核與化學損傷/輻射生物學效應分類和影響因素

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核武器與化學武器損傷

電離輻射生物學效應
- 電離輻射對細胞的作用
- 組織器官的輻射效應
- 輻射生物學效應分類和影響因素

一、輻射 生物學效應分類

機體受輻射作用時，根據照射劑量、照射方式以及效應表現的情況，在實際工作中常將生物效應分類表述。

（一）按照射方式分

1．外照射與內照射（external and internal irradiation）：輻射源由體外照射人體稱外照射。γ線、中子、X線等穿透力強的射線，外照射的生物學效應強。放射性物質通過各種途徑進入機體，以其輻射能產生生物學效應者稱內照射。內照射的作用主要發生在放射性物質通過途徑和沉積部位的組織器官，但其效應可波及全身。內照射的效應以射程短、電離強的α、β射線作用為主。

2．局部照射和全身照射（local and total body irradiation）

當外照射的射線照射身體某一部位，引起局部細胞的反應者稱局部照射。局部照射時身體各部位的輻射敏感性依次為腹部＞胸部＞頭部＞四肢。

當全身均勻地或非均勻地受到照射而產生全身效應時稱全身照射。如照射劑量較小者為小劑量效應，如照射劑量較大者（＞1Gy）則發展為急性放射病。大面積的胸腹部局部照射也可發生全身效應，甚至急性放射病。根據照射劑量大小和不同敏感組織的反應程度，輻射所致全身損傷分為骨髓型（bone marrow type）、腸型(gastro- intestinaltype)和腦型(central nervous system type)三種類型。

（二）按照射劑量率分

1．急性效應（acute radiation effect）：高劑量率照射，短時間內達到較大劑量，效應迅速表現。

2．慢性效應(chronic radiation effect)：低劑量率長期照射，隨著照射劑量增加，效應逐漸積累，經歷較長時間表現出來。

（三）按效應出現時間分

1．早期效應(early effect)：照射後立即或數小時後出現的變化。

2．遠期效應(late effect)：亦稱遠後效應。照射後經歷一段時間間隔（一般6個月以上）表現出的變化。

（四）按效應表現的個體分

1．軀體效應(somatic effect)：受照射個體本身所發生的各種效應。

2．遺傳效應(genetic effect)：受照射個體生殖細胞突變，而在子代表現出的效應。

（五）按效應的發生和照射劑量的關係分

1．確定性效應(deterministic effect)：舊稱非隨機性效應(nonstochastic effect)。指效應的嚴重程度（不是發生率）與照射劑量的大小有關，效應的嚴重程度取決於細胞群中受損細胞的數量或百分率。此種效應存在閾劑量。照射後的白細胞減少、白內障、皮膚紅斑脫毛等均屬於確定性效應。

2．隨機性效應(stochastic effect)：指效應的發生率（不是嚴重程度）與照射劑量的大小有關，這種效應在個別細胞損傷（主要是突變）時即可出現。不存在閾劑量。遺傳效應和輻射誘發癌變等屬於隨機性效應。

二、影響輻射生物學效應的因素

（一）輻射因素

1．輻射類型：高LET輻射在組織內能量分布密集，生物學效應相對較強。故在一定範圍內，LET愈高，RBE愈大。

2．劑量和劑量率：照射劑量大小是決定輻射生物效應強弱的首要因素，劑量越大，效應越強。但有些生物學效應當劑量增大到一定程度後，效應不再增強。另外，在一定劑量範圍內，同等劑量照射時，劑量率高者效應強。

3．照射方式：同等劑量照射，一次照射(single dose)比分次照射(fractionated dose)效應強；同樣，全身照射比局部照射效應強。

（二）機體因素

1．種系差異：一般說，生物進化程度愈高，輻射敏感性愈高。

2．性別：育齡雌性個體的輻射耐受性稍大於雄性。這與體內性激素含量差異有關。

3．年齡：幼年和老年的輻射敏感性高於壯年。

4．生理狀態：機體處於過熱、過冷、過勞和飢餓等狀態時，對輻射的耐受性亦降低。

5．健康狀況：身體虛弱和慢性病患者，或合併外傷時對輻射的耐受性亦降低。

（三）介質因素

細胞的培養體系中或機體體液中在照前含有輻射防護劑(radioprotectant)，如含SH基的化合物可減輕自由基反應，促進損傷生物分子修復，能減弱生物效應，反之，如含有輻射增敏劑(radiosensitizer)，如親電子和擬氧化合物能增強自由基化學反應，阻止損傷分子和細胞修復，能提高輻射效應。目前，防護劑和增敏劑在臨床放射治療中都有應用，前者為保護正常組織，後者為提高放療效果。