實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué):第四節(jié)　放射生物學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和應(yīng)用

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在放射生物學(xué)研究中的作用

進(jìn)行放射生物學(xué)研究是實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)中最復(fù)雜的任務(wù)之一。因?yàn)樵诜派渖�物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中，不僅要求工作人員遵守相應(yīng)的措施，免受超允許劑量的照射或沾染，而且還要得到能客觀反應(yīng)輻射與生物對(duì)象互相作用真實(shí)情況的穩(wěn)定結(jié)果。這就必須同時(shí)滿(mǎn)足許多條件，其中最重的條件之一，就是要選擇適于研究課題需要的動(dòng)物種類(lèi)、建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

超過(guò)一定劑量的高能輻射作用于機(jī)體，可引起體一系列全身性綜合病癥，稱(chēng)為放射病，或稱(chēng)為急性放射綜合癥（Acute　Radiation　Syndrome)。這種病在平時(shí)極少見(jiàn)到，只有在核戰(zhàn)爭(zhēng)和核事幫情況下才可見(jiàn)到該病。因此研究這種疾病眩要是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)選擇各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物來(lái)進(jìn)行研究的。今天我們對(duì)輻射損傷的大部分知識(shí)，不是來(lái)自方廣島或長(zhǎng)畸，也不是來(lái)自幾個(gè)出過(guò)事故的反應(yīng)堆，大量的知識(shí)是通過(guò)選用各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)積累起來(lái)的。關(guān)于輻射的遠(yuǎn)期遺傳效應(yīng)至今只有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的材料。

由于在實(shí)驗(yàn)室可以隨時(shí)選擇各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物并使其接受不同劑量的照射，可以復(fù)制成病變相似、病例多量的不同類(lèi)型的放射病或輻射損傷，這就為放射生物學(xué)研究提供了極為便利的條件，對(duì)放射醫(yī)學(xué)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。

二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)輻射效應(yīng)的影響

同樣種類(lèi)和劑量的輻射以相同的方式作用于機(jī)體時(shí)，所出現(xiàn)的后果往往用動(dòng)物的種類(lèi)、年齡、性別、機(jī)體狀況等而異，即有不同的輻射反應(yīng)。放射生物學(xué)研究中常用放射敏感性（Radiosensitivity)的概念來(lái)觀察個(gè)體組織、細(xì)胞的敏感程度。放射敏感性，是指當(dāng)一切照射條件完全嚴(yán)格一致時(shí)，機(jī)體或其組織成部分在射線作用下發(fā)生的某種變化的程度和速度，若變化大且其發(fā)生迅速，則表明其敏感性高，反之，則相反。一般文獻(xiàn)資料中多以細(xì)胞、組織的形態(tài)學(xué)損傷或機(jī)體的死亡作為判斷放射敏感性的依據(jù)。下面所指的放射敏感性，都是以此為準(zhǔn)的。

（一)種系發(fā)生過(guò)程中的放射敏感性

不同種系動(dòng)物的放射敏感差別很大，總的趨勢(shì)是：種系發(fā)生的等級(jí)愈高，機(jī)體結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，其放射敏感性也愈高。脊椎動(dòng)物的放射敏感性高于無(wú)脊椎動(dòng)物；在脊椎動(dòng)物中，哺乳類(lèi)比鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)和爬蟲(chóng)類(lèi)為高。哺乳類(lèi)中各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的放射敏感性差異也較大，豚鼠、狗、山羊、和綿羊、豬對(duì)射線比較敏感，猴、小鼠次之，大鼠、田鼠更次之（見(jiàn)表10-10)。

表10-10　各種動(dòng)物羊致死劑量比較表

家兔對(duì)放射的敏感性與其它實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有一定差異。家兔的LD50/30的劑量為750～800倫琴或751拉德，但其受射線照射時(shí)初期反應(yīng)比其它動(dòng)物要敏感得多，常出現(xiàn)一種應(yīng)激反應(yīng)性的變化，我們稱(chēng)之為放射性休克狀態(tài)，而且隨著照射劑量的不斷增加，休克的發(fā)生率也隨之增加，如不及時(shí)采取搶救措施（當(dāng)動(dòng)物發(fā)生四肢軟癱并不斷抽搐，瞳孔尚未散大之前，立即由于耳緣靜脈快速注射25%可拉明0.5～1.0毫升，同時(shí)配合作人工呼吸)，喪失搶救時(shí)機(jī)，動(dòng)物會(huì)很快死去，對(duì)實(shí)驗(yàn)影響很大。家兔照射初期的放射性休克發(fā)生率與照射劑量呈一定的線性關(guān)系（見(jiàn)表10-11)。

