核輻射產(chǎn)生的人體傷害(從生物學(xué)角度分析)_第1頁
核輻射產(chǎn)生的人體傷害(從生物學(xué)角度分析)_第2頁
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文檔簡介

1、一、電離輻射對(duì)生物大分子作用的基本原理 生物分子損傷是一切輻射生物效應(yīng)的物質(zhì)的基礎(chǔ)。而生物分子損傷與自由基生成密切相關(guān)。自由基(free radical)是指一些獨(dú)立存在的、帶有一個(gè)或多個(gè)不成對(duì)電子的原子、分子、基團(tuán)或離子。自由基是最大特性是化學(xué)不穩(wěn)定性和高反應(yīng)性,壽命很短,·OH(氫氧自由基)的平均壽命為10-910-8s,生物分子自由基也多在10-610-4s之間。 1生物分子自由基的生成:有兩種方式: (1)直接作用:電離輻射直接引起靶分子電離和激發(fā)而發(fā)生物理化學(xué)變化,生成生物分子自由基,如: T為電離輻射作用的靶分子,T+和T

2、*為電離產(chǎn)生的正離子自由基和激發(fā)形成的激發(fā)態(tài)分子。正離子自由基分解生成生物分子、中性自由基T·和離子;激發(fā)態(tài)分子解成兩個(gè)自由基T·和H·。 (2)間接作用:電離輻射作用于生物分子的周圍介質(zhì)(主要是水)生成水射解自由基,這些自由基再與生物分子發(fā)生物理化學(xué)變化生成生物分子自由基,稱次級(jí)自由基。水輻射分解見圖3-1。  圖31水輻射分解生成自由基簡圖 水輻射分解生成的自由基與生物分子作用:  2生物分子損傷與修復(fù):生物分子自由基生成后迅速起化學(xué)反應(yīng),兩個(gè)自由基不配對(duì)電子相互配對(duì),或是不配對(duì)電子轉(zhuǎn)移給另一個(gè)分子,

3、造成分子化學(xué)鍵的變化,引起生物分子破壞。自由基反應(yīng)能不斷地生成新自由基,繼續(xù)與原反應(yīng)物起反應(yīng),形成連鎖反應(yīng),使生物分子損傷的數(shù)量不斷擴(kuò)大,直到出現(xiàn)歧化反應(yīng)(dismutation),生成兩個(gè)穩(wěn)定分子。 被損傷的生物分子,可以通過各種方式進(jìn)行修復(fù)。在自由基反應(yīng)階段(10-5s內(nèi))若介質(zhì)中存在能供氫的分子,如含巰基化合物(谷胱甘肽G-SH等),則生物分子自由基可被修復(fù),稱化學(xué)修復(fù)。 在有O2情況下,生物分子自由基被氧化成超氧自由基而難以修復(fù)。這可用以解釋氧能增強(qiáng)輻射效應(yīng)的原理。 二、電離輻射對(duì)DNA的作用 DNA是細(xì)胞增殖、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),是引起細(xì)胞生化、生

4、理改變的關(guān)鍵性物質(zhì)。DNA是電離輻射作用的靶分子,在細(xì)胞輻射損傷中起重要作用。 (一)DNA分子損傷 1堿基變化(DNA base change):有下列幾種:(1)堿基環(huán)破壞;(2)堿基脫落丟失;(3)堿基替代,即嘌呤堿被另一嘌呤堿替代,或嘌呤堿被嘧啶堿替代;(4)形成嘧啶二聚體等。4種堿基的輻射敏感性依次為TCAG。 2DNA鏈斷裂(DNA molecular breakage):是輻射損傷的主要形式。磷酸二酯鍵斷裂,脫氧核糖分子破壞,堿基破壞或脫落等都可以引起核苷酸鏈斷裂。雙鏈中一條鏈斷裂稱單鏈斷裂,兩條鏈在同一處或相

5、鄰?fù)鈹嗔逊Q雙鏈斷裂(doublestrand breaks)。雙鏈斷裂常并發(fā)氫鍵斷裂。雙鏈斷裂難以修復(fù),是細(xì)胞死亡的重要原因。 3DNA交聯(lián)(DNA cross-linkage):DNA分子受損傷后,在堿基之間或堿基與蛋白質(zhì)之間形成了共價(jià)鍵,而發(fā)生DNA-DNA交聯(lián)和DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)。嘧啶二聚體即是一種鏈內(nèi)交聯(lián),還可發(fā)生鏈間交聯(lián)。圖3-2是DNA分子各種損傷的示意圖。 圖3-2 電離輻射對(duì)DNA分子的損傷 (二)DNA合成抑制 DNA合成抑制是一個(gè)非常敏感的輻射生物效應(yīng)指標(biāo),受0.01Gy照射即可觀察到抑制現(xiàn)象。小鼠受0.

6、251.25Gy 線全身照射3小時(shí)后,3H-TdR摻入脾臟DNA的量即明顯下降,下降程度與照射劑量成正比。照射后DNA合成抑制與合成DNA所需的4種脫氧核苷酸形成障礙、酶活力受抑制、DNA模板損傷、啟動(dòng)和調(diào)控DNA合成的復(fù)制子減少,以及能量供應(yīng)障礙等都有關(guān)。 (三)DNA分解增強(qiáng) 在DNA合成抑制的同時(shí),分解代謝明顯增強(qiáng)。原因可能是輻射破壞了溶酶體和細(xì)胞核的膜結(jié)構(gòu),DNase釋放直接與DNA接觸,增加了DNA的降解。在一定劑量范圍內(nèi),降解的程度決定于照射劑量。照射后DNA代謝產(chǎn)物尿中排出量明顯增多。 三、電離輻射對(duì)蛋白質(zhì)和酶的作用 (一)分子破

7、壞 蛋白質(zhì)和酶分子在照射后可發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的破壞,包括肽鍵電離、肽鍵斷裂、巰基氧化、二硫鍵還原、旁側(cè)羥基被氧化等,從而導(dǎo)致質(zhì)蛋白質(zhì)發(fā)子功能的改變。 (二)對(duì)合成的影響 輻射對(duì)蛋白質(zhì)生物合成的影響比較復(fù)雜,有的被激活,有的被抑制,有的呈雙相交化,即先抑制而后增強(qiáng)。在血清蛋白方面,照射后血清白蛋白和球蛋白含量下降,而和球蛋白含量升高。雖然血清蛋白質(zhì)成分有升有降,但蛋白質(zhì)凈合成是下降的。 (三)分解代謝增強(qiáng) 照射后蛋白質(zhì)分解代謝增強(qiáng)是非常顯著的,主要是許多蛋白質(zhì)水解酶活力增加。如照射后由于溶酶體被破壞,組織蛋白酶釋放,活力明顯增加,促使細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外蛋

8、白質(zhì)分解增強(qiáng)。同時(shí),照射后機(jī)體攝取食物減少,加劇了蛋白質(zhì)分解代謝,釋出大量游離氨基酸。一部分生糖氨基酸通過糖異生作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖,一部分代謝為尿素或其它非蛋白氮,整個(gè)機(jī)體處于負(fù)氮平衡狀態(tài)。尿中氨基酸及其代謝產(chǎn)物如?;撬?、肌酸、尿素等排出量增多。一、細(xì)胞的輻射敏感性 機(jī)體各類細(xì)胞對(duì)輻射的敏感性不一致。Bergonie 和Tribondeau提出細(xì)胞的輻射敏感性同細(xì)胞的分化的程度成反比,同細(xì)胞的增殖能力成正比。Casaret按輻射敏感性由高到低,將人類和哺乳動(dòng)物細(xì)胞分為4類(表3-1)。從總體上說,不斷生長、增殖、自我更新的細(xì)胞群對(duì)輻射敏感,穩(wěn)定狀態(tài)的分裂后細(xì)胞對(duì)輻射有高度抗力

