辐射生物学效应分类和影响因素
电离辐射的生物效应
辐射致癌还受遗传因素和环境因素的影响 如犹太人儿童的甲状腺癌发生率比其他少数民族 高；吸烟可使铀矿工肺癌的发生率增高。
电离辐射对染色体的损伤
电离辐射诱发染色体畸变
1、数目改变…… “多倍体”和“非整倍体”。 2、结构上的改变……断裂 。 畸变类型：见后页染色体图
应用：用染色体畸变率来估算人体接触辐射剂量大小的方 法被称为生物剂量估算法（生物剂量计）。
电离辐射的生物 效应
分类
按效应范围分：
1、躯体效应somatic effects 2、遗传效应 genetic effects
按效应出现的时间分：
1、近期效应short-term effects：几天~几个月，如急性 放损。
2、远期效应long-term effects：几年到几十年，如癌、 白内障、辐射遗传效应等。
2, 临床潜伏期：指从受照到肿瘤被确诊的 时间；
表3-1 辐射诱发人体恶性肿瘤的潜伏期（年）
肿瘤类型 白血病 骨肉瘤 5～10 5～15
10
平均 10 15 20 23
20～30
全部表现期 25～30 25～30 ＞40 ＞40 ＞40
影响电离辐射致癌的因素
按效应发生规律的性质可分：
1、随机性效应stochastic effects： （理解要点）发病率与受照剂量有关，严重程度
与剂量无关、无阈值、如癌症和遗传性疾病等。 2、确定性效应deterministic effects 以前叫非 随机性效应，也有人译为肯定性效应。有阈值、不 超过阈值不会发生、剂量越大，损害越严重 如急 性放射病、皮肤放射损伤等。可制订防护标准。
电离辐射的几个特殊效应
1、胎内照射效应 胎内照射或宫内照射：胚胎发育过程中受到
辐射生物学效应分类和影响因素
第四节辐射生物学效应分类和影响因素、辐射生物学效应分类机体受辐射作用时，根据照射剂量、照射方式以及效应表现的情况，在实际工作中常将生物效应分类表述（一）按照射方式分1．外照射与内照射（extern al and intern al irradi ation）：辐射源由体外照射人体称外照射。
γ线、中子、X线等穿透力强的射线，外照射的生物学效应强。
放射性物质通过各途径进入机体，以其辐射能产生生物学效应者称内照射。
内照射的作用主要发生在放射性物质通过途径和沉积部位的组织器官，但其效应可波及全身。
内照射的效应以射程短、电离强的α、β射线作用主。
2．局部照射和全身照射（localand totalbody irradi ation）当外照射的射线照射身体某一部位，引起局部细胞的反应者称局部照射。
局部照射时身体各部位的辐射敏感性依次为腹部＞胸部＞头部＞四肢。
当全身均匀地或非均匀地受到照射而产生全身效应时称全身照射。
如照射剂量较小者为小剂量效应，如照射剂量较者（＞1Gy）则发展为急性放射病。
大面积的胸腹部局部照射也可发生全身效应，甚至急性放射病。
根据照射剂量大小和不同敏感组织的反应程度，辐射所致全身损伤分为骨髓型（bone marrow type）、肠型(gastro- intest inaltype)和脑型(centra l nervou s system type)三种类型。
（二）按照射剂量率分1．急性效应（acuteradiat ion effect）：高剂量率照射，短时间内达到较大剂量，效应迅速表现。
2．慢性效应(chroni c radiat ion effect)：低剂量率长期照射，随着照射剂量增加，效应逐渐积累，经历较长时间表现出来。
放射卫生学-第五章电离辐射的生物学效应
（二）分类及临床表现
骨髓型 1-10Gy ：（1-2Gy轻度、2-4Gy中度、46Gy重度、6-10Gy极重度） 胃肠型 10-50Gy：患者一般在2周内死亡 脑型 ＞50Gy ：照后几小时或1-3天内死亡
骨髓型主要临床表现：造血障碍、出血、感 染、水电解质平衡紊乱
急性放射病分类
分类
剂量 （Gy）
白血病：10～13年；
甲状腺癌：20年；
乳腺癌：23年；
一般潜伏期取25年。
第二节 电离辐射生物效应的基本规律及机制
一、电离辐射生物效应的基本规律 （一）辐射种类及其生物效应
辐射种类不同，其生物效应也不同。从辐 射的物理特性来看，射线的电离密度越大、穿 透力越强，生物效应越显著。