表10-11　家兔*照射初期休克發(fā)生率與照射劑量關(guān)系

（劑量率24.5倫琴/分)

*雜種兔照射初期休克發(fā)生率要低

同一種動(dòng)物中的不同品系亦可表現(xiàn)出顯著不同的放射敏感性。例如BALB/cAnN小鼠對(duì)X線或r線照射均極為敏感。A系小鼠對(duì)X線照射高度敏感。LACA小鼠對(duì)射線也較敏感。而C57BR/cdJN對(duì)射線不敏感，而具有一定、抗射線的能力。Wistar大鼠在一定劑量范圍內(nèi)，對(duì)兩種射線的敏感性應(yīng)高于雜種大鼠。

（二)個(gè)體發(fā)生中的放射敏感性

哺乳動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育的不同階段，其放射敏感性有明顯的差別。一般規(guī)律是放射敏感性隨著個(gè)體發(fā)生的過(guò)程而逐漸降低。在胚胎植入前母體受照射時(shí)，放射敏感性很高，較小的劑量即可引起胚胎的大量死亡；此時(shí)不死的胚胎可繼續(xù)發(fā)育，畸形發(fā)生率較低。在器官形成期進(jìn)行照射時(shí)，雖胚胎的死亡率降低，卻出現(xiàn)較多的畸形和死胎。有人認(rèn)為，這一時(shí)期是胚胎發(fā)育過(guò)程中放射敏感性很高的“危險(xiǎn)期”。在器官形成期的后期，胚胎的放射敏感性開(kāi)始下降，胎兒期的放射敏感性明顯地低于以前各期（圖10-7)。

圖10-7　胚胎發(fā)育不同時(shí)期的輻射敏感性

（小鼠200R照射的實(shí)驗(yàn)資料，并外推引伸到人體)

在出生后的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，幼年動(dòng)物的放射敏感性比成年的要高，但老年動(dòng)物的機(jī)體由于各種功能的衰退，其耐受輻射（特別是大劑量輻射)的能力低于成年時(shí)期。

（三)組織和細(xì)胞的輻射敏感性

動(dòng)物不同組織和細(xì)胞對(duì)輻射作用的反應(yīng)有很大的差別。成年動(dòng)物機(jī)體各種細(xì)胞的放射敏感性與其功能狀態(tài)有密切的關(guān)系。早在1906年Bergonie和Tribndeau在觀察大鼠睪丸的輻射效應(yīng)時(shí)就曾發(fā)現(xiàn)，分裂的細(xì)胞（生精細(xì)胞)受輻射的影響較不分裂的細(xì)胞（間質(zhì)細(xì)胞)要大。根據(jù)這些觀察，他們提出了一條定律，即有絲分裂活動(dòng)旺盛、正常時(shí)進(jìn)行許多次分裂的細(xì)胞以及在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上未分化的細(xì)胞對(duì)射線敏感。即一種組織的放射敏感性與其細(xì)胞的分裂活動(dòng)成正比，而與其分化程度成反比。他們提出的這一定律已被其后許多其它的觀察所證實(shí)，基本上是符合于客觀實(shí)際的。按照細(xì)胞動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，可將體內(nèi)的主要細(xì)胞組織分為下表中的三在類(lèi)（表10-12)。表中左側(cè)的組織對(duì)輻射很不敏感，右側(cè)的組織則對(duì)輻射非常敏感。中間的各種組織則介手其間。