9、。而多能性結(jié)締組織,包括血管內(nèi)皮細(xì)胞,血竇壁細(xì)胞,成纖維細(xì)胞和各種間胚葉細(xì)胞也較敏感,介于表3-1的、類之間。 表3-1 哺乳類細(xì)胞輻射敏感性分類 細(xì)胞類型 特性 舉例 輻射敏感性  增殖的分裂間期細(xì)胞(vegetative intermitosis cells) 受控分裂 分化程度最低 造血干細(xì)胞 腸隱窩細(xì)胞 表皮生長細(xì)胞 高  分化的分裂間期細(xì)胞(differentiating intermitosis

10、 cells) 受控分裂 分裂中不斷分化 幼稚血細(xì)胞   結(jié)締組織細(xì)胞 (Conective tissue cells)     可逆性分裂后細(xì)胞(reverting postmitotic cells) 無受控分裂 可變分化 肝細(xì)胞   穩(wěn)定性分裂后細(xì)胞(fixed postmitotic cells) 不分裂 高度分化

11、60;神經(jīng)細(xì)胞 肌肉細(xì)胞 低  二、細(xì)胞周期的變化 輻射可延長的細(xì)胞周期,但不同階段的輻射敏感性不同(圖3-3)。處于M期的細(xì)胞受照很敏感,可引起細(xì)胞即刻死亡或染色體畸變(斷裂、粘連、碎片等);可不立刻影響分裂過程,而使下一周期推遲,或在下一次分裂時(shí)子代細(xì)胞夭折。C1期的早期對(duì)輻射不敏感,后期則較為敏感,RNA、蛋白質(zhì)和酶合成抑制,延遲進(jìn)入S期。S前期亦較為敏感,直接阻止DNA合成,而在S期的后期敏感性降低,是則于此時(shí)已完成DNA合成,即使DNA受損亦可修復(fù)之故。G2期是對(duì)輻射極敏感的階段,分裂所需特異蛋白質(zhì)和RNA合成障礙,因而細(xì)胞在G2期停

12、留下來,稱“G2阻斷”(G2block),是照射后即刻發(fā)生細(xì)胞分裂延遲主要原因。 圖3-3 細(xì)胞周期各階段的輻射敏感性 三、染色體畸變 細(xì)胞在分裂過程中染色體的數(shù)量和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化稱為染色體畸變(chromosome aberration)?;兛梢宰匀话l(fā)生,稱自發(fā)畸變(spontaneous aberration)。許多物理、化學(xué)因素和病毒感染可使畸變率增高。電離輻射是畸變誘發(fā)因素,其原因是電離粒子穿透染色體或其附近時(shí),使染色體分子電離發(fā)生化學(xué)變化而斷裂。 (一)染色體數(shù)量變化 照射時(shí)染色體發(fā)生粘著,在細(xì)胞分裂時(shí)可

13、能產(chǎn)生染色體不分離現(xiàn)象,致使兩個(gè)子細(xì)胞中染色體不是平均分配,生成非整倍體(aneuploid)細(xì)胞。 (二)染色體結(jié)構(gòu)變化 1染色體型畸變:當(dāng)染色體在復(fù)制之前受照射(即細(xì)胞處于G1期或S期初期受照射),染色體發(fā)生畸變之后再進(jìn)行復(fù)制,稱染色體型畸變。斷片、著絲粒環(huán)、雙著絲粒體、相互易位、倒位及缺失等畸變屬于這一類(圖3-4)。 圖3-4 某些染色體畸變形成示意圖 (1)斷片,(2)雙著絲點(diǎn)(3)環(huán) 2染色單體型畸變:當(dāng)染色體復(fù)制之后受照射(即細(xì)胞處于S期后期或G2期受照射),在一個(gè)染色單體臂上發(fā)生斷裂或裂隙,稱為染色單體型畸變(chro

14、matid aberration)。單體斷片、單體互換等屬這一類。 電離輻射誘發(fā)的畸變以染色體型畸變?yōu)橹?,尤以斷片,環(huán)和雙著絲粒體等畸變,在反映輻射效應(yīng)的程度方面更有意義。 四、細(xì)胞死亡 (一)細(xì)胞死亡類型 1間期死亡(intermitotic death):細(xì)胞受照射后不經(jīng)分裂,在幾小時(shí)內(nèi)就開始死亡,稱間期死亡,又稱即刻死亡。體內(nèi)發(fā)生間期死亡的細(xì)胞分為二類:一類是不分裂或分裂能力有限的細(xì)胞,如淋巴細(xì)胞和胸腺細(xì)胞,受幾百mGy照射后即發(fā)生死亡;另一類是不分裂和可逆性分裂的細(xì)胞,如成熟神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞和肝、腎細(xì)胞等,需要照射幾十至幾百G

15、y才發(fā)生死亡。細(xì)胞間期死亡發(fā)生率隨照射劑量增加而增加,但達(dá)到一定峰值后,再增加照射劑量,死亡率也不再增加。間期死亡的原因是核細(xì)胞的破壞,其機(jī)理主要是由于DNA分子損傷和核酸、蛋白質(zhì)水解酶被活化,導(dǎo)致染色質(zhì)降解,組蛋白外溢,發(fā)生細(xì)胞核固縮、裂解。照射后膜結(jié)構(gòu)的破壞、細(xì)胞能量代謝障礙,也是促成間期死亡的因素。 2增殖死亡(reproductive death):細(xì)胞受照射后經(jīng)過1個(gè)或幾個(gè)分裂周期以后,喪失了繼續(xù)增殖的能力而死亡,稱增殖死亡,也稱延遲死亡。體內(nèi)快速分裂的細(xì)胞,如骨髓細(xì)胞受數(shù)Gy射線照射后數(shù)小時(shí)至數(shù)天內(nèi)即發(fā)生增殖死亡。分裂細(xì)胞在受到很大劑量照射后也可發(fā)生間期死亡。增

16、殖死亡的機(jī)理主要是由于DNA分子損傷后錯(cuò)誤修復(fù)和染色體畸變等原因?qū)е掠薪z分裂的障礙。(二)劑量存活曲線 劑量存活曲線(dode survival curve)是反映照射劑量與細(xì)胞死亡率之間的關(guān)系,分析受照射細(xì)胞群體輻射效應(yīng)的一種模式。在培養(yǎng)皿上培養(yǎng)有增殖能力的哺乳類細(xì)胞,觀察細(xì)胞集落形成率,以每一集落代表1個(gè)存活細(xì)胞。其集落形成率隨照射劑量增加而減少。以集落形成率代表細(xì)胞存活率與照射劑量在半對(duì)數(shù)座標(biāo)紙上作圖即構(gòu)成劑量存活曲線(圖3-5)。   圖3-5 哺乳類細(xì)胞典型劑量存活曲線 劑量存活曲線的形狀有兩種,圖中A線

17、是簡單的指數(shù)曲線,生物分子的滅活、原核細(xì)胞死亡,或高LET輻射哺乳類細(xì)胞,多符合這樣的劑量存活曲線。B線是帶“肩”的指數(shù)曲線,“肩”表示在低劑量區(qū)細(xì)胞存活率降低緩慢,“肩”的大小反映了細(xì)胞對(duì)亞致死損傷的耐受力或修復(fù)能力。大多數(shù)哺乳類細(xì)胞受低LET輻射照射符合帶“肩”的劑量存活曲線。 通常用D37、D0、Dq和n等參數(shù)來表示劑量存活曲線的特征。 D37是指存活曲線上存活率由1降至0.37所需的劑量。 D0稱平均致死劑量(mean lethal dose),是指存活曲線指數(shù)部分,即直線部分存活率每降低至0.37所需的劑量。D0是該直線斜率的倒數(shù)。D

