第06章电离辐射对造血和免疫系统的影响.ppt
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1、放射物理与防护学放射物理与防护学 第六章第六章 电离辐射对造血和免疫系统的影响电离辐射对造血和免疫系统的影响 第06章电离辐射对造血和免疫系统的影响1现在学习的是第1页,共76页第六章第六章 电离辐射对造血和免疫系统的影响电离辐射对造血和免疫系统的影响 当发生核酸单链突变时,DNA可以通过酶的作用自行修复。但如果DNA发生双链突变时(如双链断裂时),有时较难正确重建,甚至出现错误的修复,导致基因突变造成细胞的死亡或细胞变异、异常增殖。直接击中人体的生物分子机体产生生物活性物质电离辐射通过通过受损伤使机体使机体现在学习的是第2页,共76页 人体从吸收辐射能量开始,到产生生物效应,乃至机体的损伤和
2、死亡,涉及许多不同性质的变化。尽管辐射对人体造成损伤,但如果剂量不高,机体可以通过自身代谢过程对受损伤的细胞或局部组织进行修复.这种修复作用程度的大小,既与最初损伤的程度有关,又可以因个体之间的差异而不同。现在学习的是第3页,共76页第一节第一节 电离辐射对造血系统的影响电离辐射对造血系统的影响一、造血系统的组成及功能特点一、造血系统的组成及功能特点分散在全身各处的淋巴组织(淋巴细胞)血液骨髓脾吞噬细胞系统淋巴结造血系统现在学习的是第4页,共76页血小板白细胞红细胞血液液体部分混悬在其中的三种有形细胞成分形态和功能各异的粒细胞淋巴细胞单核细胞中性细胞嗜酸细胞嗜碱粒细胞B淋巴细胞等T淋巴细胞它们
3、与获得性免疫应答有关功能输送氧止血功能现在学习的是第5页,共76页中性粒细胞现在学习的是第6页,共76页嗜酸粒细胞现在学习的是第7页,共76页嗜碱粒细胞现在学习的是第8页,共76页T淋巴细胞现在学习的是第9页,共76页T淋巴细胞现在学习的是第10页,共76页T淋巴细胞现在学习的是第11页,共76页B淋巴细胞现在学习的是第12页,共76页中性粒细胞中性粒细胞 淋巴细胞淋巴细胞v一是体内有一是体内有细菌感染细菌感染,白细胞总数伴,白细胞总数伴中性粒中性粒细胞细胞均高于正常值很多,临床多根据病情采均高于正常值很多,临床多根据病情采用对症的抗生素治疗。用对症的抗生素治疗。v另一种情况是体内有另一种情况
4、是体内有病毒病毒感染,白细胞总数感染,白细胞总数不高或者略高于正常伴中性粒细胞也略高于不高或者略高于正常伴中性粒细胞也略高于正常,但是这种情况中正常,但是这种情况中淋巴细胞淋巴细胞多高于正常多高于正常值很多,临床多采用抗病毒治疗。值很多,临床多采用抗病毒治疗。现在学习的是第13页,共76页中性粒细胞中性粒细胞 淋巴细胞淋巴细胞v但是在病毒感染的后期,由于继发细菌感染,但是在病毒感染的后期,由于继发细菌感染,白细胞和中性粒细胞也会异常升高白细胞和中性粒细胞也会异常升高。v还有一种情况就是机体有过敏的时候,中性还有一种情况就是机体有过敏的时候,中性粒细胞略高伴嗜酸性细胞异常增高。粒细胞略高伴嗜酸性
5、细胞异常增高。v如果在后期继发细菌性感染,也会出现白细如果在后期继发细菌性感染,也会出现白细胞总数和中性粒细胞异常上升。胞总数和中性粒细胞异常上升。现在学习的是第14页,共76页免疫应答免疫应答v免疫应答(免疫应答(immune response)是指免疫系统识别和清)是指免疫系统识别和清除抗原的整个过程。除抗原的整个过程。v根据免疫应答识别的特点、获得形式以及效应机制,可分为:根据免疫应答识别的特点、获得形式以及效应机制,可分为:v固有性免疫(固有性免疫(innate immunity)v适应性免疫(适应性免疫(adaptive immunity)v固有免疫亦称为先天性免疫或非特异性免疫固有
