主题:电离辐射

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干制梅子有助预防电离辐射引起的骨质疏松

    最新一期英国《科学报告》杂志发表的一份报告说,小鼠实验显示,日常多食用富含天然抗氧化物质的干制梅子有助预防电离辐射引起的骨质疏松。骨质疏松问题一直以来困扰长时间执行太空任务的宇航员和接受放射治疗的癌症患者。
    来自美国航天局艾姆斯研究中心、加利福尼亚大学旧金山分校等多个机构的研究人员在这份报告中介绍说,宇航员在执行长时间太空任务时,由于没有地球磁场保护,会被置于较高水平的电离辐射中,这会导致他们骨质流失加快,患上骨质疏松症。经常接受肿瘤放射治疗的癌症患者也存在类似问题。
    研究人员在实验中将雄性小鼠分组,并在它们的日常饮食中分别加入抗氧化剂混合物、有抗氧化作用的二氢硫辛酸、消炎药布洛芬以及梅干,然后将它们置于放射治疗常用的伽马射线或模拟空间辐射环境中观察。
    结果发现,与其他组小鼠相比,饮食中加入梅干的那组小鼠体内与骨吸收相关的骨髓细胞基因表达被有效降低,而且进食梅干的小鼠即便在辐射环境中也没有出现骨质大量流失的现象。骨吸收是指在较低的应力水平下,骨组织的体积和密度逐渐发生下降的生理行为。
   报告说,目前这只是一个初步成果,接下来还需分析梅干中哪种有效成分能防止骨质流失,并且还需要在人体上进行相关验证。
    参与研究的加州大学旧金山分校教授伯纳德·哈洛伦说,太空旅行中如何保证宇航员的骨质强度是一大难题,这项研究的初步成果显示,一个好的预防方法或许就是进食梅干这么简单。

日期:2016年2月18日 - 来自[骨科]栏目

近物所用新方法揭示电离辐射对线粒体DNA超螺旋构象的影响

中科院近代物理研究所辐射生物医学研究组的科研人员研究发现,电离辐射能够引起显著的线粒体DNA超螺旋构象变化,这对进一步研究电离辐射对线粒体功能的影响具有指导意义。
线粒体DNA是人体细胞中唯一的核外遗传物质,线粒体DNA构象的变化可能通过影响线粒体功能而导致细胞命运的改变。目前,传统的DNA损伤检测方法,如γH2AX,P53BP1  foci等,往往受到细胞DNA损伤修复系统相关因子的调控,从而影响结果的准确性,而且这些方法都无法检测线粒体DNA损伤。
近物所研究人员首次使用长距离聚合酶链式反应(Long  PCR)方法,对电离辐射引起的线粒体DNA损伤进行了检测。经过验证,这种方法准确反映了电离辐射引起的线粒体DNA损伤的剂量依赖性。科研人员还通过实时荧光定量PCR技术,对线粒体DNA超螺旋构象的改变进行了精确检测。同时,通过活性氧、线粒体数量等指标,确定了不同剂量电离辐射对线粒体功能的影响。
线粒体DNA超螺旋构象的改变不仅反映了线粒体DNA环中的单/双链断裂情况,还暗示了线粒体DNA转录和复制过程的改变,对确定线粒体功能变化具有重要意义。
研究成果在线粒体学研究专业杂志Mitochondrion  (2011,  11(6):886-892)上发表。
日期:2011年11月5日 - 来自[遗传与基因组]栏目

清洗果蔬无法彻底消毒 电离辐射可提高灭菌率

  人们通常认为,食用新鲜水果和蔬菜前用水冲洗一下,就能将蔬果上的细菌清洗掉。但美国化学学会不久前发布的一项研究成果显示,用水甚至消毒剂都无法彻底清除蔬果上的细菌,科学家正在试验一种利用电离辐射为食物消毒的方法。

  据美国每日科学网站日前报道,研究显示,包括沙门氏菌和大肠杆菌在内的一些细菌能藏身于蔬菜和水果的叶片里、表皮上,仅表面冲洗无法将它们清除;此外,成群细菌还能形成紧密的生物膜,以包裹、保护细菌不受伤害,并附着在瓜果蔬菜表面。 美国食品药品监督管理局目前正在试验一种利用电离辐射为食物消毒的方法:用电子束照射食物,产生正负电荷,以此破坏活细胞的遗传物质,抑制细菌、寄生虫的活性,起到消毒作用。

  研究显示,与清水和次氯酸钠溶液相比,电离辐射法大大降低了蔬果上的病原体数量;在试验中,生菜上的大肠杆菌被杀死了99.99%,菠菜上的细菌也被杀死了99.9%。

  美国农业研究中心的微生物学家布伦丹·尼米拉说,在新鲜瓜果蔬菜上应用这种方法,能有效降低美国每年通过食物传播疾病的发病率。

日期:2008年5月17日 - 来自[安全快报]栏目

为什么电离辐射会引起再生障碍性贫血?

