医学放射生物学刘芬菊放射生物学 360页

（放医专业）授课教师：刘芬菊医学放射生物学\n绪论\n\n医学放射生物学医学放射生物学(medicalradiobology)是放射医学的基础，重点研究电离辐射对机体，特别是人体的影响；它为放射防护，放射损伤和放射治疗提供生物理论依据。\n放射生物学研究的主要内容1.大剂量照射所致淋巴细胞及其亚群的损伤效应2.低剂量照射对淋巴细胞及其亚群的刺激效应3.低剂量照射自由基生物效应的研究4.大剂量照射DNA修复基因的表达及功能研究\n放射损伤（radiationinjuse)--即电离辐射作用于身体后引起的损伤。主要来源于外照射的χ线，γ射线或其它射线和进入身体后内照射的放射性物质（医疗照射和治疗），造成损伤的原因是照射剂量过大。\n放射损伤（radiationinjuse)还有在应用放射性物质过程中不遵守安全操作规程等。放射损伤分为全身性（放射病）和局部性（放射性灼伤）和复合伤（急性放射病合并放射性灼伤）等种类。\n放射医学与防护研究成果的三个方面1．辐射效应的基础和应用基础研究方面，已形成了相对稳定，不断深入地发展方向和研究体系，例如分子生物学的研究，辐射流行病学的研究，低剂量刺激效应研究和放射复合伤的研究等都取得了长足的进展，在国内外同行中有很大影响，在国际上占有一席之地。\n2．放射医学临床与实验研究方面，急性放射病的诊断与治疗取得了很大进展，在某些方面达到国际水平。放射病临床与基础相结合的研究和中西医结合治疗全身和局部放射损伤的研究等都取得了很大进展并具有中国特色。核事故与放射事故医学应急响应也逐步形成了一个比较完整的研究体系。另外，重离子治疗的放射生物学研究已开始起步并取得了可喜的成绩。\n3．辐射剂量与放射防护方面，放疗剂量，诊断剂量，核医学剂量，环境剂量，个人剂量，事故剂量，生物剂量和活度剂量等的研究和应用中都取得很大成绩，并引入了一些新的方法和技术。职业照射防护，医学照射防护，人为抗高天然辐射照射的剂量与评价，医疗照射的质量保证和质量控制以及放射卫生法规标准和监督检测等的研究和实际工作都有新的进展。在辐射剂量与放射防护的某些方面已达到国际水平。\n概述Χ射线的发现对科技发展产生深远的影响：1895年12月28日，伦琴（W.C.Roentgen)发现Χ射线。1896年1月Grubbe用Χ射线治疗一例乳腺癌1896年4月danidls报道照射后脱发贝克勒尔（H.Becquerel)报道了铀发出的放射性。\n概述不久居里夫妇成功分离出镭，提出了“放射性”1934年约里奥-居里夫妇发现人工放射性\n概述随着χ线研究和应用的发现，电离辐射的生物效应，皮肤损伤，及其癌症的报导屡见不鲜，居里夫人因患白血病而亡，约里奥居里夫妇也导致了组织损伤的发生。贝克勒尔把铀放在衣袋内致使该处皮肤烧伤。\n临床放射医学研究的内容\n第一章电离辐射生物学作用的物理和化学基础第一节电离辐射的种类及其与物质的相互作用1）电磁辐射：是以互相垂直的电场和磁场、随时间变化而交变震荡，形成向前运动的电磁波。如：x、r、微波、红外线波和紫外线都是电磁辐射。2）粒子辐射：通过消耗自己的能量传递给其它物质，主要有：α、β、负π介子和带电重离子。\n粒子辐射的种类α粒子：由两个中子和两个质子组成β粒子或电子：带有一个最小单位负电核的粒子中子：不带电粒子负π介子：其质量介于电子和质子之间。重离子：\n中子的种类热中子———能量小于0.5eV中能中子——能量为0.5eV~10keV快中子———能量为10keV~10或15keV特快中子——能量在10~15MeV以上\n第二节电离和激发一、电离作用：高能粒子和电磁辐射的能量被生物组织吸收后引起效应的最重要的原初过程。二、激发作用：电离辐射与分子相互作用，其能量不足以将轨道电子击出，使电子跃迁到高能轨道上，使分子处于激发态，这一过程称为：激发作用。三、水的电离和激发\n辐射作用于生物大分子或水分子均可引起电离和激发H2O___激发_____H2O*→H*+OH*└────┐H2O电离H2O+e-─┘│├─+H2O→H+OH-│├──HH++OH*└──H2O→eaq-\n水的原发辐解产物H2O--→H.+.OH+e-水合H2+H2O2+H3O+\n水的原初辐解产物的产额._______________________________产额G值————————————————OH2.7H.0.55e水合2.7H20.45H2O20.7H+(H2O3+)2.7___________________________\n第三节传能线密度与相对生物效能一、传能线密度（linearenergytransfer，LET）：指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗的平均能量，其单位为J/m,常用keV/μm表示，1keV/μm=1.602X10-10J/m。\n二、相对生物效能（Relativebiologicaleffectiveness,RBE）相对生物效应的定义：X射线（250kV）引起某一生物效应所需剂量与所观察的辐射引起同一生物效应所需剂量的比值。即：X标准射线产生生物效应的剂量RBE=——————————————所观察辐射引起相同生物效应的剂量\n或：所观察的辐射产生的生物效应RBE=——————————————相同剂量标准射线产生的生物效应\n三、两者的关系1.RBE与LET呈正相关关系2.当LET<10keV/μm时，RBE随LET上升很小。3.当LET＞10keV/μm时，RBE随LET增大迅速上升。4.当LET＞100keV/μm时，RBE随LET增大而下降。\n第四节自由基一、自由基的定义和特性（一）自由基（freeradical)的定义自由基是指：能够独立存在的、含有一个或一个以上未配对电子的任何原子、分子、离子或原子团。（单独占有原子或分子轨道的电子）（二）自由基的理化特性：1.自由基具有未配对电子，易与其它电子形成配对键，故具有很高的反应活性。（见P14-15）2.自由基的半寿期:羟自由基为本10-10~10-9s水合电子为2.3X10-4\n二、活性氧与氧自由基活性氧----是指氧的某些代谢产物和一些由其衍生的含氧物质，统称为活性氧.1.氧的单电子还原物,如O2-和O-,以及HO2.和.OH;2.氧的双电子还原物H2O2;3.烷烃过氧化物ROOH及其均裂产物RO.，ROO；4.处于激发态的氧、单线态氧和羟基化合物。\n二、活性氧与氧自由基所有含氧自由基都是活性氧(activeoxygenspecies)活性氧可以通过生物体内的金属离子介导或酶的催化反应相互转变。*清除O2-.的超氧化物歧化酶(SOD)*清除H2O2的过氧化氢酶(CAT)\n三、自由基对生物分子的作用1.自由基对DNA的损伤作用:1)碱基的损伤:.OH和.H自由基与嘧啶碱基可发生加成和抽氢两类反应。2)核糖的损伤:单、双链断裂与DNA的碱基缺失。3）磷酸基的损伤2.自由基与脂质过氧化（生物膜的损伤）脂质过氧化作用是由于氧自由基攻击了生物膜磷脂中的多不饱和脂肪酸引起,形成脂质过氧化物对细胞造成损伤.(如LPO)\n3.脂质过氧化作用对细胞的损伤机制生物膜主要由脂质和蛋白质组成.脂质中含有最多的成分是磷脂等。1)细胞膜功能的改变(膜结构的刚柔特性,增加膜的通透性,甚至发生崩解)2)脂质过氧化过程中形成的活性氧对酶和细胞其它成分的损伤。3)脂质过氧化物的代谢产物对蛋白质的损伤及其成分的毒性效应。\n四、抗氧化防御功能1.抗氧化酶类—清除自由基酶类的统称主要有超氧化物歧化酶(superoxidedismutaseSOD)，过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶(Peroxidase)等。*SOD是一组金属酶,氧自由基(O2.)的专一酶SOD的三种类型:CuZnSOD，MnSOD和FeSOD。分别存在于细胞的不同部位。(p16-17)\n五、抗氧化酶的辐射防护作用辐射防护是放射生物学工作者面临的一个重要课题：1.SOD对脂质过氧化与生物膜损伤的防护作用.2.SOD对造血干细胞与骨髓损伤的防护作用.(照前及照后给予SOD使小鼠WBC与RBC下降减轻)3.SOD对小鼠存活率的影响.(照前注射SOD使受照小鼠死亡率降低)\nSOD对照前小鼠红细胞数变化的效应(X±S)照射量红细胞数(X10-9/ml)(Gy)0.1mol/LNaCl(对照)SOD(35μg/g)4.07.8±0.678.56±0.965.54.99±0.468.29±0.53**6.753.34±1.047.39±0.77**010.57±0.2010.53±1.26\n6.5Gy辐照后小鼠死亡率(n=48)SOD(mg/Kg体重)30d死亡率(%)对照(0.1mol/LNaCl85152635217045____10032____\n第五节直接作用与间接作用一、直接作用：电离辐射的能量直接沉积与生物大分子，引起生物大分子的电离和激发，破坏机体的核酸、蛋白质、酶等具有生命功能的物质。二、间接作用：电离辐射首先直接作用与水，使水分子产生一系列原发辐射分解产物，然后通过水的辐射分解产物再作用于生物大分子。间接作用的几个效应如下：\n1.稀释效应一定数量的电离辐射产生固定数量的自由基,如果是间接作用,失活溶质分子数，与固定数量的自由基有关，与溶液浓度无关。失活分子的百分数随溶液浓度增加而下降。(p19)\n2.氧效应受照射的组织、细胞或溶液，其辐射效应随氧浓度的增加而增加，这种现象在放射生物效应中称为氧效应(Oxygeneffect)。治疗肿瘤时瘤细胞在增加氧的条件下，辐射敏感性增高，可提高治疗.(p19)\n3.保护效应受照射体系中由于有其它物质的存在，使辐射对溶质的操作效应减轻。4.温度效应降低温度或置于冰冻状态可使辐射损伤减轻。\n第六节氧效应与氧增强比一、氧效应:受照组织、细胞或生物大分子的辐射效应随周围介质中氧浓度升高而增高。二、氧增强比（OER）：指缺氧条件下引起一定效应所需辐射剂量与有氧条件下引起同样效应所需辐射剂量的比值。