18、0的大小反映了細(xì)胞的輻射敏感性,哺乳類細(xì)胞的D0值多在12Gy之間。(圖中e為自然對(duì)數(shù)的底,等于2.718,1/e0.37)。 Dq稱擬閾劑量(quasithreshold dose),是在劑量存活曲線上存活率為1處劃一橫坐標(biāo)的平行線,與B線直線部分延長線相交,其所對(duì)應(yīng)的劑量即為Dq。在A線上Dq0,故D37D0。 n稱外推值(extrapolation number)是劑量存活曲線B的直線部分的延長線與縱座標(biāo)的交點(diǎn)。 Dq和n值都反映曲線“肩”部的大小,在放射生物學(xué)和放射治療學(xué)中常用D0、Dq和n等參數(shù)比較各類的細(xì)胞輻射敏感性和修復(fù)能力。&#

19、160;五、細(xì)胞損用力的修復(fù) (一)亞致死損傷修復(fù) 亞致死損傷是指細(xì)胞接受輻射能量后所引起的損傷不足以使細(xì)胞致死,如果損傷積累起來,就可以引起細(xì)胞死亡。但若給予足夠的時(shí)間,則細(xì)胞有可能對(duì)這種損傷進(jìn)行修復(fù),稱亞致死損傷修復(fù)(sublethal damage repair,SLDR)。所以將一定劑量進(jìn)行分次照射,每次照射中間給予一定間隔,細(xì)胞的死亡率比同等劑量一次照射明顯減少。 (二)潛在致死損傷修復(fù) 潛在致死損傷是指照射后細(xì)胞暫未死亡,但如不進(jìn)行干預(yù),細(xì)胞將會(huì)發(fā)生死亡。假如改變受照射細(xì)胞所處狀態(tài)。例如置于不利于細(xì)胞分裂的環(huán)境中,則受損傷

20、細(xì)胞可得到修復(fù)而免于死亡,稱潛在致死損傷修復(fù)(potentially lethal damage repair,PLDR)。第三節(jié)組織器官的輻射效應(yīng) 電離輻射對(duì)組織器官的作用是很廣泛的,可以影響到全身所有組織系統(tǒng)。但在一定劑量水平上,由于組織細(xì)胞的輻射敏感性不同,各器官的反應(yīng)程度也不一致。 一、造血器官 造血器官是輻射敏感組織,電離輻射主要是破壞或抑制造血細(xì)胞的增殖能力,所以損傷主要發(fā)生在有增殖能力的造血干細(xì)胞、祖細(xì)胞和幼稚血細(xì)胞。對(duì)成熟血細(xì)胞的直接殺傷效應(yīng)并不十分明顯。 (一)造血干細(xì)胞損傷 造血干細(xì)胞(hema

21、topoietic stem cell),有很高的輻射敏感性。常以脾結(jié)節(jié)生成單位(colony forming unit-spleen,CFU-S)作為造血干細(xì)胞的代名詞。 根據(jù)測得的CFU-S的D0值可估算出照射后體內(nèi)殘存造血干細(xì)胞的數(shù)量。小鼠全身約有1.52×106個(gè)造血干細(xì)胞,以D0值0.9Gy計(jì),照射2Gy,體內(nèi)殘留的造血干細(xì)胞約為10-1,照射4Gy約為10-,照射6Gy則為10-3。一般認(rèn)為,小鼠體內(nèi)殘留10-3CFU-S時(shí),要恢復(fù)到原先的造血水平約需2周。在此期間動(dòng)物可能死于感染或其它并發(fā)癥。故把6Gy作為小鼠死亡的臨界

22、值。當(dāng)受到8Gy照射后,則需要輸入外源性造血干細(xì)胞以重建造血。 (二)造血祖細(xì)胞損傷 了解人的造血細(xì)胞損傷只能測定造血干細(xì)胞的后代造血祖細(xì)胞(hematipoietic progenitor cell),造血祖細(xì)胞是造血干細(xì)胞分化為形態(tài)上可辨認(rèn)的幼稚血細(xì)胞之前的中間階段。照射后造血細(xì)胞隨照射劑量增加而成指數(shù)下降。根據(jù)小鼠實(shí)驗(yàn),CFU-S和CFU-GM的劑量存活曲線有很好的一致性。故可用骨髓細(xì)胞體外培養(yǎng)法來估價(jià)其它動(dòng)物乃致人類造血干細(xì)胞的損傷程度。不同種系動(dòng)物所測得的CFU-GM的D0值不同,人、犬和小鼠CFU-GM(粒單系集落形成單位)的D0值分別為1.

23、271.37,0.59和1.9Gy。這與它們輻射致死的敏感程度是一致的。 (三)對(duì)造血調(diào)控的影響 正常情況下,血細(xì)胞生成有賴于造血微環(huán)境和體液因子的支持和調(diào)控。照射后造血微環(huán)境受到明顯的損傷。 造血微環(huán)境(hemaopoietic microenvironment)由微血管系統(tǒng)、基質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)成分等構(gòu)成。微血管系統(tǒng)對(duì)輻射比較敏感,照射后血管通透性增加,血流緩慢甚至完全中斷,影響物質(zhì)運(yùn)輸,產(chǎn)生活性代謝產(chǎn)物,加重造血損傷。血管系統(tǒng)的變化與造血細(xì)胞退變壞死幾乎同步發(fā)生,且與照射劑量密切相關(guān)。 造血基質(zhì)細(xì)胞是造血微環(huán)境的重要的構(gòu)成成分,它包括纖維細(xì)胞、

24、巨噬細(xì)胞、網(wǎng)狀細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和上皮樣細(xì)胞。造血基質(zhì)細(xì)胞通過釋放體液因子和細(xì)胞間短距離調(diào)控參與血細(xì)胞生成,基質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量,類型和比例改變,都可影響造血過程。成纖維細(xì)胞被認(rèn)為是基質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞(fibroblast colony forming unit,CFU-F),對(duì)輻射有較高的敏感性。小鼠CFU-F的D0值為1.42.5Gy 線,小鼠全身照射6Gy以后,股骨內(nèi)CFU-F立即減少且難以恢復(fù)。造血微環(huán)境的破壞顯然可加重造血損傷,延緩恢復(fù),既不利于內(nèi)源性干細(xì)胞的生長增殖,也不利于外源性造血干細(xì)胞的植入和生長。 集落刺激因子(colony f

25、orming stimulator,CFS)是調(diào)節(jié)血細(xì)胞增殖分化的一種體液因子。照射后血清CFS含量增加,可能是一種反饋調(diào)節(jié)。在有完善的造血干細(xì)胞和造血微環(huán)境下,CFS可促進(jìn)造血的恢復(fù)。目前已將CFS試用于放射損傷的臨床治療。 二、胃腸道 胃腸道也是輻射敏感器官之一,尤以小腸最敏感,胃和結(jié)腸次之。輻射對(duì)胃腸道的影響是多方面的,最顯著的是照后早期惡心嘔吐、腹瀉,和小腸粘膜上皮的損傷。輻射對(duì)胃腸道的運(yùn)動(dòng)、吸收、分泌功能也有影響,如胃排空延遲,胃酸分泌減少;早期小腸收縮和張力增高,分泌亢進(jìn),腸激酶活力增強(qiáng),但吸收功能降低。后期運(yùn)動(dòng)、分泌功能都降低。 (一)早期