外照射 ： g＞b＞a (危害程度) 内照射 : a＞b＞g (危害程度)
吸烟的定量影响不确知 尤其骨髓性白血病 特别是在结肠发生
2.较低的辐射致癌率
咽
低
肝和胆道
低
胰腺
中
淋巴瘤
中
肾和膀胱
中
大脑和神经系统
低
中
—
中
—
中
—
中
淋巴肉瘤和多发性骨髓
低
瘤可致何杰金氏病
低
—
唾液腺 骨
皮肤
3.辐射致癌率不确 知的部位和组织
喉 鼻窦 副甲状腺 卵巢 结缔组织
4.未观察到辐射致 癌的部位和组织
二、电离辐射对生物体作用的机理
（一）电离和激发
电离辐射对生物体的作用主要是使机体分子产生电 离和激发。
（二）直接作用(direct effect)
射线直接作用于具有生物活性的大分子（如:核酸、 蛋白质等），使其发生电离、激发或化学键断裂，造成 分子结构和性质的改变。
放射生物学知识点讲解
放射生物学知识点讲解放射生物学知识点讲解一、辐射生物效应原理△(一）电离辐射的种类⒈电磁辐射：x射线、γ射线⒉粒子辐射⑴α粒子：质量大，运动慢，短距离引起较多电离。
⑵β粒子或电子：质量小，易偏转，深部组织电离作用。
⑶中子：不带电荷的粒子，高传能线密度射线。
⑷负π介子：大小介于电子和质子之间，可以带＋、－或不带电。
⑸重离子：某些原子被剥去外围电子后，形成带正电荷的原子核。
（二）直接作用和间接作用1.直接作用（P52）当X射线、γ射线、带电粒子或不带电粒子在生物介质中被吸收时，射线有可能直接与细胞中的靶分子作用，使靶分子的原子电离或激发，导致一系列的后果，引起生物学变化。
2.间接作用（P52）射线通过与细胞中的非靶原子或分子（特别是水分子）作用，产生自由基，后者可以扩散一定距离达到一个关键的靶并造成靶分子损伤。
(三）辐射对生物作用的机制（P53）(四）不同类型细胞的放射敏感性（P53）⒈B-T定律：∝繁殖能力/分化程度⒉cAMP：∝1/cAMP（淋巴细胞、卵细胞）⒊间期染色体体积：∝体积⒋线粒体数量：∝1/线粒体数量(五)传能线密度与相对生物效应⒈传能线密度（linearenergytransfer，LET）传能线密度是指次级粒子径迹单位长度上的能量转换，表明物质对具有一定电荷核一定速度的带电粒子的阻止本领，也就是带电粒子传给其径迹物质上的能量。
常用用千电子伏特/微米表示（keV/μm)表示，也可用焦耳/米表示。
单位换算为：1keV/μm＝1.602×10-10J/m⒉辐射生物效应与传能线密度的关系⑴射线的LET值愈大，在相同的吸收剂量下其生物效应愈大；⑵LET与电离密度成正比，高LET射线的电离密度较大，低LET射线的电离密度较小。
其中，电离密度是单位长度径迹上形成的离子数；⑶根据LET，射线可分为高LET射线和低LET射线。
低LET射线：X射线、γ射线、电子线等；高LET射线：中子、质子、α粒子、碳离子等。
辐射生物学效应分类和影响因素
第四节辐射生物学效应分类和影响因素、辐射生物学效应分类机体受辐射作用时，根据照射剂量、照射方式以及效应表现的情况，在实际工作中常将生物效应分类表述（一）按照射方式分1．外照射与内照射（external and internal irradiation）：辐射源由体外照射人体称外照射。
γ线、中子、X线等穿透力强的射线，外照射的生物学效应强。
放射性物质通过各途径进入机体，以其辐射能产生生物学效应者称内照射。
内照射的作用主要发生在放射性物质通过途径和沉积部位的组织器官，但其效应可波及全身。
内照射的效应以射程短、电离强的α、β射线作用主。
2．局部照射和全身照射（local and total body irradiation）当外照射的射线照射身体某一部位，引起局部细胞的反应者称局部照射。
局部照射时身体各部位的辐射敏感性依次为腹部＞胸部＞头部＞四肢。
当全身均匀地或非均匀地受到照射而产生全身效应时称全身照射。
如照射剂量较小者为小剂量效应，如照射剂量较者（＞1Gy）则发展为急性放射病。
大面积的胸腹部局部照射也可发生全身效应，甚至急性放射病。
根据照射剂量大小和不同敏感组织的反应程度，辐射所致全身损伤分为骨髓型（bone marrow type）、肠型(gastro- intestinal type)和脑型(central nervous system type)三种类型。
（二）按照射剂量率分1．急性效应（acute radiation effect）：高剂量率照射，短时间内达到较大剂量，效应迅速表现。