  实验室内与高能放射性物质的接触,核反应堆事故,放射性治疗时暴露过度以及核爆炸现场的接触,都可引起再生障碍性贫血。电离辐射可能影响DNA的复制或合成,从而抑制细胞的有丝分裂。

  放射作用的生物学效应取决于组织所吸收放射能的量和组织对放射的敏感程度。各系统组织对放射的敏感程度依次为:睾丸的生殖上皮细胞,造血细胞,肠道上皮细胞,皮肤基底细胞。致死量或亚致死量的全身照射能使广泛的骨髓和肠道细胞死亡。病人如能在最初3~6周内幸存,有少部分人体内存活的干细胞渐渐增多,最后骨髓细胞增多,且恢复正常功能。但多数人的干细胞受到永久性破坏,再生不完全,造成慢性骨髓增生过低,血液中红细胞、粒细胞、血小板均减少。放射对“血管系统的干细胞”也有损害,改变血管的微环境或损坏骨髓中的基质细胞,因而干扰骨髓细胞的再生。

  骨髓对急性放射最敏感的细胞是幼红细胞,其次为粒细胞和巨核细胞。放射对淋巴细胞可能有直接或间接的“溶淋”作用和使其基因发生改变。

  与放射线长时间小剂量的接触亦可引起再生障碍性贫血。

日期:2006年4月16日 - 来自[贫血防治333问]栏目

第二节电离辐射的远期效应

第二节 电离辐射的远期效应

  机体受电离辐射照射后6个月以后所发生的效应称为远期(或远后)效应,它也可以在照后数年甚至更长时间才出现。

  电离辐射远期效应可以发生在:①急性辐射损伤后已恢复的人员,如原子弹爆炸或核事故时受到中等或较大剂量照射的人员。其特点是受照者本身在照射后早期曾经历急性放射损伤的临床过程;②长期接受小剂量慢性照射者,如职业受照者或医疗受照者。其特点是受照者可能不显示任何早期辐射损伤的病征,而是在若干年后显示出某些有害疾病的发生率较正常人群明显增高。电离辐射远期效应可以通过受照人群进行流行病学调查或进行动物实验研究。

  有关小剂量辐射的远期效应前面已作阐述,本节重点讨论急性核辐射损伤已恢复的人群中所显示的远期效应。

  一、远期躯体效应

  辐射诱发而显现在受照者本人身上的效应称为躯体效应。主要有:

  (一)致癌效应

  辐射致癌效应为随机效应,是人类最严重的辐射远期效应。根据对日本原子弹爆炸受照幸存者的长期观察,已证实某些癌症的发病率高于对照人群,且随时间的推移,这种对比更为明显。主要的癌症是:

  1.白血病:这是全身照射后诱发的最重要的远期效应。其特点是:①发病率高于其它实体肿瘤,与受照剂量成明显线性关系。日本原子弹受害者中,在爆后2~3年已发现急性粒系白血病,爆后5年发生率最高,一直到照后26年仍高于对照人群;②以急性白血病多见,且死亡率较高;③受照时年龄小则发病较早且危险性较大。

  2.甲状腺癌:这是电离辐射外照射和内照射在人体诱发的重要远期效应之一。其特点是:①潜伏期长,且随受照年龄的增加而延长,一般为13~26年;②发病率女性高于男性,受照年龄小者高于年龄大者;③发病率与照射剂量基本呈线性关系。

  3.其它癌症:例如长期吸入含放射性尘埃或气溶胶的矿工可能诱发肺癌。多次胸部透视可能诱发乳腺癌。此外如胃癌、结肠癌、多发性骨髓瘤、卵巢癌等也可能发生。

  辐射诱发细胞突变可能是肿瘤发生的机制。

  (二)白内障

  电离辐射对眼损伤主要表现为晶体混浊、形成白内障。多见于核事故的中、重度急性放射病恢复后以及头面部放疗的病人。出现白内障的时间可以从受照后数月至数年不等。照射剂量越大,年龄越小者潜伏期也越短。X线和γ线引起白内障的最低剂量是:一次照射为1.75Gy,3周至3个月内多次照射为3.5Gy,3个月以上累积剂量为4.8Gy。中子剂量则比X线γ线为低,约0.75~1Gy。