26、惡心嘔吐和腹瀉 全身照射或腹部照射都可在照后早期出現(xiàn)惡心嘔吐,照射1Gy左右即可發(fā)生,持續(xù)數(shù)小時(shí)之久。其出現(xiàn)的快慢、嘔吐次數(shù)和持續(xù)時(shí)間長短,都與照射劑量有關(guān)。 在較大劑量(45Gy)照射后,早期還可出現(xiàn)腹瀉,大于10Gy照射可發(fā)生多次或頻繁腹瀉。可能是繼發(fā)于小腸運(yùn)動(dòng)功能紊亂,也可能是照射后體內(nèi)釋放的某些體液因子如乙酰膽堿、5-羥色胺、組織胺等作用的結(jié)果。 (二)小腸粘膜上皮損傷 小腸粘膜絨毛表面覆蓋著完整的上皮細(xì)胞,是保持小腸正常分泌吸收和屏障功能的基礎(chǔ)。絨毛表面的上皮細(xì)胞是一種持續(xù)更新的細(xì)胞系統(tǒng),腸上皮干細(xì)胞位于隱窩底部,不斷增殖分化向絨毛表面移動(dòng)。小

27、腸上皮干細(xì)胞的輻射敏感性很高,D0值約1.3Gy。照射后很快可見隱窩細(xì)胞分裂停止,細(xì)胞破壞、減少。其破壞程度與照射劑量有關(guān)。照射劑量小者,隱窩細(xì)胞數(shù)輕度減少,且很快修復(fù),對(duì)絨毛表面細(xì)胞影響不大。照射劑量大時(shí),隱窩破壞,隱窩數(shù)減少。更大劑量(10Gy)照射時(shí),可使大部以至全部隱窩被破壞,絨毛被覆上皮剝脫,失去屏障功能。 三、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng) 就形態(tài)而言,神經(jīng)細(xì)胞對(duì)輻射不敏感,需很大劑量才能引起間期死亡。但就機(jī)能改變而言,0.01Gy就可出現(xiàn)變化。在亞致死量或致死量照射后,高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)出現(xiàn)時(shí)相性變化,先興奮而后抑制,最后恢復(fù)。各時(shí)相時(shí)間長短與劑量有關(guān),較小劑量時(shí),興奮相較長,或不

28、出現(xiàn)抑制相。劑量較大時(shí),則興奮相短,較快轉(zhuǎn)入抑制相。植物神經(jīng)系統(tǒng)也有類似現(xiàn)象,照后初期丘腦下部生物電增強(qiáng),興奮性增高,神經(jīng)分泌核的分泌亦增強(qiáng)。 內(nèi)分泌腺除性腺外,形態(tài)上對(duì)輻射亦不甚敏感,在致死劑量照射后垂體、腎上腺、甲狀腺等功能都出現(xiàn)時(shí)相性變化,初期功能增強(qiáng),分泌增多,隨后功能降低。損傷的極期腎上腺功能可再次升高。低劑量率慢性照射時(shí),腎上腺皮質(zhì)功能常降低,血漿皮質(zhì)醇含量和尿中17-羥類固醇排出量減少。 性腺是輻射敏感器官,睪丸的敏感性高于卵巢。睪丸受0.15Gy照射即可見精子數(shù)量減少,照射25Gy可暫時(shí)不育,56Gy以上可永久不育。睪丸以精原干細(xì)胞最敏感,D0值為0.2Gy

29、;其次為精母細(xì)胞,精細(xì)胞和成熟精子則有較高的耐受力。低劑量率慢性照射者,常出現(xiàn)性功能障礙。 卵巢是沒有干細(xì)胞、不增殖的衰減細(xì)胞群,成年卵巢含有一定數(shù)量的不同發(fā)育階段的卵泡。照射破壞部分卵泡可暫時(shí)不育,若全部卵10Gy。卵泡被破壞的同時(shí),可引起明顯的內(nèi)分泌失調(diào),出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂,暫時(shí)閉經(jīng)或永久性停經(jīng)。 四、心血管系統(tǒng) 心臟對(duì)輻射的敏感性較低,10Gy以下照射所見主要為造血損傷引起的出血和感染。10Gy以上照射可引起心肌的變化,包括心肌纖維腫脹,變性壞死甚至肌纖維斷裂等。 血管方面以小血管較為敏感,尤其是毛細(xì)血管敏感性最高。照射后早期即有毛細(xì)血管擴(kuò)張,短暫的

30、血流加速后,即出現(xiàn)血流緩慢。臨床可見皮膚充血、紅斑。紅斑出現(xiàn)快慢與照射劑量有關(guān),10Gy照射后數(shù)小時(shí)即可出現(xiàn),照射1Gy則數(shù)日后才出現(xiàn)??梢娧軆?nèi)皮腫脹,空泡形成,基底膜剝離,以后內(nèi)皮增生突向血管腔,血管壁血漿蛋白浸潤,繼而膠原沉著,致使管腔狹窄甚至堵塞。小血管的這些病變是受損傷器官晚期萎縮,功能降低的原因。 由于小血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,血管周圍結(jié)締組織中透明質(zhì)酸解聚增強(qiáng),加上照射后釋放的組織胺,緩激肽以及細(xì)菌毒素等的作用,小血管的脆性和通透性增加。 五、免疫系統(tǒng) (一)非特異性免疫的變化 1皮膚粘膜的屏障功能減弱:照射后皮膚粘膜通透性增加,皮膚粘膜分泌酶和

31、酸的抑菌、殺菌能力減弱。 2細(xì)胞吞噬功能減弱:由于造血損傷,嗜中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞急劇減少,殘存細(xì)胞的吞噬功能和消化異物的功能都降低。 3非特異性體液因子殺菌活力降低:照射后血清和體液中溶菌酶、備解素和補(bǔ)體系統(tǒng)的含量減少,殺菌效價(jià)降低。照射劑量愈大,下降愈甚,恢復(fù)愈慢。 (二)特異性免疫的變化 無論是中樞免疫器官(骨髓、胸腺、類囊器官)或外周免疫器官(淋巴結(jié)、脾臟等)都是輻射敏感器官,所以照射后對(duì)體液免疫和細(xì)胞都有影響。但體液免疫較細(xì)胞免疫敏感性高。漿細(xì)胞具有很高的輻射抗性,有人認(rèn)為即使受數(shù)十Gy照射,亦不影響其分泌抗體。 細(xì)胞免疫的輻射敏感性

32、低于體液免疫。文獻(xiàn)資料認(rèn)為機(jī)體受到小于LD50/30的射線照射,則細(xì)胞免疫變化不大。大于LD50/30照射時(shí),則細(xì)胞免疫和體液免疫都同時(shí)受抑制。 在免疫活性細(xì)胞中,B淋巴細(xì)胞的輻射敏感性高于T淋巴細(xì)胞。人外周血中B細(xì)胞的D0值約0.5Gy,T細(xì)胞約0.55Gy。 在免疫活性細(xì)胞中還有一類天然細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞(NK細(xì)胞),對(duì)射線不敏感。能殺傷腫瘤細(xì)胞的NK細(xì)胞線照射的D0值為7.58.5Gy。 (三)某些調(diào)節(jié)免疫功能的細(xì)胞因子的變化 小鼠全身照射后,脾臟生成白細(xì)胞介素2(IL-2)和干擾素(IFN)的功能受抑,抑制的程度都隨照射劑量增加而加深,它們受抑的D

