基調講演「放射線の人体影響」
Keynote Speech"The Effects of Radiation on the Human Body"
【土肥】
それでは，
続きまして，
ローゼンブラット先生です。
簡単にご紹介したいと思います。
ウルグアイ国立大学医学部をご卒業，
現在，
原子力科学・応用局ヒューマンヘルス部応用放射線生
物学・放射線治療セクションヘッドでございます。
本日は「放射
線の人体影響」ということでお話いただきますので，我々にも近いお話しだと思います。
それではよろしくお願いします。

Dr. Hiroo Dohy
Our next speech w ill be by Dr. Eduardo
Rosenblatt. Dr. Rosenblatt graduated from Medical Schoolof Uruguay National University; he is currently Head of the
Applied Radiation Biology and Radiotherapy Section of theDivision of Human Health, IAEA. Today, Dr. Rosenblatt willbe speaking on the subject of “the Effects of Radiation on
the Human Body,” a subject which of course has particularsignificance for us. Dr. Rosenblatt!

エドワード・ローゼンブラット
国際原子力機関（IAEA）
原子力科学・応用局ヒューマンヘルス部
応用放射線生物学・放射線治療セクションヘッド

Eduardo ROSENBLATT, MD,
Head of the Applied Radiation Biology and Radiotherapy
Section, Department of Nuclear Sciences andApplications, IAEA

こんにちは。
エドワード・ローゼンブラットと申します。

Good afternoon. My name is Eduardo Rosenblatt.
As you just heard, I am Section Head of the
Applied Radiation Biology and Radiation therapy Sectionof the IAEA, and I want to thank President Dohy, and theorganizers, the authorities of HICARE, and the authorities
of Hiroshima Prefecture, for inviting me to take part andspeak to you in this important symposium. I'm going togive a brief introduction to the effects of radiation on thehuman body.
Low frequency photons do not penetrate matter,and visible light does not penetrate matter. But as we gohigher in frequency, even the ultraviolet radiation canpenetrate the human skin, and as we go higher and higher
in frequency, with the shorter wavelength, the radiation
becomes penetrating and it can penetrate matter, and ofcourse, it can penetrate the human body.
We are exposed, normally, to certain low levelsof radiation that come mostly from radon gas in thebuildings and houses, from terrestrial sources, fromcosmic radiation, internal, including some foods, diagnostic
procedures, done in medicine, and lower sources, such asatmospheric nuclear testing, the Chernobyl fallout andso on.
But the effects of ionizing radiations can bebeneficial and can be harmful, depending on how we
use them. And in fact, the beneficial effects of ionizing
radiation, we take advantage of for peaceful nuclear
applications, such as the production of energy and industry,
medical applications for health, such as diagnostic andtherapeutic, non-destructive testing, agriculture, pest
control, hydrology, and animal production, and I’mmentioning here some of the activities of the Departmentof Nuclear Sciences and Applications.
Ionizing radiation injures people through the
production of ionization in tissue. Ionization is a process
in which incidental photons or X-rays or particles produce
charged particles, such as electrons or positively charged
atoms or molecules, that are called free radicals, and they

私は，
IAEAの応用放射線生物学・放射線治療セクションヘッ
ドです。
この度は，
重要なシンポジウムで講演の機会をいただ
きまして，
土肥会長をはじめとするHICAREの先生方をはじめとする皆様方に，深く感謝申しあげます。
放射線の人体影響について，簡単にご説明いたします。
まず，
低周波光は，
物質を透過しません。
可視光線も物質を透過しません。
しかし，
周波数が高くなると，
紫外放射線も人間の皮膚を透過することができ，
さらに周波数が高くなると，
短波長で，放射線が物質を透過するようになり，
人体も透過します。

私たちは，建物や家でラドンガスに，
また，
大地，
宇宙放射線，
食品，
医療診断，
大気圏内核実験，
チェルノブイリ事故の放射性降下物などから低レベルの被ばくをしています。