三、氧浓度对氧效应的影响四、照射时间对氧效应的影响五、氧效应的发生机制\nLET与OER的关系氧增强比（OER）为LET的函数，低LET（χ、γ）射线，OER=2.5~3.0。随着LET增加，OER快速下降，这与RBE的迅速上升位置是相同的。LET约等于100keV/μm的地方。\n第七节靶学说和靶分子一、单击模型二、多击模型三、单靶与多靶模型四、DNA双链断裂模型五、靶分子\n第八节辐射增敏及辐射防护一、辐射增敏剂1.DNA前体碱基类似物2.乏氧细胞增敏剂3.巯基抑制剂4.类氧化合物5.其它\n二、辐射防护剂1.硫氢化合物（含SH基）巯基乙酸、谷光甘肽、色氨酸、胱氨酸及半胱氨酸2.具有碱基功能胺类：组胺及5-羟色胺3.生物反应修饰剂：内毒素、植物多糖、雌激素等4.中药制剂:如姜黄、云脂多糖、榄香烯等\n第九节影响电离辐射生物效应的主要因素影响生物效应的主要因素有两个:一、与辐射有关的因素1.射线的种类(电离密度和穿透能力是影响生物学作用的重要)因素。2.辐射剂量照射剂量与生物效应之间存在一定的相依关系.（LD50）总的规律：是剂量愈大，效应愈显著，但不完全呈线性关系。\n半数致死量（LD50）定义：将引起被照射机体死亡50%所需的剂量称为半致死剂量（LD50），作为衡量机体放射敏感性的参数。LD50愈小，机体放射敏感性愈高。LD50/30表示30日内引起动物或人50%死亡的剂量。（见P30）\n3.辐射剂量率辐射剂量率：是指单位时间内机体所接受的照射剂量。常用Gy/d，Gy/h，Gy/min或Gy/s表示。在一般情况下，剂量率与生物效应呈正比关系，要引起急性放射损伤必须要达到一定的剂量率阈值。\n4.分次照射分次照射是指同一剂量的辐射，分次照射所产生的生物效应低于一次照射，分次愈多，分次间隔时间愈长，生物效应愈小。\n5.照射部位机体受照部位不同，所产生的生物效应亦不尽相同。其严重程度为腹部＞盆腔＞头颈＞胸部＞四肢\n6.照射面积内照射7.照射方式＜外照射(单向或多向)混合照射\n二、与机体有关的因素放射敏感性：不同器官,组织和细胞的放射敏感性与分裂活动成正比，与分化程度成反比。\n1.种系的放射敏感性随种系演化不同阶段，其敏感性规律是种系演化愈高，机体组织结构愈复杂，放射敏感性愈高。不同动物或不同品系之间辐射敏感性有很大差异，其敏感顺序：豚鼠＞狗＞人＞兔＞小鼠＞大鼠\n2.个体发育的放射敏感性总的规律是:放射敏感性随个体发育过程逐渐降低,即越幼稚的动物越敏感,相对成熟的动物（成年动物机体）敏感性较低.\n3.不同器官、组织和细胞的放射敏感性敏感性规律：一种组织的放射敏感性与其细胞的分裂活动成正比而与其分化程度成反比。人体各种组织的放射敏感性顺序：1）高度敏感组织：淋巴组织、胸腺、骨髓、胃肠上皮、、性腺和胚胎组织。\n不同器官、组织和细胞的放射敏感性2）中度敏感组织：感觉器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾、肝、肺组织的上皮组织。3）轻度敏感组织：中枢神经系统、内分泌腺、心脏。4）不敏感组织：肌肉组织、软骨和骨组织、结缔组织。\n放射敏感性的特殊规律一般来讲，对于多种细胞是愈幼稚愈敏感；成熟者不敏感但是对于淋巴细胞来说不符合这个规律：*淋巴细胞从幼稚到成熟各个阶段都敏感。\n4.亚细胞和分子水平的放射敏感性生物大分子的放射敏感性顺序:DNA＞mRNA＞rRNA和tRNA＞蛋白质\n第二章电离辐射的分子生物学效应\n正常DNA分子结构DNA是一个由4种单位组成的双螺旋大分子：即嘌呤碱——腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）嘧啶碱——胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）这些碱基排列成两条线性列阵（或链），中间以氢键结合在一起，外侧则以非共价键与糖-磷酸残基相连接（DNA骨架）。腺嘌呤与胸腺嘧啶配对（A：T碱基对），鸟嘌呤与胞嘧啶配对（G：C碱基对），使DNA的一条链具有另一条链的互补序列。\n第一节电离辐射所致DNA损伤及其生物学意义\n细胞核的放射敏感性1.用210Po沉积于细胞，用α射线照射核或细胞浆；其胞核的平均致死剂量<1.5Gy,而细胞浆细胞浆受照剂量250Gy,其核敏感性要比胞浆大100倍。\n2.用氚水与氚标记的3H-TdR比较辐射效应，3H-TdR是DNA合成的特异前体物质，故可进入细胞核DNA中，而氚水则均匀分布于细胞内，即需要1000倍的氚水才能引起与3H-TdR标记产生同等的损伤。\n辐射所致DNA损伤的类型：DNA链断裂、DNA碱基损伤、DNA交联一、DNA链断裂单链断裂（singlestrandbreak，SSB)双链断裂（doublestrandbreak，DSB).\n1.DNA断裂的分子机制由于磷酸二酯键或脱氧戊糖的破坏；由于碱基破坏或脱落形成链上的不稳定位点。(1)脱氧戊糖和磷酸二酯键的破坏由于辐解产物（水合电子、羟自由基和氢自由基）的形成。DNA断裂主要与羟自由基的作用有关\n(2)碱基的损伤在充氧情况下的照射，碱基的损伤主要是由于羟自由基(.OH)所致。\n测定DNA碱基损伤的方法1)气相色谱/质谱法2)碱几基切除修复酶识别法3)胸腺嘧啶乙二醇的超敏感方法,将抗体检测与毛细管电泳相结合.\n2.不同条件下辐照所致DNA链断裂A.充氧情况下使糖基（脱氧戊糖）破坏，引起DNA链断裂。B.固态下照射DNA→脱氧戊糖破坏→DNA链断裂C.细胞中DNA受照后引起的链断裂在碱性条件下测定DNA链断裂。\n*3.DNA链断裂的主要特点1)单链断裂与双链断裂的比值DSB约为SSB的1/10~1/20SSB由一个自由基攻击引起。DSB必须由两个以上自由基引起。一定能量的射线所产生的SSB和DSB有一个大致的比值，但比值不是恒定的。\n2）LET对链断裂的影响各种射线对链断裂效应的顺序：中子＞γ射线、χ＞紫外线SSB与DSB的比值与LET的高低有关。随着LET的升高，SSB减少，DSB增多。\n低LET辐射所致哺乳动物细胞内DNA损伤的产额损伤类型产额（每细胞缺陷数Gy-1)单链断裂1000碱基损伤500双链断裂40蛋白质胶联150\n3）氧效应对链断裂的影响氧效应可增加链断裂的程度：主要原因是氧效应可增加羟自由基的产生。\n4）DNA链发生的部位剂量不同，DNA碱基发生断裂的概率亦不同。当剂量＜10Gy照射时，碱基断裂顺序G＞A＞T≥C。当剂量＞40~80Gy照射时，碱基断裂顺序T＞G＞A≥C。\n5）DNA链断裂与细胞辐射敏感性DNA的断裂程度与辐射敏感性有关。不同哺乳动物细胞对辐射的敏感性有很大差异，平均致死剂量（D0）亦不同。（例P41）\nDNA自然断裂的发生通常情况下DNA断裂的本底水平可达总DNA的百分之几。一般方法难以测量，常引入凝胶模块的方法来解决。\n二、DNA交联DNA交联是指一条链上的碱基与另一条链上的碱基以共价键结合的形式。DNA交联分为三种形式：a.DNA链间交联b.DNA链内交联c.DNA--蛋白质交联\n1.DNA-蛋白质交联（DPC）1）DPC存在的证据用碱性洗脱法检测DPC的形成：将细胞照射后，用蠕动泵将样品收集在微孔滤膜上→用脱氧核糖核酸酶（DNase)消化滤膜上的DPC中DNA，通过同位素（3H或14C）标记观察蛋白质的存留率，可观察到DNA因DPC的破坏被洗脱下来，使膜上残留率下降。\n2)氧效应对DPC形成的影响有氧条件下进行紫外线照射→交联量增加有氧条件下进行χ线照射→交联量减少；反之产生的交联反应增强。3）温度对DPC形成的影响过热能增加肿瘤细胞DPC的形成而用于放射治疗的增敏。4）染色质状态对DPC形成的影响\n2.DNA-DNA链间的交联在放射生物学中研究DNA-DNA链间的交联的报道较少。在干燥及含25%水的DNA中链间断裂占优势；随着水分子的增加DNA链断裂生成率上升，而链间断裂下降。\n3.DNA链内交联-嘧啶二聚体的形成电离辐射引起二聚体形成很少二聚体形成是紫外线照射引起DNA的特征性改变。二聚体形成是紫外线照射后胸腺嘧啶自由基加合而成。\n一、单击模型二、多击模型三、单靶与多靶模型四、DNA双链断裂模型五、靶分子γ射线\nDNA双链中一条链断裂者称为单链断裂，(SingleStrandBreak,SSB)\n损伤识别两条链在同一处或相邻处断裂者称为双链断裂，(DoubleStrandBreakBSB)\n损伤识别错配修复BRCA1/BRCA2ATM/ATRPARP碱基切除修复DNA复制越过损伤合成基于重复序列的末端连接hRAD50hMRE11NBS1非同源末端连接同源重组修复人细胞受电离辐射损伤后DNA修复途径中的重要基因\n同源重组修复:hRAD51,hRAD52hRAD54,XRCC2XRCC3碱基切除修复:hNTH/hOGG1HAP1XPGPOLβ(聚合酶beta）XRCC1LIG3（连接酶III）回主页\n二聚体\n三、DNA二级和三级结构的变化1.增色效应和Tm值——随着DNA大分子发生变性和降解程度增加，其克原子磷消光系数值增大，这种现象称为“增色效应”增色效应是有限度的,当照射剂量不断加大，DNA结构受到进一步损伤，增色效应消失.\n2.旋光色散和圆二色性可用原子吸收光谱仪测定3.粘度DNA溶液粘度的改变可反映出DNA结构的改变\n四、DNA损伤的生物学意义DNA结构的完整与稳定在生物学上有着特别重要的意义。在射线作用下，DNA碱基的损伤或脱落改变了密码，引起基因的突变。\n第二节辐射引起DNA功能与代谢改变DNA是遗传的重要物质，受照射后引起DNA分子结构的破坏和代谢的改变。（一）DNA合成抑制，用3氢—胸腺嘧啶核苷（3H—TDR）掺入法测定DNA合成速率。\n一、辐射对DNA生物合成的抑制作用与机制1.剂量-效应关系DNA合成速率常以放射性同位素标记的前体参入率来测定。常用前体物质有高纯度的3H和14C标记的特异性碱基。电离辐射可抑制3H-TdR参入细胞DNA的速率下降。