2．慢性效应(chronic radiation effect)：低剂量率长期照射，随着照射剂量增加，效应逐渐积累，经历较长时间表现出来。
（三）按效应出现时间分1．早期效应(early effect)：照射后立即或小时后出现的变化。
2．远期效应(late effect)：亦称远后效应。
照射后经历一段时间间隔（一般6月以上）表现出的变化。
第二章 电离辐射的生物学效应及放射防护PPT课件
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10
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二、影响辐射生物学效应的因素
（一）与辐射有关的因素
1．辐射类型 高电离密度的电离辐射，电离密度大， 射程小，如、射线，在组织内能量分布密集，内照射时 生物学效应相对较强。而γ（X）射线是低电离密度的电 离辐射，电离密度小，射程大，因此外照射时生物学效 应强。
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二、放射卫生防护的基本原则
为了实现放射防护的目的，ICRP提出放射卫生防护的基 本原则。（International Commission on Radiological Protection，国际辐射防护委员会）
1．放射实践的正当化（justification of radiological practice） 2．放射防护的最优化（optimization of radiological
时内死亡。
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2．缓发效应 在照射后的几年乃至二、三十年内出现， ①小剂量外照射 ②慢性内照射
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四、低剂量辐射的兴奋效应
低剂量辐射对生物体的影响尚有不少争议。但有一点可 以肯定：低剂量辐射既可使人体出现防御和免疫功能增 强等有益的生物学反应，也可以出现染色体畸变、癌变 发生率增加等不利的反应，说明低剂量辐射的效果可能 是由其所引起的不同的生物学反应之间的竞争决定的。
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三、剂量与效应的关系
（一）早期效应和缓发效应 1．早期效应 人体受辐照剂量当量： <1Sv，看不到明显症状 <5Sv，出现以造血系统损伤为主的放射病 >8Sv，出现以消化道损伤为主的胃肠急性放射病，症状
放射线对生物体的影响
放射线对生物体的影响放射线作为一种高能辐射，已经被广泛应用于医学、工业、科研等领域。
同时，人们也越来越关注放射线对生物体的影响。
本文将从三个方面探讨放射线对生物体的影响：放射线的种类、放射线的生物效应和防护措施。
一、放射线的种类放射线主要包括α射线、β射线和γ射线。
α射线是由两个质子和两个中子组成的粒子，它的能量很高，但穿透力很差，只能穿透纸张这样的薄材料。
β射线是由电子或正电子组成的粒子，能量较高，可以穿透到皮肤深处或者造成内部辐射。
γ射线是由高能光子产生的，能量很高，能够穿透整个人体，对人体的危害最大。
不同种类的辐射在生物体内的影响程度也不同。
二、放射线的生物效应放射线可以对生物体造成四种不同的生物效应：热效应、电离作用、辐射效应和遗传效应。
其中，电离作用最为显著。
放射线的电离作用能够导致生物体中的化学键断裂，影响细胞的组成和代谢，甚至会对细胞的遗传物质DNA造成破坏。
辐射效应则主要表现为组织的损伤和坏死，对组织和器官的功能造成不同程度的影响。
遗传效应则表现为生殖细胞的突变，影响后代的遗传特征。
三、防护措施为了最大程度地避免放射线对生物体的危害，人们开发出了多种防护措施。
第一种是间接防护，通过限制放射源和放射线的时间、距离和照射剂量来降低危害。
第二种是直接防护，用具有吸收能力的材料来遮挡和屏蔽放射线，如混凝土、铅板等。
第三种是个人防护，穿戴适当的防护装备，如手套、防护服等。
总之，放射线对生物体的影响是十分复杂的，不同种类的放射线和摄入的剂量都会对生物体造成不同的危害。