表10-12　細(xì)胞動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)不同的各種組織

動(dòng)物各種組織中，有一類(lèi)組織是依靠細(xì)胞的分裂不斷進(jìn)行更新的，稱(chēng)為“增殖性組織”。造血組織，胃腸道上皮組織，生殖腺，皮膚上皮（包括毛囊上皮)組織都是增殖性組織。另一種組織在器官發(fā)育完全之后，細(xì)胞不再更新，如中樞神經(jīng)系統(tǒng)，心臟，骨骼骨等。還有一種組織在發(fā)育成熟后繼續(xù)進(jìn)行緩慢的分裂，當(dāng)受傷后可加速細(xì)胞更新的，如肝、腎及結(jié)締組織。各種組織對(duì)射線的敏感性與細(xì)胞分化程度、細(xì)胞增殖能力、代謝狀態(tài)以及細(xì)胞的周期環(huán)境有密切關(guān)系。一般說(shuō)，分化程度低的、細(xì)胞分裂活躍的、代謝旺盛的（細(xì)胞DNA合成旺盛)組織對(duì)放射敏感性高，否則相反。根據(jù)這些特點(diǎn)進(jìn)一步對(duì)動(dòng)物各組織的放射敏感性進(jìn)行了分類(lèi)，其排列順序?yàn)椋?/p>

1．高度敏感組織

⑴淋巴組織（淋巴細(xì)胞和幼稚的淋巴細(xì)胞)；

⑵胸腺（胸腺細(xì)胞)；

⑶骨髓組織（幼稚的紅、粒和巨核細(xì)胞)；

⑷胃腸上皮，尤其是小腸隱窩上皮細(xì)胞；

⑸性腺（睪丸和卵巢的性細(xì)胞)；

⑹胚胎細(xì)胞。

2．中度敏感組織

⑴感覺(jué)器官（角膜、晶狀體、結(jié)膜)；

⑵內(nèi)皮細(xì)胞（主要是血管、血竇和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞)；

⑶皮膚上皮（包括毛囊上皮細(xì)胞)；

⑷唾液腺；

⑸腎、肝、肺組織的上皮細(xì)胞；

3．輕度敏感組織

⑴中樞神經(jīng)系統(tǒng)；

⑵內(nèi)分泌腺（除性腺外)；

⑶心臟；

4．不敏感組織

⑴肌肉組織；

⑵軟內(nèi)和骨組織；

⑶結(jié)締組織

三、放射生物學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇

（一)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種系的選擇

放射生物學(xué)研究中可選用成年的猴、豬、羊、狗、兔、豚鼠、田鼠、大鼠、小鼠等動(dòng)物來(lái)作實(shí)驗(yàn)。我們認(rèn)為用猴、狗、大鼠和小鼠復(fù)制放射病模型比較理想。BALB/cAnN、A、LACA小鼠和Wistar大鼠對(duì)射線敏感，應(yīng)該首選。

（二)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物性別、年齡、體重的選擇

關(guān)于動(dòng)物性別對(duì)放射感染性影響的報(bào)導(dǎo)是有爭(zhēng)論的。一些材料證明雌性敏感性較高。而另一些（占多數(shù))材料則認(rèn)為雄性敏感性高或性別間無(wú)明顯差別。性別間無(wú)明顯差別在狗的實(shí)驗(yàn)中得到很好的證明。然而，在性周期的不同階段，雌性動(dòng)物的放射敏感性可能有變化�？紤]到這點(diǎn)以及在實(shí)驗(yàn)中可能混入妊娠的雌性動(dòng)物，所以在絕大多數(shù)情況下為放射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇動(dòng)物時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選用雄性動(dòng)物。

因?yàn)閯?dòng)物的體重和年齡增加，可降低放射生物效應(yīng)。這一點(diǎn)在照射狗時(shí)表現(xiàn)得更為明顯。深入研究表明，當(dāng)改變照射的幾何位置時(shí)，在死亡率、放射性綜合征的嚴(yán)重程度方面，仍程度不等地存在著這種影響（表10-13)。

表10-13　400倫丙種射線單向和多向照射對(duì)不同體重狗^＊損傷作用的綜合材料（AkoeB1971)

*小體重：7.0～11.0公斤，中等體重15.5～22.7公斤，大體重24.0～29.5公斤。

實(shí)驗(yàn)證明兩kg以上家兔比兩kg以下的放射敏感性低，大鼠的體重由180g增加到350g可以引起放射生物效應(yīng)的降低。當(dāng)照射小鼠時(shí)未見(jiàn)輻射效應(yīng)與體重之間有密切的關(guān)系。因此注射生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的動(dòng)物體重，小鼠18～22g，大鼠180～220g，豚鼠250～300g，家兔2～2.5g，狗10～15kg。對(duì)慢性實(shí)驗(yàn)，考慮到實(shí)驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可選擇體較小的動(dòng)物。希望實(shí)驗(yàn)所用的各組動(dòng)物的體重波動(dòng)在一定范圍內(nèi)，小鼠1～2g、小鼠5～10g、豚鼠15～20g、家兔200～300g。體重的波動(dòng)范圍可以容許在±5～7%。

