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伽玛射线对人体细胞的作用

一定量的伽玛辐射会引起人体组织或器官的损伤，使生物体发生结构的改变和功能的破坏。从人体吸收核辐射能量开始到各种生物效应显现以及生物体病变直至死亡，其间要经过一系列物理的、化学的和生物学的变化。电离辐射对生物大分子的电离作用是产生辐射生物效应的基础。

伽玛辐射对细胞的作用方式有两种。伽玛辐射对人体细胞的作用就是载有较高能量、快速运动的不带电的微观粒子通过介质时，直接或间接地使介质原子发生电离和激发，引起生物体结构和功能的改变。

①直接作用：伽玛射线直接同生物大分子，例如DNA、RNA等发生电离作用，使这些大分子发生电离或激发，导致分子结构改变和生物活性的丧失；而电离和激发的分子是不稳定的，为了形成稳定的分子，分子中的电子结构在分子内或通过与其他分子相互作用而重新排列，在这一过程中可能使分子发生分解，改变结构以至导致生物功能的丧失。

②间接作用：人体的细胞中含有大量的水分子（大约70％），所以在大多数情况下，电离辐射 同人体中的水分子发生作用，使水分子发生电离或激发，然后经过一定的化学反应，形成各种产物，这些产物中，包括了一些活性很强的自由基和过氧化物，例如氢自由基，羟自由基和过氧化氢等，它们作用于生物大分子，例如DNA，会导致这些分子结构和功能的变化，造成功能障碍和系统的病变。

伽玛射线对细胞的损伤，直接作用和间接作用的结果都会使组成细胞的分子结构和功能发生变化，而导致由它们构成的细胞发生死亡或丧失了正常活性，发生突变。因此概括来说，伽玛辐射对细胞的损伤就是杀死和诱变。在辐射生物学中，杀死细胞理解为细胞丧失了分裂生产子细胞的能力；而诱变细胞主要指癌变、基因突变和先天畸变。

伽玛射线对人体细胞作用的生物效应

受大剂量照射的人体，由于细胞被杀死或受到损伤，最终会出现一些病症，从临床症状上可分为躯体效应和遗传效应。人体有两类细胞，躯体细胞和生殖细胞，它们对电离辐射的敏感性和受损后的效应是不同的。出现在受照射者本人身上的效应称做躯体效应，出现在受照者后代上的效应称做遗传效应。

①躯体效应。电离辐射对躯体的损伤其本质是对细胞的灭活作用，当灭活的细胞达到一定数量时，躯体细胞的损伤会导致人体器官组织发生疾病，最终导致器官功能的丧失。躯体细胞一旦死亡，损伤细胞也随之消失，不会转移到下一代。为了给出大剂量照射对造成躯体效应的概念，下面给出一些具体的数据，例如一个人急剧接受1Gy以上剂量，由于肠内膜细胞受损伤，可能在几小时后就出现恶心和呕吐，也可能引起白血球减少，血小板下降，肾功能下降，这是中等程度的放射病。如果一次接受2.5Gy剂量，皮肤会出现红斑和脱光；5Gy剂量造成细胞死亡的概率大约50％，8Gy以上的剂量几乎肯定造成死亡。

②遗传效应。生殖细胞中含有决定后代遗传特征的基因和染色体。所谓基因是指具有特定核苷酸顺序的DNA片段，它具有储存特殊遗传信息功能。在电离辐射或其他外界因素的影响下，可导致遗传基因发生突变。当生殖细胞中的DNA受到损伤时，后代继承母体改变了的基因，导致有缺陷的后代。基因突变有两种情况：一种是自发基因突变，另一种是诱发基因突变。科学家们在实验室里严格控制剂量的条件下，对养育的动物进行研究中发现了辐射遗传突变效应，并且表明在大剂量下，突变率随电离辐射剂量成正比增加，因此对于人体一定要避免大剂量照射。应当指出，没有受到电离辐射的动物也会发生基因突变，这属于自发的基因突变，是由于化学试剂或天然本底辐照等因素引起的。对人类来说，自发基因突变率约为12／1000，即每1000个出生者中约有12例存有基因突变。一般来说，人体细胞中非自然性基因突变是有害的，应当避免。