抗辐射剂的研究现状

抗辐射剂的研究现状

(文献综述)

浙江省杭州市西湖区第二人民医院放射科(310024) 吴红星浙江省农业科学院食品研究所(310021)杨剑婷

辐射对生物体的危害较大,可以直接作用于DNA、蛋白质及酶类,引起电离激发化学键断裂,使分子变性和细胞结构破坏;也可以作用于机体内水分子,使其发生电离和激发,产生大量的具有强氧化性能的自由基,间接使组织细胞变性、坏死,以致机体代谢紊乱,引起免疫、神经和内分泌系统的调节功能障碍等一系列病变。

长久以来,经常接受辐射的特殊工作人员通过铅隔离防止辐射损伤,但是科技的发展和辐射应用的日渐广泛,给不同类型的辐射防护带来了难度,特别是医疗上接受诊断和化疗的患者,都是直接暴露在辐射之下,辐射防护愈加困难,辐射损伤也加剧。如何从根本上减少辐射带来的损伤,也成为辐射及食品等领域学者关注的课题。20世纪90年代中后期关于抗辐射剂的研究较多,这些物质主要在抵抗射线对健康机体的损伤、提高肿瘤细胞对辐射的敏感性、修复受损细胞、消除自由基等方面起作用。最初的研究多集中在化学方法产生的功能基团上,随着这类研究的深入,发现其对健康细胞的毒害也较大,并可能诱发其他病变,故也就将研究转向天然物质上来。中国的传统中草药及一些滋补食品成为研究对象,取得了较大的进展。但是这样的研究至今尚停留在理论阶段或实验室阶段,并未转化成产品上市。

本文拟对近年来关于抗辐射剂方面的研究作一综述,以期为特殊工种人群的辐射伤害预防、放射损伤治疗及预防急性放射病中免疫损伤提供理论依据,也可为抗辐射膳食药剂的开发、相关人群的日常饮食提供建议与思路。

1　辐射的种类

辐射的种类有X射线、γ射线、α、β射线、紫外线等。γ射线的穿透能力最强,对机体的危害大于α、β射线。高原地区的日光紫外线对皮肤灼伤严重,一些人工紫外辐照如美容时的强光源、工业灯泡、电弧焊接、医用紫外线治疗等,可能会对某些器官造成伤害。接受放射检查、诊断的患者、长期接受放疗的患者接受较强X射线等的辐照。I CRP规定,放射检查及医护人员一年接受的辐照剂量在50mSv内,据调查,目前我国县级以上的医疗机构大多能达此要求。此外,食品、药品杀菌的辐照中心的工作人员,采石场工作人员,机场、车站以及一些特殊工作中用到的射线检查等的工作人员,也经常接受各类射线的辐照[1,2]。

2　辐射的危害机理

211　致癌机理　流行病学调查及不同水平的试验研究表明,即使低剂量的辐照也能引起严重的机体病变效应,例如癌症及遗传疾患,尽管其发生率低,但是通过大人群、长时间的调查,目前已明显有所察觉。这也就使得低剂量照射的致癌效应及其危害估计成为人们普遍关注的问题。一致认为基因组DNA是公认的辐射作用细胞最基本的靶分子,辐射的生物效应是通过辐射对细胞DNA损伤表现的。辐照致使DNA碱基、脱氧核糖和磷酸链损伤最终导致DNA链的断裂。这种效应发生的概率随辐射剂量和靶体积的增大而增加。DNA损伤表现为单链也可以是双链,这决定于辐射的性质及DNA修复酶。辐照损伤改变了DNA的构象,从而诱导细胞DNA的修复反应。关于DNA研究的修复研究已经取得较大成功:发现并克隆了人的碱基错配修复基因h M I S HA2、h M2 LH1、hP M S1、hP M S2,阐明了错配修复的过程和机制,使DNA 损伤、基因突变、DNA修复缺陷和肿瘤发生4个环节联系起来[3～6]。

