电离辐射对调节系统的作用

第五章电离辐射对调节系统的作用,神经冲动,机体调节系统,神经,内分泌,免疫系统,效应器官,反射,激素,三方面相互依托相互制约,90年代初，大量研究表明神经内分泌系统与免疫活性细胞及细胞因子存在联系。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。小剂量照射后ACTH升高。,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.,(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。,一、发育中神经系统的放射敏感性,1、胚胎期中枢神经系的增殖发生神经管管壁的组织呈假复层柱状上皮，称神经上皮。神经上皮细胞分裂分化成神经细胞和成胶质细胞；并逐渐形成三层：腔面为室管膜层，中间层，边缘层。在胚胎发育过程中，脑的神经元进行再一次的迁移。大、小脑的大部分神经元移至表面，构成大、小脑皮质，其余神经元的细胞体集成团神经核。轴突及其外包角质细胞构成白质。,2、发育中的神经系统放射敏感性高,神经元的发育需成神经细胞的繁殖、分化和迁移电离辐射可影响三种活动，导致整个神经系统发育异常故发育中的神经系统对射线很敏感,二、急性照射对神经系统的影响,1、神经系统的机能变化（1）高级神经活动的变化条件反射和皮层生物电是研究皮层机能活动的重要方法。受照后二者发生规律性变化，即时相性变化,条件反射变化的三个时相：,1、初级变化时相特点：兴奋过程增强（兴奋性、反应性增高），内抑制过程减弱表现：条件反射的潜伏期缩短、条件反射量增加以及分化解除抑制时间：立即发生，持续时间与剂量成反比,2、抑制时相,特点：皮层发生抑制，且不断发展，至超限抑制表现：条件反射减少，皮层活动虚弱，易衰竭，可出现位相状态（反常相）。严重的可导致条件放射消失。时间：23天出现，持续数日,3、恢复时相,特点：皮层下和皮层相继从抑制状态下释放表现：皮层机能很不稳定时间：照射后数日至30天或更长。放射损伤严重的动物往往于抑制相死亡。,辐射对机体条件反射影像的三个时相变化表,皮层生物电的活动,急性全身照射时也出现时相特征：,皮层功能变化的发生机制辐射对中枢的直接作用；末梢感受器刺激的反射性影响；毒血症因子对中枢的作用、脑组织的炎症其他因素。,（2）植物神经系统机能变化,植物神经系统,中枢：大脑、脊髓、脑干,周围：分布在内脏、心血管、腺体，控制机体的血液循环、呼吸、消化、排泄、体温等,电离辐射后植物神经系统功能和结构均可发生明显的改变，并带有系统性特征。表现为生物电活动增强，兴奋阈降低，数月后活动减弱，可发生位相状态（反应与刺激强度不相适应）,发病学意义：植物神经有调节、支配和营养内脏器官的功能。放射损伤时体内发生许多变化，这些变化除了辐射对某些细胞成分的直接损伤外，植物神经调节的变化有很重要的作用，有些变化是代偿性增强。急性放射病时，血液有形成分的变化、心率的异常、血压变化、体温调节障碍、消化系统机能变化、免疫系统功能抑制等在一定程度上是由于植物神经调节障碍的后果。,（3）神经感受器的变化,IR后引起视、听、嗅、痛、温、触和前庭感受器不同程度的障碍内感受器反射出现时相变化：即增强减弱增强原因（1）内感受器本身受辐射作用后的机能变化，感受性由增强减弱或异常（2）中枢的机能障碍,2、神经系统的形态变化,与照射剂量有关LD50以下的剂量：充血、水肿和出血，神经元无明显变化。急性放射病时：CNS明显形态改变PNS：主要发生在交感神经系统,CNS形态改变,早期：血液循环障碍晚期：脑组织的进行性坏死。表现为中脑、间脑、和延脑背侧诸核的神经元溶解、坏死、皱缩和玻璃样变。