二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)輻射效應(yīng)的影響
同樣種類(lèi)和劑量的輻射以相同的方式作用于機(jī)體時(shí),所出現(xiàn)的后果往往用動(dòng)物的種類(lèi)、年齡、性別、機(jī)體狀況等而異,即有不同的輻射反應(yīng)。放射生物學(xué)研究中常用放射敏感性(Radiosensitivity)的概念來(lái)觀察個(gè)體組織、細(xì)胞的敏感程度。放射敏感性,是指當(dāng)一切照射條件完全嚴(yán)格一致時(shí),機(jī)體或其組織成部分在射線作用下發(fā)生的某種變化的程度和速度,若變化大且其發(fā)生迅速,則表明其敏感性高,反之,則相反。一般文獻(xiàn)資料中多以細(xì)胞、組織的形態(tài)學(xué)損傷或機(jī)體的死亡作為判斷放射敏感性的依據(jù)。下面所指的放射敏感性,都是以此為準(zhǔn)的。醫(yī)學(xué)全.在線提供
。ㄒ)種系發(fā)生過(guò)程中的放射敏感性
不同種系動(dòng)物的放射敏感差別很大,總的趨勢(shì)是:種系發(fā)生的等級(jí)愈高,機(jī)體結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜,其放射敏感性也愈高。脊椎動(dòng)物的放射敏感性高于無(wú)脊椎動(dòng)物;在脊椎動(dòng)物中,哺乳類(lèi)比鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)和爬蟲(chóng)類(lèi)為高。哺乳類(lèi)中各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的放射敏感性差異也較大,豚鼠、狗、山羊、和綿羊、豬對(duì)射線比較敏感,猴、小鼠次之,大鼠、田鼠更次之(見(jiàn)表10-10)。
表10-10 各種動(dòng)物羊致死劑量比較表
動(dòng)物種類(lèi) |
LD50/30 |
動(dòng)物種類(lèi) |
LD50/30 | ||
倫琴 |
拉德 |
倫琴 |
拉德 | ||
猴 |
500~550 |
546 |
豚 鼠 |
200~400 |
400 |
羊 |
350~500 |
237 |
田 鼠 |
700 |
- |
豬 |
230~275 |
247 |
大 鼠 |
600~800 |
796 |
狗 |
250~300 |
244 |
小 鼠 |
400~600 |
633 |
750~800 |
751 |
人 |
285±25 |
- |
家兔對(duì)放射的敏感性與其它實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有一定差異。家兔的LD50/30的劑量為750~800倫琴或751拉德,但其受射線照射時(shí)初期反應(yīng)比其它動(dòng)物要敏感得多,常出現(xiàn)一種應(yīng)激反應(yīng)性的變化,我們稱(chēng)之為放射性休克狀態(tài),而且隨著照射劑量的不斷增加,休克的發(fā)生率也隨之增加,如不及時(shí)采取搶救措施(當(dāng)動(dòng)物發(fā)生四肢軟癱并不斷抽搐,瞳孔尚未散大之前,立即由于耳緣靜脈快速注射25%可拉明0.5~1.0毫升,同時(shí)配合作人工呼吸),喪失搶救時(shí)機(jī),動(dòng)物會(huì)很快死去,對(duì)實(shí)驗(yàn)影響很大。家兔照射初期的放射性休克發(fā)生率與照射劑量呈一定的線性關(guān)系(見(jiàn)表10-11)。
表10-11 家兔*照射初期休克發(fā)生率與照射劑量關(guān)系(劑量率24.5倫琴/分)
照射劑量(倫琴) |
休克發(fā)生率% |
600 |
16 |
700 |
22 |
800 |
27 |
900 |
33 |
1000 |
39 |
1100 |
45 |
1200 |
51 |
1300 |
57 |
1400 |
63 |
1500 |
69 |
1600 |
75 |
*雜種兔照射初期休克發(fā)生率要低
同一種動(dòng)物中的不同品系亦可表現(xiàn)出顯著不同的放射敏感性。例如BALB/cAnN小鼠對(duì)X線或r線照射均極為敏感。A系小鼠對(duì)X線照射高度敏感。LACA小鼠對(duì)射線也較敏感。而C57BR/cdJN對(duì)射線不敏感,而具有一定、抗射線的能力。Wistar大鼠在一定劑量范圍內(nèi),對(duì)兩種射線的敏感性應(yīng)高于雜種大鼠。
(二)個(gè)體發(fā)生中的放射敏感性
