核反应时释放的能量高, 射线种类多, 包括α粒子、β粒子、γ射线和中子。其中γ射线的穿透能力强, 是引起外照射损伤的主要射线。以往对γ射线的生物效应研究主要集中在大剂量一次性照射引起的生物体损伤, 包括对造血系统的损伤、对免疫系统的损伤以及对代谢系统的损伤等。随着核工业的发展, 尤其是核电在我国的大力推广, 有可能接受辐射照射的人群数量逐年增加:职业放射性工作人员、核设施和核电站周围居民容易接受低剂量率环境辐射。低剂量率照射对人体将产生什么影响, 其潜在的健康意义是什么等问题成为人们研究辐射损伤的重要内容。

为了进一步研究长期低剂量γ电离辐射的生物效应, 为低剂量率γ电离辐射的防护提供理论依据, 本文建立了低剂量率γ射线电离辐射的大鼠模型, 并对其造血系统、抗氧化系统指标以及脏器系数进行了测定。

1 材料和方法 1.1 材料

SD大鼠购自第二军医大学动物中心, 钴源为海军医学研究所保存, 血细胞计数仪为MEK-5216型(日本Nihon Kohden公司), 可见-紫外分光光度计为756MC型(上海第三分析仪器厂), SOD、MDA试剂盒购自南京建成生物工程研究所, 其它化学试剂为分析纯。

1.2 动物分组与处理

SD大鼠购自第二军医大学动物中心, 共16只, 雄性, 200 ~ 250 g, 每组8只, 共2组: γ射线照射组; 空白对照组。照射组8只大鼠采用累积照射法, 动物距离钴源中心2.43 m。每天照射1 h, 连续照射7d, 剂量率为0.072 Gy / h, 累积剂量0.5 Gy。

1.3 外周血细胞计数

实验结束时, 剖杀动物, 腹主动脉取血20 μl, 用血细胞计数仪测红细胞、血红蛋白、白细胞、血小板等。

1.4 血清超氧化物歧化酶(SOD)活性测定

实验结束时, 剖杀动物, 腹主动脉取血, 常规分离血清, 在4℃下, 3 000r /min离心10 min, 取上清, 采用黄嘌呤氧化酶法测定SOD活力, 严格按照试剂盒说明书进行。

1.5 血清丙二醛(MDA)含量测定

采用TBA法测定MDA含量, 严格按照试剂盒说明书进行。

1.6 骨髓DNA含量测定

实验结束时, 剥离出大鼠右侧完整股骨, 用5 mmol /L CaCl₂ 5 ml将全部骨髓冲入离心管, 冰浴30 min, 2 500 r /min离心15 min, 弃上清。在沉淀物中加入0.2 mol /L HCIO₄溶液8 ml, 充分混合, 90℃加热15 min, 冷却, 过滤, 紫外分光光度计在260nm处测定吸光度。

1.7 脏器系数

实验结束时, 称量大鼠体重, 并对肝脏、脾脏、胸腺进行称重, 计算脏器系数。计算公式为: (脏器重量/体重) × 100%。

1.8 统计分析

结果以Mean ± SD表示, 不同处理组之间的比较采用方差分析(SPSS), P＜0.05表示有统计学意义。

2 结果 2.1 低剂量γ射线照射对大鼠外周血象的影响

外周血象的检测结果表明, 经过低剂量的γ射线照射后, 大鼠外周血中的白细胞计数明显降低(P＜0.05), 其他指标与对照组比较没有明显变化, 具体数据如表 1所示。

2.2 低剂量γ射线照射对大鼠骨髓DNA含量的影响

提取骨髓DNA后进行紫外分光光度计分析, γ照射组的平均OD₂₆₀吸光值为1.083 ± 0.11, 正常对照组的平均OD₂₆₀吸光值为1.304 ± 0.13, 低剂量γ射线照射组大鼠的骨髓DNA含量明显降低(P＜0.05)。

2.3 低剂量γ射线照射对大鼠血清SOD及MDA含量的影响

对大鼠血清中的抗氧化指标SOD(过氧化物歧化酶)和MDA (丙二醛)进行检测, 结果表明γ射线照射组大鼠血清中的SOD水平明显降低(P＜0.05)。照射组血清MDA水平与对照组比较没有明显变化(表 2)。

2.4 低剂量γ射线照射对大鼠脏器系数的影响

对肝脏、肾脏、脾脏、睾丸、附睾以及胸腺的脏器指数的测定结果表明照射后的脏器指数与正常对照组相比没有明显变化(表 3)。

3 讨论

对大剂量电离辐射对机体影响的研究几乎是伴随着辐射现象的发现就开始的, 国内外的放射医学工作者对此己做了大量的研究工作, 已有一致的结论, 即大剂量电离辐射对机体有明显的损伤作用。但低剂量电离辐射对机体的影响还需要进一步研究。目前低剂量γ射线对机体影响的研究主要集中在单个基因表达变化方面, 如大鼠外周血GADD45A基因^{[1, 2]}等。本文对低剂量γ射线电离辐射对大鼠机体整体损伤的生物效应进行了研究。

辐射损伤后外周血白细胞下降是一个比较敏感的指标, 本研究的结果证实了这一点, 即使在低剂量的γ射线照射下, 大鼠的外周血白细胞也出现了明显的下降。造血系统对辐射损伤的敏感性也比较高, 骨髓DNA含量测定结果提示, 低剂量γ射线照射会引起骨髓DNA含量的明显下降。

SOD是机体细胞清除氧自由基的主要酶类, 其含量和活性变化直接影响细胞内氧自由基和其终产物脂质过氧化物(LPO)的含量, 当SOD含量增高时, 可使细胞内氧自由基和LPO含量下降。低剂量电离辐射对SOD的影响和作用有不同的报道, 既有刺激SOD活性升高的, 也有使SOD活性降低的^[3-5]。本文的研究结果显示, 低剂量γ射线辐射引起了大鼠血清SOD水平的明显降低, 说明低剂量γ射线辐射降低了大鼠机体清除氧自由基的能力。MDA为脂质过氧化分解的次级小分子产物, 是一种具有很强的生物毒性物质, 能够反映机体自由基活性, 间接反映细胞受损程度, 照射后大鼠的血清MDA有一定程度的升高, 但还没有达到明显区别, 说明低剂量γ射线辐射对细胞产生的损伤并不严重, 或者由于剂量较低, 对细胞的损伤程度较轻, 细胞在照射过程中边损伤边修复, 达到了一种平衡。

脏器系数的测定结果表明, 受照后的脏器指数都有所降低, 但没有达到统计学意义, 这与细胞损伤类似。说明低剂量γ射线照射对大鼠主要脏器造成的损伤并不严重, 也可能是由于细胞在照射的过程中边损伤边修复, 达到了一种平衡, 反应到器官水平, 就是脏器指数降低不明显。