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1、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
2、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DqD0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
3、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.电离辐射所致哺乳类动物细胞的“死亡”有3种：1.数百Gy照射可使细胞的蛋白质凝固—立即死亡2.数十Gy大剂量照射使细胞立即终
4、止代谢活动—间期死亡3.几Gy照射可使增殖性强的细胞丧失继续增殖的能力—生殖死亡或分裂死亡(四)细胞死亡第四章放射的生物效应一、电离辐射对靶细胞的损伤细胞接受辐射能量后所引起的损伤不足以使细胞致死,若给予足够的时间,则细胞有可能对损伤进行修复,即亚致死损伤修复SLDR.照射后细胞暂未死亡,但如不进行干预,细胞将会发生死亡,如果改变细胞所处状态,将其放在不利于分裂的环境中,则受损伤细胞可得到修复而免于死亡,此称为潜在致死损伤修复PLDR。(五)细胞损伤后的修复第四章放射的生物效应二、电离辐射致突变及致癌效应辐射致癌是指受照后发生与所受照病
5、因学联系的恶性肿瘤,是照射后重要的远期效应之一,包括实体瘤诱发、白血病、骨肉瘤和淋巴肉瘤等,属随机效应.辐射致突变和致癌效应都是以遗传物质的改变为基础,是辐射防护中2项最重要的辐射随机效应.第四章放射的生物效应1.电离辐射致突变效应二、电离辐射致突变及致癌效应电离辐射引起遗传物质的变化不仅有点突变(即指遗传密码的改变),而且染色体结构也变化.染色体由DNA和蛋白质组成,具有两方面重要功能:一是保持基因顺序,二是保证遗传物质在子细胞中的适当分配.这两方面变化都会引起细胞遗传特性的改变.第四章放射的生物效应2.电离辐射致癌效应二、电离辐射致
6、突变及致癌效应电离辐射使癌症发病率增高,其致癌效应在人体细胞和动物细胞实验都已证实.但辐射引起细胞恶性转移机制尚未完全弄清.辐射可以是致癌的始动因子,也可是促进因子.对前者研究表明,电离辐射对DNA的损伤可能是细胞恶性转化的重要机制,这与化学致癌剂的恶性转化效应研究一致.但恶性转化并不等同癌症,不论癌症起因于一个还是一群突变细胞,发展往往需要促进因子的作用,比如催乳素仅需小剂量照射就能引起乳腺癌.第四章放射的生物效应3.电离辐射致癌的剂量—效应曲线二、电离辐射致突变及致癌效应1234567Gy白血病发生率%小剂量—肿瘤诱发占优势；大剂量
7、—癌变细胞灭活占优；顶峰—二者持平第四章放射的生物效应4.电离辐射致癌的潜伏期二、电离辐射致突变及致癌效应肿瘤类型最低平均全部表现期白血病骨肉瘤甲状腺癌乳腺癌其他实体瘤2~42~45~105~15101015202320~3025~3025~30>40>40>40表3：辐射诱发人体恶性肿瘤的潜伏期（年）第四章放射的生物效应5.影响电离辐射致的主要因素二、电离辐射致突变及致癌效应（1）敏感性因素（2）年龄因素（3）性别因素（4）其他因素第四章放射的生物效应三、电离辐射对染色体的损伤人类体细胞染色体对辐射非常敏感，即使剂量低于0.01Gy,
8、也能观察到染色体畸变,而且随剂量线性增加.在一定条件下,依据染色体畸变率可估算受照者所受剂量.故在辐射防护中,染色体畸变可用做生物剂量指示计.染色体是遗传物质的重要载体,主要由DNA和蛋白质组成.在细胞分裂