6、免疫亦称为先天性免疫或非特异性免疫v适应性免疫亦称获得性免疫或特异性免疫。适应性免疫亦称获得性免疫或特异性免疫。现在学习的是第15页,共76页免疫应答免疫应答固有免疫固有免疫v固有免疫是生物在长期进化中逐渐形成的,是机体抵固有免疫是生物在长期进化中逐渐形成的,是机体抵御病原入侵的第一道防线。御病原入侵的第一道防线。v参与固有免疫的细胞如单核巨噬细胞、树突状细胞、参与固有免疫的细胞如单核巨噬细胞、树突状细胞、粒细胞、粒细胞、NK细胞和细胞和NK T细胞细胞 v其特征是:其特征是:v(1)无特异性,作用广泛;)无特异性,作用广泛;v(2)先天具备;)先天具备;v(3)初次与抗原接触即能发挥效应,但
7、无记忆性;)初次与抗原接触即能发挥效应,但无记忆性;v(4)可稳定遗传;)可稳定遗传;v(5)同一物种的正常个体间差异不大。)同一物种的正常个体间差异不大。现在学习的是第16页,共76页免疫应答免疫应答获得性免疫获得性免疫v1.识别阶段:识别阶段:T细胞和细胞和B细胞分别通过细胞分别通过TCR和和BCR精确识精确识别抗原,其中别抗原,其中T细胞识别的抗原必须由抗原提呈细胞来提细胞识别的抗原必须由抗原提呈细胞来提呈;呈;v2.活化增殖阶段:识别抗原后的淋巴细胞在协同刺激分活化增殖阶段:识别抗原后的淋巴细胞在协同刺激分子的参与下,发生细胞的活化、增殖、分化,产生效应子的参与下,发生细胞的活化、增殖
8、、分化,产生效应细胞(如杀伤性细胞(如杀伤性T细胞)、效应分子(如抗体、细胞因细胞)、效应分子(如抗体、细胞因子)和记忆细胞;子)和记忆细胞;v3.效应阶段:由效应细胞和效应分子清除抗原。效应阶段:由效应细胞和效应分子清除抗原。现在学习的是第17页,共76页两种免疫应答的关系两种免疫应答的关系v固有免疫和适应性免疫是相辅相成的、密不可分的。固有免疫和适应性免疫是相辅相成的、密不可分的。v固有免疫往往是适应性免疫的先决条件,如树突状细胞固有免疫往往是适应性免疫的先决条件,如树突状细胞和吞噬细胞吞噬病原生物实际上是一个加工和提呈抗原和吞噬细胞吞噬病原生物实际上是一个加工和提呈抗原的过程,为适应性免
9、疫应答的识别准备了条件。的过程,为适应性免疫应答的识别准备了条件。v适应性免疫应答的效应分子可大大促进固有免疫应答,如适应性免疫应答的效应分子可大大促进固有免疫应答,如抗体可促进吞噬细胞的吞噬能力,称为调理吞噬,或促进抗体可促进吞噬细胞的吞噬能力,称为调理吞噬,或促进NK细胞的细胞毒作用;又如,许多由细胞的细胞毒作用;又如,许多由T细胞分泌的细胞因细胞分泌的细胞因子可促进参与固有免疫应答细胞的成熟、迁移和杀伤功子可促进参与固有免疫应答细胞的成熟、迁移和杀伤功能能 现在学习的是第18页,共76页两种免疫应答的不同点两种免疫应答的不同点v1在获得形式上:固有免疫是固有性的或先天性的,无需抗原在获得
10、形式上:固有免疫是固有性的或先天性的,无需抗原继发即可获得。而适应性免疫应答却是获得性的,须在接触抗继发即可获得。而适应性免疫应答却是获得性的,须在接触抗原后获得。原后获得。v2.发挥作用时间:固有免疫在抗原出现的早期即可快速(数分钟发挥作用时间:固有免疫在抗原出现的早期即可快速(数分钟4天)天)发挥作用。而适应性免疫应答需在发挥作用。而适应性免疫应答需在45天发挥作用。天发挥作用。v3.固有免疫是模式识别受体;适应性免疫应答是特异性识别抗体,固有免疫是模式识别受体;适应性免疫应答是特异性识别抗体,由于细胞发育中基因重排产生多样性。由于细胞发育中基因重排产生多样性。v4.固有免疫无免疫记忆;适
