放射生物学4.正常组织和器官的放射效应课件

正常组织和器官的放射效应正常组织和器官的放射效应正常组织和器官的放射效应1主要内容o 种系和个体发育的放射种系和个体发育的放射敏感性敏感性o人体正常组织及器官的放射人体正常组织及器官的放射敏感性敏感性1.早期反应组织和晚期反应组织早期反应组织和晚期反应组织2.细胞群体动力学特点细胞群体动力学特点主要内容 种系和个体发育的放射敏感性2Thank you！Thank you！3 种系的放射敏感性o不同种系的生物对电离辐射的敏不同种系的生物对电离辐射的敏感性有很大差异，其总的趋势是感性有很大差异，其总的趋势是随着种系演化越高，机体组织结随着种系演化越高，机体组织结构越复杂，其放射敏感性越高。构越复杂，其放射敏感性越高。种系的放射敏感性不同种系的生物对电离辐射的敏感性有很大差异4不同种类生物的LD50（半数致死剂量）生物种类生物种类LD50（Sv）生物种类生物种类LD50（Sv）豚鼠豚鼠2.5鸡鸡7.15狗、山羊狗、山羊3.4龟龟15.00人人4.0大肠杆菌大肠杆菌56.00猴猴6.0酵母菌酵母菌300.00小鼠小鼠6.4变形虫变形虫1000.00大鼠大鼠7.0草履虫草履虫3000.00蛙蛙7.0芽胞、病毒芽胞、病毒20000.00不同种类生物的LD50（半数致死剂量）生物种类LD50（Sv5个体发育的放射敏感性n胚胎植入前期胚胎植入前期：照射母体，较小剂量即可引：照射母体，较小剂量即可引起胚胎大量死亡，不死的胚胎可继续发育，起胚胎大量死亡，不死的胚胎可继续发育，但畸形较少，因为细胞更新能力很强。人为但畸形较少，因为细胞更新能力很强。人为妊娠第妊娠第09日，小鼠为日，小鼠为05日。日。n器官形成期器官形成期：受到照射，出现大量畸形。人：受到照射，出现大量畸形。人为第为第942天，小鼠为第天，小鼠为第513天。天。个体发育的放射敏感性胚胎植入前期：照射母体，较小剂量即可引起6个体发育的放射敏感性n在胎儿发育的随后时期，照射后发生解剖学缺在胎儿发育的随后时期，照射后发生解剖学缺陷的几率下降，此时只有分化较晚的脑、眼和陷的几率下降，此时只有分化较晚的脑、眼和性腺易出现畸形。性腺易出现畸形。n广岛原子弹爆炸时相当于此阶段出生的儿童中广岛原子弹爆炸时相当于此阶段出生的儿童中许多有许多有小头症和智力低下小头症和智力低下。n器官形成期后器官形成期后:个体的放射敏感性逐渐下降。个体的放射敏感性逐渐下降。个体发育的放射敏感性在胎儿发育的随后时期，照射后发生解剖学缺7个体发育的放射敏感性n应当强调指出，胚胎和胎儿期受照射的儿童发应当强调指出，胚胎和胎儿期受照射的儿童发生某些类型的癌症和白血病的危险度增高。生某些类型的癌症和白血病的危险度增高。n出生以后的个体发育过程中，幼年比成年的放出生以后的个体发育过程中，幼年比成年的放射敏感性要高（射敏感性要高（随着个体发育过程而逐渐降低随着个体发育过程而逐渐降低），但老年机体由于各种功能衰退，耐受辐射能，但老年机体由于各种功能衰退，耐受辐射能力明显低于成年期（力明显低于成年期（放射敏感性比成年高放射敏感性比成年高）。）。个体发育的放射敏感性应当强调指出，胚胎和胎儿期受照射的儿童发8个体发育的放射敏感性o电离辐射对个体发育影响的研究，对临床医电离辐射对个体发育影响的研究，对临床医学和卫生防护有重要实际意义。学和卫生防护有重要实际意义。o有的研究者提出所谓有的研究者提出所谓“十日法规十日法规”，建议除，建议除了医疗指征绝对必须以外，对妇女下腹部的了医疗指征绝对必须以外，对妇女下腹部的X线检查都应当在月经期第线检查都应当在月经期第1天算起天算起10天内天内进行，这样就可以避免对妊娠子宫照射，即进行，这样就可以避免对妊娠子宫照射，即使是低剂量的辐射作用也应完全避免。使是低剂量的辐射作用也应完全避免。