（三)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物輻射損傷病變特點(diǎn)的選擇

在相類(lèi)似的情況下，不同種系動(dòng)物的放射病明顯程度和發(fā)生時(shí)間是不同的。小鼠和大鼠幾乎完全沒(méi)有全身初期反應(yīng)，豚鼠表現(xiàn)的不大顯著，而狗和猴則非常明顯。在家兔常�？捎^察到對(duì)照射所特有的休克樣反應(yīng)，并有部分動(dòng)物在照射后立即或不久死亡。

小鼠和大鼠造血系統(tǒng)的損傷出現(xiàn)得最早（表10-14)。豚鼠、狗和豬造血障礙的特點(diǎn)發(fā)展比較緩慢。猴的造血改變與豚鼠、狗和豬相同。

腸放射綜合征在小鼠和大鼠中表現(xiàn)得非常明顯（表10-15)，而家兔、豚鼠、狗和猴則明顯。

表10-14　各種動(dòng)物急性放射病時(shí)的造血障礙

（CeMeHOB　1965)

表10-15　各種哺乳動(dòng)物急性放射病腸型階段發(fā)展特點(diǎn)（CeMeHOB)

表10-16　各種動(dòng)物急性放射病時(shí)某些感染并發(fā)癥的發(fā)生率（%)

（CeMeHOB)

急性放射病并發(fā)的感染過(guò)程在不同種類(lèi)的動(dòng)物中各有特點(diǎn)（表10-16)。小鼠和大鼠的特點(diǎn)是發(fā)生肺炎和腸炎。狗的典型感染并發(fā)癥是壞死性咽峽炎和齒齦炎以及發(fā)生率較高的肺炎和發(fā)生率較低的結(jié)腸炎。小鼠、大鼠和豚鼠感染的特點(diǎn)是具有播散的傾向，引起全身敗血癥，而狗和猴的感染過(guò)程具有局限性特點(diǎn)。

人的放射病就其表現(xiàn)而言，與豚鼠、狗和猴的病理變化相似，其中與豚鼠相差較遠(yuǎn)，而和猴最為接近。

（四)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不同季節(jié)和晝夜過(guò)程輻射效應(yīng)的選擇

在其它條件相同的情況下，動(dòng)物在不同季節(jié)和晝夜過(guò)程的輻射效應(yīng)有一定差異。因此要求動(dòng)物預(yù)先適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和考慮動(dòng)物在不同季節(jié)和晝夜的活動(dòng)規(guī)律。機(jī)體內(nèi)環(huán)境功能和季節(jié)性和晝夜性波動(dòng)通常稱(chēng)為生物節(jié)律。它們對(duì)生物效應(yīng)的影響是由于機(jī)體的許多生理機(jī)能活動(dòng)在一晝夜間和一年四季中發(fā)生極其明顯的變化所致�，F(xiàn)已知實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體溫、血糖、基礎(chǔ)代謝率、內(nèi)分泌腺激素的分泌等均會(huì)發(fā)生晝夜明顯的變化。

實(shí)驗(yàn)證明，不同季節(jié)對(duì)輻射效應(yīng)有影響。家兔的放射敏感性在春夏兩季升高，秋冬兩季降低。在狗的實(shí)驗(yàn)中，這方面的關(guān)系雖不象家兔表現(xiàn)得那樣明顯，但狗在春、夏兩季照射后的死亡率比秋、冬為高。小鼠的放射敏感性，在冬季和初夏顯著升高，而初春和夏季則降低。大鼠的放射敏感性則沒(méi)有明顯的季節(jié)性波動(dòng)。

