第九章 放射線對人體影響

1、放射線對人體的危害放射放射物理與防護物理與防護聊城職業(yè)技術學院劉亞軍聊城職業(yè)技術學院劉亞軍天然輻射 人工輻射 2、人工輻射、人工輻射 含醫(yī)用放射性診斷和放射性治療輻射，核彈爆炸，核動力生產等。 醫(yī)用放射性診斷和放射性治療輻射和核動力生產輻射劑量較小，不會對人體產生嚴重危害。日本核電站泄漏的主要放射性物質日本核電站泄漏的主要放射性物質 人們發(fā)現(xiàn)輻射生物效應有人們發(fā)現(xiàn)輻射生物效應有2個特點：個特點： 第一個是機體吸收的能量不大，生物效應卻很大第一個是機體吸收的能量不大，生物效應卻很大，例如 6.0Gy 的 X 射線可使人或高等動物發(fā)生致死效應，若將這些能量轉換為熱能，才可使體溫升高0.002度。若

2、以熱輻射代替電離輻射，需大110萬倍的能量才能引起機體死亡 ； 第二個是短暫的作用引起長期效應，第二個是短暫的作用引起長期效應，射線穿過受照機體只是瞬間完成，而它引起的生物效應卻能持續(xù)很長時間 輻射引起的生物效應是一個非常復雜的過程，生物機體吸收輻射能量到生物效應發(fā)生，乃至機體損傷或死亡要經歷許多性質不同的變化，有機體物質分子的變化，細胞功能、代謝和結構的變化，以及完整機體各個組成部分之間相互關系的變化。在人體內，這些變化可能顯示出臨床癥狀，如放射性病、白內障或在以后較長時期內出現(xiàn)的癌。從變化時間來看，有些變化瞬間即逝，有些需時較久，甚至延遲數(shù)年。分子水平分子水平細胞死亡細胞變異體細胞生殖細胞

3、體細胞生殖細胞功能障礙不孕腫瘤遺傳效應確定性效應多細胞死亡導致隨機性效應單一細胞變異導致DNA損傷細胞水平細胞水平臨床癥狀臨床癥狀效應效應1）軀體效應（）軀體效應（somatic effects )指出現(xiàn)在受照者本身的效應。包括全身效應和局部效應。軀體效應是由于人體普通細胞受到損傷引起的，并且只影響受照人本身。軀體效應根據(jù)其顯現(xiàn)時間可分為早期效應和晚期效應。 遠期效應（遠期效應（long-term effects ) 把經歷潛伏期較長的軀體效應稱為晚期效應，主要指受照6個月以后出現(xiàn)的機體變化。 晚期效應的表現(xiàn)主要有各種癌癥、白內障、不育癥、壽命縮短等。 由于晚期效應的潛伏期較長，很容易同其它的

4、因素，如工業(yè)污染、化學藥物或長期不良的生活習慣所引起的效應相混，故不能確切地判明引起效應的原因。 日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時間的變化日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時間的變化010年年20年年30年年40年年白血病白血病之外的腫瘤2年年 ）隨機性效應（）隨機性效應（stochastic effects ) 發(fā)生幾率與劑量成正比，而嚴重程度與劑量無關的輻射效應。在輻射防護感興趣的低劑量范圍內，可以假定隨機性效應的發(fā)生幾率與受照劑量之間存在著線性無閾的關系。依據(jù)這個假定，就可把一個器官或組織若干次受照劑量簡單地相加，用以評價該器官或組織受到的總的輻射影響。 隨機性效應包括軀體晚期效應中的各種癌癥和遺傳

5、效應。）確定性效應）確定性效應 (deterministic effects ) 通常情況下存在劑量閾值的一種輻射效應，超過閾值時，劑量愈高則效應的嚴重程度愈大。輻射造成的眼晶體混濁、放射性白內障、皮膚放射損傷、造血功能障礙、生育能力減退和免疫功能下降等都屬于確定性效應。不僅其嚴重程度，其發(fā)生頻率也隨劑量而變化。是大量細胞殺傷的綜合效果確定的。4有劑量閾值有劑量閾值4無劑量閾值無劑量閾值4效應的嚴重程度效應的嚴重程度 與劑量成正比與劑量成正比4發(fā)生幾率與劑量發(fā)生幾率與劑量 成正比成正比4嚴重程度與劑量無關嚴重程度與劑量無關1）射線種類）射線種類 不同射線產生的生物效應不同。高LET（傳能線密度