33、0值分別為2.53和1.91Gy。第四節(jié)輻射生物學(xué)效應(yīng)分類和影響因素 一、輻射生物學(xué)效應(yīng)分類 機(jī)體受輻射作用時(shí),根據(jù)照射劑量、照射方式以及效應(yīng)表現(xiàn)的情況,在實(shí)際工作中常將生物效應(yīng)分類表述。 (一)按照射方式分 1外照射與內(nèi)照射(external and internal irradiation):輻射源由體外照射人體稱外照射。線、中子、X線等穿透力強(qiáng)的射線,外照射的生物學(xué)效應(yīng)強(qiáng)。放射性物質(zhì)通過各種途徑進(jìn)入機(jī)體,以其輻射能產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)者稱內(nèi)照射。內(nèi)照射的作用主要發(fā)生在放射性物質(zhì)通過途徑和沉積部位的組織器官,但其效應(yīng)可波及全身

34、。內(nèi)照射的效應(yīng)以射程短、電離強(qiáng)的、射線作用為主。 2局部照射和全身照射(local and total body irradiation) 當(dāng)外照射的射線照射身體某一部位,引起局部細(xì)胞的反應(yīng)者稱局部照射。局部照射時(shí)身體各部位的輻射敏感性依次為腹部胸部頭部四肢。 當(dāng)全身均勻地或非均勻地受到照射而產(chǎn)生全身效應(yīng)時(shí)稱全身照射。如照射劑量較小者為小劑量效應(yīng),如照射劑量較大者(1Gy)則發(fā)展為急性放射病。大面積的胸腹部局部照射也可發(fā)生全身效應(yīng),甚至急性放射病。根據(jù)照射劑量大小和不同敏感組織的反應(yīng)程度,輻射所致全身損傷分為骨髓型(bone

35、 marrow type)、腸型(gastro- intestinal type)和腦型(central nervous system type)三種類型。 (二)按照射劑量率分 1急性效應(yīng)(acute radiation effect):高劑量率照射,短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較大劑量,效應(yīng)迅速表現(xiàn)。 2慢性效應(yīng)(chronic radiation effect):低劑量率長期照射,隨著照射劑量增加,效應(yīng)逐漸積累,經(jīng)歷較長時(shí)間表現(xiàn)出來。 (三)按效應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間

36、分 1早期效應(yīng)(early effect):照射后立即或數(shù)小時(shí)后出現(xiàn)的變化。 2遠(yuǎn)期效應(yīng)(late effect):亦稱遠(yuǎn)后效應(yīng)。照射后經(jīng)歷一段時(shí)間間隔(一般6個(gè)月以上)表現(xiàn)出的變化。 (四)按效應(yīng)表現(xiàn)的個(gè)體分 1軀體效應(yīng)(somatic effect):受照射個(gè)體本身所發(fā)生的各種效應(yīng)。 2遺傳效應(yīng)(genetic effect):受照射個(gè)體生殖細(xì)胞突變,而在子代表現(xiàn)出的效應(yīng)。 (五)按效應(yīng)的發(fā)生和照射劑量的關(guān)系分 1確定性效應(yīng)(deterministic effect):舊

37、稱非隨機(jī)性效應(yīng)(nonstochastic effect)。指效應(yīng)的嚴(yán)重程度(不是發(fā)生率)與照射劑量的大小有關(guān),效應(yīng)的嚴(yán)重程度取決于細(xì)胞群中受損細(xì)胞的數(shù)量或百分率。此種效應(yīng)存在閾劑量。照射后的白細(xì)胞減少、白內(nèi)障、皮膚紅斑脫毛等均屬于確定性效應(yīng)。 2隨機(jī)性效應(yīng)(stochastic effect):指效應(yīng)的發(fā)生率(不是嚴(yán)重程度)與照射劑量的大小有關(guān),這種效應(yīng)在個(gè)別細(xì)胞損傷(主要是突變)時(shí)即可出現(xiàn)。不存在閾劑量。遺傳效應(yīng)和輻射誘發(fā)癌變等屬于隨機(jī)性效應(yīng)。 二、影響輻射生物學(xué)效應(yīng)的因素 (一)輻射因素 1輻射類型:高LET輻射在組織內(nèi)能量分布

38、密集,生物學(xué)效應(yīng)相對(duì)較強(qiáng)。故在一定范圍內(nèi),LET愈高,RBE愈大。 2劑量和劑量率:照射劑量大小是決定輻射生物效應(yīng)強(qiáng)弱的首要因素,劑量越大,效應(yīng)越強(qiáng)。但有些生物學(xué)效應(yīng)當(dāng)劑量增大到一定程度后,效應(yīng)不再增強(qiáng)。另外,在一定劑量范圍內(nèi),同等劑量照射時(shí),劑量率高者效應(yīng)強(qiáng)。 3照射方式:同等劑量照射,一次照射(single dose)比分次照射(fractionated dose)效應(yīng)強(qiáng);同樣,全身照射比局部照射效應(yīng)強(qiáng)。 (二)機(jī)體因素 1種系差異:一般說,生物進(jìn)化程度愈高,輻射敏感性愈高。 2性別:育齡雌性個(gè)體的輻射耐受性稍大于雄性。

39、這與體內(nèi)性激素含量差異有關(guān)。 3年齡:幼年和老年的輻射敏感性高于壯年。 4生理狀態(tài):機(jī)體處于過熱、過冷、過勞和饑餓等狀態(tài)時(shí),對(duì)輻射的耐受性亦降低。 5健康狀況:身體虛弱和慢性病患者,或合并外傷時(shí)對(duì)輻射的耐受性亦降低。 (三)介質(zhì)因素 細(xì)胞的培養(yǎng)體系中或機(jī)體體液中在照前含有輻射防護(hù)劑(radioprotectant),如含SH基的化合物可減輕自由基反應(yīng),促進(jìn)損傷生物分子修復(fù),能減弱生物效應(yīng),反之,如含有輻射增敏劑(radiosensitizer),如親電子和擬氧化合物能增強(qiáng)自由基化學(xué)反應(yīng),阻止損傷分子和細(xì)胞修復(fù),能提高輻射效應(yīng)。目前,防護(hù)劑和增敏

40、劑在臨床放射治療中都有應(yīng)用,前者為保護(hù)正常組織,后者為提高放療效果。第二節(jié)急性放射病的臨床表現(xiàn)及其病理基礎(chǔ) 一、骨髓型放射病 造血損傷是骨髓型放射病的特征,它貫穿疾病的全過程。骨髓在照射后幾小時(shí)即見細(xì)胞分裂指數(shù)降低,血竇擴(kuò)張、充血。隨后是骨髓細(xì)胞壞死,造血細(xì)胞減少,血竇滲血和破裂、出血。血細(xì)胞減少紅系早于粒系,最初是幼稚細(xì)胞減少,以后成熟細(xì)胞亦減少。骨髓變化的程度與照射劑量有關(guān),照射劑量小者,血細(xì)胞僅輕微減少,出血亦不明顯。照射劑量大者,造血細(xì)胞嚴(yán)重缺乏,以至完全消失。僅殘留脂肪細(xì)胞、網(wǎng)狀細(xì)胞和漿細(xì)胞,淋巴細(xì)胞可相對(duì)增多,其它如組織嗜堿細(xì)胞,破骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞亦增多,并有嚴(yán)

