放射线对人体的影响-PPT.ppt

o放射物理与防放射物理与防护护 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：确定性效应和随机性效应的概念并了解掌握：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：皮肤效应的概念并了解其分度诊断标准熟悉：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：靶学说的基本内容；放射线引起的生物了解：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而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。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 高度敏感细胞：淋巴细胞、造血细胞、生殖细胞高度敏感细胞：淋巴细胞、造血细胞、生殖细胞等等 敏感细胞：敏感细胞：膀胱、食道等上皮膀胱、食道等上皮细胞细胞 中度敏感细胞：神经节细胞、肌细胞中度敏感细胞：神经节细胞、肌细胞 不敏感细胞：不敏感细胞：软骨及骨软骨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肿瘤：恶性淋巴瘤、精原细胞瘤、肾母细胞瘤高敏感度肿瘤：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肿瘤：恶性黑色素瘤、软骨肉瘤等辐射抗性肿瘤：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，而这些细胞又不能由活细胞的增殖来补充，则这种照射可引起人类的确定性效应这种照射可引起人类的确定性效应，其，其与剂量呈非线性与剂量呈非线性关系关系，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）电离辐射的随机性效应被认为无剂量阈值，其有害效应电离辐射的随机性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，包括致癌效应和遗的严重程度与受照剂量的大小无关，包括致癌效应和遗传效应。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随机性效应。者后代的遗传紊乱，这种出现在后代中的随机性效应。包括显性突变和隐性突变。包括显性突变和隐性突变。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：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一次或短时间（数日）内多次受身体局部受到一次或短时间（数日）内多次受到大剂量（到大剂量（、及及射线等）外照射所引起的急性射线等）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诊断标准急性放射性皮肤损伤诊断标准根根据据患患者者的的职职业业史史、皮皮肤肤受受照照史史、法法定定局局部部剂剂量量监监测测提提供供的的受受照照剂剂量量及及现现场场受受照照个个人人剂剂量量调调查查和和临临床床表现，进行综合分析做出诊断。表现，进行综合分析做出诊断。皮皮肤肤受受照照后后的的主主要要临临床床表表现现和和预预后后，因因射射线线种种类类、照照射射剂剂量量、剂剂量量率率、射射线线能能量量、受受照照部部位位、受受照照面面积和身体情况等而异。积和身体情况等而异。最最后后诊诊断断，应应以以临临床床症症状状明明显显期期皮皮肤肤表表现现为为主主，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 由急性放射性皮肤损伤迁延而来或由小剂量射线长期照由急性放射性皮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）后引起的慢性放射性皮炎及慢性射（职业性或医源性）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。须是在原放射性损伤的部位上发生的皮肤癌。癌癌变变前前表表现现为为射射线线所所致致的的角角化化过过度度或或长长期期不不愈愈的的放放射射性溃疡。性溃疡。凡凡不不是是在在皮皮肤肤受受放放射射性性损损害害部部位位的的皮皮肤肤癌癌，均均不不能能诊诊断为放射性皮肤癌。断为放射性皮肤癌。发发生生在在手手部部的的放放射射性性皮皮肤肤癌癌其其细细胞胞类类型型多多为为鳞鳞状状上上皮皮细胞细胞 。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、四肢照射面积照射面积照射方式照射方式 外照射、内照射和混合照射外照射、内照射和混合照射 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种系种系机体组织结构越复杂，放射敏感性越高机体组织结构越复杂，放射敏感性越高。放射生物学中常用引起被照机体死亡放射生物学中常用引起被照机体死亡5050时的剂量作时的剂量作为指标衡量机体的放射敏感性，称为为指标衡量机体的放射敏感性，称为半数致死剂量半数致死剂量。个体及个体发育过程个体及个体发育过程总的趋势是随着个体的发育过程，辐射敏感性降低总的趋势是随着个体的发育过程，辐射敏感性降低，但，但老年老年敏感。敏感。不同组织和细胞的辐射敏感性不同组织和细胞的辐射敏感性一种组织的放射敏感性与其细胞的分裂活动成正比，而一种组织的放射敏感性与其细胞的分裂活动成正比，而与其分化程度成反比与其分化程度成反比。二、与机体有关的因素二、与机体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在低温、缺氧的情况下，可以减轻生物效应。在低温、缺氧的情况下，可以减轻生物效应。受照者的年龄、性别、健康情况、营养情况以及受照者的年龄、性别、健康情况、营养情况以及精神状态等不同，引起的生物效应也不同精神状态等不同，引起的生物效应也不同。三、三、环境环境因素因素小结小结1 1、电离辐射可引起机体的损伤，这种损伤与电离电离辐射可引起机体的损伤，这种损伤与电离辐射辐射、机体以及环境等因素有关系机体以及环境等因素有关系。2 2、基因组基因组和生物膜是受照射细胞中的主要靶分子，和生物膜是受照射细胞中的主要靶分子，是引起细胞一系列生化变化的关键。是引起细胞一系列生化变化的关键。3 3、电离辐射引起人体的生物效应分为确定性效应、电离辐射引起人体的生物效应分为确定性效应和随机性效应。和随机性效应。4 4、确定性效应是指有剂量阈值的一类电离辐射效、确定性效应是指有剂量阈值的一类电离辐射效应。应。小小 结结5 5、随机性效应是指其发生的几率（而非严重程度）、随机性效应是指其发生的几率（而非严重程度）与受照剂量大小有关的一类辐射生物效应，它包括与受照剂量大小有关的一类辐射生物效应，它包括致癌效致癌效 应和遗传效应。应和遗传效应。6 6、射线对不同时期的胎儿会造成死亡、畸形、智力、射线对不同时期的胎儿会造成死亡、畸形、智力低下和诱发癌症等。低下和诱发癌症等。7 7、皮肤接受射线的照射后会出现急性放射性皮肤损、皮肤接受射线的照射后会出现急性放射性皮肤损伤、慢性放射性皮肤损伤和放射性皮肤癌等反应。伤、慢性放射性皮肤损伤和放射性皮肤癌等反应。8 8、出现这些损伤后应视严重程度的不同采取不同措、出现这些损伤后应视严重程度的不同采取不同措施，给予积极治疗。施，给予积极治疗。