212　辐射危害的临床症状　辐射危害的损伤程度与接受射线的剂量密切相关,大剂量的射线造成被辐照部位的组织损伤,并导致癌变;小剂量的辐照有累积效应,长时间的小剂量照射累积也会导致辐照组织诱发癌变,并会使受照射的生殖细胞发生遗传缺陷[5,7]。长期低水平照射,机体内S OD活性明显下降,MDA含量和GSH-Px活力增加[8]。机体的不同组织对放射性的敏感性不同,一般的生殖腺、晶状体、甲状腺、骨髓等属于敏感性较高的器官,容易引起畸变等病变[8,9,10]。长期接受射线辐照,容易引起头昏乏力、记忆力减退,心悸失眠多梦,毛发脱落,皮肤干燥,骨关节酸痛,晶状体混浊、肝脏肿大、齿龈出血、咳嗽等[11～15]。

3　抗辐射剂的研究

311　多糖类　近年来的研究表明,多糖类对受致死剂量照射的动物有明显的辐射保护作用。细菌脂多糖抗辐射效价高,但是其有效剂量范围窄,若剂量增毒性也增。海带中所含的多糖类胶质可将进入血液中的放射性物质从尿液中排出。凌笑梅等[16]用鳖甲中分离的鳖甲粗多糖灌小白鼠胃24h后用X射线辐照,表明鳖甲粗多糖可增加小鼠的存活时间和30d存活率,提高外周血白细胞数。褐藻糖胶能够提高大鼠T、B淋巴细胞增殖能力、巨噬细胞的吞噬能力[17]。黄蘑多糖可促进自由基清除,抑制或者阻断自由基引发的脂质过氧化反应,可明显增强受X线照射小鼠的免疫功能[18～19]。螺旋藻多糖、海藻硫酸多糖、云芝多糖、红芪多糖、黄芪多糖、木耳多糖等都可以捕集氧自由基,提高免疫功能,对细胞遗传物质有一定的修复作用[20,21]。

312　酚类物质　酚类物质的多元酚羟基均具有与氧自由基反应的作用,截断自由基的链式反应,从而具有良好的捕集自由基的功效。知母宁、槲皮素等天然黄酮类在较低浓度(015mg/m l)就能达到50%以上的自由基清除率[22]。阎永建等(2001)[23]由绿茶中加入中草药制成汁液茶饮4号,小鼠试验发现该茶饮对X射线辐照有明显的保护作用,究其机理主要是茶多酚、绞股兰多苷、黄芪总黄酮等活性成分,均有着较强的清除自由基、保护细胞膜、抗氧化、调节免疫功能等作用。槲皮素、单宁酸对捕集自由基有较好作用,对DNA辐射损伤有良好的间接防护作用[21]。

313　激素类　白藜芦醇(RES),抑制受照小鼠脾细胞凋亡,

照射前给予小鼠RES,可提高受照小鼠的存活率,延长死亡

动物的存活时间,同时脾内的Cas pase-3和Cas pase-8的活性明显升高,其机理与抑制辐射敏感细胞的细胞凋亡有关[24]。

注射雌二醇、雌三醇等,小鼠能提高受照后的存活率,延缓放射症状的出现时间,减轻症状的严重程度,对骨髓有核细胞、造血干细胞和祖细胞都有明显的辐射防护作用,并促进他们的恢复。但周红宇等研究尼尔雌醇对小鼠的辐射防护作用不明显,可能与动物的种属、尼尔雌醇的化学结构及辐照剂量等有关,有待于继续研究[25,26]。

