电离辐射对细胞的作用

　　一、细胞的辐射敏感性

　　机体各类细胞对辐射的敏感性不一致。Bergonie 和Tribondeau提出细胞的辐射敏感性同细胞的分化的程度成反比，同细胞的增殖能力成正比。Casaret按辐射敏感性由高到低，将人类和哺乳动物细胞分为4类（表3-1)。从总体上说，不断生长、增殖、自我更新的细胞群对辐射敏感，稳定状态的分裂后细胞对辐射有高度抗力。而多能性结缔组织，包括血管内皮细胞，血窦壁细胞，成纤维细胞和各种间胚叶细胞也较敏感，介于表3-1的Ⅱ、Ⅲ类之间。

表3-1 哺乳类细胞辐射敏感性分类

　　二、细胞周期的变化

　　辐射可延长的细胞周期，但不同阶段的辐射敏感性不同（图3-3)。处于M期的细胞受照很敏感，可引起细胞即刻死亡或染色体畸变（断裂、粘连、碎片等)；可不立刻影响分裂过程，而使下一周期推迟，或在下一次分裂时子代细胞夭折。C₁期的早期对辐射不敏感，后期则较为敏感，RNA、蛋白质和酶合成抑制，延迟进入S期。S前期亦较为敏感，直接阻止DNA合成，而在S期的后期敏感性降低，是则于此时已完成DNA合成，即使DNA受损亦可修复之故。G₂期是对辐射极敏感的阶段，分裂所需特异蛋白质和RNA合成障碍，因而细胞在G₂期停留下来，称“G₂阻断”（G₂block)，是照射后即刻发生细胞分裂延迟主要原因。

图3-3 细胞周期各阶段的辐射敏感性

　　三、染色体畸变

　　细胞在分裂过程中染色体的数量和结构发生变化称为染色体畸变（chromosome aberration)。畸变可以自然发生，称自发畸变(spontaneous aberration)。许多物理、化学因素和病毒感染可使畸变率增高。电离辐射是畸变诱发因素，其原因是电离粒子穿透染色体或其附近时，使染色体分子电离发生化学变化而断裂。

　　（一)染色体数量变化

　　照射时染色体发生粘着，在细胞分裂时可能产生染色体不分离现象，致使两个子细胞中染色体不是平均分配，生成非整倍体（aneuploid)细胞。

　　（二)染色体结构变化

　　1．染色体型畸变：当染色体在复制之前受照射（即细胞处于G₁期或S期初期受照射)，染色体发生畸变之后再进行复制，称染色体型畸变。断片、着丝粒环、双着丝粒体、相互易位、倒位及缺失等畸变属于这一类（图3-4)。

图3-4 某些染色体畸变形成示意图

（1)断片，　（2)双着丝点　（3)环

　　2．染色单体型畸变：当染色体复制之后受照射（即细胞处于S期后期或G₂期受照射)，在一个染色单体臂上发生断裂或裂隙，称为染色单体型畸变（chromatid aberration)。单体断片、单体互换等属这一类。

　　电离辐射诱发的畸变以染色体型畸变为主，尤以断片，环和双着丝粒体等畸变，在反映辐射效应的程度方面更有意义。

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