41、重出血,呈骨髓嚴(yán)重抑制現(xiàn)象。骨髓被破壞以后,若保留有足夠的造血干細(xì)胞,還能重建造血。骨髓造血的恢復(fù)可在照射后第三周開始,明顯的再生恢復(fù)在照射后45周。若照射劑量很大時(shí),造血功能往往不能自行恢復(fù)。 淋巴細(xì)胞(主要為脾和淋巴結(jié))的變化規(guī)律與骨髓相似,亦以細(xì)胞分裂抑制、細(xì)胞壞死,減少和出血為主,其發(fā)展比骨髓快,恢復(fù)亦比骨髓早,但完全恢復(fù)需要較長的時(shí)間。 隨著造血器官病變的發(fā)展,骨髓型放射病的臨床過程有明顯的階段性,可劃分為初期、假愈期、極期和恢復(fù)期(圖4-1)。尤以中、重度分期為明顯。 圖4-1 中度急性放射病臨床經(jīng)過 (一)輕度 輕度骨髓

42、型放射病的病情不重,癥狀輕,臨床分期不明顯,僅在傷后數(shù)天內(nèi)出現(xiàn)疲乏、頭昏、失眠、食欲減退和惡心等癥狀。稍后上述癥狀減輕或消失,可能不出現(xiàn)明顯的極期而逐漸趨向恢復(fù),一般不發(fā)生脫發(fā),出血和感染。 血象改變輕微,傷后12天內(nèi)白細(xì)胞總數(shù)可有一過性升高,達(dá)10×109/L左右。升高的組分主要是帶狀核中性粒細(xì)胞。升高的原因是骨髓細(xì)胞在照射后早期短暫的加速成熟和加快釋放,以及循環(huán)池和邊緣池白細(xì)胞的重新分配。以后白細(xì)胞總數(shù)輕度下降,30天后可降至(34)×109/L。淋巴細(xì)胞沒有早期升高,一開始就下降,傷后3天其絕對(duì)值可降至1×109/L。5060天后血象逐漸恢復(fù)正常。

43、 輕度放射病預(yù)后良好,一般在兩個(gè)月內(nèi)可自行恢復(fù)。 (二)中度和重度 中度和重度骨髓型放射病的臨床經(jīng)過基本相似,只是病情輕重不同,各期癥狀如下: 1初期(prodromal phase):在照后數(shù)十分鐘至數(shù)小時(shí)出現(xiàn),表現(xiàn)為神經(jīng)內(nèi)泌功能紊亂,特別是植物神經(jīng)功能紊亂。主要癥狀為乏力、頭昏、惡心、嘔吐、食欲降低,還可能出現(xiàn)心悸、出汗、口渴、體溫上升,失眠或嗜睡。有的病人還有皮膚紅斑、結(jié)膜充血、腮腺腫大、口唇腫脹等。 初期癥狀出現(xiàn)快慢、癥狀多少、程度輕重、持續(xù)時(shí)間長短等,都與病情輕重有關(guān)。中度多在照后數(shù)小時(shí)出現(xiàn),有的可早到數(shù)十分鐘;持續(xù)12天。

44、重度多在照后數(shù)十分鐘出現(xiàn),也可出現(xiàn)在數(shù)小時(shí)后,持續(xù)13天。 血象變化:照后數(shù)小時(shí)至2天,白細(xì)胞可升高至10×109/L以上,然后下降。淋巴細(xì)胞絕對(duì)值在照后1224小時(shí)內(nèi)明顯減少,其減少程度與照射劑量有關(guān)。 2假愈期(latent phase):開始于照射后24天。初期癥狀基本消失或明顯減輕。病人除有疲乏感外,可能無特殊主訴,精神良好,食欲基本正常。但是病情在繼續(xù)發(fā)展,造血損傷進(jìn)一步惡化,外周血白細(xì)胞和血小板呈進(jìn)行性下降,機(jī)體免疫功能也開始降低。白細(xì)胞下降的速度與病情輕重有關(guān)。一般于照后10天左右白細(xì)胞下降到第一個(gè)最低值,然后出現(xiàn)頓挫回升(圖4-2),這是

45、由于殘留的造血干細(xì)胞有限地恢復(fù)增殖分化所致?;厣姆逯蹬c病情有關(guān),照射劑量大者回升峰值低。血小板下降比白細(xì)胞緩慢,中度放射病在第2周下降至60×109/L以下,重度可降至30×109/L以下。紅細(xì)胞由于在外周血中壽命較長,下降較慢,在此期中一般無明顯變化。假愈期中部分病人血培養(yǎng)可查到細(xì)菌,出現(xiàn)菌血癥,細(xì)菌多為上呼吸道的革蘭陽性球菌。 假愈期長短是病情輕重的重要標(biāo)志之一。中度放射病為2030天,重度放射病為1525天。在假愈期末,外周血白細(xì)胞可降至2×109/L以下,此時(shí)病人出現(xiàn)皮膚粘膜出血和脫發(fā),被看作是進(jìn)入極期的先兆。出血多見于口腔粘膜、胸部和腋窩部皮

46、膚出現(xiàn)。 3極期(critical phase):極期的標(biāo)志是;體溫升高,食欲降低,嘔吐腹瀉和全身衰竭。進(jìn)入極期,病情急劇惡化,是各種癥狀的頂峰階段,治療不力者多于此期死亡。 (1)造血損傷極其嚴(yán)重:骨髓增生極度低下,各系造血細(xì)胞均減少,淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞比例增高。骨髓細(xì)胞體外培養(yǎng)可能無CFU-GM生長。外周血細(xì)胞持續(xù)下降到最低值,最低值水平與病情輕重有關(guān)。中度放射病血小板可降至(1025)×109/L,重度可降至10×109/L。中度放射病紅細(xì)胞輕度降低,重度可降至2.5×1012/L以下。白細(xì)胞分類計(jì)數(shù),中性粒細(xì)胞比例減少,核右移,

47、并有退行性變化。 (2)感染:照射后機(jī)體免疫功能被剝?nèi)?,感染是急性放射病的?yán)重并發(fā)癥,而且往往成為死亡的主要原因。感染的發(fā)生與粒細(xì)胞缺乏密切相關(guān),粒細(xì)胞數(shù)愈低,感染愈重,威脅愈大。 口咽部常是最早出現(xiàn)感染灶的部位,如牙齦炎、咽峽炎、扁桃體炎、口腔潰瘍、口唇糜爛和潰瘍等??谇桓腥境S芯植刻弁矗瑥埧诤瓦M(jìn)食困難。其它如肺部、腸道、泌尿道和皮膚感染亦多見。 急性放射病的感染源有外源性和內(nèi)源性兩方面。內(nèi)源性多為來自上呼吸道和消化道的條件致病菌。早期多為呼吸道的革蘭陽性球菌,晚期多為腸道的革蘭陰性桿菌。 急性放射病感染的特點(diǎn)是炎癥反應(yīng)減弱,出血壞死嚴(yán)重。表現(xiàn)為局部紅

48、腫,白細(xì)胞計(jì)數(shù)不升高;鏡下可見滲出減少,炎細(xì)胞浸潤很少或缺如(稱乏炎細(xì)胞性炎癥),吞噬現(xiàn)象不明顯,肉芽形成少,局部細(xì)菌大量繁殖。由于細(xì)菌繁殖和毒素的作用,局部出血壞死嚴(yán)重,且很易播散致其它部位,發(fā)展為全身感染菌血癥、敗血癥、毒血癥、膿毒血癥等。 重度以上患者還可能并發(fā)霉菌和病毒感染。由于長期應(yīng)用抗菌素治療,體內(nèi)菌群失調(diào),易并發(fā)霉菌感染。感染部位以肺部為多見。霉菌感染常并發(fā)組織壞死,并直接向周圍組織擴(kuò)散,或通過血行傳播至其它臟器成為致死的原因。 當(dāng)全身照射56Gy以上,有可能并發(fā)病毒感染,照射劑量越大,發(fā)生率越高。病毒感染可以發(fā)生于粒細(xì)胞缺乏之前,亦可發(fā)生于粒細(xì)胞回升之后,感