電離放射線は，使い方によって有益にも有害にもなります。
IAEAの原子力科学・応用局では，
エネルギー，
産業活動，
診断
や治療等の医療への応用，
非破壊検査，
農業，
害虫管理，
水文
学，
動物繁殖における電離放射線の活用等，原子力を平和利
用しています。

電離放射線は，
人体を細胞内の電離作用によって害します。
電離とは，X線等が電子，
正に帯電した原子，
フリーラジカルと呼ばれる分子等のような荷電粒子を発生させるプロセスです。
これらは，非常に反応しやすく，
例えば，
細胞組織中の分子に22

化学反応を起こさせるなど，他の分子に化学変化を起こさせます。
この化学変化により，細胞機能が阻害され，細胞死に至ることさえあるのです。
細胞の構造上，決定的なダメージは，DNAの損傷です。
DNAは，非常に安定した分子で，細胞は，DNAの損傷を修復する作用があります。
放射線がDNAを損傷するケースとして，
1本鎖DNA切断，
２本鎖DNA切断，
化学変化又は突然変異を引き起こすという３つのケースがあります。
こうした損傷のいくつかは，修復酵素で修復されます。
しか
し，
例えば，
２本鎖DNA切断のように，損傷が非常に深刻な場
合は，損傷を修復できません。
DNAは，放射線で損傷を受ける最も重要な分子であり，
DNAの損傷によって，
遺伝子発現，
修正，
遺伝子突然変異，染色体
異常，
ゲノム不安定，そして，
極端な場合には細胞死のような様々な影響が出ます。
しかし，
ほとんどの放射線によるDNAの損傷は，修復されることを覚えておいてください。
放射線の人体影響は，確率的及び確定的影響に分類されます。
確率的影響の重症度は，
被ばく線量とは関連性がありません。
例えば，
低線量又は高線量の放射線被ばくによってがんが発症した場合，いったん発症すれば，その重症度は，
そのがんが低線量又は高線量のいずれの被ばくによって引き起こされたかとは関係がない，
つまり，確率的影響の場合，重症度は，
被
ばく線量とは関係がないのです。
一方，影響を受ける可能性は，
被ばく線量に比例します。
がんの場合のように，
確率的影響のしきい値は，存在しないか，不明です。
他方，
確定的影響の重症度は，
被ばく線量の増加に伴い重症化します。
例えば，眼球が被ばくしたとき，被ばく量が増加する
ほど，進行性放射線白内障が重症化し，期間も長期化します。
放射線白内障は，確定的影響の代表例であり，このタイプの影響には，
通常，
しきい値があります。
しきい値以下の被ばく量
では，影響は表れません。

放射線の人体影響は，急性と慢性に分類され，急性被ばくとは，短期間に高線量被ばくしたケースであり，重症化します。
非
常に高い線量の場合，数時間又は数週間以内に顕著な影響が出ます。
放射線被ばく事故での大規模な被ばくは，この種の被ばくの代表例で，
ガンマ線，
アルファ線，
ベータ線，
中性子線
等，
様々なタイプの放射線にさらされます。

