物体的作用α或β带电粒子，在通过生物体时，可发生三种形式的能量转换：（1）、使生物体中的原子或分子激发或电离，将部分能量转化为激发能和电离能；（2）、带电粒子在生物体的原子核电场的作用下，运动方向发生变化并得到了加速度，使一部分动能转化为连续能量分布的韧致辐射；（3）、带电粒子通过和生物体的原子和分子发生不断的弹性碰撞，将带电粒子的一部分能量转化为热能。但在以上几种能量转换的比例中，电离能的转换是主要的。2.γ射线对生物体的作用

2、γ射线通过生物体时，主要发生光电效应、康普顿效应和电子对生成等三种作用过程。在机体软组织中，低能光子以产生光电效应为主，而中等能量光子以产生康普顿效应为主，至于高能光子则以电子对形成为主要的。3.辐射作用的时相阶段辐射能被生物体吸收以后，通过直接作用或间接作用，首先在分子水平发生变化，尤其是生物大分子激发和电离，经历辐射作用的不同时相阶段：物理、物理化学、化学和生物学四个阶段的放大过程，才能显示出组织器官的可见损伤。4.生物分子的电离与激发(ionizationandexcitation)生物分子电离后，产生一个由

3、正离子和电子构成的离子对：A—～→A+＋e-其中正离子可以发生多种反应，主要有两种：1.正负离子重合。正离子可以与一个电子或者由中性分子俘获电子所形成的负离子发生重合反应，形成中性高激发态分子，分解为两分子或自由基：A+＋e－→A*→M*十NorA+＋B－→A**+B→R·十·S4.生物分子的电离与激发2.离子-分子反应。当一个正离子接近一个未极化的中性分子时，它将引起中性分子的电极化，使它成为偶极子，由于离子与偶极化分子间的吸引力，它们之间将发生反应而引起原子和电荷的重新排列：A+十B→A+B+电荷传递反应A+十

4、B→C++D离子-分子反应水辐解产物：P395.直接作用和间接作用直接作用主要是指放射性核素所释出的粒子或射线直接对生物活性的分子引起激发和电离，从而引起正常功能和代谢障碍的损伤，继而导致具有生物活性的有机化合物分子如核酸、蛋白质等的变化。间接作用主要是指放射性核素的辐射通过水的原发辐解产物·H，·OH，e－水合，H2O2等作用于生物大分子而引起损伤。间接作用在生物大分子损伤的发生上起着重要作用。详细解释间接作用如稀释效应、氧效应、防护效应和温度效应等6.靶分子和靶结构DNA和膜是射线作用的靶，是引起细胞一系列生化

5、、生理和病理变化的关键。DNA对辐射非常敏感和具有非常重要的生物功能；DNA的辐射损伤在DNA分子上是非随机分布的，如嘧啶二聚体形成，链断裂、DNA与蛋白质交链等。6.靶分子和靶结构膜对电离辐射具有高度敏感性；靶面积大于DNA；细胞受照射后，膜上的鞘磷脂含量迅速下降，而它的酶解产物神经酰胺含量迅速上升。已经证明神经酰胺是第二信使，介导细胞凋亡。DNA链必须附着在膜上或形成DNA膜复合物时才能复制。射线一旦破坏了这种附着点，DNA复制就会停止。放射性核素的作用特点1.不同LET的辐射作用传能线密度*（linearen

6、ergytransfer，LET）是指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗的平均能量，单位：keV/um。分为高LET辐射和低LET辐射。电荷数越多，则在单位路程上形成的离子对数就越多，即电离密度(ionizationdensity)越大，对机体产生的生物效应也就越大；能量不同时，能量高者产生的离子对亦较多，对机体的损伤效应亦较重；1.不同LET的辐射作用随着其能量不断地损失，它的速度也就越小。带电粒子在组织中沿着最初入射方向所能穿行的最大直线距离，称为射程。内照射时，α粒子对机体的生物效应最大，β粒子次之，而以γ射

7、线为最小。2.不同RBE的辐射作用当生物体受到相等剂量辐照但电离辐射的类型不同时，则产生的生物效应（RBE）就不同。RBE=所试辐射产生的生物效应/相同剂量标准γ射线产生的生物效应3.持续作用放射性核素的持续作用时间可按6个有效半减期计。这种作用不能被“中和”，任何化学反应亦不能改变其放射性活度。4.辐射作用与化学作用辐射作用：高比活度核素，质量上极少量的放射性核素作用于机体，就会引起机体一定的辐射效应；化学作用：1kBq238U的质量为81mg。而根据各种实验研究的资料来看，体内量达1-2mg/kg(体重)的铀时

8、，即可引起机体中毒，但其放射性活度是很低的。5.选择性蓄积作用放射性核素进入机体后，常显示出其在某一器官或组织中选择性蓄积的特点。影响放射性核素作用的因素一、放射性核素的理化因素：1.物理状态：气态/固态2.水解性质：镧系和锕系的放射性核素，在生理的pH条件下，极易水解，形成难溶性的氢氧化物胶体，易被网状内皮系统所吞噬，较长期滞留于肝、脾组织中。3.化合物形