11、应性免疫有免疫记忆性,病产生记固有免疫无免疫记忆;适应性免疫有免疫记忆性,病产生记忆细胞。忆细胞。v5.固有免疫包括抑菌物质、杀菌物质、补体、炎症因子、吞噬固有免疫包括抑菌物质、杀菌物质、补体、炎症因子、吞噬细胞、细胞、NK细胞、细胞、NK T细胞。适应性免疫包括细胞。适应性免疫包括T细胞、细胞、B细胞。细胞。现在学习的是第19页,共76页巨噬细胞单核细胞进入组织后转变为吞噬、清除微生物清除异常或衰老死亡的细胞功能 血浆含有白蛋白、球蛋白、各种凝血和抗凝因子、抗体、酶、激素、电解质、营养物质和许多其它化学物质,参与机体的各种代谢调节以及维持人体内环进的稳定性。现在学习的是第20页,共76页 正
12、常骨髓有两种:1.一种为生成红细胞、粒细胞、单核细胞和巨噬细胞及其所产生的血小板的红骨髓;2.另一种为脂肪组织所占的黄骨髓。胎儿时期肝、脾为主要造血器官.出生后骨髓成为造血器官,肝、脾造血功能基本停止,但在特定造血功能应激情况下,可再恢复造血功能,称为髓外造血。红细胞、白细胞和产生血小板的巨核细胞均来源于共同的多功能的造血干细胞,各种血细胞的产生过程需要一系列造血细胞生长因子的参与及调控,其中有代表性的包括:现在学习的是第21页,共76页与红细胞生成有关的促红细胞生长素与红细胞生成有关的促红细胞生长素(erythropoietin,EPO)与粒细胞和单核细胞生成有关的粒细胞与粒细胞和单核细胞生
13、成有关的粒细胞-单核细胞集落刺激因子单核细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSFgranulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)与巨核细胞生产有关的巨核细胞刺激因子(与巨核细胞生产有关的巨核细胞刺激因子(megakaryocyte megakaryocyte colony stimulating factor,MK-CSFcolony stimulating factor,MK-CSF)与与T T淋巴细胞和淋巴细胞和B B淋巴细胞生长有关的白细
14、胞介素淋巴细胞生长有关的白细胞介素-2-2【T T细胞生长因子细胞生长因子(t-cell growth factor,TCGFt-cell growth factor,TCGF)】和和B B细胞生长因子(细胞生长因子(B-cell growth B-cell growth factorfactor,BCGFBCGF)等。)等。现在学习的是第22页,共76页二、造血系统的辐射损伤特点小肠黏膜上皮细胞祖细胞造血干细胞皮肤生发上皮睾丸生精上皮等较高的辐射敏感性均属于均属于更新活跃、增值旺盛的细胞和组织具有造血组织受照后损伤出现早而且较重。其辐射损伤的修复能力却相对较弱,造血系统辐射损伤后需数周甚至数
15、月才能恢复因此因此现在学习的是第23页,共76页机体适应防御维持正常生命活动保障生命活动正常进行不断生成备用细胞以补充稳态造血造血组织承担造血系统辐射损失的程度与照射剂量关系密切。造血干细胞是造血系统受损伤后重建造血的根系,放射线作用于机体后,造血干细胞数量虽呈指数性减少,如果受照剂量不是很大,还可以自行恢复、自我重建造血功能。现在学习的是第24页,共76页但人体受到大剂量照射时,造血功能低下甚或衰竭,红细胞、白细胞和血小板数明显减少,容易诱发感染、贫血、出血等并发症,这些并发症相互影响彼此加重一方面是并发症日趋严重另一方面又增加造血组织的负担,从而形成恶性循环,最后可导致机体死亡。现在学习的
16、是第25页,共76页一般当造血系统辐射损伤达到1Gy时就可诊断为轻度急性放射病当人体受到10Gy(肠型)和50Gy(脑型)照射造成急性放射病时,虽然胃肠道和神经系统的临床表现掩盖了血液系统的症状,但血液系统辐射损伤实际上比骨髓型的损伤更为严重。现在学习的是第26页,共76页通常骨髓会有若干变性、退化、不成熟的造血细胞,出现结构模糊的血窦,甚或出现大片荒芜区域和“血湖”状的骨髓腔。血窦是由于真体腔不发达,微血管和一部分静脉腔扩大,而且无血管壁包围,于是便形成了组织间不规则的空隙,血液在空隙流过便成了血窦。特点:管腔较大,形状不规则,主要分布于肝、脾、骨髓和一些内分泌腺中。血窦内皮细胞之间常有较大
