四、放射生物学研究中实验动物的应用
(一)急性放射综合征研究中的应用
实验动物是研究急性放射综合征的主要对象,常采用60Cor-射线照射实验动物,使其接受不同剂量的照射,复制成各种不同类型的放射综合征或称放射病。再来研究它的发病特点、变化规律、发病机理、诊断和防治方法等。
当动物全身一次受到较大剂量照射后,可产生急性放射病。随着照射剂量增大,可以出现一些典型的综合征。文献上对放射病分型和制定标准等问题看法不尽一致。根据我们的资料,以狗为例,当受到200~700拉德照射后,动物所出现的综合征主要是以造血系统功能和结构的变化为主,一般称造血型放射病;2000~8000拉德照射后,动物出现的综合征除造血系统功能及结构有严重损伤外,消化系统(胃肠道特别是小肠)出现明显变化,引起消化系统改变为主的综合征,称肠(胃肠)型放射病38000~15000拉德照射后可出现以心血管系统症候为主的放射病,叫心血管型放射病。15000拉德以上照射后,动物主要出现一些以中枢神经系统(主要是脑)症候为主的综合征称为脑型放射病。各型放射病之间并不是截然分开的,中间可有过渡型,而且病变也是交错存在的。照射剂量在800~2000拉德之间,随动物机状况不同可产生造血型或肠型放射病。照射剂量在800~15000拉德之间,随动物情况不同的可产生心血管型或脑型放射病。动物种类不同造成各型放射病所需剂量亦不同。
根据我们对372条狗、500只大鼠、1000多只小鼠的实验资料分析,我们认为急性放射病类型的划分标准应综合考虑四个方面问题:即⑴照射剂量、剂量率;⑵临床症状;⑶死亡时间;⑷病理检查。综合起来判定属哪种类型的放射病。造血型放射病的动物,造血器官(骨髓、脾、淋巴结)发生明显的改变,而消化系统(胃、小肠、结肠)只出现轻微的可恢复的一些变化,临床上可出现一般放射病的典型分期(初期、假愈期、极期)。病程2~4周。中度以上造血型放射病动物死亡原因是发生了严重的出血和感染的结果。肠型放射病,除造血系统发生严重的病变外,突出的病变在肠道(主要是小肠),动物照射后即可出现频繁呕吐,初期及假愈期短暂或不明显,很快进入极期,呕吐更为顽固,狗可吐出胆汁(吐黄)。第一、二天可出现不典型的的柏油便,此后即可出现血水便。吐黄、血小便是肠型放射病的典型临床症候,而出血和感染可以不出现。狗在照射800~2000拉德(交叉剂量范围)时可出现轻微吐黄水和血水便。这是一种过渡型(既有极重度造血症状,又有肠型症状)。由于肠型放射病动物小肠粘膜损伤、脱落、隐窝受到严重破坏,失去增殖更新能力,绒毛?
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急性放射病一般分为造血型、肠型和脑型三型,但是否存在心血管型,目前国内外学者尚有争议,我们通过对203条狗和367只大鼠不同水平超致死剂量60Cor射线一次全身照射后的心管功能、形态和血浆酶活力等变化观察证实在肠型与脑型之间存在心血管型放射病。此型放射病的造型剂量狗为9000~15000拉德,大鼠为20000~25000拉德,其特点是照射剂量介于肠型和脑型之间;病程较脑型稍长;有明显的心衰、休克等病症;出现一系列心血管功能低下的变化如动脉血压迅速下降、心输出量和心脏血流量早期即有明显减少、循环代偿功能丧失、心电图有明显反映心肌炎和心肌除极和复极过程障碍的变化,反映心肌损伤的LDH1显著升高;病理形态学上可见到心肌严重病变,如心肌炎细胞浸润、心肌纤维萎缩、变性、坏死、溶解等变化,而此时小脑皮层颗粒细胞基本正常或固缩的还不多,病变严重者固缩最多也不超过25%。心血管型放射病动物模型的复制成功,不仅对我们充分认识心血管系统辐射损伤在放射病发生、发展过程中的作用和急性放射病的分型问题上具有一定理论意义,而且在强辐射核武器杀伤效应条件下,伤员的分类、防护和救治方面也有一定实际价值。
狗的三种类型急性放射病鉴别标准可见表10-23。动物四种类型放射病造型所需的选择剂量见表10-24。
(二)内照射效应研究中的应用