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are highly reactive, and they produce chemical changes inother molecules, such as, for example, molecules in the cellstructure, and these changes can disrupt the cell function,and may even cause cell death.
However, from all the structures in the cell, we
can say that the most critical structure damage that is
important for us is the damage to the DNA molecule. In
general terms, the DNA molecule is a very stable molecule,and the cell has mechanisms to repair the DNA damage.
Radiation can damage the DNA molecule in three ways:
by causing a single strand break, a double strand break,or chemical changes or mutations. And some of thesedamages can be repaired by enzymatic repair systems in
the cell, but when the damage is very significant, such as,
for example, a double strand break; in many occasions thecell is not able to repair this damage.
So DNA is the most important molecule that canbe damaged by radiation, and the damage of the DNA
molecule results in a cascade or a series of different typesof effects, such as gene expression modifications, genemutations, chromosome aberrations that can be identified
under the microscope, genomic instability, and theextreme phenomenon of cell killing.
It is important to keep in mind, though, that mostradiation-induced DNA damage is normally repaired by
the body.
So, radiation effects can be classified between
stochastic and deterministic effects. Stochastic effects
are those effects which severity is independent of theabsorbed dose. Think, for example, the induction of acancer as a consequence of radiation exposure. A cancer
can be induced by a low dose or by a high dose ofradiation, but once a cancer appears, the severity of thiscancer does not depend on if it was induced by a low doseor by a high dose. Therefore, the severity of the stochastic
effect is independent of the absorbed dose.
However, the probability of having an effectis proportional to the dose absorbed, and there is nothreshold or at least there is no known threshold for the
production of this kind of stochastic effects, of whichcancer is a classic example.
On the other hand, we have the deterministic
type of effects. In this type of effects, the severity of thiseffect will increase with dose. If the lens of the eye, forexample, is exposed to radiation, increasing doses ofradiation will increase the severity and the time span for
the appearance of what is called progressive radiation
cataract in the human lens. Therefore, a radiation cataract
is a typical example of a deterministic effect, and in thistype of effect, there’s usually a threshold. There’s a certain
dose below which the effect will not appear, and the effectwill appear above this dose.
Radiation effects on the human body can beclassified as acute or chronic. Normally, an acute exposure
is an exposure to a high dose of radiation over a shortperiod of time, and this type of exposure, as you canimagine, is very severe. If large enough, it may resultin the effects which are observable within a period ofhours or weeks. And the massive exposure in radiation
accidents is a typical example of this type of exposure. In
addition, in these situations, the victims are exposed tovarious qualities and different types of radiation, such as,
for example, gamma rays, alpha radiation, beta radiation,

対照的に，
慢性被ばくは，
長期間にわたる比較的低線量の被ばくです。
細胞にはDNAの低レベルの損傷を修復する力があり，
長期間にわたる低線量被ばくによる損傷は，部分的に修復されますので，この種の被ばくには耐性ができます。
例えば，
放射線従事者の職業被ばくが該当します。

放射線の人体影響は，
身体的影響と遺伝的影響に分類でき，身体的影響は，被ばく者の器官及び組織に表れます。
身体的影響は，短期的には脱毛，
長期的にはがんや器官不全を誘
発します。

他方，
遺伝的影響は，
卵巣やこう丸のような性腺の生殖細胞のDNA損傷により発生し，
先天異常となって現れます。

被ばく量の増加に伴い，健康影響も大きくなります。
例えば，
通常，
寿命の期間内に影響があるとまでは言えない100ミリシーベルトの被ばくのような低線量の被ばく，
また，
特殊な技術
で判別可能な染色体異常をもたらす可能性のある250ミリシーベルトの被ばく，さらに，30日以内に死亡する可能性のある
10,000ミリシーベルト超の非常に高線量の被ばくがあります。

「放射線障害」
は，急性被ばく，
つまり，短期間に大量被ばくした人に表れます。
放射線症候群には，様々なものがあります。
造血系や骨髄に影響を与え，
2，
3週間以内に死に至るような造血症候群のほかに，胃腸症候群及び中枢神経系症候群，
皮膚及び性腺の損傷もあります。

被ばく者のデータ及びがん等の疾病の放射線治療の経験から，臓器によって放射線感受性は，非常に大きく異なります。
臓器の放射線感受性は，総被ばく量，
線量率に関連します。
同じ量の被ばくでも，短期間に被ばくする方が長期間かけて被ばくするよりも人体に有害ですが，これは，放射線で損傷した
DNAの修復力と関係があります。
もちろん，被ばくした容量の影
響も非常に重要です。
放射線腫瘍学の経験から，また，器官が被ばくした容量を正確に計算する最新の放射線治療機器により，被ばくした容量が非常に重要であることが分かっています。
同じ放射線量を腎臓全体に照射する場合と腎臓の３分の１に照射する場合とでは，後者は，残りの３分の２の機能が回復するため，影響が違ってきます。