17、的间隙,现在学习的是第27页,共76页不同剂量照射诱发的造血系统确定性效应剂剂量量/Gy/Gy病理病理变变化化0 0.25不明不明显显或不易察或不易察觉觉的病的病变变0.25 0.5可逆性功能可逆性功能变变化,可能有血象改化,可能有血象改变变0.5 1.0功能和血象的改功能和血象的改变变,但无,但无临临床症状床症状1.0 2.0轻轻度骨髓型急性放射病度骨髓型急性放射病2.0 3.5中度骨髓型急性放射病中度骨髓型急性放射病3.5 5.5重度骨髓型急性放射病重度骨髓型急性放射病5.5 8.0极重度骨髓型急性放射病极重度骨髓型急性放射病现在学习的是第28页,共76页三、电离辐射出血综合征放射损伤出血
18、的时间、部位、严重程度以及对机体影响方面均有一定的规律性,故又称为电离辐射出血综合征(ionizingradiationbleedingsyndrome)主要原因之一急性放射损伤出血电离辐射对机体造成损伤主要症状之一正常机体血液中存在着凝血和抗凝血因子,两类因子保持着动态平衡,在完整的血管系统内,血液始终处于流动状态,血液循环得以进行。现在学习的是第29页,共76页血凝:血液由流动状态变成胶冻状血块的过程称为血凝。典型的急性放射病出血多发生在极期之前,出血部位主要在皮肤和粘膜,出血的严重程度与照剂量成正比,严重的患者出血可遍及全身,包括内脏器官大出血等.广泛的大量出血,加速了贫血的发生,由于患
19、者造血功能已严重抑制,造血器官的结构破坏,各种细胞的生成已陷于停滞,终致贫血。现在学习的是第30页,共76页骨髓型放射病的临床过程有明显的阶段性,可划分为初期、假愈期、极期和恢复期。极期的标志是;体温升高,食欲降低,呕吐腹泻和全身衰竭。进入极期,病情急剧恶化,是各种症状的顶峰阶段,治疗不力者多于此期死亡。补充知识:极期现在学习的是第31页,共76页补充知识:凝血因子凝血因子是参与血液凝固过程的各种蛋白质组分。生理作用是,在血管出血时被激活,和血小板粘连在一起并且补塞血管上的漏口。(凝血)它们部分由肝生成。可以为香豆素所抑制。为统一命名,世界卫生组织按其被发现的先后次序用罗马数字编号,有凝血因子
20、I,II,III,IV,V,VII,VIII,IX,X,XI,XII,XIII等因子XIII以后被发现的凝血因子,经过多年验证,认为对于凝血功能,无决定性的影响,不再列入凝血因子的编号。因子VI事实上是活化的第五因子,已经取消因子VI的命名。现在学习的是第32页,共76页电离辐射所致出血综合征的主要原因是:1.凝血功能障碍;2.血管通透性增加;3.血管脆性增加;照射后凝血障碍的主要原因是由于血小板减少所致的血小板第三因子缺乏,然后又造成凝血物质生成不足。毛细血管脆性增加是指其坚韧性减低,易破坏性增高。4.血小板数量和质量上的改变 此为主导环节。现在学习的是第33页,共76页血管脆性增加;其发生
21、原因:放射放射线对毛细血管内皮细胞的直接破坏作用;照射后组织细胞崩解,析出组胺或类组胺物质引起小血管扩张等,造照射后组织细胞崩解,析出组胺或类组胺物质引起小血管扩张等,造成肝解毒功能受损,毒性物质在体内集聚。成肝解毒功能受损,毒性物质在体内集聚。尚有循环中透明质酸酶活性的增高,使血管壁内皮细胞间粘合质尚有循环中透明质酸酶活性的增高,使血管壁内皮细胞间粘合质(透明质酸)被分解,以及照射后神经调节失去平衡,血管紧张性(透明质酸)被分解,以及照射后神经调节失去平衡,血管紧张性降低等,从而引起毛细血管脆性增高降低等,从而引起毛细血管脆性增高现在学习的是第34页,共76页1、血小板数量减少血小板数量和质
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