电离辐射对人类健康的影响
辐射对组织和器官造成的损伤取决于所接收或吸收的辐射剂量,该剂量以戈瑞(Gy)为单位表示。辐射损伤还取决于辐射类型以及不同组织和器官的敏感性。
电离辐射被证实是人类健康的重要风险因素,具体包括:
- 眼部影响:晶状体并非人体最放射敏感的组织,但由于其修复能力较差,辐射损伤会累积且难以修复,可能导致从失明到视力受损不同程度的白内障。这些负面影响可能在初始暴露后立即出现,也可能在生命后期显现。
- 生殖系统:男性和女性的生殖道因细胞快速复制而面临更高辐射风险。在男性中,精原细胞负责产生精母细胞及后续的精子细胞与成熟精子,该细胞对电离辐射高度敏感;而精子细胞和成熟精子则具有较强抗辐射能力。精子数量减少通常在显著暴露后才显现,暴露于>1戈瑞辐射10周后可能出现无精子症(射精中无精子)。此外,6戈瑞辐射暴露可导致永久性不育。在女性中,成熟卵细胞的敏感性低于男性精原细胞,但仍是生殖系统中最放射敏感的细胞,1.5戈瑞辐射暴露可引发暂时性不育。
- 消化道:长期高剂量电离辐射会严重损害消化道,导致细胞损伤和血管损伤。细胞层面,辐射可破坏消化道内壁细胞的DNA,引发细胞死亡和分裂障碍;血管层面,辐射会减少动脉血流量导致缺血,增加组织损伤风险。
- 心血管系统:高剂量辐射(>5戈瑞)会显著增加急慢性心血管疾病风险。急性效应包括:心包炎(心脏外膜炎症,引发胸痛和心包积液)和心肌炎(心肌炎症,导致胸痛、疲劳及心律失常)。慢性效应涵盖:冠状动脉疾病(加速动脉粥样硬化,提高心肌梗死风险)、心肌病(削弱心脏泵血功能)、心脏瓣膜病(辐射导致瓣膜钙化和纤维化,引发狭窄或反流)以及高血压。
- 呼吸系统:肺部作为放射敏感器官,显著暴露会增加呼吸系统疾病风险。电离辐射可直接损伤肺组织细胞,引发炎症、坏死和瘢痕形成,导致肺炎(肺部炎症)和肺纤维化(肺组织瘢痕化),从而降低肺功能。全身性高剂量辐射(>0.5戈瑞)可能引发辐射中毒(急性辐射综合征),症状包括咳嗽、呼吸困难及因上皮损伤导致的血氧水平降低。
- 糖尿病:广岛和长崎原子弹幸存者研究表明,辐射暴露(尤其年轻时期暴露)可能增加糖尿病风险。接受癌症放疗(如腹部或全身照射)的患者,因胰腺(参与葡萄糖代谢)直接受累,糖尿病风险同样升高。
- 皮肤:辐射剂量与暴露方式是决定皮肤效应的关键参数。电离辐射增加基底细胞癌、鳞状细胞癌风险,还可导致皮肤纤维化(瘢痕组织引发皮肤硬化增厚)及放射性皮炎(长期暴露引发色素沉着、萎缩和毛细血管扩张)。
电离辐射对人体具有潜在危害,但毒理学核心原则"剂量决定毒性"同样适用于辐射领域。通过分子研究识别组织与细胞层面的独特生物标志物及致病通路,是全面理解辐射暴露风险并预防不必要辐射暴露的最佳途径。
雷纳德·布伦德尔(Renald Blundell)是专注于自然与替代医学的生物化学家及生物技术专家,现任马耳他大学医学院教授。
让·克劳德·格雷奇(Jean Claude Grech)是玛特迪医院(Mater Dei Hospital)执业医师。
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