1、放射物理与防护 放射物理与防护放射物理与防护 放射物理与防护 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响 王文红王文红 南开大学人民医院南开大学人民医院 学习目标学习目标 掌握：掌握：确定性效应和随机性效应的概念并了解确定性效应和随机性效应的概念并了解 它们它们 各自包括的辐射效应各自包括的辐射效应 。熟悉：熟悉：皮肤效应的概念并了解其分度诊断标准皮肤效应的概念并了解其分度诊断标准和处和处 理原则理原则 。了解：了解：靶学说的基本内容；放射线引起的生物靶学说的基本内容；放射线引起的生物学效应；胎儿出生前受照引起的效应学效应；胎儿出生前受照引起的效应 。第九章第九章 放射线对人体的影响放
2、射线对人体的影响 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 第二节第二节 影响放射损伤的因素影响放射损伤的因素 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 一、放射生物学基础一、放射生物学基础 二、辐射生物效应分类二、辐射生物效应分类 三、胎儿出生前受照效应三、胎儿出生前受照效应 四、皮肤效应四、皮肤效应 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 一、放射生物学基础一、放射生物学基础 靶学说和靶分子靶学说和靶分子
3、 细胞与分子放射生物学效应细胞与分子放射生物学效应 辐射敏感性辐射敏感性 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 生物结构内存在着对辐射敏感的部分-“靶”“靶”的损伤将引起某种生物效应 电离辐射以离子簇的形式撞击靶区 击中概率遵循泊松分布 单次或多次击中靶区可产生某种放射生物效应 靶学说靶学说（target theory）的基本内容的基本内容 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 单靶模型单靶模型 多靶模型多靶模型 单靶和多靶模型单靶和多靶模型 DNADNA双链断裂模型双链断裂模型 主要的靶学说主要的靶学说（target theory）第一节第一节 放射线的生物学效应
4、放射线的生物学效应 受照射细胞中的主要靶分子为基因组受照射细胞中的主要靶分子为基因组（genomic DNA）和和生物膜。生物膜。生物膜包括质膜、核细胞器（线粒体、溶酶体等）膜等，生物膜包括质膜、核细胞器（线粒体、溶酶体等）膜等，具有重要的生物功能，且对电离辐射比较敏感。具有重要的生物功能，且对电离辐射比较敏感。射线引起靶分子的损伤，机体进行反馈调节。射线引起靶分子的损伤，机体进行反馈调节。损伤和修复过程的消长和变化，决定着细胞的存活、死亡损伤和修复过程的消长和变化，决定着细胞的存活、死亡、老化和癌变、老化和癌变。靶分子靶分子 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 细胞与分子放射
5、生物学效应细胞与分子放射生物学效应 DNADNA为生物遗传的重要物质。为生物遗传的重要物质。DNADNA结构受到破坏，将引起遗传信息功能的错误表达。结构受到破坏，将引起遗传信息功能的错误表达。DNADNA分子的放射损伤与细胞功能障碍、癌变、染色体畸变分子的放射损伤与细胞功能障碍、癌变、染色体畸变、细胞死亡均有密切关系，且随辐射剂量和靶体积的增大、细胞死亡均有密切关系，且随辐射剂量和靶体积的增大而增加。而增加。DNADNA损伤和修复规律在肿瘤放射治疗中有重要应用价值。损伤和修复规律在肿瘤放射治疗中有重要应用价值。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 不同类型细胞的辐射敏感性不同类型
6、细胞的辐射敏感性 肿瘤细胞的辐射敏感性肿瘤细胞的辐射敏感性 不同细胞周期的辐射敏感性不同细胞周期的辐射敏感性 细胞内各不同大分子的相对放射敏感性细胞内各不同大分子的相对放射敏感性 个体发育的放射敏感性个体发育的放射敏感性 辐射敏感性辐射敏感性 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 不同类型细胞的辐射敏感性不同类型细胞的辐射敏感性 高度敏感高度敏感细胞：淋巴细胞、造血细胞、生殖细胞细胞：淋巴细胞、造血细胞、生殖细胞等等 敏感敏感细胞：细胞：膀胱、食道等上皮膀胱、食道等上皮细胞细胞 中度敏感中度敏感细胞：神经节细胞、肌细胞细胞：神经节细胞、肌细胞 不敏感不敏感细胞：细胞：软骨及骨软骨