因此，我们应该尽可能地遵守相关规定，采取科学的防护措施，减少放射线对人体健康的影响。
同时，也需要加强科学研究，为更好地保护人类健康提供更好的保障。
辐射生物效应
辐射生物效应
辐射生物效应是指物质或能量在生物体内造成的不良反应。
它是指辐射对人体和其他生物体的影响，这种影响可能是直接的，也可能是间接的。
辐射生物效应可以分为有害和有益两种，其中有害效应可以分为致癌效应、突变效应和免疫系统抑制效应等。
辐射有害生物效应的主要机制是由辐射能量直接或间接诱发的化学反应，如致癌、突变等。
致癌效应是指辐射能直接或间接地诱发细胞致癌变化，从而导致肿瘤的发生。
突变效应是指辐射能量诱发的基因突变，导致生物体在某些方面的变化。
免疫系统抑制效应是指辐射能量诱发免疫系统受损，从而导致不同程度的免疫功能障碍。
辐射有益生物效应是指辐射能量可以诱发一些有益的反应。
例如，辐射可以用于治疗一些癌症，这是一种被称为放射治疗的技术。
此外，辐射还可以用于诊断疾病，如X射线成像和
核磁共振成像等。
总之，辐射生物效应是指辐射对人类和其他生物体的影响，可以分为有害和有益两种。
有害效应包括致癌效应、突变效应和免疫系统抑制效应，而有益效应则包括放射治疗和诊断疾病等。
因此，在利用辐射能源时，应该遵守有关安全措施，以防止辐射对人体和环境造成潜在的危害。
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第四节辐射生物学效应分类和影响因素
、辐射生物学效应分类
机体受辐射作用时，根据照射剂量、照射方式以及效应表现的情况，在实际工作中常将生物效应分类表述
（一）按照射方式分
1．外照射与内照射（external and internal irradiation）：辐射源由体外照射人体称外照射。
γ线、中子、X线等穿透力强的射线，外照射的生物学效应强。
放射性物质通过各
途径进入机体，以其辐射能产生生物学效应者称内照射。
内照射的作用主要发生在放射性物质通过途径和沉积部位的组织器官，但其效应可波及全身。
内照射的效应以射程短、电离强的α、β射线作用主。
2．局部照射和全身照射（local and total body irradiation）
当外照射的射线照射身体某一部位，引起局部细胞的反应者称局部照射。
局部照射时身体各部位的辐射敏感性依次为腹部＞胸部＞头部＞四肢。
当全身均匀地或非均匀地受到照射而产生全身效应时称全身照射。
如照射剂量较小者为小剂量效应，如照射剂量较者（＞1Gy）则发展为急性放射病。
大面积的胸腹部局部照射也可发生全身效应，甚至急性放射病。
根据照射剂量大小和不同敏感组织的反应程度，辐射所致全身损伤分为骨髓型（bone marrow type）、肠型(gastro- intestinal type)和脑型(central nervous system type)三种类型。
（二）按照射剂量率分
1．急性效应（acute radiation effect）：高剂量率照射，短时间内达到较大剂量，效应迅速表现。
2．慢性效应(chronic radiation effect)：低剂量率长期照射，随着照射剂量增加，效应逐渐积累，经历较长时间表现出来。
（三）按效应出现时间分
1．早期效应(early effect)：照射后立即或小时后出现的变化。
2．远期效应(late effect)：亦称远后效应。
照射后经历一段时间间隔（一般6月以上）表现出的变化。
（四）按效应表现的个体分
1．躯体效应(somatic effect)：受照射个体本身所发生的各种效应。
2．遗传效应(genetic effect)：受照射个体生殖细胞突变，而在子代表现出的效应。
（五）按效应的发生和照射剂量的关系分
1．确定性效应(deterministic effect)：旧称非随机性效应(nonstochastic effect)。
指效应的严重程度（不是发生率）与照射剂量的大小有关，效应的严重程度取决于细胞群中受损细胞的数量或百分率。
此种效应存在阈剂量。
照射后的白细胞减少、白内障、皮肤红斑脱毛等均属于确定性效应。
2．随机性效应(stochastic effect)：指效应的发生率（不是严重程度）与照射剂量的大小有关，种效应在个别细胞损伤（主要是突变）时即可出现。
不存在阈剂量。
