【正文】 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)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(jī)體吸收輻射能量到生物效應(yīng)發(fā)生，乃至機(jī)體損傷或死亡要經(jīng)歷許多性質(zhì)不同的變化，有機(jī)體物質(zhì)分子的變化，細(xì)胞功能、代謝和結(jié)構(gòu)的變化，以及完整機(jī)體各個組成部分之間相互關(guān)系的變化。可分為：物理階段，物理 —化學(xué)階段，化學(xué)階段，生物學(xué)階段。可歸納于圖 21。 ? 在水中這個過程可以寫作為： ? H2O ? H2O? + e ? 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理 ? 2 物理 化學(xué)階段 ? 大約持續(xù) 106秒，在這段時間，離子在水中將產(chǎn)生多種反應(yīng)產(chǎn)物，其中的兩種產(chǎn)物 H和 OH，稱之為自由基，它們在化學(xué)上是很活潑的。自由基和氧化劑可能破壞構(gòu)成染色體的復(fù)雜分子。 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理 ? 4 生物階段 ? 在這個階段，時間長短可從幾十分鐘到幾十年，這要看特定的癥狀而定。 （ 1）原發(fā)作用 1）直接作用（ direct effects ） 是指電離輻射直接作用于具有生物活性的大分子，如核酸、蛋白質(zhì)（包括酶）等。如 DNA的斷裂，酶的活性降低或喪失，膜系分子結(jié)構(gòu)的破壞等 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理 2）間接作用（ indirect effects ） 間接作用是指溶質(zhì)分子與輻射引起的溶劑分子的反應(yīng)產(chǎn)物之間的相互作用。生物體內(nèi)一般含水量高于 70% ，細(xì)胞內(nèi)的生物大分子存在于含大量水的環(huán)境中，因此間接作用對生物大分子的損傷作用有重要意義。一般將原發(fā)作用視為從輻射能被吸收后，通過直接和間接作用，造成生物大分子的損傷和細(xì)胞微細(xì)結(jié)構(gòu)的損傷及破壞，導(dǎo)致細(xì)胞的代謝、生理功能以及結(jié)構(gòu)和形態(tài)改變，甚至引起細(xì)胞死亡。放射損傷中的繼發(fā)作用可能是多因素綜合作用的結(jié)果 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理 2. 幾種電離輻射的相對危害性 ? 核電廠常見的輻射為 α輻射、 β輻射、 γ輻射和中子輻射。由于電離輻射的類型不同，因此它們對人體的危害情況也不一樣。 ? 所謂外照射和內(nèi)照射就是輻射源分別在人體外和人體內(nèi)對人體形成的照射。能量最大的 α粒子在空氣中的射程只有幾厘米，但難以穿透人體皮膚外表的角質(zhì)層。此時， α輻射源被人體活組織所包圍，損傷幾乎都集中在 α粒子源點(diǎn)的附近。這樣，該器官就會受到嚴(yán)重的損害。能量較高的 β粒子才能穿透人體皮膚進(jìn)入淺表組織幾毫米。不過，它只能造成人體皮膚和淺表 ? β粒子同樣也有內(nèi)照射的危害，但與 α粒子相比，其危害性要小些。 γ射線（包括Ｘ射線）的相對危害性 ? Ｘ射線和 γ射線在空氣和其它物質(zhì)中射程很遠(yuǎn)，穿透力強(qiáng)，即使離輻射源很遠(yuǎn)，也可能對人體造成外照射的危害。因此，就外照射而言，Ｘ、 γ射線與 α、 β ? 由于Ｘ、 γ射線在人體組織中的射程很遠(yuǎn)，甚至貫穿人體，因而交給組織中某一小體積內(nèi)的能量較少，損傷也較小。因此，與Ｘ射線和 γ射線一樣，中子對人體的影響主要是外照射的危害。包括全身效應(yīng)和局部效應(yīng)。 ?軀體效應(yīng)根據(jù)其顯現(xiàn)時間可分為早期效應(yīng)和晚期效應(yīng) 。