正常组织的放射损伤

前言

正常组织细胞之间不是孤立存在的，它们形成复杂结构。

在正常情况下，细胞生、死之间保持着精确的平衡，这是机体调节机制的结果。

它使机体的组织结构及组织的细胞数量保持着精确的状态。组织损伤时，不仅要

考虑细胞死亡本身，而且要考虑由细胞死亡带来的组织连锁反应，这就有必要弄

懂组织的结构及动力学。

5.1 从细胞效应到组织损伤

细胞耗减

组织的增殖动力学

细胞分裂延迟

慢修复

再群体化

组织结构的层次

组织效应的模式

电离辐射效应

随机性效应

随机现象

受照组织的细胞被杀死的可能性随照射剂量的加大而增大确定性效应

存在阈值剂量

死亡细胞的数量足够大（>阈值剂量）

细胞耗减

细胞的增殖性死亡

随机性现象

几戈瑞剂量照射后，细胞在第一次分裂时发生增殖性死亡

大多数无活性的细胞仍能有少数几次的分裂

细胞的差异（与其更新率有关）

细胞分裂少的组织，损伤潜伏期较长

干细胞的损伤后果非常严重

注定进行大量有丝分裂，将与其后代一起被清除掉

放射敏感性

不同器官或组织差别很大

结论：低分化细胞构成的组织的放射性敏感性较大， 具有更大的增殖能力并且分裂较快。

组织的增殖动力学1. 标记指数(LI):在全部细胞都处于周期的细胞群体中，标记指数 T S :S期持续的时间 T C :周期持续的时间

C

S T T LI =2. 生长比例（GF）： N P : 处于增殖周期的细胞数 N Q : 处于G 0期的细胞数 N: 细胞总数

Q P P P N N N N N GF +==各周期对射线的敏感程度：G 0、S期相对不敏感 ，G 1期相对敏感，G 2、M期敏感

细胞分裂延迟

有丝分裂阻断的时间与照射剂量成比例。

原因：细胞周期进程的减慢受照细胞的最长延迟效应发生在G 2期，基本上是有丝分裂前阻断。

受照射后有丝分裂数先下降后上升，甚至超过正常水平？

原因：被阻断在G 2期的细胞一起进入有丝分裂。有丝分裂前被阻断最长的细胞其死亡的可能性最大。大多数无活性的细胞在有丝分裂时死亡。（有丝分裂高峰时伴有退变细胞的出现的原因）

慢修复

在低增殖率组织中起一定作用。

细胞分裂延迟可达数周或数月，该段时间内似乎细胞的损伤能够部分修复，相当于潜在致死性损伤修复，但速度更慢。

某些有丝分裂活性低的组织，如果在照射以后的不同时间刺激增殖，随照射和刺激间隔时间的延长有活性细胞的比例升高而染色体畸变率下降。

再群体化

1. 细胞只在取代因衰老死亡而丢失细胞时在发生分裂。

2. 引起细胞空缺的损害能启动正常细胞的代偿性增殖。

3. 正常组织增殖的调节是由于生长因子和抑制因子之间的平衡。

肿瘤细胞的再群体化：照射或使用细胞毒性药物后，可启动肿瘤内存活的克隆源细胞，使之较照射或用药前分裂得更快,这称之为加速再群体化。

损伤之后，组织的干细胞在机体调节机制的作用下，增殖，分化，恢复组织原来形态的过程称作再群体化。

组织结构层次

1. 干细胞：可以分裂很多次并形成完全相同的干细胞和即将分化的细胞。具有自我繁殖能力

的干细胞能避开细胞分裂和分化之间的联系。正常情况下大部分干细胞都处在G0期，但刺激

后可很快进入周期。

克隆源性细胞：用于描述产生一个包括至少100个细胞的集落或克隆能力的细胞。（注意：

并非干细胞）

2. 分化或功能细胞：是与干细胞完全不同的另一层次的细胞，这些细胞通常没有分裂能力

最后因衰老而死亡。（如血循环中的粒细胞和小肠黏膜绒毛细胞）

3. 正在成熟的细胞：是干细胞和分化细胞之间存在的一个由正在成熟细胞组成的中间层次。

在这个层次中，部分分化的干细胞的后代在分化进程中倍增。（如骨髓中的红细胞和成粒细

胞）

辐射主要影响干细胞而对分化细胞寿命无大的修饰作用。

组织中至少存在着两个层次的细胞，即干细胞和成熟细胞层次。

损伤的表现有一个延后，其时间与更新时间成比例。（更新时间是一个与功能细胞衰老所致死亡有关时间过程，它与照射剂量无关）

损伤的进一步发展之取决于功能性细胞的寿命。

2. 灵活模式：

灵活组织没有明确的细胞层次和严格的细胞结构等级，被诸如外科，化学或物理因素损伤后，所有细胞包括功能性细胞都进入有丝分裂期。细胞衰老死亡后其位置由另一细胞的分裂所取代。

细胞总数进行耗减，当达到临界水平时就引发代偿性增殖。

导致大量细胞进入有丝分裂期，引起大量细胞死亡——细胞

雪崩。

通过少数几次分裂可至少在某段时间内使组织的细胞保持一

定的数量分布，称之为亚克隆源性增殖。这种增殖可导致该

组织的剂量效应明显弯曲。

干细胞

两种模式组织图解

干细胞(自我更新)

前体细胞 (扩增)

成熟细胞 (功能)A. 结构等级制约系统

成熟细胞 (功能)

B. 灵活组织系统

5.2 晚期效应

早反应组织与晚反应组织

早反应发生机制

晚反应的发生机制

放射治疗中耐受性的概念

早反应组织与晚反应组织

早反应组织 细胞更新很快，因此照射以后损伤很快就表现出来。这类组织的 比值通常比较高，损伤之后是以活跃增殖来维持组织中细胞数量的稳定并进而使组织损伤得到恢复。晚反应组织

βα 细胞群体更新很慢，增殖层次的细胞在数周甚至一年或更长时间也不进行自我更新，因此损伤很晚才会表现出来。其 比值通常较低。β

α