\n2.DNA合成抑制机制（1）核苷酸形成障碍DNA合成↓（2）能量代谢障碍（3）与DNA合成有关的酶反应受抑制（4）模板损伤引起DNA模板损伤，是在较大剂量照射时发生的。（5）对DNA复制过程的影响射线破坏细胞内DNA复制的调控机制\n3.辐射对细胞合成期的影响1）电离辐射对细胞周期各个阶段产生不同程度的影响;不同种属细胞在细胞间期照射,产生的影响也不同。2)S期DNA合成抑制S期进入G2期的速度减慢，其S期延长。\n\n\n\n二、辐射对DNA分解代谢的影响DNA合成抑制1.电离辐射↑------→DNA代谢增强Dnase↑2.DNA降解程度与时间和剂量有关(P50)3.DNA降解的辐射损伤指标(P50-51)\n第三节染色质的辐射生物学效应与DNA损伤修复有密切关系的另一个因素是真核细胞的染色质结构。而染色质包括：DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA。一、染色质的辐射敏感性1.染色质常染色质:活性染色质异染色质:非活性染色质(χ染色体)2.核小体\n第四节DNA辐射损伤的修复及其遗传学控制一、DNA损伤修复的不同类型1.DNA单链断裂的修复绝大多数正常细胞都能修复单链断裂。例：用γ射线照射中国仓鼠卵巢细胞（CHO），保温不同时间后测DNA单链断裂修复的程度。\n2.DNA双链断裂的修复用中性洗脱法显示，在γ射线100Gy照射后，保温30min，膜上DNA残存量均增加20%左右，说明双链断裂得到了部分修复。（P57)\n3.碱基损伤的修复碱基的修复主要是紫外线引起的二聚体改变,受照射后经过保温,可以使二聚体减少,但损伤碱基只是部分修复。\n4.DNA修复合成DNA修复合成不同于细胞增殖过程中的合成,与细胞周期无关，研究确定，称为DNA期外合成或程序外合成(UDS)，方法可用3H-TdR参入法。\n二、DNA的损伤修复机制1.回复修复定义：回复修复是细胞对DNA某些损伤修复的一种简单方式，包括酶光复活修复、单链断裂的重接和嘌呤的直接插入。酶光复活修复主要是低等生物修复紫外线损伤的一种方式。对于高等生物细胞及人的组织细胞不是主要途径。\n2.切除修复切除修复：通过识别→切除（碱基切除和核苷酸切除）→修补→再连接:三个特点:准确、无误、正确修复。3.重组修复：DNA复制－重组－再合成当DNA双链发生严重损伤时需要另一种机理完成正确的修复。一种情况是两条链同时受到损伤；单链损伤尚未修复发生了复制。\n4.SOS修复：细胞处于危急状态下发生的一种修复，故用国际遇难信号SOS命名。5.错配修复错配修复是生物维持生命、保持物种稳定的一种重要功能，从细菌到哺乳动物普遍具有这种修复机制。\nrecA蛋白缺口\n杂合双链杂合双链\n切割\n不同电离辐射对肿瘤细胞DNA掺入率的比较\n电离辐射对不同肿瘤细胞DNA迁移距离的影响\n单细胞凝胶电泳技术检测肿瘤细胞DNA损伤\n脑胶质瘤SHG-44细胞单细胞图片\n药物三氧化二砷+60Coγ线照射所致DNA损伤\n第五节电离辐射对转录过程的影响一、体外照射后RNA的生物合成1.DNA的遗传密码通过以下四个步骤转录入RNA：1)RNA聚合酶与DNA模板的结合2)RNA合成的起始3)RNA链的延伸4)RNA链和RNA聚合酶的释放\n2.细胞受照后RNA的生物合成3.整体照射后RNA的生物合成\n第六节电离辐射对蛋白质及能量代谢的影响一、对蛋白质生物合成的影响主要表现为白蛋白减少、球蛋白增多、白蛋白与球蛋白比值降低。二、辐射对蛋白质分解代谢的影响1.牛磺酸牛磺酸是半胱氨酸的代谢产物2.肌酸尿中肌酸排出量增多3.尿素尿素是蛋白质分解代谢的主要最终产物。\n第八节辐射所致的能量代谢障碍\n一、糖代谢紊乱1.线粒体氧化磷酸化的抑制\n3.氧化磷酸化抑制的原因ATP的前体物减少；ATP含量减少。4.能量代谢障碍的后果能量代谢障碍主要为氧化磷酸化的抑制，以ATP合成抑制最突出，ATP水平下降。\n四.其它1.糖原的生成和异生作用的改变。异生作用增强，常常出现高血糖。2.糖糖解作用增强，乳酸含量大增、氧的利用受抑制。3.脂代谢障碍：1）动物体内总脂含量增高，出现脂血症。2）脂肪酸分解代谢减弱，导致脂肪酸堆积。3）肝脏中脂肪的含量增加，导致脂蛋白形成障碍，致使脂肪的外运受阻。\nDNA修复机制1)变化时间出现较早，照后1小时可出现P/O比值显著降低。2）出现变化所需剂量小；3）放射敏感组织的变化较放射稳定组织尤为重要；4）变化的程度与照射量有相应关系。\n2.核氧化磷酸化的抑制特点：变化出现早，所需剂量小；损伤效应非常明显；为间期死亡细胞所持有。4.水、电解质代谢及酸、碱平衡紊乱\n第三节细胞膜的辐射效应一.辐射对膜蛋白和膜脂质的影响1.辐射对膜蛋白质的影响2.辐射对膜脂质的影响二.辐射对膜的理化性质和受体功能的影响1.电离辐射对膜理化性质的影响(1)对细胞膜表面电荷的影响，照射后短时间内膜电核减少。(2)对膜通透性的影响，脾和胸线细胞核中Na+和K+含量下降。2.电离辐射对膜受体功能的影响\n第四章电离辐射的细胞效应辐射敏感性的指标：1.对于个体：存活率或半致死剂量；2.对于细胞：多数用克隆形成率表示存活率，染色体畸变率也是常用的评价指标。\n第一节细胞的放射敏感性自然界的各种生物对象在受到电离辐射作用后都表现出一定的损伤。但在同一剂量下引起损伤的程度有很大的不同，或者说，引起同一水平的效应所需要的高低存在很大差异，即为辐射敏感性差异。\n一、哺乳动物细胞辐射敏感性的差异（一）不同类型细胞的辐射敏感性高度敏感细胞：淋巴细胞、造血细胞、生殖细胞、肠上皮细胞等敏感细胞：膀胱、食道等上皮。中度敏感细胞：神经节细胞、肌细胞不敏感细胞：软骨及骨\n（二）肿瘤细胞的辐射敏感性各种肿瘤对辐射的敏感性有明显差异。对射线高度敏感的肿瘤：恶性淋巴瘤、精原细胞瘤、肾母细胞瘤等；中度敏感：鳞状上皮癌、分化差的腺癌，脑胶质瘤等；辐射抗性肿瘤：恶性黑色素瘤、软骨肉瘤等\n（三）辐射敏感的突变细胞株小鼠乳癌细胞（SR-1），CHOK1细胞，小鼠L5178Y细胞等数十种。毛细血管扩张性共济失调症（AT)是一种对电离辐射高度敏感的疾病，AT细胞不仅对射线敏感性有关，而且对一些拟辐射的化学因子也敏感，如：新制癌菌素、过氧化氢等。\n二、不同细胞周期时相的放射敏感性（一）细胞处于周期不同时相的辐射敏感性对于大多数细胞来说在G1期有一定的抵抗，G1/S边界上敏感性最高。进入S期后抗性又逐渐升高，到G2期与M期细胞又较敏感，甚至达到高峰。\n细胞敏感性随周期性变化机理1.可能是在周期过程中DNA损伤的生成量可能不同.2.内源性的辐射防护因子的变化如:发现淋巴细胞中非蛋白的巯基水平与存活率相应地随周期变化而变化。3.修复水平的变化修复水平与辐射敏感性成反比.\n(二)细胞周期调控与敏感性的关系不同辐射敏感性的细胞在受到同一剂量照射后,其细胞周期进程也往往不同。如:AT细胞没有明显的DNA双链断裂修复缺陷,但照后细胞周期延迟情况异于正常细胞。AT细胞的G1期阻滞轻微,但G2明显受到阻滞.\n例:P53基因是原癌基因,人肿瘤中发生P53基因突变、P53蛋白功能异常的比例很高。*肿瘤对放疗与化疗的抗性是与P53突变有关。P53基因突变的肿瘤细胞对辐射的抗性大大高于具有野生型P53基因的同类细胞。\n三、细胞辐射敏感性相关的基因（一）DNA修复基因recA,LexA基因等（二）p53抑癌基因及癌基因（三）辐射敏感遗传疾患有关的基因\n四、与敏感性有关的其它问题（一）辐射能否引起细胞抗性增强？实验表明：长时间照射可增加细胞的辐射抗性。（二）低剂量照射下的细胞辐射敏感性？实验结果发现：在低剂量区域内具有高敏感性，接着出现抗性。\n五、肿瘤细胞辐射敏感性预测(一).肿瘤细胞离体照射后的存活率照射后的细胞克隆存活率是细胞内辐射敏感性的主要特征.(二.)DNA双链断裂修复能力∠修复速率,半修复时间表示修复的参数:∠照后经一定时间修复∠残余损伤\n(三)细胞增殖状态用流式细胞光度计测定嘧啶核苷的标记率，细胞DNA的倍数，预测肿瘤倍增时间，细胞增殖抗原等指标。(四)其他微核率、酶类的测定。\n六、影响辐射损伤与修复的因素（一）DNA修复水平与细胞辐射敏感性1.初始DNA双链断裂数2.染色质结构的影响3.DNA双链断裂的修复情况(二)细胞周期调控(三)敏感相关的基因\n第二节电离辐射引起细胞死亡及其机制细胞受到电离辐射作用后诱发DNA损伤、细胞周期调控紊乱及严重的细胞学后果——细胞死亡。\n辐射敏感性与细胞周期哺乳动物细胞的辐射敏感性随周期不同而不同，通常在DNA合成期（S期）抗性高，G2/有丝分裂和G1期抗性最低。一、细胞死亡的类型\n增殖死亡——是指受照细胞丧失了持续增殖的能力，在经过一个或几个有丝分裂周期后丧失代谢活动和细胞功能而死亡。又称代谢死亡或延缓死亡。\n间期死亡—是指受照射细胞未经细胞分裂即在间期死亡。测定增殖死亡采用体外细胞集落培养法，观察单个细胞在一次或数次分裂后不能形成一个克隆，则认为死亡。间期死亡辨认最常用的是染色排斥法：伊红、台盼蓝或氨基黑等染料，活细胞不着色，死细胞可被染色。\n细胞坏死（necrosis)——突然及严重损伤所造成的细胞意外死亡，这种损伤包括电离辐射、严重的感染、剧烈的炎症、烧伤或其他形式的创伤以及化学损伤等。\n二、细胞凋亡（apoptosis)___细胞凋亡是指维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。包括生理性的程序性死亡（programmedcelldeath)。