核辐射产生的人体伤害(从生物学角度分析).doc

一、细胞的辐射敏感性  机体各类细胞对辐射的敏感性不一致。Bergonie 和Tribondeau提出细胞的辐射敏感性同细胞的分化的程度成反比,同细胞的增殖能力成正比。Casaret按辐射敏感性由高到低,将人类和哺乳动物细胞分为4类(表3-1)。从总体上说,不断生长、增殖、自我更新的细胞群对辐射敏感,稳定状态的分裂后细胞对辐射有高度抗力。而多能性结缔组织,包括血管内皮细胞,血窦壁细胞,成纤维细胞和各种间胚叶细胞也较敏感,介于表3-1的Ⅱ、Ⅲ类之间。 表3-1 哺乳类细胞辐射敏感性分类 细胞类型 特性 举例 辐射敏感性  Ⅰ增殖的分裂间期细胞(vegetative intermitosis cells) 受控分裂 分化程度最低 造血干细胞 肠隐窝细胞 表皮生长细胞 高  Ⅱ分化的分裂间期细胞(differentiating intermitosis cells) 受控分裂 分裂中不断分化 幼稚血细胞    结缔组织细胞 (Conective tissue cells)        Ⅲ可逆性分裂后细胞(reverting postmitotic cells) 无受控分裂 可变分化 肝细胞    Ⅳ稳定性分裂后细胞(fixed postmitotic cells) 不分裂 高度分化 神经细胞 肌肉细胞 低   二、细胞周期的变化  辐射可延长的细胞周期,但不同阶段的辐射敏感性不同(图3-3)。处于M期的细胞受照很敏感,可引起细胞即刻死亡或染色体畸变(断裂、粘连、碎片等);可不立刻影响分裂过程,而使下一周期推迟,或在下一次分裂时子代细胞夭折。C1期的早期对辐射不敏感,后期则较为敏感,RNA、蛋白质和酶合成抑制,延迟进入S期。S前期亦较为敏感,直接阻止DNA合成,而在S期的后期敏感性降低,是则于此时已完成DNA合成,即使DNA受损亦可修复之故。G2期是对辐射极敏感的阶段,分裂所需特异蛋白质和RNA合成障碍,因而细胞在G2期停留下来,称“G2阻断”(G2block),是照射后即刻发生细胞分裂延迟主要原因。 图3-3 细胞周期各阶段的辐射敏感性  三、染色体畸变  细胞在分裂过程中染色体的数量和结构发生变化称为染色体畸变(chromosome aberration)。畸变可以自然发生,称自发畸变(spontaneous aberration)。许多物理、化学因素和病毒感染可使畸变率增高。电离辐射是畸变诱发因素,其原因是电离粒子穿透染色体或其附近时,使染色体分子电离发生化学变化而断裂。  (一)染色体数量变化  照射时染色体发生粘着,在细胞分裂时可能产生染色体不分离现象,致使两个子细胞中染色体不是平均分配,生成非整倍体(aneuploid)细胞。  (二)染色体结构变化  :当染色体在复制之前受照射(即细胞处于G1期或S期初期受照射),染色体发生畸变之后再进行复制,称染色体型畸变。断片、着丝粒环、双着丝粒体、相互易位、倒位及缺失等畸变属于这一类(图3-4)。 图3-4 某些染色体畸变形成示意图 (1)断片, (2)双着丝点(3)环  :当染色体复制之后受照射(即细胞处于S期后期或G2期受照射),在一个染色单体臂上发生断裂或裂隙,称为染色单体型畸变(chromatid aberration)。单体断片、单体互换等属这一类。  电离辐射诱发的畸变以染色体型畸变为主,尤以断片,环和双着丝粒体等畸变,在反映辐射效应的程度方面更有意义。  四、细胞死亡  (一)细胞死亡类型  (intermitotic death):细胞受照射后不经分裂,在几小时内就开始死亡,称间期死亡,又称即刻死亡。体内发生间期死亡的细胞分为二类:一类是不分裂或分裂能力有限的细胞,如淋巴细胞和胸腺细胞,受几百mGy照射后即发生死亡;另一类是不分裂和可逆性分裂的细胞,如成熟神经细胞、肌细胞和肝、肾细胞等,需要照射几十至几百Gy才发生死亡。细胞间期死亡发生率随照射剂量增加而增加,但达到一定峰值后,再增加照射剂量,死亡率也不再增加。间期死亡的原因是核细胞的破坏,其机理主要是由于DNA分子损伤和核酸、蛋白质水解酶被活化,导致染色质降解,组蛋白外溢,发生细胞核固缩、裂解。照射后膜结构的破坏、细胞能量代谢障碍,也是促成间期死亡的因素。  (reproductive death):细胞受照射后经过1个或几个分裂周期以后,丧失了继续增殖的能力而死亡,称增殖死亡,也称延迟死亡。体内快速分裂的细胞,如骨髓细胞受数Gy射线照射后数小时至数天内即发生增殖死亡。分裂细胞在受到很大剂量照射后也可发生间期死亡。增殖死亡的机理主要是由于DNA分子损伤后错误修复和染色体畸变等原因导致有丝分裂的障碍。(二)剂量存活曲线  剂量存活曲线(dode surviv