動(dòng)物對(duì)照射的敏感性的晝夜間有不同的變化，這種變化見(jiàn)于不同性別、種系和年齡的小鼠和大鼠。白天放射敏感性降低（死亡較少，LD50/30較高，體重下降較少，肝臟損傷較輕)，夜間升高。同時(shí)，在小鼠和大鼠實(shí)驗(yàn)中，除了夜間21～24點(diǎn)的高峰外，還發(fā)現(xiàn)白天（小鼠9～12點(diǎn)，大鼠15點(diǎn))損傷加重的情況。下午和后半夜放射敏感染性最低。大鼠與小鼠不同，其放射敏感性雖有晝夜間的明顯波動(dòng)，但不很劇烈。因此，為了得到有可比性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所有實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行照射。

因?yàn)椴溉閯?dòng)物放射病的急性期于第30天前結(jié)束，所以對(duì)小動(dòng)物照射后觀察30天，對(duì)狗（如未較早死亡時(shí))則觀察45天。地慢性放射病實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的觀察，建議不少于12個(gè)月。

（五)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)輻射作用條件的選擇

1．輻射種類(lèi)

不同種類(lèi)的輻射所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)不同，從射線物理特性來(lái)看，電離密度和穿透能力對(duì)其生物效應(yīng)有重要影響。α射線的電離密度較大，但穿透能力很弱，因此，由外照射時(shí)，對(duì)機(jī)體損傷作用小，而發(fā)射α射線的核素進(jìn)入體內(nèi)時(shí)則對(duì)機(jī)體的損m.zxtf.net.cn/shiti/傷作用很大。β射線的電離能力較α射線的小，而穿透力較大，由外照射時(shí)可引起皮膚表層的損傷，由內(nèi)照射時(shí)亦引起明顯的生物效應(yīng)。X射線和r射線穿透力很強(qiáng)，與體內(nèi)物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生次極電子，后者引起電離效應(yīng)，其電離密度α及β射線的小，但由于能穿透深層的組織，由外照射時(shí)易于引起嚴(yán)重?fù)p傷。一般實(shí)驗(yàn)室常選用⁶⁰Cor射線照射動(dòng)物進(jìn)行各輻射損傷研究�？熘凶雍透鞣N高能重粒子也都具很大的穿透力，而且在其射程的未端產(chǎn)生極高的電離密度。外照射時(shí)可引起比x和r射線更嚴(yán)重的損傷。

2．輻射劑量

輻射劑量與生物學(xué)效應(yīng)之間存在著一定的相依關(guān)系�？偟囊�(guī)律是劑量愈大，效應(yīng)愈顯著，但并不是一個(gè)直線關(guān)系。

急性放射病動(dòng)物模型的復(fù)制方法，關(guān)鍵在于照射劑量的選擇。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵�求，選擇好合適的照射劑量，以便復(fù)制程度適中的急性放射病。

現(xiàn)將常用的狗、大鼠、小鼠、家兔和猴的照射劑量與動(dòng)物存活情況列于表10－17～表10－21供選擇照射劑量時(shí)參考。

表10-17　狗所受劑量與動(dòng)物存活情況

A表

B表

表10-18　狗所受劑量和死亡動(dòng)物存活時(shí)間的關(guān)系

表10-19　大鼠照射劑量與動(dòng)物存活情況

A表

B表

表10-20　家兔照射劑量與動(dòng)物存活情況

表10-21　小鼠照射劑量與動(dòng)物存活情況

A表

B表

注：劑量率：165.5～172拉德/分

3．劑量率

劑量率即單位時(shí)間內(nèi)機(jī)體所接受的輻射劑量。在一般情況下，總輻射劑量相同時(shí)，劑量率愈大，生物效應(yīng)愈顯著，但有一定的限度。如r-射線劑量率為30倫/分時(shí)，小鼠的LD50/30為840倫，而當(dāng)劑量率為3倫/分時(shí)，LD_50/30則需1200倫。

4．分次照射及時(shí)間間隔

當(dāng)輻射的總劑量和劑量率相同時(shí)，分次給予輻射的效應(yīng)要低于一次給予的效應(yīng)，總的規(guī)律是分次愈多，各次間的時(shí)間間隔愈長(zhǎng)，則效應(yīng)愈弱。例如，475倫的輻射一次照射小白鼠。60天內(nèi)引起39%的動(dòng)物死亡；若將上述照射劑量分成4次照射，每次照射間隔一天，則死亡率下降到23%；若同樣分成4次，但每次間隔4天，則60天內(nèi)全部動(dòng)物可以存活。這種現(xiàn)象的發(fā)生，顯然與機(jī)體的代償和修復(fù)功能有關(guān)。

