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主要类型辐射损伤

如果暴露在足够大的剂量下,任何生物都可能被辐射杀死,但不同物种的致命剂量差异很大。哺乳动物的死亡率不到10孔侑但果蝇可以存活1000戈瑞。许多细菌和病毒甚至可以在更高剂量下存活。一般来说,人类是所有生物中对辐射最敏感的,但一定剂量对人体的影响取决于受辐射的器官、剂量和暴露条件。

辐射对人类和其他哺乳动物的生物效应一般可细分为(1)对受照射个体身体的影响——躯体效应;(2)对受照射个体后代的影响——遗传效应或可遗传效应。在躯体效应中,有些是在短时间内发生的(例如,抑制细胞分裂)和那些可能在数年或数十年后才会发生的辐照例如,辐射诱导癌症)。此外,还有一些非随机效应,只有在相当剂量的辐射下才会发生(例如,皮肤溃疡)和那些被称为随机的阈值剂量已知存在(例如,辐射诱导癌症)。

辐射的每一种生物效应,不论其确切性质如何,都是由于对细胞的损伤造成的,而细胞是构成所有生物的微观基石。因此,从讨论辐射对人体的作用开始回顾这种效应似乎是有用的细胞

对细胞的影响

辐射对细胞的影响包括干扰细胞分裂例如,染色体损伤,基因损伤(突变),肿瘤转化(改变)类似的感应癌症)和细胞死亡这些变化产生的机制还不完全清楚,但每一个变化都被认为是由辐射随机引发的化学变化的最终结果遍历细胞。

任何类型的分子但遗传物质的DNA被认为是细胞最关键的目标,因为对单个基因的损伤可能足以杀死或严重改变细胞。一个能杀死平均分裂细胞的剂量(比如1-2 Sv)会在细胞的DNA分子中产生数十个损伤。尽管大多数这样的病变通常可以通过细胞内的作用修复DNA修复那些未修复或修复不良的过程可能导致受影响基因的永久性改变(也就是说,突变)或携带基因的染色体,如下文所述。

一般来说,分裂细胞(如癌症细胞)更多辐射敏感性高于非分裂细胞。如上所述,1-2剂Sv足够的杀死普通的分裂细胞,而不分裂的细胞通常可以承受数倍的辐射而没有明显的损伤迹象。当细胞在辐照后第一次尝试分裂时,它们最容易因辐射损伤其基因或染色体而死亡。

人体细胞保持繁殖能力的百分比一般随辐射剂量的增加呈指数下降,这取决于受照射的细胞类型和辐照条件。对于X射线和伽马射线,通常需要快速连续地通过两个或多个辐射轨道来杀死细胞。因此,在低剂量和低剂量率下,存活曲线通常比在高剂量和高剂量率下较浅。当以两个或两个以上间隔较宽的分数给药时,一定剂量的杀伤效果会降低由于在连续照射之间修复亚致死损伤。另一方面,密集电离粒子辐射的生存曲线明显比X射线或伽马射线更陡峭,其斜率相对不受剂量或剂量率的影响,这意味着细胞的死亡通常是由单一的密集电离粒子轨迹造成的,而这种轨迹所产生的伤害是一种相对无法修复的类型。