低剂量电离辐射生物效应研究

骆宁远 唐振波

摘要：研究低剂量电离辐射的生物效应，主要是希望将研究的成果用于多种领域当中。本文通过对低剂量电离辐射的特征分析，进一步分析了低剂量电离辐射所诱导的不同类型生物效应。

关键词：电离辐射；非靶效应；兴奋效应

引言：长久以来，对低剂量电离辐射生物效应的研究都是一项重要课题，但目前对其研究的结果认识还是不够透彻，使得低剂量电离辐射的使用备受争议，基于此，本文对低剂量电离辐射的生物效应进行了简要研究。

1.低剂量电离辐射的特征

电离辐射从物质的性质与实际作用方式来看，其低剂量或是高剂量无明显区别，两者都具有着原发作用和继发作用，但尽管作用的机制无显著差异，但由于低剂量电离辐射正负离子对的复合比例颇高，低剂量电离辐射与高剂量相比，其产生作用的时间和距离较长，即慢性远期效应，但又由于其诱导性作用较小，因而对机体产生的损伤较小，机体能够自动修复其产生的轻微损伤，因此，生物体可借助于低剂量电离辐射，再结合自身修复机制来调节体内的环境，低剂量电离辐射在这方面的研究应用也是比较多的。

2.低剂量电离辐射生物效应的研究

2.1低剂量电离辐射诱导的生物非靶效应

在低剂量的电离辐射作用于靶细胞后引发出细胞产生损伤时，其一些没有受到辐射作用的细胞也会产生与辐射靶细胞相似的生物效应，这种效应就被称作细胞生物的非靶效应。这种非靶效应的特点是，其极容易出现在电离辐射所照射区域的周围区域，且同时也会出现在远离照射区域的位置上，甚至可能会发生在周围未受到照射细胞的子代细胞当中。非靶效应的范畴是比较广的，而在以往的研究中，学者还会根据效应距离范围的不同将其划分为远隔效应、旁效应以及基因组不稳定性效应。

2.1.1远隔效应研究

远隔效应就是指远离电离辐射作用的照射区域位置上发生的非靶效应，而这种远离的概念通常是指其组织辐射效应的响应范围极大地超出了受照射部位的基本大小。根据当前的有关研究表明，这种远隔效应从生物学作用来看，其能够在一个特定范围内体现。例如，在研究非靶效应中的远隔效应时，通过将低剂量电离辐射作用于某一环境中的刺激物，致使其发生改变，而其周围的一定范围内刺激物也会在间接影响下发生一定改变。电离辐射在生活中可以说是无处不在的，不管是自然环境当中、还是电子产品以及宇宙射线当中，生物体都在吸收电离辐射，低剂量的电离辐射也并不会给生物体造成过大损伤，但这种低剂量的标准却有着不同的判定。

2.1.2旁效应研究

对于旁效应的定义，其主要是指受电离辐射照射部位的周围相邻位置上细胞及分子产生的非靶效应，相比于远隔效应的距离较短。例如，有学者进行过相关的研究实验，对1%的细胞进行低剂量电力辐射照射，则会出现30%左右的细胞产生相同的效应，其生物效应表现为出现姊妹染色体交换的情况，其相关机理为，旁染色体细胞会接收到受照射染色体细胞所发出的信号，同时这种信号会通过细胞之间的空隙连接来实现最大范围内的传播，进而引起周围染色体细胞的旁效应，但也有相关实验表明，不是在这个范围内的所有细胞都会产生这种旁效应，这主要是由于不是所有射线都具有引发这种旁效应的作用，假设周围细胞触发了旁效应，则也不会由于电离辐射剂量的变化或是射线产生变化而使这种效应程度发生改变，同时，旁效应的发生率也与被照射细胞的初始量没有直接联系。