  (三)生长发育障碍

  母体在从妊娠期受照射,对胎儿、新生儿的影响非常显著。Murphy调查了106名受放疗的妇女,在妊娠期曾受照射出生的75名儿童中,有28名发生畸形和发育障碍,其中20名属智力发育不全,并出现小状症、迟纯、脑积水等;8例有脊柱裂、肢体畸形、斜视、先天盲等异常。广岛原子弹爆炸受核辐射的妊妇所生的儿童除有类似情况外,还发现宫内受照智力低下的发生率随剂量的增加而增高。妊娠10~17周时对辐射最为敏感,妊娠长于18周者其危险度仅为前者的1/4,妊娠时间短于10周者则未见明显影响。曾对广岛核爆炸时年龄小于12岁的受照者进行调查,发现受照超过1Gy者生长发育迟缓,与对照人群相比,身高矮3~5cm,体重轻3~4kg。

  (四)对生殖功能的影响

  性腺对电离辐射很敏感,男性全身或睾丸局部受一定剂量照射后,可致精子数减少,活动度降低及畸形精子增加,从而影响生育能力。剂量越大精子数减少越明显,开始恢复的时间也越慢。暂时性不育的阈值约为0.4Gy,引起永久性不育的相应阈剂量值为3.5~6Gy或2Gy·a-1。妇女则可引起月经不调甚至绝经。

  二、遗传效应

  亲代生殖细胞遗传物质因电离辐射所致突变而对胚胎或子代产生的影响,称遗传效应。如果辐射引起的是显性突变,则在下一代就会表现出来,如果是隐性突变,则必须与一个带有相同突变基因的配偶相结合,才能在后代表现出来,所以遗传效应是一种随机效应。

  (一)辐射遗传效应的流行病学调查

  动物实验研究中早已明确辐射诱发的突变能导致有害的遗传效应。人类的遗传效应观察一般是通过辐射流行病调查,根据受照人群的有关遗传学指标,如自然流产、死胎、死产、先天性畸形、新生儿死亡率、性比及新生儿身长体重等,与对照人群进行比较分析才能得出结论。日本曾对7万名父方或母方在原子弹爆炸时受照射后受照射后孕出生的婴儿与对照人群进行比较,至今尚未发现具有统计学意义的差别。我国于1984年,对26983名医用X线诊断工作者的调查结果表明,受照人群中的自然流产率、多胎率、新生儿死亡率以及子女中先天性畸形和遗传性疾病的总发病率均明显高于对照人群。

  (二)细胞遗传学观察

  调查分析亲代生殖细胞受到照射后其遗传性损害在子代体细胞染色体中的表现,称为细胞遗传学调查。1967年曾对日本原子弹爆炸幸存者子女7540人进行此项调查,发现幸存者子女体细胞染色体异常的发生频率较高,但与对照人群无统计学意义的差别。

  综上可见,目前虽然已知由于基因突变引起的人类遗传性疾病已达2000余种,但电离辐射诱发双亲生殖细胞突变而致子代出现遗传性疾病或体细胞染色体异常等辐射遗传学问题则尚无明确结论。所以,对这些与辐射防护密切相关的问题,仍待进一步研究探讨。

(陈金城)

日期:2006年1月13日 - 来自[核、化学武器损伤]栏目

第三章电离辐射生物学效应--第一节电离辐射对生物大分子的作用

第三章 电离辐射生物学效应

  电离辐射将能量传递给有机体引起的任何改变,统称为电离辐射生物学效应(ionizing radiation biological effect),人类的放射损伤是一种严重的病理性辐射生物效应。

第一节 电离辐射对生物大分子的作用

  一、电离辐射对生物大分子作用的基本原理

  生物分子损伤是一切辐射生物效应的物质的基础。而生物分子损伤与自由基生成密切相关。自由基(free radical)是指一些独立存在的、带有一个或多个不成对电子的原子、分子、基团或离子。自由基是最大特性是化学不稳定性和高反应性,寿命很短,·OH(氢氧自由基)的平均寿命为10-9~10-8s,生物分子自由基也多在10-6~10-4s之间。

