第一节 电离辐射种类及其与物质的相互作用
电离辐射是指能引起被作用物质电离的射线。电离辐射可分为电磁辐射和粒子辐射。
一、电离辐射种类：X(γ)射线、α粒子、β粒子、中子、负π介子、重离子等的物理特性；其能量转换主要通过光电效应、康普顿效应和电子对效应三种方式。 二、传能线密度（LET）：传能线密度（linear energy transfer，LET）：是指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗的平均能量，
电离密度指单位粒子径迹长度上形成的离子数。电离辐射构成的生物损害与LET高、低有关，但生物损害并非无止境地随LET增高而加大。 三、相对生物效能
1、 相对生物效能 ：X射线（250keV）引起某一生物效应所需剂量与所观察的辐射引起同一生物效应所需剂量的比值。 4.自由基对生物分子的作用：
⑴自由基化学反应的主要类型:①抽氢反应②加成反应 ③电子俘获反应④歧化反应：既有氧化又有还原的反应。⑤还原反应： O2—·在水溶液中主要起还原剂作用⑥氧化反应：O2—·在水溶液中为弱氧化剂， ⑵自由基对DNA的损伤作用：
自由基对DNA的作用后果主要有三类，即a单、双链断裂;b无嘌呤、嘧啶位点;c产生环胞和嘧啶衍生物。
脂质过氧化作用引起细胞损伤的机制主要有以下三个方面：①膜脂改变导致膜功能改变和膜酶损伤。②脂质过氧化过程中形成的活性氧对酶和其它细胞成份的损伤。③脂质过氧化物的分解产物（特别是醛类产物）对细胞及其成份的毒性效应。 一、与辐射有关的因素
1、辐射种类：不同种类的辐射产生的生物效应不同，从辐射的物理特性来看，电离密度和穿透能力是影响其生物学作用的重要因素，总的说来，这两者正好成反比关系。
2、辐射剂量：总的规律是剂量愈大，效应愈显著但并不全呈直线关系。指数曲线可反映病毒、细菌、某些低等原生动物和植物的规律；S型曲线则符合于多细胞机体，特别是高等动物的规律。LD50定义是将引起被照射机体死亡50%时的
剂量称为半致死剂量（ LD50 ），为衡量机体放射敏感性的参数。 LD50数值愈小，机体的放射敏感性愈高。
3、辐射剂量率：剂量率是指单位时间内机体所接受的照射剂量，常用Gy/d、Gy/h、Gy/s、Gy/min等表示。在一般情况下剂量率愈高，生物效应越显著，但当剂量率达到一定范围时，生物效应与剂量率之间则失去比例关系。要引起急性放射损伤必须有一定剂量率阈值。
4、分次照射：剂量相同的辐射，其分次给予的生物效应低于一次给予的生物效应。分次愈多，各次间间隔时间愈长，则生物效应愈小。
5、照射部位：许多实验资料证明，当照射剂量和剂量率相同时，腹部照射的全身后果最严重，依次排列为盆腔、头颈、胸部和四肢。
6、照射面积：当照射的其它条件相同时，受照射的面积愈大，生物效应愈显著。 7、照射方式：照射方式分为内照射、外照射和混合照射。外照射又可分为单向或多向照射，一般来说，当其他条件相同时，多向照射的生物效应大于单向照射。内照射生物效应受许多因素的影响。 二、与机体有关因素：
1、种系的放射敏感性：总的趋势是种系演化愈高，组织结构越复杂，其放射敏感性愈高。
2、个体发育过程中的放射敏感性：一般规律是放射敏感性随着个体发育过程而逐渐降低，同时放射敏感性的特点亦有变化。胚胎和胎儿期受照射的儿童发生癌症和白血病的危险度增高。
3、不同组织和细胞的放射敏感性：同一个体内不同组织、细胞的放射敏感性有明显的差别。一般情况下，一种组织细胞的放射敏感性与其细胞的分裂活动成正比，而与其分化程度成反比。
4、亚细胞和分子水平的的放射敏感性：同一细胞的不同亚细胞结构具有不同的放射敏感性。放射敏感性顺序为：DNA＞RNA＞蛋白质。 第三节 电离辐射生物学作用的原理
1、电离作用与基团形成：电离辐射对分子的作用主要是引起电离和激发 2、直接作用和间接作用：
⑴直接作用：在溶液系统中直接作用是指电离辐射作用于溶质分子引起的损伤。
在生物机体内直接作用主要是指电离辐射作用于生物活性的大分子直接引起的损伤。
⑵间接作用：在溶系统中间接作用是指溶质分子与电离辐射引起的溶剂分子的反应产物之间的相互作用。在生物机体内间接作用主要是指辐射通过水的原发辐射产物（H·、OH·、H2、水合电子）对生物大分子的作用。 ①稀释效应：最大的相对效应发生在最稀释的溶液中。
②氧效应：受照射的组织、细胞或溶液系统，其辐射效应随周围介质中氧浓度增加而增加，这种现象在放射生物学效应中称为氧效应（Oxyen Effect)
③温度效应：降低温度或使其处于冰冻状态下溶液中自由基的扩散受阻来解释此现象。
④防护效应：在受照射的溶液系统中，由于有其它物质的存在，而使一定剂量的辐射对溶质的损伤效应降低，称为防护效应。 第二章电离辐射的分子生物学效应 射线对DNA的影响可概括于图：