个体发育的放射敏感性电离辐射对个体发育影响的研究，对临床医学9人体正常组织及器官的放射敏感性o在放射治疗肿瘤的过程中，射线对人体正常组在放射治疗肿瘤的过程中，射线对人体正常组织必然产生一定的影响和损伤。织必然产生一定的影响和损伤。o放射治疗的目的是控制肿瘤，提高治愈率，保放射治疗的目的是控制肿瘤，提高治愈率，保证生存质量，延长患者生命，因此在治疗肿瘤证生存质量，延长患者生命，因此在治疗肿瘤的同时应尽量避免并减少正常组织损伤。的同时应尽量避免并减少正常组织损伤。o了解人体各种组织和器官对射线的反应情况及了解人体各种组织和器官对射线的反应情况及其内在的影响因素是非常必要的。其内在的影响因素是非常必要的。人体正常组织及器官的放射敏感性在放射治疗肿瘤的过程中，射线对10早期反应组织和晚期反应组织o大多数情况下，大多数情况下，增殖旺盛、分化程度低增殖旺盛、分化程度低的细胞要的细胞要比无增殖能力、分化高的细胞对射线更敏感。比无增殖能力、分化高的细胞对射线更敏感。o这是因为前者很快发生增殖死亡，而引起这种效这是因为前者很快发生增殖死亡，而引起这种效应所需要的照射剂量较低，而后者因为分裂活动应所需要的照射剂量较低，而后者因为分裂活动低下或不分裂，没有或很少发生增殖死亡，所需低下或不分裂，没有或很少发生增殖死亡，所需要达到间期死亡的剂量则要高得多。要达到间期死亡的剂量则要高得多。早期反应组织和晚期反应组织大多数情况下，增殖旺盛、分化程度低11早期反应组织和晚期反应组织o因此从这种意义上讲，把因此从这种意义上讲，把胃肠道粘膜、骨髓、胃肠道粘膜、骨髓、口腔和食道粘膜口腔和食道粘膜等这些迅速更新的组织认为等这些迅速更新的组织认为是敏感组织，而把是敏感组织，而把周围神经和中枢神经、肌周围神经和中枢神经、肌肉、真皮、肝、肾肉、真皮、肝、肾等这些在正常情况下细胞等这些在正常情况下细胞不增殖，或很少增殖的组织列为放射不敏感不增殖，或很少增殖的组织列为放射不敏感组织。组织。早期反应组织和晚期反应组织因此从这种意义上讲，把胃肠道粘膜、12早期反应组织和晚期反应组织o细胞增殖活跃的组织，通常是细胞增殖活跃的组织，通常是早期反应组织早期反应组织。o照射后由于实质细胞的迅速死亡，有丝分裂活动照射后由于实质细胞的迅速死亡，有丝分裂活动一时或永久的抑制，组织过早的成熟或丧失而得一时或永久的抑制，组织过早的成熟或丧失而得不到补充，可以很快出现放射损伤的表现。不到补充，可以很快出现放射损伤的表现。o如果损伤在一定限度内，可由于细胞的迅速更新，如果损伤在一定限度内，可由于细胞的迅速更新，使早期损伤得到一定的恢复使早期损伤得到一定的恢复。早期反应组织和晚期反应组织细胞增殖活跃的组织，通常是早期反应13早期反应组织和晚期反应组织o细胞增殖不活跃的组织，一般是细胞增殖不活跃的组织，一般是晚反应组织晚反应组织。o它们的早期反应可以很轻微，但如果剂量超过其它们的早期反应可以很轻微，但如果剂量超过其耐受范围，晚期可以出现较明显、甚至不可逆的耐受范围，晚期可以出现较明显、甚至不可逆的损伤。损伤。o从放射治疗的角度出发，要考虑的是受照射组织从放射治疗的角度出发，要考虑的是受照射组织和器官的最终结果。和器官的最终结果。早期反应组织和晚期反应组织细胞增殖不活跃的组织，一般是晚反应14早期反应组织和晚期反应组织o当给予一定剂量照射时，尽管早期反应组织当给予一定剂量照射时，尽管早期反应组织表现的很敏感，只要不发生功能衰竭，不产表现的很敏感，只要不发生功能衰竭，不产生严重影响器官功能的不可逆损伤，病人可生严重影响器官功能的不可逆损伤，病人可以耐受，就不会影响治疗进行。以耐受，就不会影响治疗进行。o而对晚期反应组织，要防止一些重要脏器发而对晚期反应组织，要防止一些重要脏器发生严重的晚期并发症，如放射性脊髓炎等，生严重的晚期并发症，如放射性脊髓炎等，这常常是限制放射治疗剂量的重要原因。这常常是限制放射治疗剂量的重要原因。