辐射生物效应-2024欧洲杯官方网站
1.辐射生物效应：指机体受电离辐射的照射产生的各种有害效应。而产生的各种类型和不同程度的损伤叫辐射损伤。
icrp第60号出版物对辐射生物效应方面的资料作了较为详细的描述，列举了确定性效应、随机性效应、胚胎和胎儿效应和皮肤效应的四种。
1.1、确定性效应 deterministic effect
有剂量阈值的一类电离辐射生物效应，其严重程度（不是发生率）取决于受照剂量的大小。
照射后的白细胞减少、白内障、急性和慢性皮肤损伤（皮肤红斑脱毛）、不育、外照射急性、外照射性亚急放射病、外照射慢性放射病、放射性甲状腺病、外照射放射性骨损伤、内照射放射病、胚胎致死、畸形、智力迟钝、急、慢性皮肤损伤等均属于。
一般情况下，确定性效应的阈剂量为0.5gy/a，持续照射为0.4gy/a。但对性腺、眼晶体及骨髓等敏感部位要特别注意。
1.2、 随机性效应 stochastic effect
其发生几率（而非其严重程度）与受照剂量大小有关的一类辐射生物效应。此类效应从辐射防护观点认为不存在剂量阈值。
遗传效应和辐射诱发癌变等属于随机性效应。
1.3、胚胎和胎儿效应
胚胎和胎儿效应因受照射时期（怀孕的不同阶段）不同而异。主要有胚胎致死，畸形小头症，智力迟钝、智力严重障碍，致癌效应。
1.4、皮肤效应
急、慢性皮肤损伤（红斑，烧灼感，麻木瘙痒水肿，色素沉着、粗糙、指甲灰暗或纵脊色条甲，皮肤角化、皲裂、指甲增厚变形、坏死溃疡、关节变形、功能障碍）、皮肤癌（皮肤癌即基底细癌和鳞状上皮癌）。
放射性皮肤癌的潜伏期平均在20年以上。死亡率很低，鳞状细胞癌大约为0.1%， 基底细胞癌0.01%。
阈剂量：至少使1%—5%的受照个体发生特异性效应所需的辐射量 影响辐射生物效应的因素。
2. 生物化学效应
2.1 dna损伤与代谢改变
dna 链断裂是电离辐射所致dna 损伤中较常见和重要的形式。可引起各种形式的dna 交联，包括为单链断裂（single strand break , ssb )和双链断裂（double strand break dsb ）；氢键断裂和碱基损伤；分子交联（dna-dna、dna-蛋白质交联）、 dna合成抑制、分解代谢增强
dna 是细胞生长、发育、繁殖和遗传的重要物质基础，指导着蛋白质和酶的生物合成，主宰着细胞的各种生理功能。在射线作用下，dna 碱基的损伤或脱落改变了密码，引起基因的点突变（point mlltation ）。这样经转录和翻译后就会形成功能异常的蛋白质和酶，引起细胞突变或癌变
2.2蛋白合成改变。
白蛋白减少，球蛋白增多。射线的作用可抑制抗体、核蛋白、肌纤蛋白等负有重要生物学功能的蛋白质合成。急性照射后血清蛋白总量变化较小，但组成可发生明显变化，主要白蛋白减少，球蛋白增多，白、球蛋白比值降低。慢性放射病时，一般只白蛋白减少，球蛋白增高。其发生机理一般认为是射线损伤导致小血管壁通透性增高，以及肝脏合成白蛋白障碍所致。
2.3氨基酸代谢产物的变化、尿中牛磺酸排泄量增多。牛磺酸是半脱氨酸的代谢产物，其尿中排泄量可作为放射病早期反映的敏感指标。射线损伤淋巴组织，淋巴细胞、白细胞、小肠组织细胞等，引起牛磺酸释放，或氧化增强，尿中排泄量增多。
肌酸排出量增多。常用肌酸、肌酐比值表示肌酸排出量。受照后尿中肌酸排出量增多，在肝脏中肌酸合成量却不变，说明对肌酸的利用能力减弱，是放射病时肌无力的原因之一。