表10-22　獼猴照射劑量與動(dòng)物存活情況^＊

※《昆明醫(yī)學(xué)院資料選編》1979年第1期2～3頁(yè)

5．照射部位和面積

同樣質(zhì)和量的輻射對(duì)動(dòng)物不同部位作用的后果是不同的。腹部對(duì)照射的敏感性很高，盆腔、頭、胸、四肢輻射敏感性依次下降。如600倫照射動(dòng)物四肢引起的放射損傷很輕，而600倫照射頭或腹部時(shí)則可有嚴(yán)重的病理變化。

在輻射總劑量、劑量率和照射部位都相同的條件下，照射面積愈大，則生物效應(yīng)愈顯著，全身照射的后果最嚴(yán)重，如照射狗的四肢可允許1000倫或更大劑量，而全身照射300倫就可使半數(shù)動(dòng)物死亡，可致典型的造血型放射病。

6．照射方式

照射方式一般可分為外照射和內(nèi)照射；若二者兼有，則稱(chēng)混合照射。在外照射中，單向和多向照射對(duì)生物效應(yīng)有很大的影響。多向照射引起的死亡率較高。生存時(shí)間較短。例如，從4個(gè)或12個(gè)方向（四聯(lián)或十二聯(lián)X線照射裝置照射狗時(shí)，絕對(duì)致死量為500倫；而單向照射時(shí)，則絕對(duì)致死量為800倫，其原因可能是多向照射時(shí)組織接受的輻射劑量比較均勻。因此，m.zxtf.net.cn/zhicheng/我們用于照射動(dòng)物的鈷源，是裝有自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的，這樣照射的劑量均勻。

內(nèi)照射是指放射性核素進(jìn)入機(jī)體后，在其體內(nèi)發(fā)射特有的輻射，作用于不同組織。其損傷效應(yīng)受許多因素的影響，主要有放射性核素的物理化學(xué)特性、侵入途徑、分布和排出特點(diǎn)、物理學(xué)和生物半衰期等。例如α放射體的生物學(xué)效應(yīng)大于β和r放射體；由呼吸道侵入機(jī)體時(shí)，粒子大于1～2μ者多沉積于上呼吸道，小于0.5μ者多進(jìn)入肺泡；如為可溶性化合物可迅速吸收入血，而難溶性化合物則多沉積于局部組織及相應(yīng)的淋巴結(jié)，小量地、緩慢地轉(zhuǎn)移至其它部位。

四、放射生物學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的應(yīng)用

（一)急性放射綜合征研究中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是研究急性放射綜合征的主要對(duì)象，常采用⁶⁰Cor-射線照射實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，使其接受不同劑量的照射，復(fù)制成各種不同類(lèi)型的放射綜合征或稱(chēng)放射病。再來(lái)研究它的發(fā)病特點(diǎn)、變化規(guī)律、發(fā)病機(jī)理、診斷和防治方法等。

當(dāng)動(dòng)物全身一次受到較大劑量照射后，可產(chǎn)生急性放射病。隨著照射劑量增大，可以出現(xiàn)一些典型的綜合征。文獻(xiàn)上對(duì)放射病分型和制定標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題看法不盡一致。根據(jù)我們的資料，以狗為例，當(dāng)受到200～700拉德照射后，動(dòng)物所出現(xiàn)的綜合征主要是以造血系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的變化為主，一般稱(chēng)造血型放射�。�2000～8000拉德照射后，動(dòng)物出現(xiàn)的綜合征除造血系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重?fù)p傷外，消化系統(tǒng)（胃腸道特別是小腸)出現(xiàn)明顯變化，引起消化系統(tǒng)改變?yōu)橹鞯木C合征，稱(chēng)腸（胃腸)型放射病38000～15000拉德照射后可出現(xiàn)以心血管系統(tǒng)癥候?yàn)橹鞯姆派洳。�叫心血管型放射病�?5000拉德以上照射后，動(dòng)物主要出現(xiàn)一些以中樞神經(jīng)系統(tǒng)（主要是腦)癥候?yàn)橹鞯木C合征稱(chēng)為腦型放射病。各型放射病之間并不是截然分開(kāi)的，中間可有過(guò)渡型，而且病變也是交錯(cuò)存在的。照射劑量在800～2000拉德之間，隨動(dòng)物機(jī)狀況不同可產(chǎn)生造血型或腸型放射病。照射劑量在800～15000拉德之間，隨動(dòng)物情況不同的可產(chǎn)生心血管型或腦型放射病。動(dòng)物種類(lèi)不同造成各型放射病所需劑量亦不同。

