第五章_辐射对人体健康的影响讲解.ppt

第五章 辐射对人体健康的影响 1 辐射生物学效应基础 1.1 人体生理学基础 与进入人体的放射性物质的行为最有关系的系统是循环系统、呼吸系统和消化系统。 1.1.1 循环系统 循环系统是血管的一种闭合回路，在心脏的作用下血液沿着血管抽吸。血液是人体的运输机器，它几乎循环到每一个部位，给细胞带来了食物和氧气。它还带走了废物和二氧化碳，并将它们传送到排泄器官。心脏实际上是两个泵。左边的泵通过动脉将血液送到组织中。养料是通过组织液从组织输送到细胞中。血液通过组织以后经由静脉回到右边的心脏。然后右边的泵将血液送到肺，在肺中氧化之后重新回到左边的心脏。 1.1.1 循环系统 动脉血含有很多氧气，并呈鲜红色，而从组织返回的血液含有很少的氧气并呈暗红色。人体内约有5升血液，平均每分钟循环一次。 血液中有三种血液细胞，各自都执行着重要的功能： 红细胞（红血球）给人体输送所需要的养料和氧气； 白细胞（白血球 + 淋巴）抵御微生物对人体的感染； 血小板（凝血细胞）在损伤部位凝固血液。 1.1.2 呼吸系统 用呼吸这种方法将氧气(O2)吸进肺并把二氧化碳（CO2）排出。当血液流过肺时吸收O2并按照上述方法把它输送给各组织。血液又把组织产生的CO2废气带回肺并呼出。每天呼吸的空气体积约20m3，通常认为其中一半的空气是在8小时工作期间内呼吸的，因此，工作时可按每小时呼吸1.2m3计算。 1.1.2 呼吸系统 人在呼吸过程中吸进大量的外界物质，有的是气体，有的是微粒（即气载粉尘）。气体自由地进入肺，而后又进入血液，进入血液的量在某种程度上取决于溶解度。而被吸入的微粒物质只有一小部分沉积在肺里，其余部分不是被呼出就是沉积在上呼吸道而后又被咽下。沉积在肺中的物质的行为主要取决于它的溶解度。溶解度很高的物质能很快（大都是在几小时内）被血液吸收，但是不溶性微粒可以被滞留在肺里好几个月，进入血液的放射性物质被血液传送到人体的其他部分。显然，呼吸系统为放射性物质进入人体提供了一条途径。 1.1.3 消化系统 消化系统由食管、胃、十二指肠和小肠组成，小肠又与大肠相连。由口吃进去的食物转化成适合于产生热量和能量的形式以及组织生长和恢复所需要的分子。食物中的大分子被血液吸收之前先在消化道内被酶所打碎，然后经由肝被输送到各个组织中去。未被吸收的食物和细菌以及从小肠壁上脱落下来的细胞一起作为固体废物（粪便）排泄出去。液体废物（溶解于水中的废细胞）经过肾和膀胱作为尿从人体排泄出去。 1.1.3 消化系统 咽下可溶的放射性污染物时，可通过消化道然后被血液吸收，血液又将它们带到身体的各个部位。不溶性放射污染物通过消化道然后从粪便中排泄出去。当这些放射性物质通过人体时将使消化道和大肠受到照射。 1.2 细胞生物学 1.2.1 细胞的结构和功能 一切有生命的生物和有机体都是由称之为细胞的微细结构组成。细胞的基本成分是细胞核、细胞核的周围是称之为细胞质的液体和一层膜，它形成细胞壁。 人体的各种器官和组织都是由细胞组成的。 1.2.1 细胞的结构和功能 1.2.1 细胞的结构和功能 细胞的最简单图象是，细胞质是细胞的“工厂”，而细胞核包含着细胞为执行自己的功能和进行自身繁殖所需要的所有信息。细胞质分解食物并将它转化为能量和小分子。随后这些小分子又转化成供细胞自己维持生存和繁衍所需要的复杂分子。 细胞核包含有染色体。染色体是由基因构成的细小线状结构。人类的细胞通常含有46个染色体，基因由脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质分子组成，而且带有决定子体细胞特性的信息。 1.2.2 细胞的繁殖 细胞是能够繁殖的，这是为了补偿死去的细胞。人体不同类型细胞的寿命，在几个小时到很多年之间变化。细胞以两种方法进行繁殖，称之为有丝分裂和减数分裂。有丝分裂细胞是人体的普通细胞，而在有丝分裂中通过纵向分裂生殖染色体。然后，原来的细胞分裂成两个新细胞，它们都和原来的细胞相同。 1.2.2 细胞的繁殖 减数分裂是一种特殊的分裂，产生于卵子。这种分裂在细胞的生命周期中只能有一次，并只能发生在生殖细胞中。在生殖细胞期间，新细胞含有从每个母体那里带来的遗传物质（即基因）。胚胎以及随后的后代就是由这种单细胞受精卵发育起来的。 1.3 电离辐射生物学效应的机理 核辐射与普通的辐射（如热和光）之间的基本区别在于，核辐射具有足够的能量引起电离。细胞主要由水组成的。在水中的电离将使分子发生变化并会形成一种对染色体有害的化学物质。这种损伤使细胞的结构和功能发生变化。 1.3 电离辐射生物学效应的机理 1 最初的物理阶段 只持续很短的时间（~10-16秒），在这一瞬间能量沉积在细胞内并引起电离。 在水中这个过程可以写作为： H2O ? H2O? + e ? 1.3 电离辐射生物学效应的机理 2 物理-化学阶段