6、）輻射的生物效應大于底LET的輻射。 射線為高LET輻射，受照相同的劑量， 射線的相對生物效應為X 或 射線的10倍。 2）受照劑量）受照劑量 總的規(guī)律是劑量愈大，效應愈顯著，但并不完全是呈直線關系，至少有指數(shù)及S型兩種關系。指數(shù)曲線可反映病毒、細菌、某些低等原生物的規(guī)律；而S型曲線則符合于多細胞生物和高等動物的規(guī)律?？梢娤聢D。 3）受照劑量率）受照劑量率 一般情況下劑量率越大，生物效應越顯著，但當劑量率達到一定的程度時，生物效應與劑量率之間則失去比例關系。同時，要引起急性放射損傷必須要有一定的劑量閾值。 4）分次照射）分次照射 由于機體有代償修復的能力，當機體受到同一劑量的照射時，在分次給予

7、的情況下，其生物效應低于一次給予的效應，見表5-5。 5）照射的面積和部位）照射的面積和部位 當其他照射條件相同時，受照面積越大，效應越顯著。 機體不同部位對射線的敏感性也不一樣。當照射劑量和劑量率相同時，各部位的敏感順序大致為：腹部 盆腔 頭部 胸部及四肢。 6）照射方式）照射方式 可分為內照射和外照射。不論內照射和外照射，其對機體的作用規(guī)律原則上是一致的，但也有其特征。內照射的生物效應受放射性核素的理化性質、侵入途徑、分布、代謝、排出特點以及有效半衰期等因素影響。外照射受輻射源強度、源與受部位距離及受照時間等，這些因素直接影響機體受照劑量。同時受單向和多向照射影響。 總之，生物效應除與吸收

8、劑量有關外，還受上述多種條件的影響，即輻射的傳能線密度（LET）越大、劑量率越高、照射面積越大，生物效應越明顯，單次均勻照射較多次間隔照射生物效應要強。當輻射的各種照射條件相同時，機體及其不同的組織細胞的放射敏感性不同。 1）生物種系的放射敏感性生物種系的放射敏感性 總的趨勢是種系演化越高，機體組織結構越復雜，其放射敏感性越高。單細胞生物 多細胞生物 魚類 、兩棲類及爬行類、鳥類 胎兒期 幼兒期 青少年期 成人期 mRNA rRNA和 tRNA 蛋白質。 1）溫度）溫度 機體受照時降低溫度或處于冰凍狀態(tài)可使輻射損傷減輕，稱為溫度效應溫度效應?？赡苡捎诘蜏貭顟B(tài)自由基擴散受阻；新陳代謝水平降低，影

9、響細胞敏感性；動物體內氧狀態(tài)改變等原因。 2）氧）氧 受照的組織 、細胞其輻射效應隨周圍介質中氧濃度的增加而增加，稱氧效應氧效應。氧可以與自由基 R 作用而產生有機的過氧化物自由基 RO2 ，致使生物大分子的化學成分發(fā)生變化，并處于不可修復的狀態(tài)。 3）化學物質）化學物質 某些激素和化學制劑的存在，可以降低機體的輻射敏感性，對機體起保護作用，稱抗放藥物抗放藥物；某些化學物質的存在增強電離輻射的生物效應，稱為輻射敏感劑輻射敏感劑，可提高乏氧細胞對射線的敏感性。(1)外照射急性放射病外照射急性放射病 在戰(zhàn)時、和平時都有可能發(fā)生。如核武器實驗和核爆炸；核事故；醫(yī)療照射；應急照射等情況下都有可能發(fā)生。

10、主要由 、X 射線和中子引起。 根據(jù)受照劑量大小、病理變化和臨床特點可分為三型，及骨髓型（bone marrow form ）、腸型（intestinal form）和腦型（cerebral form）見表 。 表 各型外照射急性放射病劑量范圍 分型 劑量范圍（Gy） 骨髓型 110腸 型 1050 腦 型 50 最常見的是骨髓型急性放射病，主要的病理變化是造血組織損傷，表現(xiàn)為造血功能障礙、出造血功能障礙、出血和感染血和感染。臨床分為： 1）輕度放射?。?2Gy） 2）中度放射病（24Gy） 3）重度放射?。?6Gy） 4）極重度放射?。?10Gy） 骨髓型急性放射病骨髓型急性放射病一般有四期