\n(一)细胞凋亡的形态学特征及判定指标细胞凋亡和细胞死亡的区别特征凋亡坏死形态学变化染色质浓缩,边缘化;细胞与细胞器肿胀破裂染色体断裂;细胞膜泡核固缩状突起;凋亡小体形成生化变化DNA降解，电泳呈梯状DNA弥散降界解，电泳谱，胞内钙浓度失衡，特　呈拖曳谱，胞内钙浓异蛋白酶出现，谷氨酰胺度无变化，蛋白质水转移酶活性升高，有合成　解酶作用，谷氨酰胺代谢　　　　　　　　　　转移酶活性无变化，合成代谢终止\n(一)细胞凋亡的形态学特征及判定指标细胞凋亡和细胞死亡的区别特征凋亡坏死炎症反应　　无炎症反应　　　有炎症反应，波及周围细胞分　布凋亡细胞分散于　　同一区域各种细胞同时受累正常细胞间细胞结局　　凋亡小体被吞噬　　细胞崩解形成原因　　见于程序性细胞　　见于病理损伤死亡和某些病理状态，由基因调控\n对照组SHG44细胞形态完整，伸出典型的细小突起，AO/EB染色后细胞核呈明亮的绿色，胞膜光滑\n4Gy照射后SHG-44细胞：红色为死亡、棕色为凋亡\n坏死细胞，核染色质着橘红色\n处理组4Gy细胞凋亡\n照射后细胞伸出细小突起，核呈黄绿色，核形态不规则，胞膜光滑，可见晚期凋亡细胞\n大剂量照射出现丝状突起，核呈黄绿色，核形态不规则，多数核碎裂，出现微核样或凋亡小体样核碎片，胞膜不完整。\n第三节细胞存活的剂量效应关系一、细胞存活的剂量效应曲线1.所谓存活即：具有增殖能力的造血细胞、离体培养细胞、肿瘤细胞等。在离体培养中，一个细胞可繁殖成一个群体，成为“集落”。某一剂量照射后形成的集落数存活分数=-----------------------------------接种的单个细胞数xPE(接种效率）\n2.几种存活曲线的数学模型图D0:受照细胞群体的平均致死量(meanlethaldose)。D0愈小，斜率愈大，细胞放射敏感性愈高。D37:引起细胞(或酶分子)63%死亡(或灭活)的照射剂量称之为D37剂量。有37%的细胞存活。LD50：30天内50%的动物死亡所需要的剂量。\n第四节辐射诱导的细胞损伤及其修复\n一、细胞辐射损伤的类型可分为:.1)致死性损伤(LethalDamage,LD)，最终导致细胞死亡。2).亚致死性损伤(SublLethalDamage,SLD)，如在几小时内不能修复，可形成致死性损伤。3).潜在致死性损伤(PotentiallyLethalDamage,PLD)可修复。组织损伤修复可发生于三个水平：组织水平，细胞水平，分子水平\n二、细胞损伤的修复1.亚致死性损伤的修复2.潜在致死性损伤的修复三、影响细胞放射损伤修复的主要因素：1)辐射的种类2）剂量率；3）氧效应与分次照射；4）增温；5）放射增敏剂与防护剂。6）增温\n第六节辐射对细胞功能的影响一、辐射对细胞的分泌功能垂体细胞、生殖细胞等二、生理防御功能细胞吞噬功能（腹腔、肺、脾及纤毛运动）三、淋巴细胞归巢在循环淋巴细胞由血液移行到特定的淋巴组织或其它器官组织称为淋巴细胞归巢\n思考题1.细胞周期时相的辐射敏感性2.环境对细胞敏感性的影响因素?3.细胞死亡的类型?何为增殖死亡和间期死亡、细胞凋亡?4.细胞损伤与修复的类型?\n第七节辐射诱导的细胞突变及恶性转化\n第五章电离辐射对调节系统的作用90年代初，大量研究表明神经内泌系统与免疫活性细胞及细胞因子的存在联系。提出了下丘脑-垂体-肾上腺轴与免疫调节互相影响，证实了促肾上腺皮质激素（ACTH)受IL-1的调节调节。小剂量照射后ACTH升高。\n第一节神经系统的变化一、神经系统的辐射敏感性(一)衡量辐射敏感性的依据不同：1.以机能反应神经系统的敏感性是很高的,1cGy以下的照射即可引起反应;2.以形态结构衡量神经系统的放射抵抗性较高,需要特大剂量(＞100Gy)才会引起反应.\n(二)胚胎时期受照对神经系统的影响1.妊娠期或后期受照,对胎儿中枢神经系统产生的影响是不同的.后者易发生小头畸形,多数发生智力发育障碍。2.出生前受照可导致神经系统异常。\n二、急性照射对神经系统的影响（一）神经系统的机能改变1.高级神经活动的变化动物受照剂量(0.1～2.0Gy)作用,出现条件反应异常,照射剂量愈大愈明显,可分为三个时项。（P162）2.神经系统形态变化当受到低于LD50剂量时，主要为神经细胞的充血、水肿，无明显形态学变化。\n3.神经系统的生化变化4.特大剂量照射引起的神经系统变化＞100Gy的照射,临床上出现共济失调、抽搐、昏迷等。实验室：可出现神经细胞的变性坏死，神经胶质细胞的增生，胶质细胞包绕变性和坏死的神经细胞，形成“卫星现象”又称“噬节现象”。\n三、低剂量照射对神经系统的影响长期小剂量照射临床上主要出现神经衰弱症候群。神经细胞对辐射的抗性并不是没有损伤，在治疗儿童神经管胚细胞瘤过程中，发现随着放疗的延长，会导致记忆力减退，严重的可丧失记忆。\n第二节内分泌系统的变化一、垂体垂体局部受到大剂量照射后导致：生长激素（GH）和促性腺激素（GTH）分泌受抑制；全身受照可引起促肾上腺素（ACTH）促甲状腺素（TSH）分泌增多。\n第六章电离辐射对造血、血液系统的作用\n电离辐射作用于机体后，通过物理、化学和生物学的复杂机理：DNA等大分子损伤→出现细胞、组织、器官→系统及整个机体功能代谢和形态的辐射损伤\n辐射血液学的研究历史自1895年伦琴发现χ射线后，辐射对血液的观察得到足够的重视。造血组织的损伤是急性放射病的主要病理生理基础，造血器官变化出现早，具有明显的时项性，可作为分类诊断和判断预后的依据。\n一、造血干细胞1.造血干细胞(HemopoieticStemCell)亦称PluripotentHemopoieticStemCell--------造血干细胞是一个具有自我更新能力并有进一部分化为各系祖细胞潜能的低分化细胞团体，它是由胚胎间叶细胞发育而来的最原始的造血细胞，主要存在于骨髓中，约占骨髓有核细胞总数的0.05%，外周血中少量存在。第一节.造血器官的正常结构与功能\n2.造血干细胞的主要作用1）具有向各类血细胞分化的能力；2）具有潜在的自我更新能力3.特征：①自我复制；②迅速增殖；③多向分化；④表达特征为CD34+，CD38-\n4.如何辨认造血干细胞造血组织中的造血干细胞至今在形态上尚无法辨认，因为它的结构和小淋巴细胞相似，只能从造血干细胞的功能上加以认识。方法：在培养体系中加入一定量的细胞团，生成的细胞团数与种入的骨髓细胞数之间呈线性关系，在琼脂培养中每生成一个细胞团，成为一个细胞团生成单位，主要由粒系组成。是一类向粒系细胞方向继续分化的支干细胞或定向干细胞。\n二、造血微环境(一)概念:造血微环境是造血干细胞在造血组织内赖以增殖和分化的微观区段,即造血干细胞在造血组织内增殖和分化的场所,也叫干细胞的窝.（二)造血微环境的作用a.造血微环境对造血干细胞有识别作用。b.造血微环境对造血干细胞有引导作用。c.造血微环境有调节其定居、增殖、分化作用。\n三、正常造血过程几个转移1）卵黄囊造血人在妊娠2周开始开始造血，这是第一代造血，时间短，以天计算。在胚胎4个月可完全消失。2）肝脏造血：妊娠40天以后，卵黄囊造血趋向衰竭，肝脏开始造血，称第二代造血。3)骨髓造血：妊娠5周开始，胚胎4个月后，肝脾造血功能明显减弱，骨髓成为体内最主要的造血器官。\n四、造血器官中干细胞数量比较造血组织胚胎（4-5个月）成体_______________________________红骨髓7.8×1054.4×107肝脏6.0×10625脾脏6.0×1051.0×106_______________________________________________\n五、造血细胞的更新系统（一）各类细胞的更新均有以下四个池:1.干细胞池在骨髓内2.增殖池在骨髓内3.成熟储存池一半在骨髓,一半在血液。4.机能池在血液中\n（二）淋巴细胞的更新淋巴细胞：分T细胞与B细胞两个亚群T细胞：负责细胞免疫，主要由胸腺、脾和淋巴结分化产生。B细胞：负责体液免疫，主要由骨髓造血干细胞分化而来。T、B亚群细胞的功能\n第二节.急性全身外照射对造血血液系统的损伤分型受照剂量病理变化及临床特点：骨髓型1-8Gy以造血系统为主，病情分轻、中、重、极重度胃肠型8-45Gy主要表现为胃肠道症状，大量呕吐，反复腹泻，指使大量体液丧失→电解质紊乱→休克病理变化：肠粘膜水肿→坏死→肠壁变薄→细胞浸润→坏死脱落\n心血管型45-50Gy表现为“心原性休克”；“心血管性死亡”临床出定向障碍，精神不安皮肤苍白，气喘病理：心外膜点状出血心肌严重水肿、变性、细胞浸润。\n脑型＞50Gy脑型放射病多为实验动物资料。其主要表现中枢神经系统症状，有肌张力增强，四肢抽，角弓反张，肌肉震，共济失调，全身广泛性出血，组织水肿→短期死亡。主要病理变化：小脑颗粒细胞层大量细胞核、神经细胞变性、坏死，胶质细胞增多及广泛性出血、水肿→很快引起死亡。\n一.造血器官的辐射损伤1.造血器官的病理变化特点：照射后出现机能、代谢、形态变化，形态上出现三项基本变化：①细胞和组织的退行性变，包括变性和坏死。一方面射线的直接作用，另一方面神经体液的调节障碍，表现细胞核固缩、核碎裂、核溶解、核及胞浆空泡样变以及组织结构的坏死。\n②循环障碍，包括血管及血窦充血、出血、组织水肿等。③代偿适应性反应包括炎症性反应(乏细胞炎症为特征)吞噬清除反应异常\n2.急性放射病临床分期初期假愈期极期恢复期放射损伤临床课会详细介绍\n3.造血器官的变化1)骨髓的变化初期:受照后几小时就可观察到：细胞有丝分裂减少，核固缩、核碎裂、线粒体肿胀；两周左右造血机能严重抑制，增殖分化池细胞供应不上，出现临床上的假愈期。极期：骨髓造血细胞基本消失→造血功能完全停止。恢复期：30天左右进入恢复期。\n2）淋巴结和脾的变化实验室检查：受照后短时间内可见淋巴结及淋巴细胞核肿胀，核固缩，核膜消失，淋巴细胞急剧下降。两周后出现淋巴小结及脾小体结构消失，呈无结构状态。\n3)胸腺的变化与淋巴结和脾脏基本相同急性放射病LD50/30照射后可出现明显的病理变化(P183)\n二、造血细胞的辐射损伤1.造血细胞的放射敏感性1)造血细胞对辐射敏感性规律，一般规律：幼稚阶段的细胞分裂活动强，则敏感；成熟者敏感性低，是因为成熟细胞不再分裂。\n2)敏感性规律及顺序对于淋巴细胞，与其它系统胞不同，从幼稚到成熟各发育阶段都敏感。淋巴细胞>幼红细胞>幼单细胞>幼粒细胞>巨核细胞>各系成熟血细胞>网状细胞与脂肪细胞等。\n\n2.造血干细胞的放射损伤与修复过程1)脾集落形成单位(CFU-S)的放射敏感性①体内、外CFU-S的放射敏感性体内CFU-S的D0=0.95Gy,n=1.5体外CFU-S的D0=1.05Gy,n=2.5②不同发育阶段及不同周龄小鼠的CFU-S的放射敏感性。