根據(jù)我們對(duì)372條狗、500只大鼠、1000多只小鼠的實(shí)驗(yàn)資料分析，我們認(rèn)為急性放射病類(lèi)型的劃分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)綜合考慮四個(gè)方面問(wèn)題：即⑴照射劑量、劑量率；⑵臨床癥狀；⑶死亡時(shí)間；⑷病理檢查。綜合起來(lái)判定屬哪種類(lèi)型的放射病。造血型放射病的動(dòng)物，造血器官（骨髓、脾、淋巴結(jié))發(fā)生明顯的改變，而消化系統(tǒng)（胃、小腸、結(jié)腸)只出現(xiàn)輕微的可恢復(fù)的一些變化，臨床上可出現(xiàn)一般放射病的典型分期（初期、假愈期、極期)。病程2～4周。中度以上造血型放射病動(dòng)物死亡原因是發(fā)生了嚴(yán)重的出血和感染的結(jié)果。腸型放射病，除造血系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的病變外，突出的病變?cè)谀c道（主要是小腸)，動(dòng)物照射后即可出現(xiàn)頻繁嘔吐，初期及假愈期短暫或不明顯，很快進(jìn)入極期，嘔吐更為頑固，狗可吐出膽汁（吐黃)。第一、二天可出現(xiàn)不典型的的柏油便，此后即可出現(xiàn)血水便。吐黃、血小便是腸型放射病的典型臨床癥候，而出血和感染可以不出現(xiàn)。狗在照射800～2000拉德（交叉劑量范圍)時(shí)可出現(xiàn)輕微吐黃水和血水便。這是一種過(guò)渡型（既有極重度造血癥狀，又有腸型癥狀)。由于腸型放射病動(dòng)物小腸粘膜損傷、脫落、隱窩受到嚴(yán)重破壞，失去增殖更新能力，絨毛?

■［此處缺少一些內(nèi)容］■

急性放射病一般分為造血型、腸型和腦型三型，但是否存在心血管型，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者尚有爭(zhēng)議，我們通過(guò)對(duì)203條狗和367只大鼠不同水平超致死劑量⁶⁰Cor射線一次全身照射后的心管功能、形態(tài)和血漿酶活力等變化觀察證實(shí)在腸型與腦型之間存在心血管型放射病。此型放射病的造型劑量狗為9000～15000拉德，大鼠為20000～25000拉德，其特點(diǎn)是照射劑量介于腸型和腦型之間；病程較腦型稍長(zhǎng)；有明顯的心衰、休克等病癥；出現(xiàn)一系列心血管功能低下的變化如動(dòng)脈血壓迅速下降、心輸出量和心臟血流量早期即有明顯減少、循環(huán)代償功能喪失、心電圖有明顯反映心肌炎和心肌除極和復(fù)極過(guò)程障礙的變化，反映心肌損傷的LDH_１顯著升高；病理形態(tài)學(xué)上可見(jiàn)到心肌嚴(yán)重病變，如心肌炎細(xì)胞浸潤(rùn)、心肌纖維萎縮、變性、壞死、溶解等變化，而此時(shí)小腦皮層顆粒細(xì)胞基本正�；蚬炭s的還不多，病變嚴(yán)重者固縮最多也不超過(guò)２５％。心血管型放射病動(dòng)物模型的復(fù)制成功，不僅對(duì)我們充分認(rèn)識(shí)心血管系統(tǒng)輻射損傷在放射病發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的作用和急性放射病的分型問(wèn)題上具有一定理論意義，而且在強(qiáng)輻射核武器殺傷效應(yīng)條件下，傷員的分類(lèi)、防護(hù)和救治方面也有一定實(shí)際價(jià)值。

狗的三種類(lèi)型急性放射病鑒別標(biāo)準(zhǔn)可見(jiàn)表10-23。動(dòng)物四種類(lèi)型放射病造型所需的選擇劑量見(jiàn)表10-24。