尿素排出量明显增多。对放射病患者发生的负氮平衡有很大作用。
2.4能量代谢障碍。射线的直接作用可抑制线粒体的氧化磷酸化，损伤了atp的合成或使得合成atp的前体物减少，如腺嘌呤核苷酸从细胞内外流或降解，使核内atp减少。
能量代谢障碍的后果一是导致辐射敏感组织细胞形态学改变乃至死亡。二是能量代谢障碍主要是氧化磷酸化抑制并以atp的合成抑制为最突出，使机体物质代谢所需的能量不足，导致核酸、核蛋白等大分子生物合成抑制。
2.5细胞的辐射效应 电离辐射对细胞周期的作用：辐射可延长的细胞周期，但不同阶段的辐射敏感性不同。处于m期的细胞受照很敏感，可引起细胞即刻死亡或染色体畸变（断裂、粘连、碎片等）；可不立刻影响分裂过程，而使下一周期推迟，或在下一次分裂时子代细胞夭折。c1期的早期对辐射不敏感，后期则较为敏感，rna、蛋白质和酶合成抑制，延迟进入s期。s前期亦较为敏感，直接阻止dna合成，而在s期的后期敏感性降低，是则于此时已完成dna合成，即使dna受损亦可修复之故。g2期对辐射极敏感的阶段，分裂所需特异蛋白质和rna合成障碍，因而细胞在g2期停留下来，称“g2阻断”（g2block），是照射后即刻发生细胞分裂延迟主要原因。
电离辐射所致的人体急、慢性损伤、近期和远期效应都以辐射对细胞的损伤作用为基础。辐射对细胞的损伤与细胞的类型和受照射时细胞所出的周期有关。总体上说，不断生长、增殖、自我更新的细胞群对辐射敏感，稳定状态的分裂后细胞对辐射有高度抗力。而多能性结缔组织，包括血管内皮细胞，血窦壁细胞，成纤维细胞和各种间胚叶细胞也较敏感。
2.6 染色体畸变 电离辐射诱发畸变的原因是电离粒子穿透染色体或其附近时，使染色体
分子电离发生化学变化而断裂。 染色体是遗传物质的载体。染色体畸变随受照剂量的增加而成线性增加。在辐射防护工作中可依据染色体畸变率来估算人体受照剂量。称为生物剂量。主要采用外周血中淋巴细胞培养观察。
染色体畸变的类型：主要有染色体结构，染色体数目
根据wto的建议，以末梢血中淋巴细胞在分裂中期时，可用光学显微镜识别出来的7种染色体畸变，作为定量分析基础。
无着丝粒断片
微小体
无着丝粒环
着丝粒环
臂间倒位
相互易位
双着丝粒体
前5种畸变在细胞分裂中易被丢失，称为不稳定性畸变，后2种畸变称为稳定性畸变。
2.7电离辐射对造血血液系统的作用 电离辐射作用于机体后，出现细胞学形态变化最早的就是造血血液系统。骨髓、淋巴结、脾脏等造血器官的辐射敏感性最高，电离辐射主要是破坏或抑制造血细胞的增殖能力，引起全血细胞包括血小板质和量的变化，免疫机能低下，加之小血管壁的放射损伤所以损伤，可致广泛出血感染，常引起致命后果。因此放射损伤的恢复，在很大程度上取决于造血器官的机能状态，取决于造血器官损伤的严重程度。
对射线的敏感性：淋巴细胞＞幼红细胞＞幼单核细胞＞幼粒细胞＞巨核细胞＞各系成熟细胞＞网状细胞和脂肪细胞。因此，照射后首先出现白细胞（淋巴细胞更明显）和血小板减少，红细胞因寿命长慢慢减少逐渐发生贫血。
慢性、小剂量放射性损伤时血液系统的变化。慢性小剂量长期照射血液变化的特点：
a.初期，各血细胞比例不稳定，白细胞、血小板、网织红细胞数时高时低，白细胞可发生明显的变化。
b.抑制期，白细胞、血小板数量明显下降，但淋巴细胞相对增高。