314　维生素类　V C、V E是传统的机体抗氧化剂和自由基清除剂。胡萝卜素在机体内被吸收转化为V

A

,然后在视网膜内与蛋白质结合成视紫红质,具有增强视网膜的感光性。近年来国内外研究较多的β-胡萝卜素具有明显的延缓细胞和机体衰老的功能,减少辐射对机体的损伤和由辐射造成的白细胞、血小板等的降低。王荣先等对γ射线照射的小鼠研究表明,胡萝卜素对保持受照小鼠体重、白细胞数、骨骼骨髓有核细胞等效果显著,并对染色体畸变有抑制作用[27]。315　核酸前体物质、辅酶Q10等　周元恺等用小鼠注射脱氧胸苷、脱氧胞苷、脱氧腺苷后接受γ照射,能提高肠腺体的存活率,说明外源核酸对辐射损伤细胞具有修复作用[28]。

研究发现,应用辅酶Q

10

可使肿瘤体积明显小于照射组,

表明辅酶Q

10

在肿瘤辐射应用中具有良好的抑瘤效果,这对于临床肿瘤放疗避免正常细胞受损有积极的意义[29]。

316　传统药膳等　王明锁等(1998)[30]报道,蜂花粉可提高受照小鼠机体的造血功能、血清S OD活性,降低MAD、LP O 水平等作用,可能与清除体内自由基有关。受照后小鼠的自我损伤修复作用不足以对抗射线所致遗传物质损伤,经给予香菇煮提液治疗后起到了良好的抗遗传物质损伤效果,而在照前照后给予香菇提液则抗辐射效果最佳[31]。中草药如茯苓、陈皮、山楂、枸杞、玉竹、甘草、薏苡仁、黄芪、知母、槲皮素、灵芝、党参、苁蓉等,均能保护射线直接对大分子的攻击,清除自由基[33];中药复方地甘口服液能使小鼠骨髓细胞周期基因(Cyclin D1)上调及与凋亡相关基因(bc1-2和bax) mRNA表达基因降低,从而促进造血细胞的增生和提高机体免疫力[34]。莪术中含有榄香烯可有效提高淋巴细胞的辐射抗性[33]。知母宁对小鼠DNA中5’-T M P辐射损伤有间接的防护效应[21]。

317　有机酸类、酯类、肽类等　丁胱亚磺酰亚胺(BS O)可有效抑制细胞内谷胱甘肽(GSH)的生物合成,降低细胞中谷胱甘肽的含量,可使放射敏感性增强,减少放射剂量,从而降低放射对机体的伤害[35]。

羟基肉桂酸是酚型化合物,能清除多种自由基,最终形成低活性共轭自由基而终止。大量试验表明,有氨巯基功能团在体内代谢水解释放出游离的巯基,使辐射所产生的细胞内大分子自由基通过硫醇类的氢原子转移,而被修复。此外如硫代磺酸盐、硫代磷酸盐、硫代乙醇等,在体内代谢均释放巯基[36]。

榄香烯可以有效提高S OD活性和降低自由基代谢产物LP O含量,有着较好的清除自由基、防护辐射的作用。实验室研究也表明,榄香烯明显提高人体受照射T、B淋巴细胞的辐射抗性[37～39]。

318　其他自由基螯合剂　陈红红等[40]研究报道,单分子和双分子取代苯酚类螯合剂具有不同程度的清除超氧阴离子自由基和羟自由基的作用,对大鼠线粒体辐射诱导的脂质过氧化有较好的抑制作用,其清除自由基和抗过氧化的强弱与化合物结构中羟基位置和取代基的性质有关。封觉等[41]试验了H-73-10、DTP A、几种放射性元素螯合剂,发现H-73 -10早期给药尿钚排出率较高(5314%),且对钍、铀、镱、铍也具有较强的促排作用,对其它金属如铁、镍、钷亦有良好的促排作用。推迟给药时间,促排效果明显下降,这是螯合剂的通病,有待进一步的临床研究。

4　结语

综上所述,辐射对生物体造成的损伤主要是DNA损伤、免疫功能损伤、造血功能损伤等。通过有目的的食用或者进补抗辐射剂,可以提高机体对辐射的敏感性,降低辐照剂量或缩短辐照时间,从而降低辐照对机体的损伤;或者提高机体免疫能力;或者对受损机体、组织进行及时修补。

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