根據(jù)效應(yīng)發(fā)生的急緩又可分為急性效應(yīng)（ acute effects ) ,包括急性放射病和急性放射性皮膚損傷；和慢性效應(yīng)（ chronic effects ) , 包括慢性放射病和慢性放射性皮膚損傷。如急劇地受照 1 Gy以上，可能在幾小時之后出現(xiàn)惡心和嘔吐，還可能引起白血球、血小板減少等；如一次受照 5 Gy以上，皮膚會出現(xiàn)線斑和脫毛；只有在受照數(shù)十Gy （ 1）按效應(yīng)出現(xiàn)的對象分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng) ?一般情況下，全身受照 ~1Gy照射時，通常反應(yīng)較少，個別人有惡心，嘔吐反應(yīng)。 （ 1）按效應(yīng)出現(xiàn)的對象分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng) 表 4 . 1 人體受小劑量的ｒ射線照射后早期臨床癥 狀 受照劑量（ Sv ） 臨 床 癥 狀 ＜ 0. 1 無影響 0. 1~ 0. 25 未觀察到臨床效應(yīng) 0. 25~ 0. 50 個別人（約 2% ）出現(xiàn)輕微癥狀：頭暈、乏力、食欲下降、睡眠障礙等 0. 50~ 1. 00 少數(shù)人（約 5% ）出現(xiàn)輕度癥狀：頭暈、乏力、不思食、失眠、口渴等 1. 00~ 1. 50 一部分人（約 5% ~ 50 % ）出現(xiàn)惡心，少數(shù)人可能出現(xiàn)嘔吐 （ 1）按效應(yīng)出現(xiàn)的對象分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng) ? 核能工業(yè)引起的工作人員和公眾的照射水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)生早期效應(yīng)的水平，只有在發(fā)生幾率極小的重大核事故中才有可能急劇地受到大劑量的照射。 ② 遠(yuǎn)期效應(yīng)（ longterm effects ) ? 把經(jīng)歷潛伏期較長的軀體效應(yīng)稱為晚期效應(yīng)，主要指受照 6個月以后出現(xiàn)的機(jī)體變化。 ? 由于晚期效應(yīng)的潛伏期較長，很容易同其它的因素，如工業(yè)污染、化學(xué)藥物或長期不良的生活習(xí)慣所引起的效應(yīng)相混，故不能確切地判明引起效應(yīng)的原因。 ? 因此不可能給出有關(guān)晚期效應(yīng)與劑量當(dāng)量的嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。 關(guān)于近期效應(yīng) 日本核臨界事故（ ） 事故發(fā)生時的位置圖 S氏（ 10Gy） 20分鐘后感覺麻木、嘔吐、腹瀉 O氏（ 17Gy）： 意識喪失、嘔吐、 腹瀉、淋巴細(xì)胞數(shù) 關(guān)于遠(yuǎn)期效應(yīng)的潛伏期 日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時間的變化 0 10年 20年 30年 40年 白血病 白血病之外的腫瘤 2年 （ 1）按效應(yīng)出現(xiàn)的對象分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng) ? 2) 遺傳效應(yīng) (geic effects ) ? 指出現(xiàn)在受照者后代的效應(yīng)。 ? 與晚期效應(yīng)一樣，遺傳基因的變化或突變既可由電離輻射誘發(fā)，也可由非電離輻射因素誘發(fā)，電離輻 １）隨機(jī)性效應(yīng)（ stochastic effects ) ?發(fā)生幾率與劑量成正比，而嚴(yán)重程度與劑量無關(guān)的輻射效應(yīng)。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， ?隨機(jī)性效應(yīng)包括軀體晚期效應(yīng)中的各種癌癥和遺傳效應(yīng)。 輻射造成的眼晶體混濁、 放射性 白內(nèi)障、