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社区医用辐射防护手册
1.4.6 第六节 影响辐射生物效应的因素
第六节 影响辐射生物效应的因素

影响辐射生物学作用的因素有许多,基本上可归纳为两个方面,一是与辐射有关的,称为物理因素;二是与机体有关的,称为生物因素。

一、物理因素

物理因素主要是指辐射类型、辐射能量、吸收剂量、剂量率以及照射方式等。这里首先谈论辐射类型、剂量率、照射部位和照射的几何条件等对辐射生物学作用的影响。

(一)辐射类型

不同类型的辐射对机体引起的生物效应不同,这种不同主要取决于辐射的电离密度和穿透能力。例如,α射线的电离密度大,但穿透能力很弱,因此,在外照射时,α射线对机体的损伤作用很小,然而在内照射情况下,它对机体的损伤作用则很大。在其他条件相同的情况下,就α、β、γ射线引起的辐射危害程度来说,外照射时,γ>β>α;而内照射时,则α>β>γ。

(二)剂量率及分次照射

通常,在吸收剂量相同的情况下,剂量率越大,生物效应越显著。同时,生物效应还与给予剂量的分次情况有关。一次大剂量急性照射与相同剂量下分次慢性照射产生的生物效应是因人不同的。分次越多,各次照射间隔时间越长,生物效应就越小。

(三)照射部位和面积

照射损伤与照射部位及受照面积密切相关,这是因为与各部分对应的器官对辐射的敏感性不同;另一方面,不同器官受损伤后对整个人体带来的影响也不尽相同。例如,全身受到γ射线照射5 Gy时可能发生重度的骨髓型急性放射病;而若以同样剂量照射人体的某些局部部位,则可能不会出现明显的临床症状。照射剂量相同,受照面积愈大,产生的效应也愈大。

(四)照射的几何条件

外照射情况下,人体内的剂量分布受到入射辐射的角分布、空间分布以及辐射能谱的影响,并且还与人体受照时的姿势及其在辐射场内的取向有关。因此,不同的照射条件所造成的生物效应往往会有很大的差别。

除以上所述外,内照射情况下的生物效应还取决于进入体内的放射性核素的种类、数量,它们的理化性质,在体内沉积的部位以及在相关部位滞留的时间等。

二、生物因素

影响辐射生物学作用的生物因素主要是指生物体对辐射的敏感性。辐射生物学研究表明,当辐射的各种物理因素相同时,不同的细胞、组织、器官或个体对辐射的反应有很大的差异,这是因为不同的细胞、组织、器官或个体对辐射的敏感程度是不同的。在辐射生物学研究中,辐射敏感性的判断指标多用研究对象的死亡率表示,有时也用所研究的生物对象在形态、功能或遗传学方面的改变程度来表示。

(一)不同生物种系的辐射敏感性

表1-3列出了受到X、γ射线照射的不同种系的生物死亡50%所需要的吸收剂量值。由表1-3可见,种系的进化程度越高,机体结构越复杂,其对辐射的敏感性越高。

表1-3 使不同种系的生物死亡50%所需的X、γ射线的吸收剂量值LD50

(二)个体不同发育阶段的辐射敏感性

一般而言,随着个体发育过程的推进,其对辐射的敏感性会逐渐降低。图1-10给出了人胚胎发育的不同阶段,个体对辐射敏感性的变化。由图1-10可见,在胚胎发育的不同阶段,其辐射敏感性表现的特点也有所不同。胚胎在器官形成期以后,个体的放射敏感性逐渐下降。

个体出生后,幼年的辐射敏感性要比成年时高,但是,老年时由于机体各种功能的衰退,其对辐射的耐受力则明显低于成年期。

图1-10 胚胎发育不同阶段2 Gy X射线照射造成死胎和畸形的发生率

(三)不同细胞、组织或器官的辐射敏感性

一般来说,人体内繁殖能力越强、代谢越活跃、分化程度越低的细胞对辐射越敏感。由于细胞具有不同的辐射敏感性,所以不同组织也具有不同的敏感性。若以照射后组织的形态变化作为敏感程度的指标,则人体组织按照辐射敏感性的高低大致可分为:

(1)高度敏感 淋巴组织(淋巴细胞和幼稚淋巴细胞);胸腺(胸腺细胞);骨髓(幼稚红细胞、粒细胞和巨核细胞);胃肠上皮(特别是小肠隐窝上皮细胞);性腺(睾丸和卵巢的生殖细胞);胚胎组织。

(2)中度敏感 感觉器官(角膜、晶状体、结膜);内皮细胞(主要是血管、血窦和淋巴管内皮细胞);皮肤上皮(包括毛囊上皮细胞);唾液腺;肾、肝、肺组织的上皮细胞。

(3)轻度敏感 中枢神经系统;内分泌腺;心脏。

(4)不敏感 肌肉组织;软骨和骨组织;结缔组织。