放射性核素引起动物急性损伤的病理主要为破坏过程,它与核素分布类型有关。全身均匀性分布的核素急性损伤基本与外照射相同,如127Cs、3H等。那些选择性分布的核素除有类似全身照射的损伤表现外,同时还出现重要器官的局部严重损伤改变,如表10-25所列举的几种主要放射性核素的急性损伤中,亲骨性核素90Sr主要表现为造血组织的损伤,动物死于严重的出血和贫血;视网状内皮系统的核素,如210Po、144Ce、147Pm,对造血组织、肝、脾的损伤都比较严重,使动物死于广泛的出血、感染与胃肠功能障碍;选择性分布于甲状腺的131I主要造成甲状腺组织严重损伤与功能低下;吸入难溶性239PuO2主要沉积于肺,引起肺功能不全,导致心肺功能衰竭死亡,这些都是核素的辐射作用所引起局部严重损伤的结果。
表10-23 狗三种类型急性放射病临床及病理变化的主要点鉴别
临床症候和病理变化 | 造 血 型 | 肠 型 | 脑 型 | |
临床症候: | ||||
恶心呕吐…… | 有、轻或无 | 频繁呕吐 | 呕吐 | |
粪便………… | 柏油便或常便 | 柏油便、血水便 | 早期可有少量血水便 | |
出血症候…… | 轻或很明显 | 一般无 | 无 | |
感染症候…… | 有、明显 | 无 | 无 | |
血象………… | 变化依期发展 | 变化急骤 | 急骤变化 | |
衰竭、失水… | 有、轻 | 明显、重 | 有衰竭 | |
症候分期…… | 明显 | 不太明显 | 分期与造血型不同 | |
病程………… | 2~4周 | 3~4天 | 2~3天、数小时或数分 | |
病理变化: | ||||
造血系统…… | 轻或明显改变 | 严重破坏 | 严重破坏 | |
消化系统(胃肠)………… | 轻微可复改变 | 严重破坏 | 严重破坏 | |
小脑………… | 无或仅一般变化 | 无或仅一般改变 | 颗粒细胞严重损伤 | |
表10-24 常用动物四型放射病造型选择剂量(拉德)
动物种类 | 造血型 | 肠 型 | 心血管型 | 脑 型 |
狗 | 200~700 | 1800~8000 | 8500~15000 | 15000以上 |
猴 | 400~900 | 2000~10000 | - | 15000以上 |
大鼠 | 400~1000 | 2000~15000 | 20000~25000 | 30000以上 |
小鼠 | 300~1000 | 2000~15000 | - | 30000以上 |
引起急性损伤的剂量,因各种核素的辐射类型、能量、化学性质以及它在体内的有效半碱期等因素不同而异。例如210Po与3H相比较,210Po为α辐射体,能量大,与体内蛋白质的硫基结合紧,且选择性沉积于对辐射敏感的造血组织内,有效半减期较长,而3H是一种低能量的β辐射体,有效半减期短,在体内呈均匀性分布,因而210Po的急性损伤剂量比3H的低千倍。
放射性核素对动物的慢性损伤有两种情况,即小量多次和一次内污染放射性核素对动物的持续性内照射。有人曾观察了小量多次给家兔注射89Sr对造血功能的影响,在三年内,每日注射89Sr2.68微居里/公斤,它的造血功能损伤大致分三期:第一期89Sr作用初期(11~12月),造血器官的变化不稳定,表现为网织红细胞数、血小板数、白细胞总数波动大。第二期上述血液指标波动小,网织红细胞数稍有增加。第三期出现红白细胞数、淋巴细胞绝对数、网织红细胞数减少。此外,还表现机体免疫功能减低、早衰、部分动物死亡。表10~26列举了几种核素对动物内照射远期引起肿瘤的结果,分析结果可以看出:远期损伤的部位多为该核素的紧要器官;损伤的性质多为恶性肿瘤和血液病;引起损伤的剂量也因核素的理化性质和器官的敏感性因素不同而异,因为亲骨性的诸核素,引起狗骨肉瘤的剂量也有差别(表10-27)。239Pu、226Ra、228Th、90Sr四种核素相比,以228Th的相对生物效应最大。近年来有人对239Pu致动物骨肉瘤效应的研究证实,最低致癌剂量为78拉德。