早期反应组织和晚期反应组织当给予一定剂量照射时，尽管早期反应15早期反应组织和晚期反应组织o总的来说，人体组织和器官对射线的反应所总的来说，人体组织和器官对射线的反应所产生的损伤程度，除了与细胞增殖活动所表产生的损伤程度，除了与细胞增殖活动所表现的放射敏感性有关外，还决定于组织和器现的放射敏感性有关外，还决定于组织和器官的结构和功能特点。官的结构和功能特点。o对于晚期反应组织的放射损伤，可以认为是对于晚期反应组织的放射损伤，可以认为是靶细胞消耗的结果，如中枢神经系统的少突靶细胞消耗的结果，如中枢神经系统的少突胶质细胞、肾小管上皮细胞、间质细胞如成胶质细胞、肾小管上皮细胞、间质细胞如成纤维细胞、成骨细胞等。纤维细胞、成骨细胞等。早期反应组织和晚期反应组织总的来说，人体组织和器官对射线的反16细胞群体动力学特点根据细胞群体动力学特点，细胞可分为：根据细胞群体动力学特点，细胞可分为：o有增殖能力的细胞有增殖能力的细胞o正在分化中有增殖能力的细胞正在分化中有增殖能力的细胞o多种归宿的结缔组织细胞多种归宿的结缔组织细胞o有修复能力的细胞有修复能力的细胞o恒定的细胞恒定的细胞细胞群体动力学特点根据细胞群体动力学特点，细胞可分为：17有增殖能力的细胞o对射线最敏感。对射线最敏感。o生命周期短暂，有规律的产生子细胞。生命周期短暂，有规律的产生子细胞。o子细胞一部分进入分化过程，另一部分仍然子细胞一部分进入分化过程，另一部分仍然保持增殖能力。保持增殖能力。o造血组织最原始的游离干细胞，小肠隐窝和造血组织最原始的游离干细胞，小肠隐窝和胃腺体中的分裂细胞，原始的生精上皮中的胃腺体中的分裂细胞，原始的生精上皮中的精原细胞，表皮及表皮样上皮的基底生发层精原细胞，表皮及表皮样上皮的基底生发层细胞等。细胞等。有增殖能力的细胞对射线最敏感。18正在分化中有增殖能力的细胞o对射线相当敏感，略低于第一类细胞。对射线相当敏感，略低于第一类细胞。o由第一类细胞产生，较第一类细胞分化。由第一类细胞产生，较第一类细胞分化。o正在分化中不同造血系统的有分裂能力的正在分化中不同造血系统的有分裂能力的细胞和比较分化的精原细胞。细胞和比较分化的精原细胞。正在分化中有增殖能力的细胞对射线相当敏感，略低于第一类细胞。19多种归宿的结缔组织细胞o处于相对敏感和相对抗拒之间。处于相对敏感和相对抗拒之间。o分裂不规律，平均寿命长于前两类细胞。分裂不规律，平均寿命长于前两类细胞。o内皮细胞、纤维母细胞和间质细胞。内皮细胞、纤维母细胞和间质细胞。多种归宿的结缔组织细胞处于相对敏感和相对抗拒之间。20有修复能力的细胞o对射线相当抗拒。对射线相当抗拒。o寿命较长，成人正常情况下不分裂。损伤情寿命较长，成人正常情况下不分裂。损伤情况下大量丢失时可进行分裂。况下大量丢失时可进行分裂。o唾液腺、肝、肾和胰腺内的实质上皮细胞和唾液腺、肝、肾和胰腺内的实质上皮细胞和管道上皮细胞；局部分泌腺如汗腺的实质细管道上皮细胞；局部分泌腺如汗腺的实质细胞和内分泌腺的实质细胞如肾上腺、甲状腺、胞和内分泌腺的实质细胞如肾上腺、甲状腺、甲状旁腺、垂体及卵巢的黄体细胞，造血组甲状旁腺、垂体及卵巢的黄体细胞，造血组织的固定干细胞和平滑肌细胞。织的固定干细胞和平滑肌细胞。有修复能力的细胞对射线相当抗拒。21恒定的细胞o对射线最抗拒。对射线最抗拒。o正常情况下不分裂，损伤后由其它细胞填补，正常情况下不分裂，损伤后由其它细胞填补，形态上高度分化，功能上有高度的特异性。形态上高度分化，功能上有高度的特异性。o寿命长的有神经细胞和横纹肌细胞，寿命短的寿命长的有神经细胞和横纹肌细胞，寿命短的有多形核粒细胞、红血细胞和精子。有多形核粒细胞、红血细胞和精子。恒定的细胞对射线最抗拒。22例外o对于上面的分类，有两种细胞是例对于上面的分类，有两种细胞是例外情况，即卵细胞和小淋巴细胞，外情况，即卵细胞和小淋巴细胞，这些细胞不分裂可是对射线敏感。这些细胞不分裂可是对射线敏感。例外对于上面的分类，有两种细胞是例外情况，即卵细胞和小淋巴细23