（二)內(nèi)照射效應(yīng)研究中的應(yīng)用

放射性核素引起動(dòng)物急性損傷的病理主要為破壞過(guò)程，它與核素分布類(lèi)型有關(guān)。全身均勻性分布的核素急性損傷基本與外照射相同，如¹²⁷Cs、^３H等。那些選擇性分布的核素除有類(lèi)似全身照射的損傷表現(xiàn)外，同時(shí)還出現(xiàn)重要器官的局部嚴(yán)重?fù)p傷改變，如表10-25所列舉的幾種主要放射性核素的急性損傷中，親骨性核素⁹⁰Sr主要表現(xiàn)為造血組織的損傷，動(dòng)物死于嚴(yán)重的出血和貧血；視網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的核素，如²¹⁰Po、¹⁴⁴Ce、¹⁴⁷Pm，對(duì)造血組織、肝、脾的損傷都比較嚴(yán)重，使動(dòng)物死于廣泛的出血、感染與胃腸功能障礙；選擇性分布于甲狀腺的¹³¹I主要造成甲狀腺組織嚴(yán)重?fù)p傷與功能低下；吸入難溶性²³⁹PuO₂主要沉積于肺，引起肺功能不全，導(dǎo)致心肺功能衰竭死亡，這些都是核素的輻射作用所引起局部嚴(yán)重?fù)p傷的結(jié)果。

表10-23　狗三種類(lèi)型急性放射病臨床及病理變化的主要點(diǎn)鑒別

表10-24　常用動(dòng)物四型放射病造型選擇劑量（拉德)

引起急性損傷的劑量，因各種核素的輻射類(lèi)型、能量、化學(xué)性質(zhì)以及它在體內(nèi)的有效半堿期等因素不同而異。例如²¹⁰Po與³H相比較，²¹⁰Po為α輻射體，能量大，與體內(nèi)蛋白質(zhì)的硫基結(jié)合緊，且選擇性沉積于對(duì)輻射敏感的造血組織內(nèi)，有效半減期較長(zhǎng)，而³H是一種低能量的β輻射體，有效半減期短，在體內(nèi)呈均勻性分布，因而²¹⁰Po的急性損傷劑量比³H的低千倍。

放射性核素對(duì)動(dòng)物的慢性損傷有兩種情況，即小量多次和一次內(nèi)污染放射性核素對(duì)動(dòng)物的持續(xù)性?xún)?nèi)照射。有人曾觀察了小量多次給家兔注射⁸⁹Sr對(duì)造血功能的影響，在三年內(nèi)，每日注射⁸⁹Sr2.68微居里/公斤，它的造血功能損傷大致分三期：第一期⁸⁹Sr作用初期（11～12月)，造血器官的變化不穩(wěn)定，表現(xiàn)為網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)、血小板數(shù)、白細(xì)胞總數(shù)波動(dòng)大。第二期上述血液指標(biāo)波動(dòng)小，網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)稍有增加。第三期出現(xiàn)紅白細(xì)胞數(shù)、淋巴細(xì)胞絕對(duì)數(shù)、網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)減少。此外，還表現(xiàn)機(jī)體免疫功能減低、早衰、部分動(dòng)物死亡。表10～26列舉了幾種核素對(duì)動(dòng)物內(nèi)照射遠(yuǎn)期引起腫瘤的結(jié)果，分析結(jié)果可以看出：遠(yuǎn)期損傷的部位多為該核素的緊要器官；損傷的性質(zhì)多為惡性腫瘤和血液�。灰�起損傷的劑量也因核素的理化性質(zhì)和器官的敏感性因素不同而異，因?yàn)橛H骨性的諸核素，引起狗骨肉瘤的劑量也有差別（表10-27)。²³⁹Pu、²²⁶Ra、²²⁸Th、⁹⁰Sr四種核素相比，以²²⁸Th的相對(duì)生物效應(yīng)最大。近年來(lái)有人對(duì)²³⁹Pu致動(dòng)物骨肉瘤效應(yīng)的研究證實(shí)，最低致癌劑量為78拉德。

表10-26　幾種放射性核素對(duì)動(dòng)物遠(yuǎn)期損傷的劑量與特點(diǎn)

表10-27　幾種親骨性核素引起狗骨肉瘤的相對(duì)生物效應(yīng)