49、染源或能為皰疹病毒和巨細(xì)胞病毒。病毒感染常是兇險(xiǎn)的征兆,可使病情迅速惡化,長期發(fā)燒不退,成為致死的原因。 (3)出血:照射后由于千血器官損傷嚴(yán)重,血小板數(shù)明顯減少、功能降低,如血小板粘著力減退、凝血因子不足、5-羥色胺(5-HT)含量減少等,加上血管壁的脆性和通透性增加,全身多發(fā)性出血也是急性放射病的主要病理和臨床表現(xiàn)之一,對(duì)病情的發(fā)展和結(jié)局有重要影響。出血在各內(nèi)臟器官和皮膚粘膜都可發(fā)生,一般說內(nèi)臟出血要早于體表。內(nèi)臟出血的順序?yàn)楣撬琛⒘馨徒Y(jié)、小腸、胃、大腸、心、肺、腎、膀胱等。出血的程度隨照射劑量和治療情況而異,輕者僅為少數(shù)點(diǎn)狀出血,嚴(yán)重者成斑塊狀出血,甚至彌漫成片。出血的時(shí)間,常

50、與血小板下降程度一致,當(dāng)血小板低于70×109/L時(shí),可見皮膚粘膜點(diǎn)狀出血,低于(3050)×109/L時(shí),則往往會(huì)引起嚴(yán)重出血,大量出血會(huì)加重造血障礙和物質(zhì)代謝紊亂,并促進(jìn)感染的發(fā)生。 病人進(jìn)入極期前首先出現(xiàn)皮膚和粘膜散在出血點(diǎn),進(jìn)入極期后逐漸加重。部分中度病人也可能只有出血傾向,如束臂試驗(yàn)陽性、出凝血時(shí)間延長,大便潛血試驗(yàn)陽性等。重度病人常發(fā)生嚴(yán)重出血,可有鼻出血,尿血、便血、咳血、嘔血等。女病人可發(fā)生子宮出血。在發(fā)生感染的部位常伴有嚴(yán)重的出血壞死。大量出血可引起急性貧血,重度臟器出血可成為死亡的原因。 (4)胃腸道癥狀:進(jìn)入極期后,病人又出現(xiàn)食欲降

51、低,惡心等癥狀,重度病人多有嘔吐,拒食、腹瀉、腹脹、腹痛等,腹瀉常伴有鮮血便或柏油樣便。重度病人或腹部照射劑量大者,可發(fā)生腸套疊,腸梗阻等并發(fā)癥。 (5)其它癥狀:極期病人一般表現(xiàn)衰弱無力,精神淡漠,煩躁等,查體可見睫反射減弱或消失。重度病人常出現(xiàn)物質(zhì)代謝紊亂,水鹽及酸堿平衡失調(diào),如脫水、體重下降、酸中毒、低鉀血癥等。 (6)化驗(yàn)檢查:生化檢查可見二氧化碳結(jié)合力降低,血清總蛋白減少。血中非蛋白氮增高,血清GOT和GPT不同程度升高,血中凝血因子和5-HT含量降低。血栓彈力圖檢查可見r、k、r+k值延長,ma和mE值變小,表明凝血障礙。 極期癥狀非常嚴(yán)重,但對(duì)中、重

52、度病人來說,仍存在自行恢復(fù)的可能。在極期末可見骨髓重現(xiàn)造血,只要精心治療,控制住感染,出血等主要癥狀的發(fā)展,保持病人內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,病人能渡過極期進(jìn)入恢復(fù)期。 4恢復(fù)期(recovery phase):照射后57周開始進(jìn)入臨床恢復(fù)期。發(fā)病后約45周骨髓開始恢復(fù)造血,1周后外周血白細(xì)胞開始回升。照射后5060天白細(xì)胞數(shù)可升高至5×109/L左右,血小板數(shù)可基本正常。隨著造血功能的恢復(fù),其它癥狀也逐步好轉(zhuǎn),出血停止并逐漸吸收,體溫恢復(fù)正常,精神和食欲開始好轉(zhuǎn)。照射后2個(gè)月,病人頭發(fā)開始再生,經(jīng)過一段時(shí)間可恢復(fù)至照前情況,或者比照前生長更稠密。 進(jìn)入恢復(fù)期后,病

53、人免疫功能和貧血恢復(fù)較慢,可存在易疲勞等癥狀和再發(fā)生感染的可能。此外,重度病人進(jìn)入恢復(fù)期后還可能出現(xiàn)某些臟器損傷的癥狀,常見的如肝損傷,出現(xiàn)黃疸,轉(zhuǎn)氨酶升高,消化不良、腹瀉等癥狀。所以,恢復(fù)期的護(hù)理和治療仍不能放松,病人還需經(jīng)過24個(gè)月才能基本恢復(fù)正常。 在恢復(fù)期中,性腺恢復(fù)較慢。照射后精子數(shù)下降的頂峰在照后710個(gè)月,12年后才能恢復(fù)。受照射劑量較大者,亦可造成永久性不育。 (三)極重度 極重度放射病的病情經(jīng)過和主要癥狀與重度大體相似,其病變發(fā)展較快、癥狀重、極期持續(xù)較久、恢復(fù)慢。由于造血損傷嚴(yán)重,自行恢復(fù)的能力減弱。特點(diǎn)是: 1初期癥狀出現(xiàn)早而重,假

54、愈期短:極重度放射病人在照射后1小時(shí)內(nèi)即出現(xiàn)反復(fù)嘔吐,并可有腹瀉、病人呈衰弱狀態(tài)。初期癥狀持續(xù)23天后有所減輕,約經(jīng)710天后進(jìn)入極期。有的病例也可能直接轉(zhuǎn)入極期,沒有明顯的假愈期。 2造血損傷嚴(yán)重,部分病人能于自行恢復(fù)造血功能:外周血象變化迅速,照后1周白細(xì)胞可降至1×109/L,3天后淋巴細(xì)胞絕對(duì)值可降至0.25×109/L。極期白細(xì)胞、血小板都可降至0,貧血嚴(yán)重。劑量偏大的極重度病人需輸入外源性造血干細(xì)胞支持重建造血。 3極期癥狀重:進(jìn)入極期后,病人高熱、嘔吐、腹瀉、拒食、出血等癥狀嚴(yán)重,并呈現(xiàn)全身衰竭。腹瀉可呈水瀉樣或血便,脫水和電解質(zhì)紊亂嚴(yán)重。

55、胸部受到大于8Gy照片者可并發(fā)間質(zhì)性肺炎(interstitial pneumonitis,IP),霉菌和病毒感染發(fā)生率高。 間質(zhì)性肺炎是受大劑量照射后的嚴(yán)重并發(fā)癥,其發(fā)生原因不完全清楚,一般認(rèn)為與肺部放射損傷和病毒(如巨細(xì)胞病毒)感染有關(guān)。間質(zhì)性肺炎的病理變化主要為肺間質(zhì)水腫、炎細(xì)胞浸潤,肺泡纖維蛋白滲出和透明膜形成。晚期可見肺纖維化,肺泡壁增厚、氣體交換障礙。臨床表現(xiàn)為輕到中度咳嗽,干咳或有少量非膿性痰、呼吸急促或進(jìn)行性呼吸困難、發(fā)紺等,多數(shù)病人有發(fā)熱和肺部啰音。治療困難,一般在發(fā)病后1015天死亡。 4治療難度大,預(yù)后嚴(yán)重:此類病人雖經(jīng)積極治療,恢復(fù)較慢,目

