第二章緒論 放射毒理學(xué)

（Introduction)放射毒理學(xué)放射性核素生物動(dòng)力學(xué)第二章

放射性核素動(dòng)力學(xué)：是研究核素在機(jī)體內(nèi)吸收、分布、滯留和排泄等過程的動(dòng)態(tài)變化，并用速度論和數(shù)學(xué)方程定量地描述諸過程的科學(xué)。研究意義：①是放射性核素內(nèi)照射損傷探討的重要參考。②是內(nèi)照射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的修訂的重要依據(jù)。③為臨床核醫(yī)學(xué)實(shí)踐中制訂合理給藥方案提供依據(jù)。一、概述

放射性核素動(dòng)力學(xué)過程包括：生物轉(zhuǎn)運(yùn)(biotransport)

：放射性核素在機(jī)體內(nèi)的吸收、分布、滯留和排泄過程。生物轉(zhuǎn)化(biotransformation)

：核素在機(jī)體內(nèi)的代謝過程。一、概述第一節(jié)

攝入、吸收模式食入：核素或外源化合物經(jīng)口攝入稱食入。吸入：核素或外源化合物經(jīng)鼻吸進(jìn)稱吸入。吸收：核素經(jīng)由呼吸道、胃腸道、皮膚或傷口進(jìn)入體液的過程稱為吸收。

跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)是生物轉(zhuǎn)運(yùn)的基礎(chǔ)。一、生物膜的特點(diǎn)和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式(一)與跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的生物膜特點(diǎn)

細(xì)胞膜(質(zhì)膜)和各種細(xì)胞器的膜統(tǒng)稱為生物膜，它們均由內(nèi)、外兩層電子致密層和中間一透明層組成。

生物膜的液晶鑲嵌模型認(rèn)為，膜是以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同生理功能的蛋白質(zhì)。1．脂質(zhì)雙分子層，以磷脂為主。

2．鑲嵌的蛋白質(zhì)特殊通道和離子泵。3．生物膜上分布著很多直徑2~4A(1A=0.1nm)的微孔。與跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的三個(gè)特點(diǎn)：(二)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式1.被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)⑴簡(jiǎn)單擴(kuò)散(simplediffusion)又稱脂溶擴(kuò)散或順流擴(kuò)散：脂溶性物質(zhì)經(jīng)簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式通過生物膜。簡(jiǎn)單擴(kuò)散的條件是：①膜兩側(cè)存在濃度梯度；②化學(xué)物質(zhì)必須有脂溶性；

③化學(xué)物質(zhì)的非解離狀態(tài)。特點(diǎn)：順濃度梯度，不消耗能量，不需要載體，不受飽和限速與競(jìng)爭(zhēng)性抑制的影響。(二)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式1.被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)⑵慮過(filtration)和水溶擴(kuò)散(aqueousdiffusion)：核素或化學(xué)物質(zhì)通過膜上的親水性微孔的過程。慮過的條件是：①水作為載體，攜帶小分子化學(xué)物質(zhì)從膜的微孔濾過；②不帶電荷的水溶性小分子，可通過水溶擴(kuò)散。2.特殊轉(zhuǎn)運(yùn)⑴主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)亦稱載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)：核素或化學(xué)物質(zhì)由低濃度部位向高濃度部位轉(zhuǎn)運(yùn)。特點(diǎn)：①逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)；②需要消耗能量；③需膜的蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)運(yùn)酶系)提供“載體；④載體對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有特異的選擇性，并可被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)所飽和；⑤可出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)性抑制；2.特殊轉(zhuǎn)運(yùn)⑵易化擴(kuò)散(facilitateddiffusion)：又稱載體擴(kuò)散(carrierdiffusion)，是順濃度梯度由高濃度處向低濃度處擴(kuò)散而透過生物膜的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。特點(diǎn)：①需要載體；②不要消耗能量；③親水性化合物。(3)膜動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(cytosis)：是生物膜對(duì)大分子固態(tài)顆粒(如煙、塵)和液滴態(tài)蛋白，通過膜的變形運(yùn)動(dòng)及收縮，把它包繞起來，最后攝人細(xì)胞內(nèi)的過程。攝人顆粒物質(zhì)稱為吞噬作用。攝入液滴態(tài)物質(zhì)稱為胞飲作用。