7、及骨细胞细胞 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 肿瘤细胞的辐射敏感性肿瘤细胞的辐射敏感性 高敏感度高敏感度肿瘤：恶性淋巴瘤、精原细胞瘤、肾母细胞瘤肿瘤：恶性淋巴瘤、精原细胞瘤、肾母细胞瘤等等 中度敏感中度敏感肿瘤肿瘤：鳞状上皮癌、分化差的腺癌，脑胶质瘤鳞状上皮癌、分化差的腺癌，脑胶质瘤等等 辐射抗性辐射抗性肿瘤：恶性黑色素瘤、软骨肉瘤等肿瘤：恶性黑色素瘤、软骨肉瘤等 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 不同细胞周期的辐射敏感性不同细胞周期的辐射敏感性 有丝分裂（有丝分裂（MM期）细胞很敏感期）细胞很敏感 间期细胞中，间期细胞中，G2G2时相时相G1G1时相时相
8、SS时相时相 细胞具有的周期阻滞特性会导致放射抗拒，严重影响细胞具有的周期阻滞特性会导致放射抗拒，严重影响恶性肿瘤的放疗效果。恶性肿瘤的放疗效果。如何去除阻滞以提高肿瘤辐射敏感性是放疗研究的热如何去除阻滞以提高肿瘤辐射敏感性是放疗研究的热点点 。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 细胞内各不同大分子的相对放射敏感性细胞内各不同大分子的相对放射敏感性 同一细胞的不同亚细胞结构的放射敏感性差异较大同一细胞的不同亚细胞结构的放射敏感性差异较大 细胞核的放射敏感性明显高于胞浆细胞核的放射敏感性明显高于胞浆 细胞内不同分子相对敏感性细胞内不同分子相对敏感性：DNAmRNArRNAtRNA
9、蛋白质蛋白质 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 个体发育的放射敏感性个体发育的放射敏感性 放射敏感性随着个体发育过程而逐渐降低放射敏感性随着个体发育过程而逐渐降低 妊娠的最初阶段最敏感妊娠的最初阶段最敏感 出生后幼年比成年放射敏感性高出生后幼年比成年放射敏感性高 老年相对不敏感老年相对不敏感 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 1.1.确定性效应确定性效应（deterministic effects）射线照射人体全部组织或局部组织，若能杀死相当数量射线照射人体全部组织或局部组织，若能杀死相当数量的细胞，而这些细胞又不能由活细胞的增殖来补充，则的细胞，而这些细胞
10、又不能由活细胞的增殖来补充，则这种照射可引起人类的这种照射可引起人类的确定性效应确定性效应，其其与剂量呈与剂量呈非线性非线性关系关系，其部分其部分功能性确定性效应功能性确定性效应可逆。可逆。2.2.随机性效应随机性效应（stochastic effects）电离辐射的电离辐射的随机性效应随机性效应被认为无剂量阈值，其有害效应被认为无剂量阈值，其有害效应的严重程度与受照剂量的大小无关，包括的严重程度与受照剂量的大小无关，包括致癌效应致癌效应和和遗遗传效应。传效应。二、辐射生物学效应分类二、辐射生物学效应分类 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 第一节第一节 放射线的生物学效应放射
11、线的生物学效应 遗传效应遗传效应 是指是指性腺受到电离辐射的照射，引起生殖细胞的损伤性腺受到电离辐射的照射，引起生殖细胞的损伤（基因突变或染色体畸变）可以传递下去并表现为受照（基因突变或染色体畸变）可以传递下去并表现为受照者后代的遗传紊乱，这种出现在后代中的者后代的遗传紊乱，这种出现在后代中的随机性效应。随机性效应。包括包括显性突变显性突变和和隐性突变。隐性突变。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 三、三、胎儿出生前受照效应胎儿出生前受照效应 胚胎死亡：胚胎死亡：着床前阶段（着床前阶段（0 09d9d）或着床后不久（）或着床后不久（2 2周）周）的妊娠早期的妊娠早期 畸形：畸形