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neutrons, and others.
On the contrary, a chronic exposure is a relatively
small amount of radiation that is received by individuals
over a long period of time. And therefore, as we mentioned
before, the cells have the capability to repair the low-level
damage to the DNA, so lower doses of radiation over along period of time can be partially repaired, and so thebody becomes tolerant to this type of exposure and this is
the type of dose received as a consequence of occupational
exposure- for example, in radiation workers.
Radiation effect on the human body can beclassified as somatic versus genetic. Somatic are thoseeffects that appear in exposed persons’ organs or systems
in our body. Somatic effects may be divided into prompt,
when they happen fast, such as hair loss, or when it
happened over a prolonged period of time, such as
cataract induction, cancer, and organ failures.
The other is the genetic effects; effects that are
produced due to the DNA damage in the gonads' cells,such as ovaries and testicles, and this type of effect can
produce effects in the offspring, such as congenital defects
or diseases.
We know that there are health effects that
increase of course depending on the exposure dose. For
example, from the very low, like 100 millisieverts dose,that will induce no detectable effects in normal lifespan,
but in people who have received 250 millisieverts,
there may be changes in the chromosome system; thechromosome abnormalities that can be identified withparticular special techniques, to the highest exposures,such as more than 10,000 millisieverts, that will, or
potentially will, produce death within 30 days, sometimes
with or without medical care.
“Radiation sickness” is a clinical picture thatappears in individuals that have received a massive
exposure of radiation over a short period of time; thisis the definition of acute exposure. And the radiation
sickness syndrome is composed of several syndromes.
One is the hematopoietic syndrome that affects the bloodproducing system and the bone-marrow, and can induce
death in a matter of two or three weeks, or even less. Then,the gastrointestinal syndrome and also central nervous
system syndrome. The radiation sickness also will include
various levels of damage to the skin, and to the gonads.
The radio-sensitivity of human organs is veryvariable, and it has been studied not only through thestudy of exposed individuals, but also through theexperience of radiation therapy of cancer and otherdiseases. We know that the radio-sensitivity of humanorgans depends on the total dose received, but not only
on the dose, but also on the dose-rate, and this is very
important to remember. The same dose given in a shortperiod of time is very much more toxic than the same
physical dose given through a longer period of time,
and this is again related to the potential for repair of theradiation damage to the DNA molecule. Finally, the volume
effect is also very important. From the experience inradiation oncology today, and using the modern treatment
planning systems, in which we can exactly calculate thevolume of organs that receive certain doses of radiation,
we know that the volume is critical. It is not the same togive the same physical dose to a whole kidney than to givethe same physical dose to one third of the kidney, in which皮膚は，40グレイまでの放射線分割照射に耐えることができますが，これを超えると，
紅斑，
乾性落屑，
上皮及び真皮が壊れる湿性落屑を発症し，最後には，潰瘍ができ，
壊死を起こすという段階になります。
まとまった脱毛は，200レム以上の被ばくにより生じます。
こうした皮膚損傷は，よく知られています。
甲状腺は，
血液中のヨウ素を選択的に吸収する特性があり
ます。
甲状腺は，
甲状腺ホルモンの生成のためにヨウ素を必要とし，血液中のヨウ素を吸収するため，
放射性ヨードに非常に弱いものです。
多量の放射性ヨードは，甲状腺の全てあるいは一部分を破壊することがありますが，
ヨウ化カリウムの摂取によって，この影響は，
軽減できます。
骨髄症候群は，
骨髄，脾臓，
リンパ組織のような分裂速度の速い細胞を損傷する特徴があります。
造血症候群は，赤血球系の損傷による出血及び疲労，白血球系の損傷による細菌感染
及び発熱などに表れます。

リンパ組織系は，電離放射線に非常に敏感です。
低線量被ば
くにより，
血液リンパの細胞数は，著しく減少し，伝染病にかかりやすくなります。
これは，軽度の放射線病であり，初期症状は，
インフルエンザなどです。
広島及び長崎のデータによると，
徴候が数年から10年程度続き，白血病やリンパ腫にかかるリス
クが長期的に増大します。