二、攝入模式

以體液、組織內(nèi)的活度（Bq）為縱坐標(biāo)、時(shí)間為橫坐標(biāo)的活度變化曲線為時(shí)量曲線，此曲線顯示了核素在體內(nèi)變化的趨勢(shì)。放射性核素在體內(nèi)變化趨勢(shì)受攝入模式影響：二、攝入模式

（一）單次攝入（二）短期多次攝入（三)一次攝入后在長時(shí)期內(nèi)遞減性吸收（四）長期均勻攝入（持續(xù)攝入）按攝入方式對(duì)時(shí)量關(guān)系的影響，分為以下4種模式：

（一）單次攝入

指持續(xù)數(shù)小時(shí)的一次性攝入。特點(diǎn)：吸收率驟升速止，器官組織內(nèi)的放射性活度迅速上升，而后隨著時(shí)間的延長而逐漸降低。

（二）短期多次攝入

指短期（如一個(gè)季度）發(fā)生多次攝入的情況。特點(diǎn)：血液吸收率呈不連續(xù)的驟升速止?fàn)顟B(tài)；組織和器官內(nèi)核素的含量則連續(xù)地速升緩降。

（三）一次攝入后在長時(shí)期內(nèi)遞減性吸收

難溶性放射性核素單次污染傷口或一次吸入而滯留于肺內(nèi)的情況下。特點(diǎn)：器官組織內(nèi)的活度在起初時(shí)逐漸增多，當(dāng)增至一定量時(shí)，因血液中的量減少，及核素由器官組織內(nèi)移出的速率大于移入的速率，則其含量緩緩減少。

（四）長期均勻攝入（持續(xù)攝入）

指在較長的一段時(shí)期內(nèi)，以相當(dāng)恒定的速率攝入放射性核素。特點(diǎn)：吸收速度保持恒定狀態(tài)，當(dāng)而器官組織內(nèi)的放射性核素含量與日俱增。第三節(jié)

放射性核素的吸收吸收：核素由攝入途徑通過生物膜進(jìn)入血液循環(huán)的過程。吸收率：吸收入血的量占攝入量的百分比（%）。

一、呼吸道吸收（一）呼吸道吸收是核素進(jìn)入體內(nèi)的主要途徑呼吸道是放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)最危險(xiǎn)、最主要的途徑。呼吸道尤其是肺吸收放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)最危險(xiǎn)的途徑。

（二）呼吸道吸收與核素物態(tài)相關(guān)1.氣態(tài)的放射性核素，如氡、氫、氚和碘等，極易以簡(jiǎn)單擴(kuò)散的方式經(jīng)呼吸道粘膜或肺泡進(jìn)入血液。血∕氣分配系數(shù)：當(dāng)血中放射性核素濃度與肺泡氣內(nèi)氣態(tài)放射性核素濃度平衡時(shí)，兩者之比。血∕氣分配系數(shù)大的放射性核素，吸收率高。（二）呼吸道吸收與核素物態(tài)相關(guān)2.放射性核素氣溶膠進(jìn)入呼吸道并附著其表面，經(jīng)受以下3種作用：

①慣性沖擊或離心力作用。②重力或沉降作用。③布朗運(yùn)動(dòng)或擴(kuò)散。

⑴﹥5um的粒子，沉積于鼻和支氣管樹。⑵5um～1um的粒子，支氣管樹的外周分支處。⑶1～0.01um的粒子，附著于肺泡內(nèi)。⑷0.01～0.03um的粒子，附著于大支氣管內(nèi)。1.分散度：在膠體化學(xué)上常用粒子表面積與其體積的比值表示。在毒理學(xué)上，分散度是指顆粒物質(zhì)被粉碎的程度。放射性核素氣溶膠在呼吸道內(nèi)的沉積部位與氣溶膠粒徑有關(guān)：

2.表示氣溶膠粒徑的參數(shù)：

①中值直徑：比某一粒子大的和小的粒子累計(jì)數(shù)各占總粒子數(shù)的50%;

②質(zhì)量中值直徑：比某一粒子大的和小的粒子累計(jì)質(zhì)量各占粒子質(zhì)量的50%;

③活度中值直徑：比某一粒子大的和小的粒子累計(jì)活度各占粒子總活度的50%;④空氣動(dòng)力學(xué)等效直徑：某顆粒物與相對(duì)密度為1的球體在靜止或?qū)恿骺諝庵腥舫两邓俾氏嗟龋瑒t球體的直徑視作該顆粒物的空氣動(dòng)力學(xué)直徑。

附著在呼吸道內(nèi)表面的粒子可有以下歸宿：①