哺乳動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育的不同階段,其放射敏感性有明顯的差別。一般規(guī)律是放射敏感性隨著個(gè)體發(fā)生的過(guò)程而逐漸降低。在胚胎植入前母體受照射時(shí),放射敏感性很高,較小的劑量即可引起胚胎的大量死亡;此時(shí)不死的胚胎可繼續(xù)發(fā)育,畸形發(fā)生率較低。在器官形成期進(jìn)行照射時(shí),雖胚胎的死亡率降低,卻出現(xiàn)較多的畸形和死胎。有人認(rèn)為,這一時(shí)期是胚胎發(fā)育過(guò)程中放射敏感性很高的“危險(xiǎn)期”。在器官形成期的后期,胚胎的放射敏感性開(kāi)始下降,胎兒期的放射敏感性明顯地低于以前各期(圖10-7)。
圖10-7 胚胎發(fā)育不同時(shí)期的輻射敏感性
(小鼠200R照射的實(shí)驗(yàn)資料,并外推引伸到人體)
在出生后的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,幼年動(dòng)物的放射敏感性比成年的要高,但老年動(dòng)物的機(jī)體由于各種功能的衰退,其耐受輻射(特別是大劑量輻射)的能力低于成年時(shí)期。
(三)組織和細(xì)胞的輻射敏感性
動(dòng)物不同組織和細(xì)胞對(duì)輻射作用的反應(yīng)有很大的差別。成年動(dòng)物機(jī)體各種細(xì)胞的放射敏感性與其功能狀態(tài)有密切的關(guān)系。早在1906年Bergonie和Tribndeau在觀察大鼠睪丸的輻射效應(yīng)時(shí)就曾發(fā)現(xiàn),分裂的細(xì)胞(生精細(xì)胞)受輻射的影響較不分裂的細(xì)胞(間質(zhì)細(xì)胞)要大。根據(jù)這些觀察,他們提出了一條定律,即有絲分裂活動(dòng)旺盛、正常時(shí)進(jìn)行許多次分裂的細(xì)胞以及在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上未分化的細(xì)胞對(duì)射線敏感。即一種組織的放射敏感性與其細(xì)胞的分裂活動(dòng)成正比,而與其分化程度成反比。他們提出的這一定律已被其后許多其它的觀察所證實(shí),基本上是符合于客觀實(shí)際的。按照細(xì)胞動(dòng)力學(xué)特點(diǎn),可將體內(nèi)的主要細(xì)胞組織分為下表中的三在類(lèi)(表10-12)。表中左側(cè)的組織對(duì)輻射很不敏感,右側(cè)的組織則對(duì)輻射非常敏感。中間的各種組織則介手其間。
表10-12 細(xì)胞動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)不同的各種組織
無(wú)有絲分裂,無(wú)細(xì)胞更新 |
分裂指數(shù)低,細(xì)胞更新少 |
有絲分裂頻繁,細(xì)胞更新較快 |
中樞神經(jīng)系統(tǒng) |
肝 |
表 皮 |
感覺(jué)器官 |
甲狀腺 |
小腸上皮 |
腎上腺髓質(zhì) |
血管內(nèi)皮 |
骨 髓 |
|
結(jié)締組織 |
生殖腺 |
動(dòng)物各種組織中,有一類(lèi)組織是依靠細(xì)胞的分裂不斷進(jìn)行更新的,稱(chēng)為“增殖性組織”。造血組織,胃腸道上皮組織,生殖腺,皮膚上皮(包括毛囊上皮)組織都是增殖性組織。另一種組織在器官發(fā)育完全之后,細(xì)胞不再更新,如中樞神經(jīng)系統(tǒng),心臟,骨骼骨等。還有一種組織在發(fā)育成熟后繼續(xù)進(jìn)行緩慢的分裂,當(dāng)受傷后可加速細(xì)胞更新的,如肝、腎及結(jié)締組織。各種組織對(duì)射線的敏感性與細(xì)胞分化程度、細(xì)胞增殖能力、代謝狀態(tài)以及細(xì)胞的周期環(huán)境有密切關(guān)系。一般說(shuō),分化程度低的、細(xì)胞分裂活躍的、代謝旺盛的(細(xì)胞DNA合成旺盛)組織對(duì)放射敏感性高,否則相反。根據(jù)這些特點(diǎn)進(jìn)一步對(duì)動(dòng)物各組織的放射敏感性進(jìn)行了分類(lèi),其排列順序?yàn)椋?/P>
1.高度敏感組織
、帕馨徒M織(淋巴細(xì)胞和幼稚的淋巴細(xì)胞);
、菩叵伲ㄐ叵偌(xì)胞);
、枪撬杞M織(幼稚的紅、粒和巨核細(xì)胞);
、任改c上皮,尤其是小腸隱窩上皮細(xì)胞;
⑸性腺(睪丸和卵巢的性細(xì)胞);
、逝咛ゼ(xì)胞。
2.中度敏感組織
、鸥杏X(jué)器官(角膜、晶狀體、結(jié)膜);
、苾(nèi)皮細(xì)胞(主要是血管、血竇和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞);
、瞧つw上皮(包括毛囊上皮細(xì)胞);
、韧僖合;
、赡I、肝、肺組織的上皮細(xì)胞;
3.輕度敏感組織
⑴中樞神經(jīng)系統(tǒng);
、苾(nèi)分泌腺(除性腺外);
、切呐K;
4.不敏感組織
⑴肌肉組織;
、栖泝(nèi)和骨組織;
⑶結(jié)締組織