非常に強い被ばくでは，毛細血管が損傷し，心不全により死亡します。
胃腸粘膜は，
非常に敏感で，腸管が被ばくすると，吐き気，
嘔吐及び下痢を引き起こします。
これは，被ばく量が200レム以上の場合に生じます。
中枢神経系は，
放射線被ばく量が比較的高い場合でも耐えることができますが，
いったん発病すると，神経細胞など再生しにくい細胞を破壊するため，
協調運動障害，混乱，
昏睡，
けいれん及びショック状態になります。
この場合，神経系の放射線障害
ではなく，内出血や脳浮腫に起因する合併症で死亡します。

性腺について，生殖器官細胞は，急速に分裂するため，卵巣及び精巣は，
200レム程度の低い放射線被ばく量で損傷し，不妊になることがあります。
胎児は，
特に妊娠初期20週までは，非常に敏感です。
出生前の子宮内での被ばくは，成長遅延の恐れがあり，小頭症，
発達中の中枢神経系への影響による知的障害，
小児白血病，
がんを引き起こすことがあります。

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the other thirds will recover and continue the function ofthis organ.
The skin can tolerate in, fractionatedradiotherapy doses, up to 40 gray, but above this dose
you will start to see erythema, dry desquamation, moist
desquamation with destruction of the epithelium andthen the dermis, and finally reaching the state of necrosis
and ulceration. Also, the losing of hair, quickly, in clumps,
occurs with radiation exposures of about 200 rems or
higher. So, the damage of the skin is very well known.
The thyroid gland is a very special organ because
the thyroid is able to selectively uptake iodine from theblood. The thyroid gland needs the iodine to produce
thyroid hormones, and therefore, the thyroid gland is very
susceptible to radioactive iodine, because it absorbs or
uptakes this actively from the blood. In sufficient amounts,
radioactive iodine can destroy all or part of the thyroid
gland and by taking potassium iodide, one can reduce theeffects of this exposure.
Bone marrow syndrome is characterized bydamage to cells that divide at the most rapid pace, suchas, in the case of the bone marrow, but also the spleen andthe lymphatic tissue. Symptoms of hemopoietic syndrome
will include bleeding, fatigue due to damage to the red
blood cell line, bacterial infections and fever, due to thedamage to the leukocyte line.
The lymphoid system is one of the most sensitive
to ionizing radiation. When a person is exposed to low
doses of radiation, the blood lymphocyte cell count will besignificantly reduced, leaving the victim more susceptible
to infections. This is often referred to as mild radiation
sickness, and early symptoms will include the flu. This
may go unnoticed unless a blood count is done. Data from
Hiroshima and Nagasaki show that the symptoms may
persist for many years, up to ten years, and may also havean increased long-term risk of leukemia and lymphoma.
Small blood vessels: intense exposure to very highdoses of radiation will do immediate damage to capillaries
and probably cause heart failure and death directly.
The gastrointestinal mucosa is also very sensitive.
Radiation damage to the intestinal tract will cause nausea,
bloody vomiting and diarrhea. This occurs when thevictim’s exposure is 200 rems or more.
And, the central nervous system: the central
nervous system can tolerate relatively high doses ofradiation, but when it appears, the damage is characterized
by destruction of cells that do not reproduce very often,
and these cells are the neurons. Therefore, symptoms
usually include loss of coordination, confusion, coma,
convulsions, and shock. Death, under these conditions,is not caused by actual radiation damage to the nervous
system, but rather from complications caused by internal
bleeding and even brain edema- the accumulation of fluid.
Gonads: because reproductive tract cells divide
rapidly, these organs, the ovaries and the testes, can bedamaged at doses levels as low as 200 rems, and someradiation sickness victims will become sterile.
The embryo and fetus are also very sensitive,in particular, during the first 20 weeks of pregnancy.
Prenatal exposure in utero may potentially cause growth
retardation, microcephalia, mental retardation due to theeffect on the central nervous system which is developing,and childhood leukemia or cancer.

