电离辐射的生物效应.ppt

电离辐射的生物效应,3.1 生物效应产生的过程和机理 3.2 电离辐射所致生物效应的分类 3.3 确定性效应 3.4 随机性效应,基本生物学概念: DNA,硷基对 A-T；C-G 无穷的排列方式,由两条螺旋状排列的核苷酸链组成,tt娱乐城,基本生物学概念: 基因（gene）,DNA链上具有一定功能的一段核苷酸序列 基因突变（mutation）: DNA发生可遗传的变异。 点突变（point mutation),诱变剂（mutagen）: 能引起突变的物质。 物理诱变剂 化学诱变剂 生物诱变剂,1 物理过程与能量转移（10-16s以下） 电离：产生初级电子，次级电子 作用对象：生物大分子（核酸，蛋白质，酶）,3.1 生物效应产生的过程和机理,2 物理化学作用（10-12s以下） 自由基的生成: H2O2, HO2 , H- , OH-,3 分子组成及性质的改变 细胞膜； 核膜,电离辐射的能量转移过程,3.1 生物效应产生的过程和机理,单链断裂：,DNA损伤（分子水平）,双链断裂： 错误修复,可以实现无差错 修复,细胞水平损伤,细胞死亡,间期死亡,增殖死亡,增殖死亡,间期死亡,增殖死亡,间期死亡,间期死亡,功能障碍 结构改变,增殖死亡,细胞水平损伤,细胞变异（modification),异常细胞 克隆,细胞转化,癌症,transformation,cancer,变异,细胞凋亡(apoptosis),变异细胞的程序性死亡（programmed death） 镜下表现：胞核浓缩、断裂 凋亡小体 机理：P53基因 激活自我致死程序 是变异细胞免于患癌的重要机制,小结,3.2电离辐射所致生物效应的分类,躯体效应（somatic effects） 定义：发生在受照者本人身上的效应,依据效应发生的个体：,遗传效应（hereditary effects） 定义：发生在受照者后代身上的效应,关于遗传效应,由生殖细胞的变异引起,辐射照射引起的遗传效应没有特异性,迄今没有人类资料肯定辐射所致遗传效应的发生,关于遗传效应,英国儿童白血病事件的起诉与败诉,放射科医师后代的流行病学调查 （英、美、日、中）,3.2电离辐射所致生物效应的分类,依据效应发生的时期,潜伏期（latent period): 从受到照射到临床上特定效应的发生所需的时间,早期效应（early effects） 受到照射后数周之内发生的效应,晚发效应（Late effects） 受到照射后数月以后发生的效应,关于早期效应,日本核临界事故（99.09.30）,事故发生时的位置图,S氏（10Gy） 20分钟后感觉麻木、呕吐、腹泻,O氏（17Gy）： 意识丧失、呕吐、 腹泻、淋巴细胞数,关于晚期效应的潜伏期,日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化,0,10年,20年,30年,40年,白血病,白血病之外的肿瘤,2年,3.2电离辐射所致生物效应的分类,确定性效应 （deterministic effects）,随机性效应 (stochastic effects),依据效应-剂量关系分类,有剂量阈值,无剂量阈值,效应的严重程度 与剂量成正比,发生几率与剂量 成正比,严重程度与剂量无关,确定性效应与随机性效应,剂量,剂量,几率,严重程度,阈值,随机性效应,确定性效应,？,3.3 确定性效应,3.3.1 急性放射病 定义：人体一次或短时间内分次受到大 剂量照射引起的全身性疾患。 外照射：1Gy,急性放射病,临床特点: 1.损伤范围广,波及机体所有组织和器官, 表现为复杂的临床症状和体症。 2.主要损伤器官的变化,可决定和影响病 情的发展和预后 3.在一定照射剂量范围内,机体有自动恢 复的潜力.,急性放射病,症状与剂量的关系:,急性放射病分类,3.3.2 对造血组织影响,血细胞寿命,3.3.3 生殖系统的影响,男性,女性,3.3.4 皮肤的放射损伤,3.3.5 眼组织的放射损伤,症状与阈值,3.4 随机性效应-辐射致癌,3.4.1 癌症的概念与起源 癌症(cancer):增生失控并侵入周围组织或向远隔部位转移的恶性肿瘤,致癌因子(carcinogen):能使正常细胞转变为恶性细胞最后发展为癌症的因子 化学因素 物理因素 病毒 机体遗传特性, 激素水平, 环境因素, 生活因素,3.4.2 癌症的多阶段发生学说(multi-stage),始动期(initiation): 原癌基因的激活, 抑癌基因的失活 淘汰机制:DNA修复, 免疫系统的识别监视消除 癌症是否出现和何时出现,促进期(promotion): 变异细胞 癌细胞,发展期(progression):癌细胞的恶性性质增加 癌症,3.4.3 人类辐射致癌的分析方法,流行病学(epidemiology):对人群中某种疾病的时间, 空间分布及其影响因素的研究 癌症危险: 危险(risk): 某种有害效应发生的概率 发病率(incidence) 死亡率(mortality),3.4.3 人类辐射致癌的分析方法,危险系数(risk coefficient): (危险度) 单位剂量照射引起的危险 超额绝对危险(excess absolute risk, EAR): 照射组癌症发病率与对照组癌症发病率之差 辐射致癌危险系数以EAR为指标 EAR系数: 单位剂量的增加例数 单位: 10-2Sv -1,辐射致癌的潜伏期,ICRP Publ. 60(1990),辐射致癌危险系数与合计危害,12种癌症, 低LET(DDREF=2)校正 对一般公众: