第05章2 正常組織的放射損傷 ok

第5章正常組織的放射損傷生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院2/28/20231作業(yè)什么是細(xì)胞耗減，影響它的因素有哪些？2/28/20232教學(xué)要求教學(xué)目標(biāo)了解：細(xì)胞耗減，組織的增殖動力學(xué)，細(xì)胞分裂延遲，慢修夏，再群體化，組織結(jié)構(gòu)的層次，組織效應(yīng)的模式，晚期發(fā)病機(jī)制。掌握：耐受性的概念，組織損傷癥狀，主要是造血組織、卵巢、心臟、血管和血管系統(tǒng)等損傷。應(yīng)用：結(jié)合組織損傷狀況制定治療方案。本章重點(diǎn)1.放射治療中的耐受性。2.脊髓，腦干，肺，心臟，晶體等組織損傷。2/28/20233第5章正常組織的放射損傷5.1從細(xì)胞效應(yīng)到組織損傷5.2晚期效應(yīng)5.3組織損傷舉例2/28/202342/28/202355.1從細(xì)胞效應(yīng)到組織損傷1細(xì)胞耗減2組織的增殖動力學(xué)3細(xì)胞分裂延遲4慢修復(fù)5再群體化6組織結(jié)構(gòu)的層次2/28/202361細(xì)胞耗減放射敏感性增值性死亡導(dǎo)致閾值劑量以及在損傷被觀察到之前的延遲；不同組織之間的差別很大。差異產(chǎn)生原因1不同細(xì)胞增殖周期不同2不同細(xì)胞增殖能力不同結(jié)論：低分化細(xì)胞構(gòu)成的組織的放射敏感性較大（如干細(xì)胞）2/28/202392組織的增殖動力學(xué)生長比例（growthfraction）組織穩(wěn)定時(shí)，新生和死亡的細(xì)胞數(shù)相等。2/28/2023102組織的增殖動力學(xué)細(xì)胞周期分裂間期G0G1RNA和蛋白質(zhì)合成SDNA復(fù)制（合成）G2細(xì)胞分裂期有關(guān)酶與紡錘絲蛋白質(zhì)的合成分裂期前期：自分裂期開始到核膜解體為止的時(shí)期前中期：自核膜破裂起到染色體排列在赤道面上為止中期：從染色體排列到赤道面上，染色單體開始分向兩極之前后期：每條染色體的兩條姊妹染色單體分開并移向兩極的時(shí)期末期：從子染色體到達(dá)兩極開始至形成兩個子細(xì)胞為止2/28/2023113細(xì)胞分裂延遲照射后，細(xì)胞周期進(jìn)程減慢可延緩數(shù)十小時(shí)照射誘發(fā)的有絲分裂指數(shù)下降受照射細(xì)胞的最長延遲效應(yīng)發(fā)生在G2期，基本上是由于有絲分裂前的阻斷2/28/2023123細(xì)胞分裂延遲2/28/2023133細(xì)胞分裂延遲2/28/2023143細(xì)胞分裂延遲高劑量率照射后，有絲分裂數(shù)先下降，后升高。被阻斷在G2期的細(xì)胞一起進(jìn)入有絲分裂有絲分裂前被阻斷最長的細(xì)胞，其死亡的可能性最大。大多數(shù)無活性的細(xì)胞在有絲分裂時(shí)死亡2/28/2023153細(xì)胞分裂延遲2/28/2023164慢修復(fù)慢修復(fù)：低增殖率組織中的修復(fù)從照射到細(xì)胞分裂可延遲數(shù)周或數(shù)月，在這段時(shí)間里似乎細(xì)胞的損傷能夠部分修復(fù)。特點(diǎn)：慢慢修復(fù)必須與由于細(xì)胞的增殖而發(fā)生的再生作區(qū)別。2/28/2023175再群體化定義：組織受損之后，組織的干細(xì)胞及子代細(xì)胞在機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制作用下，增殖、分化、恢復(fù)組織原來形態(tài)的過程生長因子vs抑制因子每種類型細(xì)胞的數(shù)量保持恒定。引起細(xì)胞空缺的損害=>啟動正常細(xì)胞的代償性增殖例：創(chuàng)傷、中毒、放射2/28/2023186組織結(jié)構(gòu)的層次組織中有三種類型/層次的細(xì)胞：（1）干細(xì)胞（2）分化或功能細(xì)胞（不分裂）（3）正在成熟的細(xì)胞擴(kuò)增因子：假設(shè)沒有細(xì)胞的死亡，進(jìn)入和離開層次（3）的細(xì)胞數(shù)之比。層次內(nèi)細(xì)胞的轉(zhuǎn)換時(shí)間：細(xì)胞進(jìn)入某個層次和它本身或后代離開這個層次的時(shí)間間隔。