  1.生物分子自由基的生成:有两种方式:

  (1)直接作用:电离辐射直接引起靶分子电离和激发而发生物理化学变化,生成生物分子自由基,如:

  T为电离辐射作用的靶分子,T+和T*为电离产生的正离子自由基和激发形成的激发态分子。正离子自由基分解生成生物分子、中性自由基T·和离子;激发态分子解成两个自由基T·和H·。

  (2)间接作用:电离辐射作用于生物分子的周围介质(主要是水)生成水射解自由基,这些自由基再与生物分子发生物理化学变化生成生物分子自由基,称次级自由基。水辐射分解见图3-1。

 

图3-1 水辐射分解生成自由基简图

  水辐射分解生成的自由基与生物分子作用:

  

  2.生物分子损伤与修复:生物分子自由基生成后迅速起化学反应,两个自由基不配对电子相互配对,或是不配对电子转移给另一个分子,造成分子化学键的变化,引起生物分子破坏。自由基反应能不断地生成新自由基,继续与原反应物起反应,形成连锁反应,使生物分子损伤的数量不断扩大,直到出现歧化反应(dismutation),生成两个稳定分子。

  被损伤的生物分子,可以通过各种方式进行修复。在自由基反应阶段(10-5s内)若介质中存在能供氢的分子,如含巯基化合物(谷胱甘肽G-SH等),则生物分子自由基可被修复,称化学修复。

  在有O2情况下,生物分子自由基被氧化成超氧自由基而难以修复。这可用以解释氧能增强辐射效应的原理。

  二、电离辐射对DNA的作用

  DNA是细胞增殖、遗传的物质基础,是引起细胞生化、生理改变的关键性物质。DNA是电离辐射作用的靶分子,在细胞辐射损伤中起重要作用。

  (一)DNA分子损伤

  1.碱基变化(DNA base change):有下列几种:(1)碱基环破坏;(2)碱基脱落丢失;(3)碱基替代,即嘌呤碱被另一嘌呤碱替代,或嘌呤碱被嘧啶碱替代;(4)形成嘧啶二聚体等。4种碱基的辐射敏感性依次为T>C>A>G。

  2.=DNA链断裂(DNA molecular breakage):是辐射损伤的主要形式。磷酸二酯键断裂,脱氧核糖分子破坏,碱基破坏或脱落等都可以引起核苷酸链断裂。双链中一条链断裂称单链断裂,两条链在同一处或相邻外断裂称双链断裂(doublestrand breaks)。双链断裂常并发氢键断裂。双链断裂难以修复,是细胞死亡的重要原因。

  3.DNA交联(DNA cross-linkage):DNA分子受损伤后,在碱基之间或碱基与蛋白质之间形成了共价键,而发生DNA-DNA交联和DNA-蛋白质交联。嘧啶二聚体即是一种链内交联,还可发生链间交联。图3-2是DNA分子各种损伤的示意图。

图3-2 电离辐射对DNA分子的损伤

  (二)DNA合成抑制

  DNA合成抑制是一个非常敏感的辐射生物效应指标,受0.01Gy照射即可观察到抑制现象。小鼠受0.25~1.25Gy γ线全身照射3小时后,3H-TdR掺入脾脏DNA的量即明显下降,下降程度与照射剂量成正比。照射后DNA合成抑制与合成DNA所需的4种脱氧核苷酸形成障碍、酶活力受抑制、DNA模板损伤、启动和调控DNA合成的复制子减少,以及能量供应障碍等都有关。

  (三)DNA分解增强

  在DNA合成抑制的同时,分解代谢明显增强。原因可能是辐射破坏了溶酶体和细胞核的膜结构,DNase释放直接与DNA接触,增加了DNA的降解。在一定剂量范围内,降解的程度决定于照射剂量。照射后DNA代谢产物尿中排出量明显增多。

  三、电离辐射对蛋白质和酶的作用

  (一)分子破坏

  蛋白质和酶分子在照射后可发生分子结构的破坏,包括肽键电离、肽键断裂、巯基氧化、二硫键还原、旁侧羟基被氧化等,从而导致质蛋白质发子功能的改变。

  (二)对合成的影响

  辐射对蛋白质生物合成的影响比较复杂,有的被激活,有的被抑制,有的呈双相交化,即先抑制而后增强。在血清蛋白方面,照射后血清白蛋白和γ球蛋白含量下降,而α和β球蛋白含量升高。虽然血清蛋白质成分有升有降,但蛋白质净合成是下降的。