表10-26 几种放射性核素对动物远期损伤的剂量与特点
放射性核素 | 实验 动物 | 重要器官 | 最低致癌剂量 (拉德) | 远期损伤效应 |
90Sr | 狗 | 骨骼 | 4000 | 骨肉瘤、骨髓增生、白血病 |
137Cs | 狗 | 全身 | 1000~1400 | 甲状腺瘤、卵巢瘤、乳房癌、膀胱癌、胆管癌、神经细胞瘤、椎骨网状细胞瘤、淋巴肉瘤 |
144Ce | 狗 | 肺、肝、骨 | 4200 29000 4200 950 | 肺腺瘤 肝血管肉瘤、肝纤维瘤 椎骨骨肉瘤、上颚磷状细胞瘤 白血病 |
210Po | 狗 | 肝 肾 | 100 530 | 肝癌 胃癌 |
226Ra | 狗 | 骨骼 | 1.1微居里/公斤 | 骨肉瘤 |
238U(UO2) | 狗 | 肺 | 空气中铀浓度为5毫克/米3,每周5天,持续5.6年后 | 肺癌 |
239PuO2 239Pu(NO3)4 | 狗 | 肺 骨骼 | 1.0-7.0毫微居里/克肺78 | 肺癌 骨肉瘤 |
表10-27 几种亲骨性核素引起狗骨肉瘤的相对生物效应
核 素 | 射线种类 | 能 量 (兆电子代) | 相对生物效应 | 下限剂量 (拉德) |
239Pu | α | 5.15 | 6 | 200 |
238Th | α | 5.42 | 8 | 150 |
226Ra | α | 4.79 | 1 | 1200 |
90Sr | β | 0.54 | 0.07~0.24 | 5000~17000 |

- 放射生物学研究中实验动物的应用《实验动物科学》
- 放射生物学研究中实验动物的选择《实验动物科学》
- 放射事故及其处理原则《核、化学武器损伤》
- 放射免疫分析法在泌尿生殖系疾患诊断上的应用《物理诊断学》
- 放射损伤《默克家庭诊疗手册》
- 放射免疫分析的质量控制《实用免疫细胞与核酸》
- 放射卫生防护《核、化学武器损伤》
- 放射免疫分析的优缺点《实用免疫细胞与核酸》
- 放射卫生防护基础《核、化学武器损伤》
- 放射免疫分析的基本试剂《实用免疫细胞与核酸》
- 放射性碘《药理学》
- 放射免疫分析《免疫学和免疫学检验》
- 放射性碘标记《实用免疫细胞与核酸》
- 放射免疫分析《免疫学和免疫学检验》
- 放射性核素检查《心脏病学》
- 放射核素显像《默克家庭诊疗手册》
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- 放射工作人员的健康检查《核、化学武器损伤》
- 放射性核素进入体内的途径与吸收《核、化学武器损伤》
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- 放射性核素数据《实用免疫细胞与核酸》
- 放射反应与放射损伤《放射诊断学》
- 放射性活度《核、化学武器损伤》
- 放射反应和放射损伤的治疗《放射诊断学》
- 放射性胶体金的制备方法《实用免疫细胞与核酸》
- 放痧有十《痧胀玉衡》
- 放射性同位素标记核酸探针《实用免疫细胞与核酸》
- 放痧须放尽《痧胀玉衡》
- 放射性药品的管理《医院药学》
《实验动物科学》
- 第一章 实验动物科学绪论
- 第一节 研究范围和发展意义
- 第一节 国内外实验动物科学发展情况
- 第二节 实验动物科学在生物医学发展中的作用
- 第三节 动物的类群和生物学分类上的位置
- 第四节 实验动物的分类方法
- 第二章 常用实验动物的特点及应用
- 第一节 小鼠(Mouse;Musculus)
- 第二节 大鼠(Rat;Rattus norregicus)
- 第三节 豚鼠(Guine-pig;Cavia porcellus)
- 第四节 地鼠(Hamster)
- 第五节 家兔(Rabbit,Oryctolagus curiculus)
- 第六节 狗(Dog;Canis familiaris)
- 第七节 猴(Monkeys)
