【正文】 第五章 輻射對人體健康的影響 1 輻射生物學效應(yīng)基礎(chǔ) 人體生理學基礎(chǔ) ? 與進入人體的放射性物質(zhì)的行為最有關(guān)系的系統(tǒng)是循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)。 循環(huán)系統(tǒng) ? 循環(huán)系統(tǒng)是血管的一種閉合回路，在心臟的作用下血液沿著血管抽吸。血液是人體的運輸機器，它幾乎循環(huán)到每一個部位，給細胞帶來了食物和氧氣。它還帶走了廢物和二氧化碳，并將它們傳送到排泄器官。心臟實際上是兩個泵。左邊的泵通過動脈將血液送到組織中。養(yǎng)料是通過組織液從組織輸送到細胞中。血液通過組織以后經(jīng)由靜脈回到右邊的心臟。然后右邊的泵將血液送到肺，在肺中氧化之后重新回到左邊的心臟。 循環(huán)系統(tǒng) ? 動脈血含有很多氧氣，并呈鮮紅色，而從組織返回的血液含有很少的氧氣并呈暗紅色。人體內(nèi)約有 5升血液，平均每分鐘循環(huán)一次。 ? 血液中有三種血液細胞，各自都執(zhí)行著重要的功能： ? 紅細胞（紅血球）給人體輸送所需要的養(yǎng)料和氧氣； ? 白細胞（白血球 + 淋巴）抵御微生物對人體的感染； ? 血小板（凝血細胞）在損傷部位凝固血液。 呼吸系統(tǒng) ? 用呼吸這種方法將氧氣 (O2)吸進肺并把二氧化碳（ CO2）排出。當血液流過肺時吸收 O2并按照上述方法把它輸送給各組織。血液又把組織產(chǎn)生的CO2廢氣帶回肺并呼出。每天呼吸的空氣體積約20m3，通常認為其中一半的空氣是在 8小時工作期間內(nèi)呼吸的，因此，工作時可按每小時呼吸。 呼吸系統(tǒng) ? 人在呼吸過程中吸進大量的外界物質(zhì)，有的是氣體，有的是微粒（即氣載粉塵）。氣體自由地進入肺，而后又進入血液，進入血液的量在某種程度上取決于溶解度。而被吸入的微粒物質(zhì)只有一小部分沉積在肺里，其余部分不是被呼出就是沉積在上呼吸道而后又被咽下。沉積在肺中的物質(zhì)的行為主要取決于它的溶解度。溶解度很高的物質(zhì)能很快（大都是在幾小時內(nèi)）被血液吸收，但是不溶性微?？梢员粶粼诜卫锖脦讉€月，進入血液的放射性物質(zhì)被血液傳送到人體的其他部分。顯然，呼吸系統(tǒng)為放射性物質(zhì)進入人體提供了一條途徑。 消化系統(tǒng) ? 消化系統(tǒng)由食管、胃、十二指腸和小腸組成，小腸又與大腸相連。由口吃進去的食物轉(zhuǎn)化成適合于產(chǎn)生熱量和能量的形式以及組織生長和恢復(fù)所需要的分子。食物中的大分子被血液吸收之前先在消化道內(nèi)被酶所打碎，然后經(jīng)由肝被輸送到各個組織中去。未被吸收的食物和細菌以及從小腸壁上脫落下來的細胞一起作為固體廢物（糞便）排泄出去。液體廢物（溶解于水中的廢細胞）經(jīng)過腎和膀胱作為尿從人體排泄出去。 消化系統(tǒng) ? 咽下可溶的放射性污染物時，可通過消化道然后被血液吸收，血液又將它們帶到身體的各個部位。不溶性放射污染物通過消化道然后從糞便中排泄出去。當這些放射性物質(zhì)通過人體時將使消化道和大腸受到照射。 圖 簡單的人體生理學圖解 細胞生物學 細胞的結(jié)構(gòu)和功能 ? 一切有生命的生物和有機體都是由稱之為細胞的微細結(jié)構(gòu)組成。細胞的基本成分是細胞核、細胞核的周圍是稱之為細胞質(zhì)的液體和一層膜，它形成細胞壁。 ? 人體的各種器官和組織都是由細胞組成的。 