  (三)分解代谢增强

  照射后蛋白质分解代谢增强是非常显著的,主要是许多蛋白质水解酶活力增加。如照射后由于溶酶体被破坏,组织蛋白酶释放,活力明显增加,促使细胞内和细胞外蛋白质分解增强。同时,照射后机体摄取食物减少,加剧了蛋白质分解代谢,释出大量游离氨基酸。一部分生糖氨基酸通过糖异生作用转化为葡萄糖,一部分代谢为尿素或其它非蛋白氮,整个机体处于负氮平衡状态。尿中氨基酸及其代谢产物如牛磺酸、肌酸、尿素等排出量增多。

日期:2006年1月13日 - 来自[核、化学武器损伤]栏目

如何避开电磁波的干扰

  1、在怀孕前的3个月以及怀孕后,在如下岗位工作的孕妈咪一定要注意自我防护,最好能够离开岗位一段时间:1)在高压线、变电站、电视台、电台、雷达站、电磁波发射塔等工作;2)经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的;3)在现代电器自动化环境中工作的。 

  2、每次电脑操作时,不能工作时间太长,而且不宜进行连续不断的紧张操作,同时,也不要长久地保持一种固定姿势,更不能久坐不动。通常以工作半小时至1小时为宜,同时中间应注意适当休息和活动,因为精神过度紧张和疲劳,会增加胎宝宝生长发育异常和孕妈咪流产的可能性。 

  3、使用电器时,与之保持一定的距离是最科学的防护方法。如操作电脑时,身体一定要和显示器保持100厘米的距离,因为在电脑终端机18寸以内的区域会产生大量的正离子、电场、电离辐射和非电离辐射,尽管这些辐射很微弱,远低于我国及国际现行的卫生标准,但为了安全起见,优生专家仍建议孕妈咪除了要减少接触时间外,最好穿戴上电磁波防护系列衣,以防止对胎宝宝的损害作用;使用微波炉或电磁灶时,更要注意让身体尽量保持远一点距离,因为电离辐射专家表示,微波炉的功率非常大,而电器的功率越大,对人体的电离辐射就越强,如微波炉在电路接通时,电离辐射强度一下子可增加到350微瓦,大约超过国家规定的最低标准的7倍左右,尤其是在门关闭不严时电离辐射更为明显。 

  4、电脑操作,如果是在装有空调的房间里进行,一定要经常开窗通风换气,因为室内空气中的二氧化碳浓度很高,而负离子浓度过低,尤其是复印机与电脑相连接时或在电脑机群的环境下,臭氧的浓度会明显受到影响,比使用单机电脑的影响要大,这样使孕妈咪患呼吸道病毒感染的机会大大增加。 

  5、为了安全起见,孕妈咪还是不使用手机为好,尤其是怀孕的头3个月,以免使正在发育中的胚胎受到损害而致畸形。如果需要使用,一定要多加防护,如尽量不要在汽车内接通手机,因为据有关专家测定,此时的电离辐射比其他场所突然增大好多倍;而且,最好在手机接通后1-2秒再拿起话机通话,以减轻对脑部的辐射,因为手机在接通的刹那间电磁辐射的强度会突然增强,而在接通后,电离辐射的强度便很快减弱了。 

  6、在生活中尽量使自己避开电磁小组的干扰,如睡觉时怕冷可用热水袋保暖,而不要使用电热毯;能用天然气或煤气,就不要使用微波炉,特别是不能长时间地看电视。因为彩色电视机打开后。显像管在高压电源的激发下,不断地向荧光屏发射电子流,从而产生高压静电并释放大量的正离子,同时还能产生波长小于400微米的紫外线,对孕妈咪及胎宝宝均可产生微妙的影响。孕妈咪每天看电视时,最好距荧光屏3-4米远,时间不要超过1-2小时,同时一定要开启窗门,中间最好休息10分钟以上。收看完毕后,要对手和脸进行清洗,以免正离子吸附的尘埃和微生物引起皮肤炎症。 

  7、如与电器接触机会增多或时间较长时,在饮食上就要注意多摄取胡萝卜、豆芽菜、卷心菜、动物肝脏等食物,因为这类食物可帮助体内清除有害物质。

日期:2004年11月28日 - 来自[孕早期]栏目
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