胎肝CFU-S抗辐射能力是骨髓CFU-S的1.3～1.5倍。\n③不同细胞周期中的放射敏感性CFU-S在M和G2期放射性较高，S较低。\n④不同能量及LET射线照射时CFU-S放射敏感性的影响:在射线不同、能量不同时，在一定范围内，随能量增大RBE也会增加，但是超过一定剂量，相对生物效应随之减少。⑤低剂量照射时的放射敏感性(P184)⑥亚致死剂量照射时的放射敏感性。\n2）造血干细胞急性损伤与修复①造血干细胞的急性损伤与细胞集落形成单位。辐射停止后造血干细胞还有一个继续下降的过程，下降程度与照射剂量有关，剂量越大，下降越明显，这叫辐射后效应，也叫后效应。\n②造血干细胞增殖与分化特点(P186)A）造血干细胞数轻度减少时，可通过增殖和分化两种进行修复其中分化＞增殖b）当干细胞遭到严重损伤时，数量急剧下降，此时干细胞的增殖速率＞分化c）当干细胞池继续缩小到一定程度时，以自身更新为主。d）造血干细胞向各系分化是不均等的，向红系分化＞粒系，与数量有关。\n3)脾结节形成有两种方法内源性脾结节（CFU-S）：利用自身的造血细胞形成的脾结节。即小鼠部分造血组织用铅屏蔽，如：股骨、胫骨，其余部分进行致死剂量照射，存活的少量造血干细胞在脾脏中增殖和分化，最后生成一定数量大小的脾结节，称为内源性脾结节。外源性脾结节（CFU-S）：小鼠受到致死性剂量照射，然后将正常小鼠造血干细胞（骨髓或外周血）输入小鼠体内，使其在脾内增殖、分化、逐渐形成造血细胞集落，表面突起，成为肉眼可见的结节，称为脾结节或脾集落。\n二.急性放射病时外周血有形成分的变化1.外周血中性粒细胞的变化（五个时相的变化）延缓期：照后几小时内中性粒细胞有一个暂时性升高，从粒细胞早期升高至明显减少的初期阶段。（早期增高时相历时1~2天）首次下降期：第9天下降到最低，因增殖池的细胞仍有部分输送至成熟池，此期下降较慢。\n暂时回升期：损伤较轻尚有增殖能力的干细胞，出现波动性恢复。第二次下降期：照后20天，由于缺乏后继的增殖细胞，骨髓内幼粒细胞减少，导致中性粒细胞再次下降。白细胞最低水平的出现时间与射线剂量有关。剂量越大，白细胞最低值越小，出现越早，持续亦越久。恢复期：干细胞的分裂增殖增殖池与成熟池细胞相继升高\n\n2.淋巴细胞数的变化(1)淋巴细胞最敏感，照射后淋巴细胞的数量迅速下降、持续减少(2)极期时淋巴细胞数量最少，降至正常值的10％以下。(3)早期淋巴细胞下降过快，并迅速消失，则反映剂量过大，预后不良。\n3.外周血红细胞数的变化(1)照后早期因放射损伤和毛细血管通透性增高而有漏出性出血，丢失红细胞。(2)因红细胞寿命为120天，且红细胞造血恢复早，不出现明显的数量、血红蛋白、血球容积的变化。(3)网织红细胞由于强烈抑制而减少或消失。\n幼稚红系造血细胞的辐射敏感性颇高。受照后数量减少、增殖分裂受抑，网织红细胞迅速减少甚至消失。如果临床上出现病人呕吐腹泻明显时，红细胞可见增多，射线剂量越大，脱水严重时，红细胞增多越明显。\n4.血小板数的变化(1)骨髓巨核细胞的敏感性较淋巴、幼红、幼粒，血小板数量下降要与巨核细胞相似，晚于淋巴、粒系。(2)血小板的寿命为9-10天，成熟的巨核细胞在照射后的早期仍产生血小板，当巨核细胞减少，又无来源时血小板数量严重不足，发生出血。(3)骨髓巨核细胞开始再生1-3天后，血小板也开始回升。\n血小板的变化动态与白细胞的时相大致类似，但下降起始较晚，恢复较慢。剂量越大血小板进行性减少越早、越快亦越明显。\n5.外周血细胞的形态变化(1)中性粒细胞核左移，分叶过多，胞浆中有毒性颗粒(毒性物质使胞浆蛋白凝固而形成的碱性颗粒)，核固缩、核碎裂、核溶解、胞浆和核内有空泡。(2)嗜酸、嗜碱性粒细胞(3)红细胞贫血时见浓染和有核红细胞。\n(4)网织红细胞照射后网织红细胞减少，反映红细胞生成受抑制。(5)淋巴细胞核固缩、核碎裂、核溶解、细胞溶解、双核和多核淋巴。(6)单核细胞(7)血小板照射后血小板伪足消失、致密体(5-HT)减少，透明区和颗区界线不清\n6.外周血细胞的变化与造血器官功能的关系外周血骨髓淋巴组织初期淋巴细胞下降24h中性粒细胞↑4-5天骨髓造血细胞↓受抑制剧烈损伤淋巴细胞消失假愈期各类细胞减少大量造血细胞破坏造血细胞大量死亡极期各类细胞降至最严重受抑严重受抑\n初期(Primarygeneralresponsephase)骨髓出现荧光微坏死灶，有丝分裂细胞减少，DNA含量下降，整个淋巴结呈现无结构状态。假愈期(Apparentclinicalweelbeing)12小时左右骨髓细胞变性、坏死，照后组织结构破坏；淋巴组织内血循环障碍；照后两周骨髓细胞呈孤岛状；淋巴结和脾小结结构消失。7.造血器官的损伤(镜下观察)\n极期(Pronouncedclinicalmanifestaionofthedisease)骨髓细胞基本消失；淋巴滤泡高度萎缩，大多淋巴细胞消失。恢复期(Recoveryphase)30天左右进入恢复期。干细胞增殖充满骨髓腔，循环得到改善。\n第三节慢性全身照射对造血系统的影响一、慢性放射损伤时造血器官的变化具有典型的四个阶段性病程(血液)1.初期:各血细胞比率不稳定，白细胞形态发生明显改变。2.抑制期:造血机能抑制,WBC、PLT数量下降，淋巴细胞相对增高。3.代偿期:WBC、PLT数量增多,粒系核左移等.4.终前期:各类血细胞下降,出现幼稚造血细胞。\n二、造血干细胞的慢性放射损伤与修复特点1.低剂量率连续χ或γ射线照射引起机体死亡所需累积剂量比急性大剂量照射时高许多倍；2.低剂量率射线连续照射下,其造血组织的损伤是和造血干细胞的损伤密切相关；3.低剂量率连续照射时剂量存活曲线不存在任何肩形。\n注意：低剂量率连续照射后存在放射后效应。这一点与大剂量照射停止后造血干细胞还有一个继续下降的过程是类同的，但产生的效应不完全相同。\n第四节放射损伤造血重建措施──骨髓移植大剂量电离辐射作用后，造血器官的损伤是严重的，①造血细胞增殖分化的网状结构受到破坏；②大量造血细胞质变，分裂障碍以至死亡，目前采用骨髓移植(BoneMarrowTransplatation,BMT)。人们认为供体和受体之间主要组织相容性复合物(MajorHistocompatibilityComplex,MHC)和人的白细胞抗原(HumanLeucocyteAntigen,HLA)相同是骨髓移植成功的重要条件。\n骨髓移植嵌合体骨髓移植嵌合体(BoneMarrowTransplatationCnimera,BMTC)系指把正常机体的骨髓细胞移植到受致死剂量照射的同系或同种受体，使其受体的造血组织和免疫组织全部被供体细胞所代替。这样的个体即为“骨髓移植嵌合体”，“辐射嵌合体”，“骨髓嵌合体”，“淋巴造血系统嵌合体”等。\na.骨髓造血干细胞移植从1950~1956年间，由Jacobson和Lorenz分别证实，屏蔽脾脏和骨髓或注入同系骨髓细胞可使致死剂量照射小鼠免于死亡。第一时期：1950~1970大量动物实验，发现移植后7~10天，外周血白细胞开始回升，20天可达照前的50%，50天接近正常。\n第二时期：发现人的主要组织相容性抗原（HLA人白细胞抗原）b.胎肝造血细胞移植1958年动物实验发现输入胎肝可明显促进受致死剂量照射后小鼠造血功能的恢复。\n我国第一例放射事故病人，受5.2Gy照射，照后5天输注一个(4.5个月)胎肝悬液。由于病人较轻,无明显不良反应，因胎儿性别与病人同为男性，无法以染色体查得胎肝造血干细胞是否成功植入的直接证据。\nc.外周血造血干细胞移植d.脐带血造血干细胞移植近年来发现，脐带血中的造血祖细胞数比成年人外周血多得多；他们处于血细胞较早发育阶段其增殖能力明显高于骨髓，CD34+CD38-细胞占4%高于骨髓的1%。e.CD34+造血细胞移植CD34+是一种高度糖基化的Ⅰ型跨膜糖蛋白。可选择性地表达人类造血干细胞和祖细胞。\n一.骨髓细胞的来源及适应症1.三种来源及适应症1)自身骨髓:自身骨髓先抽出来,接受照射后再输入,此种不易产生GVHR,效果好.2)同种骨髓移植:a.同基因骨髓移植,同卵双生。b.人白细胞抗原(HLA)主要组织相容性抗原。\n2.适应症1)偏重的极重度骨髓型放射病2)轻度肠型放射病（8Gy以上）脑型放射病,由于N、S症状,病程仅数天,不适于骨髓移植。上海“6.25”钴源事故，有两名分别受到12Gy及11Gy照射，临床诊断为极重度骨髓型放射病，照后11d和7d做骨髓移植，12Gy者移植失败，照后25d死于败血症。\n第二例11Gy照射的病人移植成功，全身状况良好，造血功能恢复，而后随GVHR的发展，于照后90天即骨髓移植后83天因间质性肺炎，感染并发症而死亡。\n3.最适条件什么是最适条件?即输注骨髓的时间:1)动物实验多在照后数小时至1天内移植。2）而人的病程较动物慢，可在照后5~10天内进行，不宜过迟，一般输入细胞量以3~5X107~8/Kg,总数不应少于1.5X109\n二、骨髓移植的主要并发症1.移植物抗宿主反应(graftversushostreaction,GVHR)1)发生GVHR反应的条件有三个:受体免疫功能丧失不能很快恢复者。供体的骨髓细胞内含有一定量的免疫活性细胞,在宿主内不断增殖者。供体与受体的MHC相容性抗原不一致。\n同种骨髓移植分类：①同基因骨髓移植，指同卵挛生者之间的骨髓移植，无免疫遗传学差异，不发生GVHR，易成功；（P200)②HLA相合骨髓移植，这是目前应用最多的一种，但是这种相合者只有0.01%,在同胞(亲兄弟姐妹)中，HLA相合率为25%。\n③HLA不完全相合，易发生并发症④MHC或HLA不相合骨髓移植。\n2）为防止GVHR采取那些措施A.组织配型MHC及HLA相合。B.T细胞分离T细胞是引起GVHR的主要效应细胞，去除T细胞，减少GVHR发生。C.T细胞灭活用抗血清封闭或破坏骨髓细胞及外周血细胞中的表面受体，再输入到宿主体内，使造血功能重建。\nD.免疫抑制剂大量免疫抑制剂的应用，可提高防治效果。