轉(zhuǎn)換時(shí)間長，則損傷表達(dá)晚2/28/2023197組織效應(yīng)的模式細(xì)胞的敏感性取決于細(xì)胞的類型和分化程度分化程度越高，敏感性越高分裂越快，敏感性越高干細(xì)胞敏感性最高相同敏感性的克隆源性細(xì)胞，損傷的表達(dá)和修復(fù)時(shí)間不相同組織反應(yīng)模式結(jié)構(gòu)等級制約模式靈活模式2/28/2023207組織效應(yīng)的模式結(jié)構(gòu)等級制約模式至少存在兩個層次的細(xì)胞：干細(xì)胞和成熟細(xì)胞損傷時(shí)間由成熟細(xì)胞決定靈活模式有絲分裂未能產(chǎn)生有活性的細(xì)胞發(fā)生代償性增值：大量細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂亞克隆性增值：損傷與照射劑量呈現(xiàn)明顯關(guān)聯(lián)照射小，表達(dá)很晚照射大，表達(dá)很快混合模式2/28/2023215.2晚期效應(yīng)1晚期反應(yīng)的發(fā)病機(jī)制2放射治療中耐受性的概念2/28/2023221晚期反應(yīng)的發(fā)病機(jī)制早期反應(yīng)：照射期間或治療的最初幾天或幾周損傷：細(xì)胞的大量死亡組織：細(xì)胞更新率快的組織急性損傷修復(fù)很快，并可以完全修復(fù)晚期反應(yīng)：延遲到數(shù)月或數(shù)年損傷：干細(xì)胞受損，喪失增值能力組織：細(xì)胞更新率慢的組織晚期反應(yīng)不能完全修復(fù)分類不完全正確2/28/2023231晚期反應(yīng)的發(fā)病機(jī)制晚期效應(yīng)發(fā)病機(jī)制干細(xì)胞受損，喪失增值能力干細(xì)胞數(shù)量減少血管損傷等等晚期反應(yīng)出現(xiàn)的潛伏期隨照射量的增加而縮短2/28/2023242放射治療中耐受性的概念由于個體反應(yīng)差異和統(tǒng)計(jì)學(xué)波動的影響，耐受性在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有相當(dāng)大的不肯定性。放療專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將其分為兩類：并發(fā)癥很嚴(yán)重（如截癱）即便5%的可能性也不能接受可以接受的不太影響生存質(zhì)量下降的并發(fā)癥可以有較大的考慮余地例：不可能冒可能造成脊髓神經(jīng)或大腦系統(tǒng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生在腦的不重要部位，有接受的可能性2/28/2023255.3組織損傷舉例放療+化療機(jī)制不同=>效應(yīng)相加同時(shí)應(yīng)用=>協(xié)同作用放療：主要通過減少干細(xì)胞數(shù)及對結(jié)締組織和血管系統(tǒng)起作用?；煟簩ρ艿挠绊懞苄?，它的晚期效應(yīng)主要是細(xì)胞的大量死亡。2/28/2023265.3組織損傷舉例1小腸粘膜2皮膚3粘膜反應(yīng)4膀胱表皮5造血組織6有免疫能力的組織和淋巴免疫系統(tǒng)7肝8甲狀腺2/28/2023275.3組織損傷舉例9睪丸10卵巢11神經(jīng)系統(tǒng)12肺13心臟14腎15血管和血管系統(tǒng)16骨和軟骨2/28/2023285.3組織損傷舉例-1小腸粘膜兩種實(shí)驗(yàn)技術(shù)常用來研究放射或服用細(xì)胞毒性藥物后的小腸粘膜增殖動力學(xué)：1.腸段存活隱窩的計(jì)數(shù)一個有活性的克隆源性細(xì)胞就能夠再生一個隱窩，因此可以通過隱窩的計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)來測定克隆源性細(xì)胞的比例。2.注射3H標(biāo)記的胸腺嘧啶注射3H標(biāo)記的胸腺嘧啶以后，能夠通過放射自顯影計(jì)數(shù)辨認(rèn)出S期的細(xì)胞，從而確定出小腸細(xì)胞的增殖部位。2/28/2023295.3組織損傷舉例-1小腸粘膜（1）正常小腸沒有增殖能力的細(xì)胞位于絨毛或隱窩的上1/3有增殖活性的細(xì)胞位于隱窩中心部位（標(biāo)記）標(biāo)記后4h，被標(biāo)記的細(xì)胞開始分化然后向隱窩尚不移動而不再發(fā)生分裂在絨毛頂部成熟并最后脫落。干細(xì)胞位于隱窩底部很少分裂干細(xì)胞數(shù)目很少2/28/2023305.3組織損傷舉例-1小腸粘膜（2）急性照射早期效應(yīng)照射即刻，無變化；3-6h，隱窩底部出現(xiàn)核固縮的細(xì)胞，有絲分裂數(shù)下降；6-24h，細(xì)胞倍增受阻停止，絨毛高度變短；24h后，處于增殖周期的隱窩細(xì)胞百分?jǐn)?shù)增加；4D，達(dá)到最大值；之后，緩慢下降；2/28/2023315.3組織損傷舉例-1小腸粘膜（2）急性照射早期效應(yīng)再生期間增殖加速因素：細(xì)胞周期從18h縮短到12h向隱窩上部增殖的細(xì)胞帶延長2/28/202332