器官の放射線障害は，主に，幹細胞の再生不能や被ばくした器官の細胞の再生力が衰えることで起きます。
幹細胞の重要性については，研究が進んでおり，
被ばくによる組織や器官の損傷を治療できる可能性があると言われています。

がんについては，
放射線腫瘍学のみならず，
事故や戦争での被ばく者も懸念しています。
放射線は，発がん物質よりはるかに強力に細胞を殺します。
放射線治療で使用される非常に高線量の被ばくは，がん細胞を死滅させますが，それは治療の目的でもあります。
しかし，
致命的でない程度に高い線量の放射線を受けると，
DNAが変異し，
がんや白血病を発生させる可能性があります。
生物学的線量評価とは，
循環血液中のリンパ細胞等の生体試料等に対する被ばくの生物学的影響を調べることにより，
被
ばく線量を推定評価する技術であり，様々な方法があります。
放射線影響研究所は，
生物学的線量評価のうち，二動原体染色体の頻度，
小核の発現，
あるいは，「フィッシュ」
技術による被ばく線量の推定評価技術の利用，開発及び技術革新を積極的に進めておられます。
高線量被ばくによる初期及び後発的影響とリスクは，
よく理解されています。
一方，
低線量被ばくのリスクは，測定が難しく，
不確実な部分がたくさんありますが，近時，
細胞分子生物学技術の急速な進歩によって，低線量被ばくに伴う生物学的変化の予測と理解が可能になってきています。
ご清聴ありがとうございました。

The damage induced by radiation to most organs
is mainly caused by stem cell sterilization and hence
reduced reconstitution of functional cells in the irradiatedorgans. I mention this, about the importance of stem
cells, because today, there is intense research in the areaof stem cells and therefore, the research into stem cells
may have a potential as a treatment for patients that havetissue/organ damage due to radiation exposure.
The problem of cancer has always been aconcern, not only for us in radiation oncology, but forradiation-exposed individuals in accidents or warfare.
Radiation is a much better cell killer than a carcinogen.
Very high doses of radiation, such as those used in radiation
treatment, will destroy the cancer cells, and that’s the
purpose, these patients are treated this way. But high but
non-lethal doses of radiation to specific tissues can cause
mutations, DNA changes, and changes that may lead tocertain types of cancer and leukemia.
Biological dosimetry is a group of techniquesthat allow the estimation of doses received by individuals
by looking at certain biological effects of these doses
on certain system of the body- in particular, on thelymphocyte cells in the circulating blood. There are several
techniques around biological dosimetry. The Radiation
Effects Research Foundation, has been very active in using
and developing and being innovative with techniques inbiological dosimetry, exactly to do this- to estimate theexposure doses based on the production of dicentrics, theappearance of micronuclei, or the “FISH” technique.
To conclude, let me say that both early and lateeffects and risks from high level radiation are well defined
and well understood today. However, the radiation risks
associated with exposures to low levels of radiation arevery difficult to measure and still have major uncertainties
associated with them. Rapid advances in technology,
techniques in cell and molecular biology, are now making
it possible to detect and understand biological changes
following low doses of radiation.
Thank you for your attention.
Dr. Hiroo Dohy
Thank you very much, Dr. Rosenblatt. That wasan extremely thorough, easy-to-understand explanation
which I am sure will have helped to give all of us a better
understanding of the biological effects of radiation on thehuman body, a subject which will come up again manytimes today. I am confident that the information that Dr.
Rosenblatt has just imparted will also prove to be highly
valuable for HICARE members when participating intesting. Once again, our sincere thanks to Dr. Rosenblatt.

【土肥】
ローゼンブラット先生ありがとうございました。
放射線の生
物学的影響を非常にシステマティックに分かりやすくご説明い
ただきまして，
大変理解の助けになったと思います。
本日は，
まだこれに類したお話が多数あるかと思います。
ローゼンブラット先生のお話は，
私どもHICAREのメンバーが検証させていた
だくときに，
大きな助けになるであろうと期待しております。
ありがとうございました。

Chair

【司会】
土肥会長，
ありがとうございました。

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Thank you very much, Dr. Dohy.