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1、電離輻射生物學(xué)效應(yīng)基礎(chǔ)Ionizingradiationisubiquitous.Air,water,soil,plants,animals,people,food,paper,machineryandbuildingsareradioactive.醫(yī)學(xué)放射生物學(xué)研究電離輻射對(duì)機(jī)體（特別是人體）的各種細(xì)胞、組織、器官和系統(tǒng)的作用規(guī)律和機(jī)理的一門科學(xué)。為保障機(jī)體安全和健康，探索有效防護(hù)措施和提高臨床放射治療水平提供理論基礎(chǔ)，使射線和核技術(shù)更好地為人類服務(wù)。第一節(jié)輻射生物學(xué)效應(yīng)基本概念輻射生物效應(yīng)（biologicaleffecto
2、fionizingradiation）電離輻射作用于機(jī)體后，其能量傳遞給機(jī)體的分子、細(xì)胞、組織和器官等基本生命物質(zhì)和分子后，引起一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化，由此所造成生物體組織細(xì)胞和生命各系統(tǒng)功能、調(diào)節(jié)和代謝的改變，產(chǎn)生各種生物學(xué)效應(yīng)。電離輻射生物效應(yīng)的種類ICRP第60號(hào)建議書(1991)中，區(qū)分以下四個(gè)述語(yǔ):①變化:由輻射引起的某種生物學(xué)改變，可能有害，也可能無(wú)害;②損傷:表示某種程度的有害變化，這種損傷是指對(duì)細(xì)胞有害，不一定是對(duì)受照射的人體有害;③損害:指臨床上可觀察到的有害效應(yīng)，表現(xiàn)于受照射的個(gè)體(軀體效應(yīng))或其
3、后代（遺傳效應(yīng)）;④危害:是一個(gè)復(fù)雜的概念，它將損害的概率、嚴(yán)重程度和顯現(xiàn)時(shí)間結(jié)合起來(lái)加以考慮。輻射種類按與物質(zhì)作用分類：電離輻射（IonizingRadiation）非電離輻射（Non-IonizingRadiation）按本質(zhì)和性質(zhì)分類：電磁輻射(ElectromagneticRadiation)粒子輻射(ParticleRadiation)電離輻射與非電離輻射電離輻射是指一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱。電磁輻射（無(wú)形）以相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，隨時(shí)間變化而交變振蕩，形成向前運(yùn)動(dòng)的電磁波電離輻射(如X射線和γ射線)非電離輻射(如
4、無(wú)線電波、微波等)粒子輻射（有形）高能粒子通過(guò)消耗自身的動(dòng)能把能量傳遞給其它物質(zhì)高速粒子、帶電粒子電磁輻射電離輻射粒子輻射X,γ射線α、β、中子質(zhì)子、負(fù)π電磁輻射--波譜傳能線密度與相對(duì)生物效應(yīng)重點(diǎn)一、傳能線密度（linearenergytransfer，LET）定義：帶電電離粒子在其單位長(zhǎng)度徑跡上消耗的平均能量（單位J/m）。LET概念也適用于雖不是直接電離粒子，但通過(guò)次級(jí)帶電粒子的X、γ射線和中子。與生物效應(yīng)的關(guān)系：正相關(guān)二、相對(duì)生物效能（elativebiologicaleffectiveness,RBE）RBE＝X或γ射
5、線引起某一生物效應(yīng)所需劑量所觀察的電離輻射引起相同生物效應(yīng)所需劑量（一）RBE的含義RBE的大小隨所比較的劑量不同而有些差別，最好在平均滅活劑量或平均致死劑量下比較。意義：主要是為了比較在劑量相同時(shí)，不同種類的電離輻射引起某一特定效應(yīng)的效率的差別。即：劑量相同、輻射種類不同，產(chǎn)生的效應(yīng)也不同；若要產(chǎn)生相同效應(yīng)，則不同種類的輻射所需的劑量就不同。（二）LET與RBE的關(guān)系RBE的變化是LET的函數(shù)（正相關(guān)）LET：<10kev/um時(shí)；LET∝RBE(緩慢）LET：10～100kev/um時(shí)；LET∝RBE（迅速）LET：>100
6、kev/um時(shí)；LET繼續(xù)增加，RBE反而下降，表明更多的射線并不能用于引起生物效應(yīng)上，反而被浪費(fèi)了原發(fā)作用與繼發(fā)作用一、原初作用（primaryeffect）指從照射之時(shí)起到在細(xì)胞學(xué)上觀察到可見損傷的這段時(shí)間內(nèi)，在細(xì)胞中進(jìn)行著輻射損傷的原初和強(qiáng)化過(guò)程。包括物理、物理化學(xué)和化學(xué)三個(gè)階段。此過(guò)程中輻射能量的吸收和傳遞、分子的激發(fā)和電離、自由基的產(chǎn)生、化學(xué)鍵的斷裂等，都是在生物體內(nèi)進(jìn)行的。二、繼發(fā)作用（secondaryeffect）：是指在原發(fā)作用發(fā)生的基礎(chǔ)上，因原發(fā)作用形成的各種活性基團(tuán)不斷攻擊生命大分子，導(dǎo)致生物顯微結(jié)構(gòu)的破壞
7、，繼而發(fā)生一系列生物學(xué)、生物化學(xué)的損傷效應(yīng)。繼發(fā)反應(yīng)：亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞細(xì)胞內(nèi)水解酶的釋放信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的改變或破壞代謝的方向性和協(xié)調(diào)性的紊亂生物化學(xué)損傷細(xì)胞、組織器官和系統(tǒng)的變化病理學(xué)改變功能變化三、電離和激發(fā)電離（作用）（ionization）生物組織分子被粒子或光子流撞擊，軌道電子擊出，產(chǎn)生自由電子和帶正電荷的離子，即形成離子對(duì)，這一過(guò)程稱為電離（作用）。激發(fā)作用（excitation）電離輻射與組織分子相互作用，能量不足以擊出電子，而使軌道電子從低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)軌道，分子處于激發(fā)態(tài)。激發(fā)分子很不穩(wěn)定，容易向鄰近分子或原子
8、釋放能量。四、水的電離和激發(fā)水的原初輻解產(chǎn)物：電離輻射作用于機(jī)體的水分子，使水分子發(fā)生電離和激發(fā)，產(chǎn)生自由基和分子。這種反應(yīng)稱水的輻解反應(yīng)，各種自由基和分子統(tǒng)稱水的原初輻解產(chǎn)物。水合電子游離的電子在碰撞過(guò)程中喪失其大部分能量，當(dāng)其能量水平降至100eV以下而未被