近年来，肾皮质激素用于E.胎肝细胞输注作用：1）暂时发挥造血功能；2）刺激造血；3）非特异性免疫刺激作用胎肝来源：a再障孕妇终止妊娠b超计划生育c非法怀孕者\nF.脐带造血干细胞移植G.造血因子的应用\n2.宿主抗移植物反应(hostversusgraftreaction,HVGR)宿主抗移植物反应又称为排斥反应------是指临床上进行器官或组织移植时,受体排斥移植物的免疫反应。这是临床上遇到的重大难题。例如皮肤移植时的排斥反应……\n一般皮肤移植后6～7天出现淋巴细胞,巨噬细胞浸润,皮片内血管变形扩张,血流缓慢,血管内皮损伤并有血栓形成,导致局部缺血,15天皮片坏死脱落。辐照（250Gy）皮肤后，可延长时间正常皮肤生长周期未受照皮肤照射后21天14天30天\n1）排斥反应的类型①超急性排斥反应：指受体与供体在数分钟或数小时产生抗原抗体反应。②急性排斥反应：一般在移植后6～10天出现。③慢性排斥反应：数月或数年出现。\n2）排斥反应机理发生HVGR条件有两个：（1）供体与受体MHC不相合。（2）受体本身具有一定免疫能力。\n第五节局部照射对造血系统的影响一、局部照射后骨髓的变化(1)局部照射区包括部分骨髓组织，累积剂量达到20-40Gy时，白细胞数迅速下降，损伤的性质与急性照射无差别，但损伤程度轻，恢复快。因局部损伤的毒性物质被稀释清除，正常干细胞迁移至受照区。（P197）\n(2)若累积剂量超过30Gy，有些机体不能进行骨髓的造血重建。因为大剂量照射后骨髓血管和血窦受到严重损伤，发生脂肪化骨髓，进而产生骨髓纤维化，不能受纳干细胞迁入。\n二、局部照射后淋巴结的变化(1)30Gy局部照射淋巴结渐进性坏死，细胞变性坏死，数量减少。(2)淋巴小结再形成，淋巴细胞又分裂，结缔组织增多。(3)2周后淋巴小结又萎缩，淋巴细胞消失。(4)淋巴窦阻塞,原有组织结构消失，发生纤维化\n三、造血器官放射损伤的后果（1）感染由于大量免疫抑制剂的使用，患者免疫功能低下，易发生感染。(1)辐射造血综合症的近期后果急性放射损伤出现“辐射造血综合征”，也因毛细血管纤维化，出现持久性造血功能低下。(2)辐射造血综合症的远期后果经过3-8年后，有的可发生白血病、再生障碍性贫血、骨髓纤维化。有的发生红细胞增多症。\n辐射致癌流行病学评估1.因良性和恶性疾病而受到过照射治疗;2.受到过职业性照射的人(如χ线操作者);3.原子弹爆炸后幸存者;以上人员中都观察到了发生白血病的危险增高。它却是在受照后最常报告的一种疾病。\n第七章电离辐射对免疫系统的作用\n受大剂量照射后除造血功能障碍外，将发生严重的免疫功能低下：主要表现为免疫活性细胞的减少，抗体形成抑制或紊乱，细胞因子网络调节失常等。\n急性全身照射对免疫功能的影响取决于照射剂量。一般在0.5Gy以上的剂量照射即可显示辐射对免疫系统的抑制作用，剂量愈大，抑制愈深，时间愈久。\n第一节免疫系统的组成及其辐射敏感性一、免疫系统的组成1.免疫组织中枢免疫器官：骨髓和胸腺外周免疫器官：脾脏淋巴结\n2.免疫活性细胞淋巴细胞、吞噬细胞（骨髓中的单核吞噬细胞和多形核小吞噬细胞）、天然杀伤细胞（NK细胞）、K细胞3.细胞因子：白介素Ⅰ、Ⅱ（IL-1,IL-2)、其它淋巴因子、肿瘤坏死因子、干扰素、集落刺激因子等4.免疫细胞间的协调作用5.免疫系统的整体调节\n二、免疫系统的放射敏感性1.免疫组织的放射敏感性淋巴样组织对射线十分敏感，0.5Gy即可引起淋巴细胞的变化。脾＞胸腺恢复顺序与照射面积有关。局部照射恢复淋巴结再生速度快＞脾；全身照射脾＞淋巴结\n2.免疫细胞的放射敏感性B＞T;NK≌KTH＞Ts免疫刺激后TH和Ts放射敏感性降低D0可从1～2-5Gy增加到10Gy以上。胸腺细胞各亚群的放射敏感性顺序（P212）3.免疫反应的放射敏感性包括体液免疫和细胞免疫，致死剂量全身照射后两种免疫反应均受抑，其敏感性：体液免疫＞细胞免疫。\n第二节急性全身照射的免疫效应一.生理防御功能的变化（一）分类1.皮肤粘膜屏障非特异性2.炎症反应分为两类｛3.吞噬功能4.非特异性体液因子特异性｛体液｛细胞\n(二)特点1.先天免疫(innateimmunity)又称非特异性免疫(1)首先，完整的皮肤、粘膜的屏障作用是阻挡微生物入侵，并且分泌杀菌物质。(2)经血液循环向局部输送粒细胞和大单核，吞噬细菌进行胞内消化。(3)进入血流的微生物被肝、脾网状内皮成分杀灭。照射后:1.皮肤、粘膜屏障破坏呼吸道、胃肠道粘膜脱落造成菌、毒血症。\n2.炎症反应异常急性放射病时的炎症带有乏细胞炎症，坏死性咽峡炎，溃疡出血性肠炎，出血坏死性肺炎等。3.吞噬功能障碍中性粒细胞(小噬细胞)和大单核(巨噬细胞)防御功能破坏。\n2.特异性免疫特异性免疫又称获得性免疫特异性免疫是个体生活过程中与病原微生物或与抗原接触所产生的免疫反应。中枢免疫器官：骨髓、胸腺、法氏囊(或哺乳动物囊类似物)周围免疫器官：淋巴结、脾脏和其它淋巴组织\nT淋巴细胞在抗原剌激下，增殖分化为淋巴母细胞一部分形成记忆细胞，一部分为致敏的淋巴细胞——即细胞免疫的效应细胞。致敏T细胞再次与抗原接触时，两者发生特异性结合，改变靶细胞的通透性和胞内渗透压，引起靶细胞肿胀、溶解、死亡。T细胞又可攻击其它靶细胞。\n(2)B细胞受特异性抗原剌激后，迅速增殖、分化、产生浆母细胞，一部分形成记忆细胞，一部分为成熟浆细胞，产生或分泌抗体。抗原被吞噬之后在胞内进行加工消化。\n(3)K淋巴细胞(KillerLympphocyte)，又称抗体依赖性细胞毒性淋巴细胞(Antibody-DependentCytotoxicCell,ADCC)，系由骨髓多能干细胞分化形成，通过K细胞膜上的IgG与抗原结合，将靶细胞杀灭。\n二.自身稳定功能的变化免疫耐受性─机体在胚胎发育期或出生后早期接触某种抗原，以后对该抗原不发生免疫反应，保证机体对自身组织不发生有害作用。\n辐射与自身免疫的关系1.辐射诱发淋巴细胞突变致死剂量照射７天后的小鼠脾细胞，注入同系正常小鼠皮内，引起明显反应，而照后1日的脾细胞则不起反应。2.组织的放射损伤可导致自身抗原释放大鼠多次引入稀土和碱土放射性核素后，产生对肝和肾组织的抗体，先有肝脏酶功能紊乱，而后形态学改变。\n3.辐射与衰老的关系小剂量辐射可促进自身免疫状态的发生，大剂量有免疫抑制作用，依辐射的种类、剂量、剂量率、年龄、营养等因素有关.\n三.免疫监视功能的变化1.免疫系统对恶性肿瘤的监视作用①除特异性T细胞参与抗瘤作用外，巨噬细胞有吞噬、消化功能，分泌单核因子(其中有TNF),能识别正常与转化的细胞抑制瘤细胞生长。②K细胞具有Fc受体与瘤细胞表面抗原相结合，以识别瘤细胞，将其溶解。③NK细胞受干扰素和IL-2的剌激而加强活性，溶解瘤细胞。\n2.辐射对免疫监视功能的影响①T、B淋巴细胞对射线很敏感；②巨噬细胞有较大的辐射抗性；③NK易受射线破坏。\n第三节慢性照射的免疫效应慢性低剂量全身照射对免疫功能的的影响，主要取决于照射剂量、剂量率和累积剂量。1.长期核素治疗的患者及天然铀矿开采的工人长期低剂量接触会引起淋巴细胞的波动，最终引起3H-TdR参入量的降低。2.χ射线操作人员及从事核素治疗的医生，初期无明显变化。辐射近期效应（＜90d)，照后(＞90d)称成为远期效应。\n第四节局部照射的免疫效应局部照射（放射治疗肿瘤）引起免疫功能抑制。事故照射引起局部损伤所致免疫功能低下。放射治疗尽量减少照射面积，合理选择分次射程。\n第五节低水平辐射的免疫效应低水平概念:是指低剂量、低剂量率的辐射，低剂量是指0.2Gy以内的低LET辐射或0.05Gy以内的高LET辐射；低剂量率是指0.05mGy/min以内的各种照射。如果剂量率超过0.05mGy/min，而剂量在0.2Gy以内均称为低剂量辐射。\n一、低剂量辐射免疫增强作用1.淋巴细胞的反应性丝裂原刺激的淋巴细胞，增殖反应增强，脾细胞对conA、PHA和LpS的反应不同。conA刺激使淋巴细胞DNA、RNA和蛋白质合成增强；而LPS刺激使三者增强的幅度较小。2.辐射对抗体形成的影响加入抗原后不同时间照射抗体产生的量不同，照前2~48h注射抗原，可刺激抗体形成；如照前1h注射抗原，抗体形成受抑制。\n\n３．抗肿瘤的细胞毒作用NK、K、CTL（细胞毒T细胞）和巨噬细胞等的作用是杀伤肿瘤细胞、病毒感染和其它异常细胞。低剂量辐射对人体NK活性具有刺激作用K细胞对辐射具有一定抗性，低剂量辐射对瘤细胞毒性效应增强，>4Gy可抑制活性．\n二、低剂量辐射增强免疫的生物意义低剂量低LET电离辐射在一定条件下可以增强免疫功能。高本底地区长期居住的人群中也发现这种现象。外周血淋巴细胞对PHA的反应性增高。\n1）80年代初期国内外放射生物学界十分重视低剂量电离辐射生物效应的研究，连续几次国际学术会议上专题讨论这一问题，引起了广泛的兴趣。特别是在1986年11月在我国南京召开的“低水平辐射生物效应国际讨论会”；1988年在广东召开的“天然高本底辐射研讨会”报告和讨论了低剂量辐射对免疫系统的影响。\n2）低剂量辐射增强免疫的生物学意义低剂量诱导适应性反应，是过去20年前研究的热点课题；低水平辐射作用下癌症的发生认为是有一定的阈剂量；在阈剂量以下癌症发生率有所下降，可能与适应性反应有关。只有当剂量超过一定限度后，癌症的危险则显示有剂量依赖关系。\n三、低剂量诱导的适应性反应（一）低剂量全身照射整体动物实验表明：行低剂量照射后再较大剂量的照射可以降低骨髓及生殖细胞染色体畸变率。人体接受极低剂量率照射后，淋巴细胞对急性损伤性照射产生一定的适应性反应。\n（二）低剂量照射离体细胞一定剂量范围内的电离辐射能诱导外周血淋巴细胞、CHO细胞等产生细胞遗传适应性反应，明显降低大剂量照射诱发的染色体畸变，研究最多的是人外周血淋巴细胞适应性反应的研究。\n四、辐射对免疫系统的远期效应1.恶性肿瘤的发生电离辐射引起的肿瘤属于随机性效应，即无阈值。带有偶然性。1）危险度：指单位剂量引起某种随机性有害效应的概率或发生率。\n2）辐射致癌机制①　细胞突变和染色体畸变②　病毒活化③　免疫抑制④　细胞动力学变化与激素调节的改变\n2.