神经胶质细胞增生，包绕变性和坏死的神经元（称卫星现象）；角质细胞吞噬神经元（称噬节现象）；血管周围细胞浸润等。,PNS的交感神经系统变化,神经元：胞浆内出现小透明区，神经纤维嗜银性增高胞浆空泡形成，神经纤维溶解，细胞核皱缩或肿胀神经纤维：轴索变粗溶解,3、神经系统的生化变化,（1）核酸的改变IRRNA,DNA（与剂量成正比）（2）糖代谢和能量代谢改变：IRGS氧化，糖原和粘多糖ATP：超致死剂量时，线粒体氧化磷酸化（3）神经递质等的改变：脑内r-氨基丁酸（GABA；抑制性递质）：单胺氧化酶、脑啡肽、cAMP,4特大剂量照射引起的NS变化,脑性放射病1.形态学变化神经元的变性与坏死神经胶质细胞的增生；包绕、吞噬变性坏死的神经元，血管周围细胞浸润。2.功能变化神经系统功能紊乱,表现为:共济失调-小脑和锥体外系肢体震颤，肌张力增强-锥体外系抽搐和昏迷-皮层血压,呼吸,体温等变化-下丘脑,三.低剂量辐射对NS的影响,1.单次低剂量辐射:脑,特别是下丘脑功能变化2.长期低剂量: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。,四、分次照射对神经系统的影响,剂量分割效应很明显，随着分割次数增多，引起反应的剂量加大。脑照射的耐受剂量大约为55Gy/3542d，形态学变化的阈剂量约为40Gy分次照射。,迟发型脑坏死：家兔最小单次剂量2024Gy可诱迟发型脑坏死；表现为脑重量下降和寿命缩短；形态学改变最早发生于室管膜下板，此处细胞是白质中神经胶质细胞的干细胞，对射线很敏感。,第二节内分泌系统的变化,一、垂体,1、放射性敏感性形态上：较不敏感，抗性较高机能上：敏感，幼年比成年敏感2、形态变化特点（LD50）初期：垂体前叶分泌细胞增多、变大，分泌活动增强，ACTH和TSH分泌增多。后期：垂体前叶细胞的退行性变，分泌消失。,3、生物学意义初期：动员机体防御适应功能。摘除垂体IR抵抗力下降，与ACTH分泌脱失，肾上腺皮质功能低下有关。后期：代偿，分泌功能,二、肾上腺,1、急性放射损伤,形态结构变化（致死剂量照射）,肾上腺抗坏血酸含量,ug/100mg腺重,皮质类固醇合成，ug/100mg腺重/60,血浆皮质酮含量，ug%,照射后时间,大鼠5GyX射线全身照射后肾上腺皮质功能的变化,初期肾上腺皮质激活机制,一种神经内分泌反应，是HPA轴，特别是下丘脑功能变化起重要作用HPA-CRH-ACTH原因1)下丘脑与垂体尚未建立联系的初生动物2）手术破坏下丘脑的动物3）用戊烷巴比妥钠和吗啡麻醉的动物,戊烷巴比妥钠及吗啡麻醉剂对动物极期肾上腺皮质放射反应的影响,皮质类固醇分泌量，ug/100mg腺重,1、正常对照，I.P.NS2、6.5Gy，照射后3d，I.P.NS后1h3、6.5Gy，照射后3d，I.P.麻醉剂后1h,2、低剂量慢性照射时肾上腺皮质功能的变化,肾上腺皮质功能下调与受照剂量和剂量率有关机制可能与下丘脑和垂体的功能性调节有关或辐射对肾上腺的直接作用,3、肾上腺皮质机能变化发病学意义,初期，动员机体的防御适应机能正常90皮质类固醇与蛋白质结合不发挥作用。IR后游离增加达20以上，增加解毒能力。极期，复杂，若持续处于亢进状态，不利于机体恢复长期低剂量照射造成肾上腺功能下调，疲乏无力，神经衰弱等。,三、甲状腺,1、甲状腺对辐射敏感性成年不敏感，增殖的或幼年的敏感,2、甲状腺放射损伤,（1）成因a.放射性碘诊断、治疗，特别是儿童b.头颈部放疗c.放射性污染，如切尔诺贝利调查，儿童甲状腺肿瘤发病率增高。,（2）表现甲低结节性甲状腺肿甲状腺癌,甲状腺功能低下，原因有：1、小血管和滤泡间质的片状变性和纤维化2、滤泡上皮变性在受累较轻的区域可能有增生反应，导致萎缩性结节，其内胶体很少。甲低起始时间与剂量有关