12、：受孕后受孕后9 94242天天 智力低下：智力低下：妊娠妊娠8 81515周最敏感周最敏感，其次是其次是16162525周周 诱发癌症：诱发癌症：出生后出生后10101515年年 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 第一节第一节 放射线的生物学效放射线的生物学效应应 急性放射性皮肤损伤急性放射性皮肤损伤（acute radiation injuries of skin）慢性慢性放射性皮肤损伤放射性皮肤损伤（chronic radiation injuries of skin）放射性皮肤癌放射性皮肤癌（skin cancer induced by radiation）四、四、皮
13、肤效应皮肤效应 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 急性放射性皮肤损伤急性放射性皮肤损伤的概念的概念 是指是指身体局部受到身体局部受到一次或短时间（数日）内多次一次或短时间（数日）内多次受受到大剂量（到大剂量（、及及射线等）外照射所引起的急射线等）外照射所引起的急性放射性皮炎及放射性皮肤溃疡性放射性皮炎及放射性皮肤溃疡。第一节第一节 放射线的放射线的生物学生物学效应效应 急性放射性皮肤损伤急性放射性皮肤损伤诊断标准诊断标准 根据患者的职业史根据患者的职业史、皮肤受照史皮肤受照史、法定局部剂量监法定局部剂量监测提供的受照剂量及现场受照个人剂量调查和临床测提供的受照剂量及现场受照个
14、人剂量调查和临床表现表现，进行综合分析做出诊断进行综合分析做出诊断。皮肤受照后的主要临床表现和预后皮肤受照后的主要临床表现和预后，因射线种类因射线种类、照射剂量照射剂量、剂量率剂量率、射线能量射线能量、受照部位受照部位、受照面受照面积和身体情况等而异积和身体情况等而异。最后诊断最后诊断，应以临床症状明显期皮肤表现为主应以临床症状明显期皮肤表现为主，并并参考照射剂量值参考照射剂量值。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 慢慢性放射性皮肤损伤性放射性皮肤损伤的概念的概念 由由急性放射性皮肤损伤迁延而来或由小剂量射线长期照急性放射性皮
15、肤损伤迁延而来或由小剂量射线长期照射（职业性或医源性）射（职业性或医源性）后引起的慢性放射性皮炎及慢性后引起的慢性放射性皮炎及慢性放射性皮肤溃疡放射性皮肤溃疡 （年累积剂量一般大于年累积剂量一般大于15Gy15Gy）。）。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 放射性皮肤放射性皮肤癌癌 是指在电离辐射所致皮肤放射性损害的基础是指在电离辐射所致皮肤放射性损害的基础上发生的皮肤癌上发生的皮肤癌 。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 放射性皮肤放射性皮肤癌的癌的诊断诊断依据依据 须是在原放射性损伤的部位上发生的皮肤癌须是
16、在原放射性损伤的部位上发生的皮肤癌。癌变前表现为射线所致的角化过度或长期不愈的放射癌变前表现为射线所致的角化过度或长期不愈的放射性溃疡性溃疡。凡不是在皮肤受放射性损害部位的皮肤癌凡不是在皮肤受放射性损害部位的皮肤癌，均不能诊均不能诊断为放射性皮肤癌断为放射性皮肤癌。发生在手部的放射性皮肤癌其细胞类型多为鳞状上皮发生在手部的放射性皮肤癌其细胞类型多为鳞状上皮细胞细胞 。第二节第二节 影响放射影响放射损伤损伤的因素的因素 辐射种类和能量辐射种类和能量 射线的电离密度与其穿透能力成反比关系射线的电离密度与其穿透能力成反比关系，电离密度大小电离密度大小为为，而穿透能力，而穿透能力。吸收剂量吸收剂量 在一定范围内，吸收剂量愈大，生物效应愈显著在一定范围内，吸收剂量愈大，生物效应愈显著。剂量率剂量率 单位时间接受的照射剂量，剂量率愈大，效应愈显著单位时间接受的照射剂量，剂量率愈大，效应愈显著。一、与电离辐射有关的因素一、与电离辐射有关的因素 第二节第二节 影响放射影响放射损伤损伤的因素的因素 分次照射分次照射 照射部位照射部位 腹部较重，其次为盆腔、头颅、胸部、四肢腹部较重，其次为盆腔、头颅、胸部