遗传效应和辐射诱发癌变等属于随机性效应。
二、影响辐射生物学效应的因素
（一）辐射因素
1．辐射类型：高LET辐射在组织内能量分布密集，生物学效应相对较强。
故在一定范围内，LET愈高，RBE愈大。
2．剂量和剂量率：照射剂量大小是决定辐射生物效应强弱的首要因素，剂量越大，效应越强。
但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。
3．照射方式：同等剂量照射，一次照射(single dose)比分次照射(fractionated dose)效应强；同样，全身照射比局部照射效应强。
（二）机体因素
1．种系差异：一般说，生物进化程度愈高，辐射敏感性愈高。
2．性别：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。
3．年龄：幼年和老年的辐射敏感性高于壮年。
4．生理状态：机体处于过热、过冷、过劳和饥饿等状态时，对辐射的耐受性亦降低。
5．健康状况：身体虚弱和慢性病患者，或合并外伤时对辐射的耐受性亦降低。
（三）介质因素
细胞的培养体系中或机体体液中在照含有辐射防护剂(radioprotectant)，如含SH基的化合物可减轻自由基反应，促进损伤生物分子修复，能减弱生物效应，反之，如含有辐射增敏剂(radiosensitizer)，如亲电子和拟氧化合物能增强自由基化学反应，阻止损伤分子和细胞修复，能提高辐射效应。
目前，防护剂和增敏剂在临床放射治疗中都有应用，前者为保护正常组织，后者为提高放疗效果。
（徐建人）
延伸阅读:
•第五章小剂量外照射的生物效应与电离辐射的远期效应-
-第一节小剂量外照射的生物效应
第五章小剂量外照射的生物效应与电离辐射的远期效应第一节小剂量外照射的生物效应一、小剂量外照射的概念小剂量外照射包括两个方面的含义：①一次受到较小剂量的照射。
它可以是一次或在数天内多次受到小剂量的照射。
例如事故性照射或应急照射；②长期受到低剂量率的慢性照射。
这是指受到当量的剂量限值范围内的照射。
例如放射工作者的职业性照射、医疗诊断照射及环境污染照射等。
目前国际上对小剂量的定义及其剂量范围尚无统一明确的规定。
根据辐射事故统计资料分析，大部分人员受照的剂量都低于1Gy，其中又以0.5Gy 以下者占多数。
同时，能引起轻度放射病的剂量通常为1Gy左右，因此，本节着重讨论一次剂量低于1Gy的外照射或长期接受... >> 详细
•放射治疗对骨损伤的研究进展
关于儿童癌患者处理中放射治疗对骨的矿物质含量影响，可用的报道十分有限。
骨质减少，发生率的差异在8%～23%之间，但混入的因素是化学治疗和预防性颅盖骨照射的作用。
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动物实验中观察到骨血流减少存在明显的照射剂量与效应关系。
单剂量20Gy的照射，骨矿物质含量的改变便可出现。
不过，这只在照射后晚期（30周左右）。
这些变化和骨长度之间关系尚不清楚。
胸部癌症病人的剂量分割放疗，引起肋骨骨折的资料提示α/β比值范围是1.8～2.8Gy，近似于... >>
低剂量辐射作用于生物体可以引起与大剂量辐射不同的特殊的的生物学效应.其中兴奋性效应与适应性反应是最（略）性效应表现为接受低剂量辐射以后细胞增殖加快,机体免疫力提高等.适应性反应可以使细胞或机体对随后接触的高剂量辐射产生一定的适应,减轻受到的损伤.既往的研究表明这些生物学效应在很多正常的细胞出现,但在造血系统尤其是骨髓间充质干细胞中的研究还未深入.本研（略）剂量辐射对骨髓间充质干细胞的生物学效应,并从信号转导通路的角度对其机制进行探讨. 本实验首先从大鼠骨髓分离并扩增了骨髓间充质干细胞并利用其表面标志特征和多向分化潜能等生物学特性进行了鉴定.（略）在低剂量辐射的诱导下出（略）应和适应性反应.并应用多种实验技术手段在蛋白水平研究了兴奋性效应和适应性反应的机制.证实兴奋性效应与MAPK/ERK、PI3K/AKT信号转导通路的激活引起细胞周期调控有着密切的关系.适应性反应与ATM磷酸化后引起的DNA损伤（略）. 骨髓造血干细胞的分离纯化和扩增.选用全骨髓培养法,在原代培养开始24-36小时首次换液从骨髓中将间充质干细胞分离培养,细胞贴壁生长良好,呈成纤维细胞状,鱼群样或旋涡状...。