癌症发生电离辐射可引起癌症，这一点是肯定的。原因：正常细胞染色体DNA损伤↓DNA正确修复失败↓特异的肿瘤始动突变出现↓　　　↑癌前的促进生长↓转化为明显的恶性表型→恶性进展和肿瘤扩散\n第八章电离辐射所致出血综合征和感染并发症第一节出血综合征出血综合征：是指出血发生时间、出血部位、严重程度、病理变化、临床表现及发病机理等方面有一定特点和规律，称为出血综合征。\n急性放射病的两期出血①急性放射病的两期出血，即早期出血和极期出血，放射病早期出血一般出现在初期和假愈期，小鼠和大鼠受致死剂量照射6~24h可观察到骨髓、淋巴结、肠系膜和耳廓等出血。②极期出血与照射剂量有关，极期出血广泛，极期出血发生在外周血血小板和白细胞最低值的时期，因此，感染是加重出血的主要原因。\n1.出血的程度按照出血的严重程度分为四度:ⅠⅡⅢⅣ实验室散在性粘膜点状、片状体表和器官出血变化出血身体各部出血大出血—————————————————————\n2.出血发生的时间初期极期恢复期点状出血斑状或片状出血减轻、消退————————————————————一般出血是在照后早期，严重者可导致死亡。\n3.出血部位及范围好发部位是粘膜。严重者可重要脏器（胃、心、肺）出血→导致死亡。二、出血综合征的发病机理1.血凝障碍正常机体内，血凝、抗凝和纤溶系统处于经常不断的矛盾斗争和统一的状态中，完整的血管系统内，血液始终保持循环流动状态。\n（1）血凝、抗凝和纤溶系统凝血因子是直接参与血液凝固的因子（P231)。（2）急性放射病时的凝血障碍主要表现为出血时间的延长。\n凝血过程的发病机制①凝血前阶段障碍②凝血第一阶段障碍③凝血第二阶段障碍④凝血第二阶段障碍⑤血块退缩异常⑥纤维系统障碍\n2.血小板的变化(1)血小板数量的变化辐射→骨髓造血抑制→巨核细胞再生↓→血小板生成障碍→外周血中血小板数↓→出血\n(2)血小板形态的变化电镜下观察:出现多种形态变化，包括伪足消失或收缩；致密体内5-HT等活性物质减少，α-颗粒空泡化，β颗粒肿胀，液化，进而颗粒溶解等。（3）血小板生化的变化（4）血小板粘附和聚集功能变化（5）血小板对血管壁保护作用的变化\n3.血管变化在辐射出血综合征发病中的作用1)血管病理学变化2）血管舒缩功能的变化儿茶酚胺辐照早期→交感神经兴奋↑→血管紧张素→5-HT血管收缩↑→30分钟后血管紧张性下降→血管扩张→血流缓慢→造成出血的主要原因\n3）血管通透性和脆性的变化血管通透性——某种物质通过血管壁的能力；脆性——血管壁受损，坚韧性降低，易破坏性增高，使血液成分漏出血管外。大剂量照射→通透性↑→血管紧张素↓→组织胺、类组织胺↑→血管扩张→血压下降↓\n第二节感染并发症根据感染途径分为：内源性感染和外源性感染根据感染面积分为：全身性和局部性\n一、内源性感染内源性感染（EndogenousInfection)是由正常寄居在体内的条件致病菌所引起的感染过程。致病菌来源：早期入侵的细菌主要是起源于上呼吸道和口腔的革兰氏阳性菌；较晚期主要是起源于肠道的革兰氏阴性杆菌。\n细菌侵入及扩散途径骨髓型放射病的内源性感染过程根据细菌侵入和扩散的途径分为：1.无菌期（感染初期，组织器官培养不出细菌）2.局部蔓延期（细菌侵入局部淋巴结）3.防御功能相对代偿期（放射病极期，菌血症期）4.防御功能代偿不全期（白血症期）\n二、外源性感染细菌来源：由体外致病微生物引起的感染过程。主要是由于机体受照后免疫功能低下，对外界致病菌抵抗力降低的缘故。1.机体对感染的敏感性1）受照机体对病原微生物的敏感性；↑2）对感染种属的抵抗力存在3）对病毒的敏感性↑4）对不同感染的敏感性↑\n2.感染过程特点:1)对病菌、病毒感受性增高，感染量减少2）潜伏期缩短和病情加重3）机体反应异常（包括热型、白细胞反应、使白细胞减少、皮肤变态反应）4）潜在感染的活化5）中毒过程的改变\n三、感染并发症的发生机制1.机体方面机体非特异性和特异性免疫功能的降低。2.微生物方面在机体防御功能降低的情况下，正常菌丛大量繁殖，致病力增强。\n第九章电离辐射对生殖系统的作用第一节性腺的放射敏感性一、睾丸的辐射敏感性正常哺乳动物的生殖细胞（精子），从个体发育成熟到死亡，其发育阶段分为：精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞和成熟精子几个时期，逐渐成熟。发育时间：小鼠体内6周；人体内需要10周。\n1.敏感顺序是：精原细胞＞精母细胞＞精子细胞＞精子精子和精子细胞的辐射抗性较高对于人需230Gy照射可影响精子的活动力；对于动物（家兔）650Gy照射仍有授精能力。由于广泛的染色体损伤引起胚胎死亡。（247）对于大动物（公牛）剂量更大6400Gy照射才引起31%精子死亡。\n当大剂量照射时，杀死了大量的精原干细胞，造成暂时性不育，由于A型精原干细胞的分裂增殖，仍然可以使精子生成过程得到恢复。另外动物种属不同，精原细胞的放射敏感性也存在一定的差异。比如，人比动物敏感，同样的剂量照射小鼠、大鼠和人的睾丸，发现其精原细胞依次下降到正常的35%、25%和8%。\n2.雄性细胞的辐射敏感性AS→A1-4→MⅠ、Ⅱ→精子细胞→成熟精子↓　　↓　↓(精原干C)(分化型干细胞)(精母细胞)在雄性生殖细胞中，精原干细胞的辐射敏感性要比它各类精细胞高。B型精原细胞敏感性＞A型精原细胞但是A型精原干细胞对辐射损伤有较高的抗性。\n在日本福隆丸号渔民受落下灰照射后生精功能的变化：研究21例中，16例照后3个月精子减少，另5例4个月也减低。镜下可见精子活动减弱和形态异常的精子增加，一般2年后恢复，21例中除1例死胎，2例流产外，多数受害者均生育健康男女后代。\n二、卵巢的放射敏感性雌性哺乳动物生殖细胞（卵子）的发育、成熟与精子在时间上是不同的。因为在胚胎时期就已经发育到了卵母细胞的阶段。出生3天后无论是小鼠还是人的全部卵母细胞都进入了休止期，所以在雌性个体中没有生殖干细胞，只有三种卵泡：未成熟卵泡、接近成熟和成熟卵泡。\n雌性生殖细胞的辐射敏感性:1.外照射在种属间,卵原细胞对辐射的敏感性有很大差异,(248)对于人来讲,年龄的大小对辐射敏感性不同,年轻的女性原始卵泡对辐射抗性大,而40岁以后的女性原始卵泡易被射线迅速杀死.\n2.内照射内照射核素诱发睾丸染色体畸变、精子畸形、受精卵染色体畸变、显性致死及致畸的有关放射遗传毒理效应。包括内污染核素所致的DNA链断裂等。\n放射核素对睾丸内照射的效能可以用3H-TdR的方法，注射后睾丸重量进行性下降，恢复较慢。动物种属不同，引起哺乳动物精子缺少的剂量相差2～3倍，人精子缺乏的剂量不到1Gy；小鼠3Gy。\n表9.4男性暂时或永久性不育的剂量效应耐受剂量,Gy暂时性不育0.1～1.0,分次1.5～3.01.0～2.0,分次2.54.0永久性不育2.0～3.0,分次9.56.05.0～6.0.4.5～6.0,分次\n对于临床上诊断、治疗中广泛使用的放射性核素，如碘（131I）在临床上使用过的所有妇女中，没有发现明显的改变，而在动物中实验出现阳性结果。为安全起见，以能量较低的125I代替131I。\n第二节生殖效应电离辐射对生殖的影响，对动物或人均可引起暂时性不育或永久性不育。影响不育的剂量：1.男性暂时性不育的剂量阈值，睾丸单次照射的吸收剂量0.15Gy，在迁延照射条件下，剂量阈值为0.4Gy/年；永久性不育为3.5-6Gy。\n对于雄性动物：暂时性不育的最小急性剂量是1～3Gy。辐射剂量愈大，不育出现愈早，持续时间愈长。在一定条件下，剂量率的高低，严重影响不育率；分次照射的效率要比单次剂量产生的效应更为明显。\n2.女性永久性不育剂量的阈值约为2.5-6Gy,迁延照射条件下，永久性不育剂量率的阈值约为0.2Gy/年。\n第三节辐射内分秘效应1.垂体对睾丸的内分秘功能调节主要通过腺垂体促性腺激素细胞合成和释放黄体生成素(LH)和促卵泡激素（FSH）实现的，两者同时受促性腺激素调节。睾丸间质的间质细胞（Leydingcell)合成和分泌睾丸酮。睾丸曲精细管上皮支持细胞（Sertolicell)主要合成和分泌抑制素。这两种细胞对辐射均有一定的抗性。\n.2.卵巢主要分泌雌激素和孕激素↑　　　　↑卵泡的颗粒细胞黄体细胞\n第四节分次照射和剂量率效应分次照射比单次照射更易引起不育。（P253)剂量率效应（见P254表9.6）低水平辐射的遗传问题还没有定论\n第五节辐射对性器官发育的影响性器官的辐射敏感性与发育不同时期有关：在雄性生殖细胞中精原干细胞的辐射敏感性要比发育后期的各类精细胞高。低剂量辐射的适应性反应发现：给予小鼠0.01Gyχ的照射,2~3h后再给予一个0.75Gy的照射,初级精母细胞染色体畸变率低于单纯0.75Gy;另外给予0.05Gy照射,再给予2Gy照射,其受孕率高于对照组。\n第六节辐射对胚胎发育的影响一、辐射的发育毒性效应定义：电离辐射作用于胚胎发育过程中，对胚胎产生有害影响，称为电离辐射的发育毒性效应。发育毒性效应包括：致死效应、畸形、生长迟缓等\n二、辐射对人胚胎发育影响的评价妊娠期受到2.5Gy以上的剂量照射影响胚胎发育：①妊娠2-3周以前受照，可引起胚胎吸收和流产；②妊娠4-11周照射可引起多器官严重畸形。③妊娠11-16周照射可引起少数器官畸形，生长障碍。\n④妊娠16-20周照射可引起小头症、智力发育迟钝等。⑤妊娠30周，主要引起功能障碍，结构畸形不明显。1990年ICRP第60号出版物建议，妇女在妊娠期间下腹部照射不应超过2mSv。\n\n\n\n\n\n第十章电离辐射对消化系统的作用第一节放射病时口腔、食管、胃的变化\n一.口腔的变化急性放射损伤时出现,扁桃体淋巴组织萎缩，水肿、出血、细菌感染和坏死。咽壁也可发生溃疡，出血感染、坏死灶。这种改变称所谓坏死性扁桃体炎(necrotictonsillitis)及坏死性咽喉炎(necroticangina)。\n二、食管的变化三、胃的变化\n第二节放射病时肠的变化(一)肠的结构和功能1.小肠粘膜皱襞表面有很多细小突起突入肠腔称绒毛。