細胞的結(jié)構(gòu)和功能 圖 人體的典型細胞結(jié)構(gòu) 細胞的結(jié)構(gòu)和功能 ? 細胞的最簡單圖象是，細胞質(zhì)是細胞的 “ 工廠 ” ，而細胞核包含著細胞為執(zhí)行自己的功能和進行自身繁殖所需要的所有信息。細胞質(zhì)分解食物并將它轉(zhuǎn)化為能量和小分子。隨后這些小分子又轉(zhuǎn)化成供細胞自己維持生存和繁衍所需要的復(fù)雜分子。 ? 細胞核包含有染色體。染色體是由基因構(gòu)成的細小線狀結(jié)構(gòu)。人類的細胞通常含有 46個染色體，基因由脫氧核糖核酸（ DNA）和蛋白質(zhì)分子組成，而且?guī)в袥Q定子體細胞特性的信息。 細胞的繁殖 ? 細胞是能夠繁殖的，這是為了補償死去的細胞。人體不同類型細胞的壽命，在幾個小時到很多年之間變化。細胞以兩種方法進行繁殖，稱之為有絲分裂和減數(shù)分裂。有絲分裂細胞是人體的普通細胞，而在有絲分裂中通過縱向分裂生殖染色體。然后，原來的細胞分裂成兩個新細胞，它們都和原來的細胞相同。 細胞的繁殖 ? 減數(shù)分裂是一種特殊的分裂，產(chǎn)生于卵子。這種分裂在細胞的生命周期中只能有一次，并只能發(fā)生在生殖細胞中。在生殖細胞期間，新細胞含有從每個母體那里帶來的遺傳物質(zhì)（即基因）。胚胎以及隨后的后代就是由這種單細胞受精卵發(fā)育起來的。 電離輻射生物學效應(yīng)的機理 ? 核輻射與普通的輻射（如熱和光）之間的基本區(qū)別在于，核輻射具有足夠的能量引起電離。細胞主要由水組成的。在水中的電離將使分子發(fā)生變化并會形成一種對染色體有害的化學物質(zhì)。這種損傷使細胞的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。 人們發(fā)現(xiàn)輻射生物效應(yīng)有 2個特點： 第一個是機體吸收的能量不大，生物效應(yīng)卻很大 ，例如 的 X 射線可使人或高等動物發(fā)生致死效應(yīng)，若將這些能量轉(zhuǎn)換為熱能，才可使體溫升高 。若以熱輻射代替電離輻射，需大 1~10萬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(yīng)， 射線穿過受照機體只是瞬間完成，而它引起的生物效應(yīng)卻能持續(xù)很長時間 電離輻射生物學效應(yīng)的機理 輻射引起的生物效應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程，生物機體吸收輻射能量到生物效應(yīng)發(fā)生，乃至機體損傷或死亡要經(jīng)歷許多性質(zhì)不同的變化，有機體物質(zhì)分子的變化，細胞功能、代謝和結(jié)構(gòu)的變化，以及完整機體各個組成部分之間相互關(guān)系的變化。在人體內(nèi)，這些變化可能顯示出臨床癥狀，如放射性病、白內(nèi)障或在以后較長時期內(nèi)出現(xiàn)的癌?？煞譃椋何锢黼A段，物理 —化學階段，化學階段，生物學階段。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?？蓺w納于圖 21。 電離輻射生物學效應(yīng)的機理 電離輻射生物學效應(yīng)的機理 ? 1 最初的物理階段 ? 只持續(xù)很短的時間（ ~1016秒），在這一瞬間能量沉積在細胞內(nèi)并引起電離。 ? 在水中這個過程可以寫作為： ? H2O ? H2O? + e ? 電離輻射生物學效應(yīng)的機理 ? 2 物理 化學階段 ? 大約持續(xù)