[科普中國]-電離輻射的發(fā)育毒性效應

電離輻射的發(fā)育毒性效應，包括致死、畸形、生長遲緩以及機體器官、組織結(jié)構(gòu)和功能效應，其嚴重程度和特點主要取決于照射劑量、劑量率和胚胎發(fā)育階段。

一、概念

胚胎發(fā)育過程主要包括卵裂、植入、胎盤形成、器官發(fā)生及分化等方面。電離輻射作用于胚胎發(fā)育過程，稱為胎內(nèi)照射或?qū)m內(nèi)照射；其作用對胚胎發(fā)育過程產(chǎn)生的有害影響，稱為電離輻射的發(fā)育毒性效應。

電離輻射的發(fā)育毒性效應，包括致死、畸形、生長遲緩以及機體器官、組織結(jié)構(gòu)和功能效應，其嚴重程度和特點主要取決于照射劑量、劑量率和胚胎發(fā)育階段。

二、胚胎發(fā)育不同階段電離輻射的發(fā)育毒性效應

輻射對胚胎發(fā)育不同階段的影響不同。Russell等將小鼠胚胎發(fā)育期分為3個階段，即植入前期（0～5.5d）、器官發(fā)生期（5.5～13.5d）和胎兒期（13.5～20d）。大鼠也有類似的發(fā)育階段效應。應用大鼠進行實驗，繪制出大鼠妊娠不同階段2.58×10C/kg（100R）X射線照射后先天畸形的相對發(fā)生率，并對人類相似階段的輻射效應給予估算。若在大鼠器官發(fā)生早期，即相當于人類妊娠的3～4周照射，畸形發(fā)生率接近100%；植入階段照射，可引起分娩時新生兒體重減輕和生長延緩；胎兒階段照射，會發(fā)生不可逆的細胞丟失，表現(xiàn)為生長遲緩，可持續(xù)到成人階段。

（一）植入前期

植入前期的胚胎對輻射最敏感，產(chǎn)前死亡發(fā)生率高。0.05～0.15Gy照射可殺死小鼠受精卵；受孕第1d的大鼠在0.01Gy照射后胚胎吸收率為11.9%（正常對照為4.7%），0.25Gy照射（可放大4.0Gy照射的作用）使50%胚泡異常，G2期細胞發(fā)生阻滯；在受孕后3h（相當于受精卵細胞G1期）給予1Gy低LETX射線照射，幾乎60%胚胎死亡；0.1Gy照射受精卵，使染色體畸變增加10倍。然而，照后存活的胚胎，其宮內(nèi)發(fā)育和生后生長均正常。這種全或無現(xiàn)象可能是由于胚胎在此階段只含有限的細胞，如果輻射殺死多數(shù)細胞，則胚胎死亡而被吸收；如果只有個別細胞被殺死，存活者一兩次細胞分裂即足以消除損傷。

（二）器官發(fā)生期

器官發(fā)生期，大多胚胎細胞處在囊胚或分化階段，對射線特別敏感。此期由輻射引起的產(chǎn)前死亡少見，主要出現(xiàn)生長遲鈍和先天性畸形。給妊娠8d的近交小鼠照射0.464×10C/kg（18R），25%的動物發(fā)生畸形在此期給小鼠胚胎照射2Gy，可引起100%的畸形。此期照射產(chǎn)生某種特定缺陷與胎齡有關(guān)，通常涉及器官或部分器官第一個分化的形態(tài)學跡象的時間。例如，給11d胎齡小鼠照射易引起小頭癥及腭裂，9d對耳、鼻影響最大，8d露腦畸形發(fā)生率高。胎齡9～12d小鼠受照射，出現(xiàn)的畸形種類最多，也會發(fā)生新生兒死亡；10d胎齡小鼠受2Gy照射，新生死亡率峰值達70%，主要是某些異常胎兒不能發(fā)育到出生而死亡。人類受照射發(fā)生畸形最多的相應時間大約在25～37d。然而，人類除中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外，其他種類畸形較動物少見。

（三）胎兒期

胎兒期是器官生長階段，輻射敏感性較低，引起各器官結(jié)構(gòu)和功能的變化需要較大劑量，一般在幾十cGy以上。引起胎兒死亡比早期發(fā)育階段需更大的輻射劑量。此期小腦和大腦皮質(zhì)及泌尿生殖系統(tǒng)仍繼續(xù)分化，輻射的主要效應是發(fā)育障礙，即細胞快速分裂的組織生長受抑，中樞神經(jīng)系統(tǒng)、眼和性腺發(fā)生功能紊亂，以及后來可能發(fā)生智力低下1。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王桂敏 - 高級工程師 - 環(huán)境保護部核與輻射安全中心