- 第八节 猫(Cat;Felis Catus)
- 第九节 猪(Swine;Sus scrofa)和小型猪
- 第十节 其他实验动物
- 第三章 近交系动物的特点及应用
- 第一节 近交和近交系
- 第二节 近交系的特征和应用意义
- 第三节 近交系的培育技术
- 第四节 近交品系的命名法
- 第五节 近交系的新进展
- 第六节 常用近交系动物品系特征
- 第四章 突变系动物的特点及应用
- 第一节 突变系动物的基本概念
- 第二节 突变品系的模型性状
- 第三节 带病理模型性状的突变株
- 第四节 突变基因的特点
- 第五节 无胸腺裸鼠特点及应用
- 第五章 杂交群和封闭群动物的特点及应用
- 第一节 杂交群动物(F1)的特点及应用
- 第二节 封闭群动物的特点及应用
- 第六章 无菌动物、悉生动物和无特定病原体动物的特点及应用
- 第一节 无菌动物
- 一、无菌动物的基本概念
- 二、无菌动物的发展
- 三、无菌动物的特征
- 四、无菌动物技术
- 五、无菌动物的饲料和饲育装置
- 六、无菌动物的检查
- 七、无菌动物在生物医学研究中的应用
- 第二节 悉生动物
- 第三节 无特定病原体动物
- 第七章 野生动物在生物医学研究中的应用
- 第一节 开发野生动物的意义
- 第二节 黑线仓鼠
- 第三节 长爪沙鼠
- 第四节 树鼩
- 第五节 鼠兔
- 第六节 棉鼠
- 第七节 九带犰狳
- 第八节 黑线姬鼠、大仓鼠
- 第九节 有开发价值的其他野生动物
- 第八章 生物医学研究中实验动物的选择
- 第一节 选择原则和方法
- 一、选用与人的机能、代谢、结构及疾病特点相似的实验动物
- 二、选用遗传背景明确,具有已知菌丛和模型性状显着且隐定的动物
- 三、选用解剖、生理特点符合实验目的的要求的动物
- 四、选择不同种系实验动物存在的某些特殊反应
- 第二节 各类实验动物选择索引
- 第九章 生物医学研究中的动物模型
- 第一节 动物模型的意义和优越性
- 第二节 动物模型的分类
- 第三节 动物模型的设计原则和注意事项
- 第四节 动物模型的复制方法
- 第十章 生物医学重点研究课题中的实验动物选择与应用
- 第一节 免疫学研究中实验动物的选择与应用
- 第二节 单克隆抗体研究中实验动物的选择与应用
- 第三节 肿瘤学研究中实验动物的选择和应用
- 第四节 放射生物学研究中实验动物的选择和应用
- 第五节 药理学研究中实验动物的选择与应用
- 一、中枢神经系统药理学研究中的选择与应用
- 二、传出神经药理学实验中的选择与应用
- 三、心血管系统药理实验中的选择与应用
- 四、消化系统药理实验中的选择与应用
- 五、呼吸系统药理实验中的选择与应用
- 六、泌尿系统药理实验中的选择与应用
- 第六节 口腔医学研究中实验动物的选择与应用
- 第七节 计划生育研究中实验动物的选择和应用
- 第八节 微循环研究中实验动物的选择和应用
- 第九节 皮肤病学研究中实验动物的选择与应用
- 第十节 病毒学研究中实验动物的选择与应用
- 第十一节 老年病研究中实验动物的选择与应用
- 第十二节 中医中药研究中实验动物的选择与应用
- 第十一章 生物医学研究的基本途径、方法和影响因素
- 第一节 生物医学研究的基本途径
- 第二节 动物实验基本方法
- 一、动物实验的常用方法
- 二、实验动物的抓取固定方法
- 三、实验动物编号标记方法
- 四、实验动物的随机分组方法
- 五、实验动物被毛的去除方法
- 六、实验动物给药途径和方法
- 七、实验动物用药量的确定及计算方法
- 八、实验动物的麻醉
- 九、实验动物采血方法
- 十、急性动物实验中常用的手术方法
- 十一、实验动物的急救措施
- 十二、实验动物的处死方法
- 第三节 影响动物实验效果的动物因素
- 第四节 影响动物实验效果的动物饲养环境和营养因素
- 第五节 影响动物实验效果的动物实验技术环节因素
- 第十二章 实验动物常用的各种生物学数据
- 第一节 一般生物学数据