2.1.3基因组不稳定性效应研究

基因组不稳定性效应指的是，细胞可能会出现微核、基因突变以及染色体发生改变等情况，且这种情况的概率出现上升。在一个细胞的内部，电离辐射可能会导致亚致死性损伤，而这种信息被该细胞与未受到照射的细胞进行交换，进而可能会导致这些细胞及其下一代细胞发生基因不稳定情况，且这种情况发生率上升。实际上低剂量电离辐射所诱发的基因组不稳定情况主要是包括以下几种类型：基因拷贝数、染色体重排、基因突变、微核以及DNA的重复序列中小型不稳定性序列数量的上升，同时，其细胞发生死亡的概率或是转化的概率也会出现上升。有相关实验研究曾得出结论，若是使用伦琴射线进行照射，其只需要使用十毫戈瑞就可以产生这种基因组不稳定性效应，然后也有研究曾表面，这种基因组不稳定性效应类型的非靶效应不仅仅是低剂量电离辐射作用所独有的，对于高剂量电离辐射作用也有发生的可能性。

2.2低剂量电离辐射诱导的生物兴奋效应

兴奋效应主要是指机体或是细胞受到环境中因子的刺激而产生的一种变化反应，一般来说这是双相反应，而低剂量电离辐射所诱导的生物兴奋效应与大剂量辐射诱导是一种完全相反的效应，低剂量电离辐射所诱导的生物兴奋效应主要表现为，使用X射线或是γ射线来进行细胞的诱导照射，其能够激活细胞的广谱防御，进而表现出遗传信号，激发出细胞自身的功能，即弱刺激加速生命力，而中等性刺激对生命力也有着一定的促进作用，强烈刺激则会变成抑制作用，对于DNA修复功能的激发与提升也有着一定作用，能够诱导细胞处于被刺激的兴奋状态，激发其活性，防止其不良发育，同时，其还能够诱导产生激蛋白，激蛋白的作用是有效清除自由基，还能够将膜受体进一步激活，使得生长因子的分泌和细胞因子的分泌都进一步增强

^[1]。这也表明了这种兴奋效应可能具有着一定的修复损伤功能，而就修复损伤这一功能的研究来说，尽管一些实验得出结论低剂量电离辐射无误于修复率，但仍旧无法百分百的确认低剂量电离辐射对损伤修复不会产生一丝一毫的误导，因此还有待深入研究。

2.3低剂量电离辐射诱导的生物适应性反应

适应性反应主要是指，在低剂量电力辐射下暴露出靶物质，然后在短时间内加大电力辐射的剂量来照射，这样能够降低靶物质受到损伤的反应。例如，从一些实验的研究结果来看，对于一些细胞先使用低剂量电离辐射来进行照射，然后隔一段时间后再使用较大剂量电离辐射进行照射，这样其细胞产生的损伤程度要低于直接使用较大剂量电离辐射照射的损伤程度，这也表明提前使用低剂量电离辐射照射增强了细胞生物的适应能力，这也就是适应性反应。而这一研究结论对于核工业领域的工作人员群体来说有着一定的健康保护功能，因此其具有着深入研究的价值。但需要注意的是，并不是所有的细胞都会产生适应性反应，一部分细胞会在低剂量电离辐射诱导下产生这种效应，而还有一些细胞则可能会产生损伤累积的效应，对细胞机体产生更大的危害^[2]。

结论：综上所述，低剂量电离辐射的生物效应研究结论目前还存在着较多争议，其所存在的益处和害处未得到明确肯定，因而还需要深入研究才能够定论。由本文分析可知，有关低剂量电离辐射生物效应的研究主要包括：低剂量电离辐射诱导的生物非靶效应、低剂量电离辐射诱导的生物兴奋效应、低剂量电离辐射诱导的生物适应性反应。

参考文献：

[1]陈兵,吕孝敏.低剂量电离辐射生物效应分析[J].化工设计通讯,2019,45(11):113+141.

[2]张忠新,刘建功,刘红艳.低剂量电离辐射生物效应研究[J].辐射研究与辐射工艺学报,2018,31(05):1-6.

作者简介：姓名：骆宁远（1992.11.19--）；性别：女，民族：汉，籍贯：河南省南阳人，学历：本科；现有职称：初级工程师；研究方向：环境检测、辐射检测、放射卫生防护检测与评价。