电离辐射( （1）DNA合成抑制(细胞分裂抑制（2）(DNA分子损伤(染色体异常(细胞功能 障碍(3) DNA降解(核裂解自溶·细胞死亡（4）代谢产物排出 二、DNA损伤与修复：DNA具有两种生物学功能：其一，为遗传中起传代作用；其二，决定生物体内蛋白质的合成。（复制） DNA（转录）( RNA（翻译）(蛋白质
1、DNA分子的损伤的形式 ⑴DNA链断裂（单链断裂和双链断裂） ②氢键断裂和碱基损伤③分子交联（DNA-DNA交联和DNA-蛋白质交联）：
2、DNA损伤的修复：DNA单链断裂在哺乳动物细胞中很快修复，单链断裂的重接是依靠受照射细胞内原有的DNA连接酶进行的，而双链断裂的重接是依靠连接和重组两种过程完成的。
⑴DNA修复机制：电离辐射引起的DNA损伤修复， 修复机制主要是切除修复和重组修复。
①切除修复：第一，切断：DNA内切酶认识DNA损伤部位，在损伤处的邻位进行切断。 第二，修复复制：DNA聚合酶 利用对侧的互补链为膜板， 。第三，切除：由DNA外切酶从缺口处， 切除损伤的核苷酸。第四，再连接：由连接
酶将新合成的DNA补片与DNA原链断端的位点连接起来。这种修复是复制前复制， 。
②重组修复：第一，DNA复制：分子结构受损伤的DNA仍可进行复制。第二，重组：完整的母链与有缺口的子链进行重组。即子链上的缺口由母链转移过来的。第三，再合成：在母链内出现的缺口，是通过DNA聚合Ⅰ的作用进行核苷酸链的再合成。
③SOS修复：是指细胞DNA分子受到较大范围的严重损伤，使复制功能受抑制时，诱发产生的一种错误倾向修复或诱发突变修复。
各种因素引起的DNA损伤，可通过上述各种修复功能进行修复，若修复修复功能有缺陷。可出现两种后果：一是细胞死亡；二是基因突变。DNA修复功能与衰老、寿命有密切关系。
⑵ DNA修复机能的发现与细胞敏感性新概念的形成：各种细胞之所以表现出辐射敏感性不同，主要原因在于它们正确地修复损伤DNA的能力不同；修复能力强的表现为敏感性低。反之，修复能力弱的表现为敏感性高。
射敏感性定律：细胞和组织的放射敏感性与它们的繁殖能力成正比，与分化程度成反比。
二、辐射对膜的理化性质、受体功能的影响
电离辐射对膜的理化性质、受体功能的影响，主要是膜的表面电荷及膜的通透性等理化性质的影响，以及膜上各种受体功能的改变。 ⒈电离辐射对膜理化性质的影响
辐射对膜的流动性、表面电荷、膜的通透性等理化性质均有一定的影响。 ⑴辐射对细胞膜表面电荷的影响：电离辐射作用后细胞的表面电荷可发生改变 。 膜表面电荷与细胞代谢、细胞识别、细胞增殖都密切相关。 ⑵对膜通透性的影响：细胞受照后细胞核膜中的Na+和K+含量下降。
⒉辐射对膜受体功能的影响：质膜大分子的紊乱，最明显的表现是膜上各种受体功能的改变。细胞表面免疫球蛋白受体的减少与照射剂量成正比。 电离辐射作用后染色体的损伤命运决定于着丝粒。
将染色体处理后，使之显示出不同的带纹，这种技术称为染色体显带技术。这种技术可用来检验各种射线、化学物质、药物和病毒等对人体的伤害。还可检
验人类染色体结构上的微细变化与遗传病及肿瘤的关系，为临床医学提供诊断和预防的依据。
二、不同细胞周期时相的放射敏感性
M相细胞对辐射很敏感，较小剂量即可引起细胞死亡或染色体畸变，使下一代子细胞夭折。在间期细胞中， G2时相对辐射最敏感，其次为G1时相，而S相对较不敏感。M>G2>G1>S 第二节电离辐射引起细胞死亡机制 一、辐射引起细胞死亡的类型
1、增殖死亡：增殖死亡发生于分裂、增殖的细胞，又名代谢死亡或延迟死亡。意即照射后细胞不立即死亡，并可能发生细胞分裂，依照射剂量不同，细胞可分裂一次至数次，然后停止分裂。其死亡机制可能与染色体损伤有关。这种细胞死亡的标志是最终丧失继续增殖的能力，即生殖完整性的破坏。 肿瘤放射治疗的目的在于使肿瘤细胞丧失增殖能力而最终被清除。
2、间期死亡：当照射剂量很大（100Gy以上）时，受照射的细胞不论是否具有分裂增殖能力，将在有丝分裂的间隙期内死亡，故称为间期死亡，亦为“即刻死亡”。
1、指数“单击曲线” S=e-KD s为某剂量下细胞的存活分数，D为所受剂量，k为一常数。
单靶模型即在细胞生物大分子内存在着一个敏感的靶区，靶区被辐射击中一次即可引起死亡或灭活，这种曲线称为单击曲线。
引起细胞（或酶分子）63%死亡（或灭活）的照射剂量称之为D37 剂量。在此剂量下有37%的细胞（或酶分子）存活。D37 的倒数即为存活曲线的斜率。 2、“多击”或“多靶”曲线
细胞内必须一个靶区被击中多次，或是多个靶区各被击中一次才引起效应，前者称为多击单靶模型，后者称为单击多靶模型。 第四节 辐射诱导细胞损伤的修复
电离辐射引起哺乳类细胞损伤可以分为三类。
第一类为致死性损伤（lethal damage,LD ): 用任何办法都不能使细胞修复的损伤称为致死性损伤。
复习重点、试题-防卫1