- 一、实验动物染色体数目
- 二、实验动物繁殖生理数据
- 三、实验动物组织生长和细胞更新数据
- 四、哺乳动物和人的细胞更新速度
- 五、实验动物和人各类正常组织细胞分裂间期各进相的时间
- 六、哺乳动物和人全身照射的半致死量
- 七、哺乳动物平均寿命和最长寿命
- 八、哺乳动物和人的水代谢期与寿命的关系
- 九、狗与人的年龄对应
- 十、实验动物正常新陈代谢率
- 十一、哺乳动物和人产热量和水半代谢期
- 第二节 生理学数据
- 一、实验动物红细胞总数、压积、体积、大小和血红蛋白浓度
- 二、实验动物白细胞总数、分类计数及血小板数
- 三、实验动物正常骨髓象数值
- 四、实验动物血容量、心率、心输出量
- 五、实验动物全血、血浆、红细胞的容量和静脉血比容
- 六、实验动物血液温度、酸碱度、粘稠度、比重和体温数据
- 七、实验动物血细胞脆性、沉降速度和凝血时间
- 八、实验动物正常血压数值
- 九、实验动物的循环时间
- 十、实验动物心电图正常参考数值(间期)
- 十一、实验动物心电图正常参考数值(波辐电压)
- 十二、实验动物正常心率时心脏周期情况
- 十三、实验动物血液动力学指标数值
- 十四、通气量、耗气量
- 十五、实验动物呼吸器官相对形态特点及外在气体代谢
- 十六、实验动物饲料、饮水要求量和排便排尿量
- 十七、哺乳动物肾的结构与浓缩能力
- 十八、各种动物尿比重
- 第三节 生物化学数据
- 一、实验动物血液中葡萄糖、果糖含量
- 二、实验动物血液中蛋白结合糖总量及分布
- 三、实验动物血中糖代谢产物含量
- 四、实验动物血清脂蛋白及其成分
- 五、实验动物血中脂肪、脂肪酸、甘油酯、胆固醇、胆固醇酯含量
- 六表12-41实验动物血液中磷脂总量及其分类值[SB][60][/SB]
- 七、实验动物血中磷脂总量及其分类值
- 八、实验动物血中氧和二氧化碳含量、二氧化碳压力、钠、氯离子浓度、水及蛋白质含量
- 九、实验动物血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原含量
- 十、实验动物血浆蛋白分类值
- 十一、实验动物血中游离氨基酸含量
- 十二、实验动物血中非蛋白氮、尿素、尿酸含量
- 十三、实验动物血中蛋白质代谢产物含量
- 十四、实验动物血及器官中5-羟色胺含量
- 十五、实验动物器官和血浆中儿茶酚胺含量
- 十六、实验动物血及器官中乙酰胆碱含量
- 十七、实验动物器官中RNA和DNA含量
- 十八、实验动物血及器官中腺苷酸含量
- 十九、实验动物血中吡啶核苷酸、辅羧酶、磷酸吡哆醛、碱性磷酸酶含量
- 二十、实验动物组织与器官中细胞色素氧化酶活性
- 二十一、实验动物器官与组织中琥珀酸脱氢酶含量
- 二十二、实验动物器官与组织中乳酸脱氢酶的活性
- 二十三、实验动物血清与器官中乳酸脱氢酶同功酶的活性
- 二十四、实验动物器官中脱氢酶活性
- 二十五、实验动物血液中氧化还原酶活性
- 二十六、大白鼠器官及血中转氨酶活性
- 二十七 兔、豚鼠器官与血中转氨酶活性
- 二十八、实验动物血及器官中转换酶活性
- 二十九、实验动物血及器官中碱性和酸性磷酸酶活性
- 三十、实验动物器官及血中水解酶活性
- 三十一、实验动物血液中胆碱酯酶活性
- 三十二、实验动物器官与组织中胆碱酯酶活性
- 三十三、实验动物器官与血中醛缩酶及碳酸酐酶活性
- 三十四、实验动物血中维生素A、胡萝卜素、维生素C与D、胆碱、肌醇含量
- 三十五、实验动物血中维生素B1、B2、B6、B12及烟酸、泛酸、叶酸含量
- 三十六、实验动物血液中无机磷、有机磷、铁的含量
- 三十七、实验动物血液中钾、钠、钙、氯、镁含量
- 三十八、实验动物血液中硫、碘、铜、锌、钴、溴、氟含量
- 三十九、实验动物生化指标综合参考值
- 第四节 脏器重量、长度和其他数据
- 附1 实验动物管理条例
- 附2 医学实验动物合格证暂行条例(北京)
- 《北京医学实验动物检定暂行标准》
- 参考文献