二、实验动物对辐射效应的影响
同样种类和剂量的辐射以相同的方式作用于机体时，所出现的后果往往用动物的种类、年龄、性别、机体状况等而异，即有不同的辐射反应。放射生物学研究中常用放射敏感性(Radiosensitivity)的概念来观察个体组织、细胞的敏感程度。放射敏感性，是指当一切照射条件完全严格一致时，机体或其组织成部分在射线作用下发生的某种变化的程度和速度，若变化大且其发生迅速，则表明其敏感性高，反之，则相反。一般文献资料中多以细胞、组织的形态学损伤或机体的死亡作为判断放射敏感性的依据。下面所指的放射敏感性，都是以此为准的。
(一)种系发生过程中的放射敏感性
不同种系动物的放射敏感差别很大，总的趋势是：种系发生的等级愈高，机体结构愈复杂，其放射敏感性也愈高。脊椎动物的放射敏感性高于无脊椎动物；在脊椎动物中，哺乳类比鸟类、鱼类、两栖类和爬虫类为高。哺乳类中各种实验动物的放射敏感性差异也较大，豚鼠、狗、山羊、和绵羊、猪对射线比较敏感，猴、小鼠次之，大鼠、田鼠更次之(见表10-10)。
表10-10 各种动物羊致死剂量比较表
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动物种类 |
LD50/30 |
动物种类 |
LD50/30 | ||
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伦琴 |
拉德 |
伦琴 |
拉德 | ||
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猴 |
500～550 |
546 |
豚 鼠 |
200～400 |
400 |
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羊 |
350～500 |
237 |
田 鼠 |
700 |
- |
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猪 |
230～275 |
247 |
大 鼠 |
600～800 |
796 |
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狗 |
250～300 |
244 |
小 鼠 |
400～600 |
633 |
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兔 |
750～800 |
751 |
人 |
285±25 |
- |
家兔对放射的敏感性与其它实验动物有一定差异。家兔的LD50/30的剂量为750～800伦琴或751拉德，但其受射线照射时初期反应比其它动物要敏感得多，常出现一种应激反应性的变化，我们称之为放射性休克状态，而且随着照射剂量的不断增加，休克的发生率也随之增加，如不及时采取抢救措施(当动物发生四肢软瘫并不断抽搐，瞳孔尚未散大之前，立即由于耳缘静脉快速注射25%可拉明0.5～1.0毫升，同时配合作人工呼吸)，丧失抢救时机，动物会很快死去，对实验影响很大。家兔照射初期的放射性休克发生率与照射剂量呈一定的线性关系(见表10-11)。
表10-11 家兔*照射初期休克发生率与照射剂量关系
(剂量率24.5伦琴/分)
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照射剂量(伦琴) |
休克发生率% |
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600 |
16 |
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700 |
22 |
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800 |
27 |
|
900 |
33 |
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1000 |
39 |
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1100 |
45 |
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1200 |
51 |
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1300 |
57 |
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1400 |
63 |
|
1500 |
69 |
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1600 |
75 |
*杂种兔照射初期休克发生率要低
同一种动物中的不同品系亦可表现出显著不同的放射敏感性。例如BALB/cAnN小鼠对X线或r线照射均极为敏感。A系小鼠对X线照射高度敏感。LACA小鼠对射线也较敏感。而C57BR/cdJN对射线不敏感，而具有一定、抗射线的能力。 Wistar大鼠在一定剂量范围内，对两种射线的敏感性应高于杂种大鼠。
(二)个体发生中的放射敏感性
哺乳动物在个体发育的不同阶段，其放射敏感性有明显的差别。一般规律是放射敏感性随着个体发生的过程而逐渐降低。在胚胎植入前母体受照射时，放射敏感性很高，较小的剂量即可引起胚胎的大量死亡；此时不死的胚胎可继续发育，畸形发生率较低。在器官形成期进行照射时，虽胚胎的死亡率降低，却出现较多的畸形和死胎。有人认为，这一时期是胚胎发育过程中放射敏感性很高的“危险期”。在器官形成期的后期，胚胎的放射敏感性开始下降，胎儿期的放射敏感性明显地低于以前各期(图10-7)。
图10-7 胚胎发育不同时期的辐射敏感性
(小鼠200R照射的实验资料，并外推引伸到人体)
在出生后的个体发育过程中，幼年动物的放射敏感性比成年的要高，但老年动物的机体由于各种功能的衰退，其耐受辐射(特别是大剂量辐射)的能力低于成年时期。
(三)组织和细胞的辐射敏感性
动物不同组织和细胞对辐射作用的反应有很大的差别。成年动物机体各种细胞的放射敏感性与其功能状态有密切的关系。早在1906年Bergonie和Tribndeau在观察大鼠睾丸的辐射效应时就曾发现，分裂的细胞(生精细胞)受辐射的影响较不分裂的细胞(间质细胞)要大。根据这些观察，他们提出了一条定律，即有丝分裂活动旺盛、正常时进行许多次分裂的细胞以及在形态结构和功能上未分化的细胞对射线敏感。即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。他们提出的这一定律已被其后许多其它的观察所证实，基本上是符合于客观实际的。按照细胞动力学特点，可将体内的主要细胞组织分为下表中的三在类(表10-12)。表中左侧的组织对辐射很不敏感，右侧的组织则对辐射非常敏感。中间的各种组织则介手其间。
表10-12 细胞动力学特点不同的各种组织
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无有丝分裂 无细胞更新 |
分裂指数低 细胞更新少 |
有丝分裂频繁 细胞更新较快 |
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中枢神经系统 |
肝 |
表 皮 |
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感觉器官 |
甲状腺 |
小肠上皮 |
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肾上腺髓质 |
血管内皮 |
骨 髓 |
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结缔组织 |
生殖腺 |
动物各种组织中，有一类组织是依靠细胞的分裂不断进行更新的，称为“增殖性组织”。造血组织，胃肠道上皮组织，生殖腺，皮肤上皮(包括毛囊上皮)组织都是增殖性组织。另一种组织在器官发育完全之后，细胞不再更新，如中枢神经系统，心脏，骨骼骨等。还有一种组织在发育成熟后继续进行缓慢的分裂，当受伤后可加速细胞更新的，如肝、肾及结缔组织。各种组织对射线的敏感性与细胞分化程度、细胞增殖能力、代谢状态以及细胞的周期环境有密切关系。一般说，分化程度低的、细胞分裂活跃的、代谢旺盛的(细胞DNA合成旺盛)组织对放射敏感性高，否则相反。根据这些特点进一步对动物各组织的放射敏感性进行了分类，其排列顺序为：
1.高度敏感组织
⑴淋巴组织(淋巴细胞和幼稚的淋巴细胞)；
⑵胸腺(胸腺细胞)；
⑶骨髓组织(幼稚的红、粒和巨核细胞)；
⑷胃肠上皮，尤其是小肠隐窝上皮细胞；
⑸性腺(睾丸和卵巢的性细胞)；
⑹胚胎细胞。
2.中度敏感组织
⑴感觉器官(角膜、晶状体、结膜)；
⑵内皮细胞(主要是血管、血窦和淋巴管内皮细胞)；
⑶皮肤上皮(包括毛囊上皮细胞)；
⑷唾液腺；
⑸肾、肝、肺组织的上皮细胞；
3.轻度敏感组织
⑴中枢神经系统；
⑵内分泌腺(除性腺外)；
⑶心脏；
4.不敏感组织
⑴肌肉组织；
⑵软内和骨组织；
⑶结缔组织 , http://www.100md.com