11、，即初期初期、假假愈期愈期、極期極期和恢復期恢復期。一切的治療必須趕在假愈期前進行，否則預后不良。 腸型腸型 一般病程10天左右，短則3-4天死亡，目前還無法救治。 腦型腦型 臨床主要表現(xiàn)為以中樞神經系統(tǒng)障礙為主的綜合癥，病程更短。（2）外照射慢性放射?。┩庹丈渎苑派洳?指放射性工作人員在較長時間內連續(xù)或間斷受到超劑量當量限制的外照射，達到一定累積劑量后引起的以造血組織損傷為主并有其它系統(tǒng)改變的全身性疾病。（3）內照射放射?。﹥日丈浞派洳?比較少見，臨床見到的多為放射性核素內污染，即指體內放射性核素超過其自然存在量。內污染可見于從事開放型放射性工作的職業(yè)人員；醫(yī)源性的內污染；放射事故和停留在

12、核爆炸落下灰區(qū)域的人員等。可通過呼吸道、消化道、正常皮膚、粘膜和傷口進入，其吸收、分布、代謝和排出，對機體的損傷，均受放射性核素理化性質的影響。（4）放射性皮膚損傷）放射性皮膚損傷 當皮膚長期超劑量的職業(yè)照射； 局部受到醫(yī)源性照射，見于放療或皮膚敷貼等治療不當；放射性核素沾染表皮等情況時，可發(fā)生放射性皮膚損傷。 1）急性放射性皮膚損傷）急性放射性皮膚損傷 包括急性放射性皮炎急性放射性皮炎和放射性皮膚粘膜潰瘍放射性皮膚粘膜潰瘍等。是指局部一次或短時間（數(shù)日）內受到多次大劑量照射所引起的皮膚損傷，參考劑量為5Gy 。臨床表現(xiàn)可分為三度，即度、度、度 。病程發(fā)展也分為初期、假愈期、極期和恢復期。 2

13、）慢性放射性皮膚損傷）慢性放射性皮膚損傷 包括慢性放射性皮炎、慢性放射性皮膚、包括慢性放射性皮炎、慢性放射性皮膚、粘膜潰瘍粘膜潰瘍。是指局部皮膚長期受到超劑量當量限制的照射，年累積劑量大于15 Sv，受照數(shù)年后出現(xiàn)慢性皮膚及其附件改變?；蛴杉毙赃w延而來。也分為三度。 3）放射性皮膚癌）放射性皮膚癌 繼發(fā)于放射性皮膚損傷，常發(fā)生于受照射嚴重的部位。從慢性放射性皮炎發(fā)展成放射性皮膚癌，平均約10年。X線誘發(fā)皮膚癌的適宜劑量為3050Gy 。(5) 放射性白內障放射性白內障 電離輻射引起晶體混濁的潛伏期長短相差很大，最短9個月，最長12年，平均24年。年齡愈小，潛伏期愈短，劑量愈大，潛伏期愈短。X線

14、或 射線所致白內障的最低劑量，一次照射為2Gy ，三周到三個月多次照射的累積劑量4Gy ，三個月以上多次照射的累積劑量喂 5.5Gy ，若照射總劑量超過11.5Gy ，則不論照射的次數(shù)和經過的時間長短，都會產生白內障。 上述5種放射損傷的診斷，均有國家標準。（1）電離輻射致癌效應）電離輻射致癌效應 通過動物實驗和人群流行病學研究，已證明輻射是一種致癌因子。它有誘發(fā)幾乎所有種系哺乳動物的所有組織腫瘤的能力。輻射致癌主要是通過原癌基因的激活和（或）抑癌基因的失活，導致癌的始動與發(fā)展。輻射在腫瘤形成過程，可作為始動因子，也可作為促進因子和發(fā)展因子，因此，輻射可視為全致癌因子。另輻射抑制機體內的免疫系統(tǒng)功能，也使癌細胞得以生長。（2）輻射致眼晶體混濁或白內障）