c代偿期，造血机能暂时性代偿适应性反应，表现白细胞、血小板数量逐渐增多，粒细胞分类核左移，网织红细胞也增多，血细胞波动正常值低限。此期只有在机体反应性较好的情况下才出现。
d终前期（失代偿期），表现持续性血细胞减少，外周血中有幼稚血细胞的核固缩等退行性改变，也可出现巨红细胞、早幼、中幼粒细胞等。若出现持久性巨红细胞增多症、红细胞数进行性减少，血小板消失，以及外周血中长期出现幼稚阶段的造血细胞时，则表示预后不良。
2.8 电离辐射对免疫系统的作用 淋巴结、脾脏对放射的敏感性比骨髓更高。淋巴细胞是辐射敏感性最高的细胞成分之一。总的来看，b淋巴细胞的辐射敏感性高于t淋巴细胞。辐射损伤破坏机体的免疫平衡，可诱发自身免疫反应，表现淋巴细胞突变、自身抗原释放诱导自身免疫反应、衰老等。非特异性免疫的变化有：皮肤粘膜的屏障能减弱，通透性增加，细胞吞噬功能减弱。溶菌酶、备解素和补体的含量减少，杀菌活力降低。
影响辐射生物效应的因素
1. 与电离辐射有关的因素
1.1 辐射的种类和能量
不同类型的电离辐射所产生的生物效应不同。从电离辐射和物理特性看，电离密度和穿透能力两者正好成反比关系。 α粒子质量大，穿透能力很弱，外照射对机体的损伤作用很小。但α射线电离密度较大，当其进入人体的组织或器官时, 其能量会全部被组织和器管所吸收,对机体的损伤作用很大。β粒子的电离密度较α粒子小，但穿透力 较α射线大，外照射可引起皮肤的损伤 ，内照射也可引起明显的生物效应。γ射线穿透力很强，电离密度较α、β小，外照射可引起严重损伤 。快中子和高能重粒子（如β粒子、电子加速其产生的电子束）也都有很强穿透力，在组织内其射程末端发生极高的电离密度，有很强的杀伤作用，被用于肿瘤放射治疗。另外γ射线和中子流又是核爆炸时引起机体急性损伤的最重要因素。
1.2．剂量和剂量率：辐射剂量与生物效应之间有一定的相依关系。在一定范围内剂量越大，效应越强。但不一定是线性关系，有些生物学效应当剂量增大到一定程度后，效应不再增强。另外，在一定剂量范围内，同等剂量照射时，剂量率高者效应强。
1.4照射面积、部位和照射方式：受照面积越大损伤越严重。受照部位不同生物效应亦异。从近期致死效应看，腹部照射后果最严重，其次为盆腔、头颈、胸部、四肢。照射方式外照射、内照射、混合照射。
2. 与机体有关的因素
2.1 种系差异：一般说，生物进化程度愈高，辐射敏感性愈高
2.2．个体发育过程中放射敏感性：随个体发育的不同阶段而有差别，总趋势是随着个体发育过程而逐渐降低。妊辰最初阶段最敏感，植入前期易引起胚胎死亡，器官形成期死亡较少但先天畸形发生率高，此后胎儿中枢神经系统功能变化较多见，小头畸形、智力发育迟缓。出生后，幼年和老年的辐射敏感性高于壮年。育龄雌性个体的辐射耐受性稍大于雄性。这与体内性激素含量差异有关。
2.3组织和细胞的辐射敏感性
高度敏感的组织：淋巴组织、乳腺、骨髓、胃肠上皮、性腺和胚胎组织。
中度敏感的组织：感觉器官、内皮细胞、2皮肤上皮、.唾液腺、肝、肾、肺的上皮细胞
轻度敏感的组织：中枢神经系统、内分泌腺、心肌。
不敏感的组织：肌肉、软骨及骨组织、结缔组织。
亚细胞和分子水平的辐射敏感性：细胞核高于细胞浆100倍以上。dna＞rna＞蛋白质。dna损伤在辐射效应中占有突出地位。
2.4 生理状态、健康状况：机体处于过热、过冷、过劳和饥饿等状态时，身体虚弱和慢患者，或合并外伤时对辐射的耐受性亦降低。