绒毛是由上皮（单层柱状细胞，其间夹有杯状细胞）↓分泌黏液保护肠上皮绒毛根部的上皮细胞向固有膜下陷形成肠腺（隐窝）。每个隐窝约含250个细胞，其中150个处于快速增殖的细胞，即隐窝干细胞。\n2.肠的放射敏感性消化道的放射敏感性顺序:小肠>大肠>胃小肠隐窝上皮对射线最敏感。小肠隐窝干细胞的辐射敏感性与造血干细胞相似。D0值为1.30-1.50Gy。\n3.辐射诱发隐窝细胞凋亡小肠隐窝细胞可发生自发性细胞凋亡。较低剂量照射即能诱导隐窝干细胞凋亡增加。0.05Gy照后3-6h内，隐窝干细胞凋亡细胞数比正常增到5倍，当照射剂量为1Gy时，增加高达6倍。\n\n\n\n10Gy照射\n二、急放病时小肠的变化肠的病理学变化特点：初期肠隐窝上皮细胞有丝分裂停止；肠绒毛上皮发生渐进性坏死、脱落，绒毛萎缩等极期粘膜发生坏死，腺体崩解，隐窝消失，绒毛萎缩，上皮脱落。恢复期肠粘膜及粘膜下结构可恢复正常。\n三、肠型放射病时小肠的变化肠型放射病是一种以急剧肠粘膜损伤为其特征的极重度全身性放射病。大鼠受到10～30Gy照射照后1h小肠粘膜充血，细胞肿胀，肌层水肿照后3h粘膜肥厚，隐窝细胞有丝分裂抑制等照后5h隐窝细胞损伤严重照后２４h隐窝上皮剧烈变性坏死，血管扩张充血照后2天　　绒毛部分裸露，小血管变性，阻塞照后4天　　肠绒毛和隐窝消失\n小肠的变化肠型放射病小肠的变化特点：病变范围广泛，累及整个小肠，；病变发生时间恒定，10Gy以上照射时，3~5天（平均3.5天)可发生粘膜坏死脱落(动物)或人1~2周;缺乏炎性细胞反应，裸露粘膜表面几乎不见中性粒细胞浸润。\n肠型放射病早期：１．肠上皮变性、坏性与脱落２．肠小血管成分严重变性、坏死、管腔阻塞及周围结缔组织纤维化。临床出现恶心、呕吐大量液体丧失。\n四、慢放时小肠的变化五、放射病时结肠的变化\n第十一章电离辐射对其它系统和器官的作用第一节呼吸系统的变化一、急性放射损伤时肺的变化分为四期：初期主要出现红细胞渗出，小血管营养不良性病变、包括内皮细胞肿胀,空泡形成和脱落。假愈期肺充血，水肿减轻等\n极期肺部变化极为明显，肉眼可见充血、出血、水肿和局限性肺气肿。极期易发生肺部炎症，发生坏死性肺炎，大量浆液血性或纤维蛋白性渗出，乏细胞性反应，最后形成肺实变。恢复期肺内急性病变消失，出血水肿消失。\n二、慢性放射损伤时肺的变化1.主要是肺的纤维性硬化和支气管上皮的非典型性增生。2.无细胞性硬化和纤维性肺不张。\n第二节心血管系统的变化血管是机体具有生物功能的管道系统，血管壁主要由内皮细胞、平滑肌细胞、结缔组织和基底膜组成。微血管及内皮细胞的损伤是放射病出血机制中又一个组成部分。1.心脏的变化主要是QRS低电压与ST下降,随剂量的增加下降明显.2.血管变化（273）初期极期恢复期3.收缩压和舒张压均降低\n血压变化的原因：血管的变化：主要是小血管的变化明显出现小血管形态三个期变化:早期改变：主要是毛细血管扩张中期改变：毛细血管细胞脱落引起堵塞、坏死。晚期改变：毛细血管玻璃样变，可形成血管栓塞→小血管硬化。\n胸部照射后心血管的变化30~60Gy照射的大鼠心脏呈三种类型改变：1.变性渗出型2.坏死型3.纤维化型\n第三节泌尿系统的变化肾脏的变化不占主要地位\n第四节眼的变化主要表现为晶体前部上皮和后部纤维变性,尤以晶体后囊膜下区为最明显.眼晶体的年剂量限值从0.3降到0.15sv.\n第四节眼的变化\n第五节皮肤及其附属器官的变化一、急性放射性皮肤损伤急性放射性皮肤损伤是指皮肤受到一次或近日内受到多次一定剂量的射线照射后所引起的损伤。根据损伤程度的不同，临床上一般采用3度分类法；根据病变发展，每一分度的临床表现又可以分为4期：初期反应期、假愈期、反应期和恢复期。\n2.皮肤及其附属器的变化敏感性:皮脂腺>毛囊>表皮>汗腺不同剂量照射后皮肤发生皮肤放射损伤，可分为三度：Ⅰ度损伤——脱毛毛囊性皮疹与脱毛，临床表现为四个期Ⅱ度红斑反应Ⅲ度水泡或湿疹性皮炎\n(1)毛囊性丘疹与脱毛毛囊性丘疹：是皮肤受照后，毛囊及皮脂腺发生过度角化，空泡化，肿胀，崩解，该部小血管充血，并有血浆蛋白及红细胞渗出，毛囊部形成粟粒大小，略突出皮肤表面的丘疹。剂量小，由残留的细胞增生恢复,可能在受照后2个月左右开始分裂增长，长出新的毛发。剂量过大，引起永久性脱发，皮脂腺不能再生。\n脱发：照射使毛囊生发层细胞肿胀，空泡化，分裂受抑制，失去增长力，日渐萎缩，使毛根与毛乳头分离，从而脱落。脱发出现时间：急性放射病时,照后10天发生。剂量大，毛囊萎缩，不再生脱发再生时间：照射后两个月，由毛囊底部的毛囊生发细胞增殖形成新毛。敏感性:头发>胡须>腋毛>睫毛>阴毛。\n(2)红斑红斑是可恢复性病变。照射后两周，真皮毛细血管扩张充血，血管及皮脂腺周围有炎细胞浸润。数日后可出现胞核及胞浆空泡变，核固缩毛囊及毛球轻度萎缩，大体呈红色，故名红斑。原因：毛细血管渗透压增高，皮肤中组胺及类组胺含量增多，剌激毛细血管，进一步扩张。一般2-3周后消退。(3)色素沉着红斑出现的同时，有弥漫或点状黑色素沉着现象。色素沉着的消失较慢，可经过数周、数月甚至数年才消失。\n(4)水泡性皮炎——是指皮肤受大剂量照射后一周，在皮肤严重红斑和水肿的基础上发生水泡。真皮和皮下组织损伤，皮肤组织间液体潴留形成水泡，也可破裂而成大疱性皮炎。导致：再生的皮肤弹性差，皮肤干燥等。\n(5)皮肤溃疡——在水泡性皮炎的基础上，表皮及真皮细胞坏死、脱落后形成溃疡。小溃疡出现新生上皮而愈合，大溃疡经久不愈形成瘢痕。慢性放射性皮炎─真皮明显纤维化和玻璃样变，毛囊及皮脂腺高度萎缩和消失.临床表现：皮肤干燥、少汗、脱屑、感觉过敏，手指指纹消失。\n二、慢性皮肤放射损伤的表现1.慢性皮肤损伤的病理变化(1)慢性放射性皮炎早期出现皮肤干燥、粗糙、汗毛脱落等。(2)晚期放射性溃疡小剂量照射经数年后,在慢性皮炎的基础上,进一步发展,可形成放射性溃疡。长期接受小剂量电离辐射作用后,晚期可发生皮肤萎缩,重者可形成皮肤溃疡.(3)放射性皮肤癌诱发皮肤癌的照射剂量一般在10Gy。皮肤癌的潜伏期平均20-25年。\n第六节骨的变化放射病时骨的变化：1.骨生长障碍2.骨变性3.骨肿瘤初期:骨生长受到抑制和结构破坏极期:成骨细胞减少,软骨吸收停止恢复期:软骨细胞开始分裂,成骨细胞及血管也重新出现.\n骨损伤表现的几个方面1）在一定剂量照射下，骨有机代谢障碍，有机质主要成分合成代谢减低，造成骨组织脱钙。2）营养骨血管受损，发生狭窄或闭塞，造成骨组织营养障碍，发生骨坏死或病理性骨折3）成骨细胞对射线也较敏感，一定剂量照射后，造成骨发育不良或发育停止。\n肿瘤放射生物学：是放射生物学的一个分支主要探讨肿瘤及正常组织对电离辐射局部作用的反应特点，为临床放疗提供理论基础。目的：设计合理的治疗方案，提高射线对肿瘤的杀伤作用，减轻正常组织损伤，提高放疗效率。第十二章放射肿瘤学基础\n第一节肿瘤模型体系建立动物肿瘤模型：*1.移植性实体瘤动物模型(常用)*2.人类异种移植模型(人类肿瘤细胞种入体内)3.体外肿瘤模型\n一、建立动物肿瘤模型实体瘤接种方法：1.细胞数1×104～1×106个2.部位:皮下、肋腹、后背或腿部3.常用测定评价实体瘤的参数:①肿瘤生长率②TCD50（50%肿瘤控制剂量）③稀释分析技术测定体内肿瘤细胞存活④肺集落形成系统测定肿瘤细胞存活⑤离体测定肿瘤细胞存活。\n基本概念：TCD50:50%肿瘤控制剂量TD50:半数动物发生移植肿瘤的肿瘤细胞数TD50对照存活分数=——————TD50照射\n二、人类肿瘤异种移植移植条件：1免疫缺陷的动物2.裸鼠易移植成功缺点:*易产生排斥倾向**由于种属不同,移植鼠体内动力学变化和细胞选择不同(对药物等的反应)***异种移植所得结果确切性较差.\n第二节低氧及再氧合1.乏氧(低氧)细胞:是指含氧量低的细胞。乏氧细胞对辐射敏感性极低.特别在肿瘤治疗过程中，发现肿瘤细胞同样存在敏感亚群(含氧)和抗性(乏氧)亚群。\n2.乏氧细胞再氧合:分次照射后乏氧细胞变成为氧合细胞的现象称之为乏氧细胞再氧合。照射后不同时间乏氧细胞比例不同，约10Gyχ射线照射后，立即存活的细胞几乎100%是乏氧细胞，随着再氧合使乏氧细胞比例下降，6h后接近照射前水平。乏氧细胞再氧合对肿瘤长时间分次照射的放射治疗效果具有重要意义\n第三节肿瘤细胞动力学一、细胞动力学参数1.有丝分裂指数MI2.用3H-TdR标记有丝分裂相二、正常及肿瘤细胞群增殖动力学细胞群分组：①休止细胞群②增殖不稳定细胞群③更新或增殖稳定细胞群④肿瘤细胞群\n1.影响肿瘤生长速率主要考虑的因素：（1）细胞周期（2）生长分数：细胞群体中有增殖能力的细胞数与细胞总数之比值有增殖能力的细胞GF=————————细胞群的细胞总数（3）肿瘤细胞丢失\n2.细胞丢失可能的途径:①营养不良性坏死②细胞的增殖死亡③死于免疫性因素④转移⑤脱落\n第四节肿瘤细胞对辐射的反应1.不同肿瘤细胞对辐射的敏感性：1）增殖活跃的细胞对辐射敏感2）照后细胞周期的再分布改变细胞敏感性3）增殖与修复，增殖正常＜肿瘤；潜在致死修复正常＞肿瘤4）照后肿瘤缩小与其生长速度（一致）有关5）肿瘤组织照后缩小，但再生长可以加速6）正常细胞照后修复快，而肿瘤细胞修复慢，可能与乏氧有关？\n2.肿瘤剂量—效应曲线以肿瘤细胞体内照射的存活率表示:有氧细胞存活数+乏氧细胞存活数存活率=————————————肿瘤中的细胞总数有氧细胞与乏氧细胞的放射敏感性差3倍\n3.肿瘤组织的放射敏感性高度敏感性肿瘤:白血病、淋巴瘤等敏感性肿瘤：基底细胞瘤、子宫癌、乳腺癌抗性肿瘤：畸胎瘤等\n第五节放射治疗中的分次照射一、分次照射中的生物因素（称4R）1.放射损伤的修复早反应和晚反应组织之间分次照射反应差别的临床意义:①②③④(P295~296)2.细胞再增殖（5点意义）3.细胞周期内再分布4.肿瘤内乏氧细胞再氧合\n二、多分次照射存活曲线三、分次照射类型及临床应用1.分次照射的类型2.分次照射计划的调整及临床应用\n第六节放疗与其它疗法的联合应用1.手术+放疗2.放射治疗与化疗联合应用3.放疗与增温4.放疗与生物疗法(生物药物等)(P300~304)