56、前治療水平只能救活部分病人,并發(fā)間質(zhì)性肺炎和霉菌、病毒感染者預(yù)后嚴(yán)重。 二、腸型放射病 腸型放射病是以嘔吐、腹瀉、血水便等胃腸道癥狀為主要特征的非常嚴(yán)重的急性放射病。機(jī)體受腸型劑量照射后,造血器官損傷比骨髓型更為嚴(yán)重。但因病程短,造血器官的損傷尚未發(fā)展,小腸粘膜已發(fā)生了廣泛壞死脫落,因此腸道病變是腸型的主要病理特點(diǎn)。 由于小腸粘膜上皮細(xì)胞的更新周期為56天,所以腸型放射病在1周左右即出現(xiàn)小腸危象,小腸粘膜上皮廣泛壞死脫落。眼觀腸壁變薄,粘膜皺襞消失,表面平滑。鏡觀隱窩細(xì)胞壞死,隱窩數(shù)減少甚至完全消失,絨毛裸露,在隱窩和絨毛可見巨大的畸形細(xì)胞(亦稱細(xì)胞)?;渭?xì)胞是

57、腸腺細(xì)胞受損傷后,喪失了正常分裂能力,但仍能合成DNA,以致胞體腫大,失去了正常的上皮細(xì)胞形態(tài)和功能。腸粘膜上皮廣泛壞死脫落并出現(xiàn)畸形細(xì)胞,是腸型放射病的病理特征(圖4-3A)。在小腸粘膜上皮變化的同時(shí),粘膜固有層和粘膜下層血管充血、間質(zhì)水腫、有少量粒細(xì)胞和圓細(xì)胞浸潤。 腸型放射病小腸粘膜上皮變化及其后果示意圖 A:(a)正常小腸的隱窩和絨毛;(b)照射后隱窩細(xì)胞變性壞死,細(xì)胞碎片進(jìn)排入腸腔;©隱窩細(xì)胞減少,隱窩變短;(d)隱窩破壞,出現(xiàn)畸形細(xì)胞,絨毛暫時(shí)尚未有上皮細(xì)胞被復(fù);(e)隱窩和絨毛上皮細(xì)胞完全消失,僅見少量畸形細(xì)胞;如照射劑量在腸型下限,經(jīng)治療延長生存期

58、者亦可見隱窩再生 B:隱窩絨毛破壞后失去屏障功能,導(dǎo)致機(jī)體死亡 腸型放射病由于病情重、發(fā)展快、病程短、所以臨床分期不如骨髓型明顯,臨床表現(xiàn)有以下主要特點(diǎn): (一)初期癥狀重,假愈期不明顯 在照射后20分鐘至4小時(shí)內(nèi)全部出現(xiàn)癥狀,主要表現(xiàn)為反復(fù)嘔吐,全身衰竭、血壓輕度下降、有時(shí)有腹瀉。癥狀持續(xù)23天后稍有緩解。經(jīng)過35天假愈期,在照射后1周即轉(zhuǎn)入極期,或不出現(xiàn)假愈期直接轉(zhuǎn)入極期。 (二)極期突出表現(xiàn)為胃腸道癥狀 進(jìn)入極期后,病人出現(xiàn)反復(fù)嘔吐,嘔吐物多含膽汁或血性液體。嚴(yán)重腹瀉是極期的突出表現(xiàn),每天可達(dá)2030次。腹瀉以血水便為其特征,血

59、水便中含腸粘膜脫落物。腹瀉伴有腹脹、腹痛。由于腸蠕動(dòng)功能紊亂,腸套疊,腸梗阻、腸麻痹等發(fā)生率較高。 (三)造血損傷嚴(yán)重 腸型放射病造血器官損傷比骨髓型重,外周血象變化快,數(shù)天內(nèi)白細(xì)胞可降至1×109/L以下。照射劑量接近腸型放射病劑量下限者,經(jīng)大力救治若渡過腸型死亡期,即表現(xiàn)出來嚴(yán)重的骨髓衰竭,一般都不能自行恢復(fù)造血功能。死亡早者,出血不及重度骨髓型放射病嚴(yán)重,若經(jīng)治療而延長生存期者,亦可發(fā)生嚴(yán)重出血。 (四)感染發(fā)生早 由于造血損傷嚴(yán)重,免疫功能低下,腸道失去障礙,致使體液和電解質(zhì)大量丟失,腸腔內(nèi)細(xì)菌,毒素和有害分解產(chǎn)物侵入血液(圖4-3B)

60、,很快造成脫水、水、電解質(zhì)代謝紊亂,毒血癥、菌血癥等并發(fā)癥,成為死亡的原因。腸型放射病后期常出現(xiàn)壞死性腸炎、腹膜炎和壞死性扁桃體炎、敗血癥等。臨終前機(jī)體衰竭,體溫可驟然降低。 (五)治療可延長生存期 病人進(jìn)入極期后,病情迅速惡化,血壓下降,虛汗、四肢厥冷、柴紺、寒戰(zhàn)、譫妄、昏迷,很快瀕臨死亡。死亡高峰在10天前后,治療可延長生存期,但迄今尚無治活的先例。 三、腦型放射病 腦型放射病是以中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷為特征的極其嚴(yán)重的急性放射病,發(fā)病很快,病情兇險(xiǎn),多在12天內(nèi)死亡。腦型放射病時(shí),顯然造血器官和腸道的損傷更加嚴(yán)重。但由于病程很短,造血器官和腸道損傷未充分

61、顯露,主要病變?cè)谥袠猩窠?jīng)系統(tǒng)。損傷遍及中樞神經(jīng)系統(tǒng)各部位,尤以小腦、基底核、丘腦和大腦皮層為顯著。病變的性質(zhì)為循環(huán)障礙和神經(jīng)細(xì)胞變性壞死。眼觀大腦充血、水腫、鏡觀可見神經(jīng)細(xì)胞變性壞死,血管變性,血管周圍水腫、出血,炎細(xì)胞浸潤等。小腦的輻射敏感性高于其它部位,尤其是顆粒層細(xì)胞變化顯著,細(xì)胞減少,細(xì)胞核固縮或腫脹。蒲氏細(xì)胞空泡變性、壞死。大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生變性壞死,常見有膠質(zhì)細(xì)胞包繞而成“衛(wèi)星”或噬節(jié)現(xiàn)象,有時(shí)形成膠質(zhì)細(xì)胞結(jié)節(jié)。壞死神經(jīng)細(xì)胞的髓鞘發(fā)生崩解和脫失。 上述病變很快引起急性顱內(nèi)壓增高,腦缺氧,以及運(yùn)動(dòng),意識(shí)等一系列神經(jīng)活動(dòng)障礙,導(dǎo)致在一天左右死亡。死亡原因主要為腦性昏迷衰竭。 除上述普遍公認(rèn)的三型以外,國內(nèi)外有些學(xué)者根據(jù)事故病例和實(shí)驗(yàn)研究所得,提出在腸型和腦型之間存在一個(gè)心血管型放射?。╟ardio-vascular type)。其照射劑量介于腸型和腦型之間,病程較腦型稍長。病變特點(diǎn)是心肌變性壞死、炎癥或萎縮,并有心血管系統(tǒng)的功能障礙,而小腦顆粒層細(xì)胞核固縮較腦型為少,一般不超不定期1/

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