张明溪:女,1944年生,副教授中药在抗辐射损伤中作用的探讨张明溪①　龚石静②①湖北黄石高等专科学校医学系　435003;　②湖北省黄石市中心医院　435000提要　用组织学、生物化学、组织化学方法探讨中药在抗电离辐射损伤中对淋巴细胞、DNA保护作用。

关键词　中药;　电离辐射;　淋巴细胞;　DNA 随着当前高科技时代,核能广泛应用于科技、生产、日常生活之中,不可避免地会给人们造成放射污染,悄悄地损害机体。

同时,在普遍恶性肿瘤病人治疗方案中约70%以上离不开放射治疗[1]。

有不少实验和临床资料证明[2],当机体受到辐射,往往给组织、细胞带来难以恢复的副作用,其中淋巴细胞和DNA对辐射损伤具有高度敏感性。

淋巴细胞是构成免疫系统的核心成分[3],它经血液和淋巴将免疫系统连成一个功能整体。

并以多种方式行使免疫应答。

DNA是生物遗传物质,在细胞分裂时,DNA复制才能完成增殖过程。

在抗辐射引起这两方面损伤的研究中,“扶正固本”类中药的治疗已取得一定成效和进展。

本文仅从基础医学理论的角度作一定的探讨。

1　辐射损伤淋巴细胞、DNA多种研究证实[4,5,6],当机体受到一定量60Co-Χ射线照射后,射线在机体内通过直接或间接作用,不同程度损伤体内各种细胞、组织、器官,其中淋巴器官萎缩最快,淋巴细胞损伤最敏感,出现核固缩、核肿胀、核空泡等不同程度坏死。

超微结构变化可见核膜增厚、结构松散、核染色质变性与核膜脱开,胞质内线粒体肿胀、嵴断裂、出现小空泡等一系列病理改变,最终导致淋巴细胞死亡。

接受60Co-Χ射线辐射后引起家兔外周血淋巴细胞染色体数目和多种类型畸变,尤其表现在染色体型断片和双着丝点数量较高。

受照后小鼠睾丸[8]曲精小管内中间型(In)和B型精原细胞最敏感,超微结构病理改变明显。

2　中药在抗辐射中的作用2.1　抗受照后淋巴细胞增殖死亡:由辐射引起细胞死亡包括间期死亡和增殖死亡两种[6]。

间期死亡是指照射后细胞终止代谢活动,细胞结构破坏溶解,有人认为与A T P合成障碍有关;增殖死亡是指照射后细胞丧失了不断增殖的能力,有人认为与DNA合成障碍有关。

刺五加、三七均有抗细胞增殖死亡作用,它们与人参同属五加科五加属植物。

刺五加含多种甙类、多糖类及微量元素。

三七主要化学成分为四环三萜皂甙,水解产生人参二醇和人参三醇,其含量高于人参。

它们除传统药理作用外,近年来中外学者[6,9]发现有明显免疫增强作用,能促进小鼠胸腺、脾脏增生,产生特异性抗体,刺激巨噬细胞吞噬功能,诱导产生干扰素,增强机体的体液免疫和细胞免疫。

实验发现,受照后小鼠脾脏内脾小结淋巴细胞明显减少,一般脾小结的细胞大多数处于增殖状态,无疑是射线引起增殖死亡。

用三七后,小鼠脾脏组织结构迅速恢复,认为三七可能对辐射引起S期DNA合成抑制过程有对抗作用。

另有实验观察到受照后小鼠胸腺皮质,脾脏脾小结内处于增殖中的大、中淋巴细胞受损显著,除发生增殖死亡外,还发现胸腺皮质淋巴细胞对辐射敏感性高于髓质淋巴细胞。

这种差别主要与皮质和髓质的淋巴细胞成熟程度不同有关。

表现于实验结果中受照后胸腺淋巴细胞出现两次减少,即受照后减少1次,然后有一定的恢复,这种恢复与胸腺内存在一部分对淋巴细胞不甚敏感的亚细胞群有关,继而部分恢复的淋巴细胞又出现第2次减少。

其原因可能是辐射引起骨髓损伤致干细胞来源不足,胸腺没有干细胞补充,而对辐射有抗性亚细胞群增生后,又从皮质迁向髓质发育成为成熟T淋巴细胞,离开胸腺释放于周围淋巴器官,导致胸腺细胞第2次减少。

用刺五加后,胸腺组织结构和胸腺淋巴细胞持续恢复,防止了受照后胸腺细胞的第2次减少。

提示刺五加可能具有促进胸腺内对辐射抗性亚群细胞的增殖,使胸腺提前恢复正常结构,同时促进骨髓干细胞增殖并迁往胸腺的过程。

此外,还有不少有关报道,如红参具有增强N K细胞活性作用[10]等。

2.2　保护淋巴细胞的膜性结构:电镜观察证实,受照小鼠淋巴细胞膜肿胀,破裂、核染色质变性聚成团与核膜分离,线粒体内膜嵴消失。

呈空泡状,用刺五加或三七与未用药小鼠受照后同期比较,用药组小鼠的胸腺、脾脏淋巴细胞未见严重破坏,且恢复正常。

D avies[11]认为在细胞增殖周期中,核膜与膜下染色质往往相互依存。

核膜对辐射能量的吸收能导致核蛋白破坏,核蛋白的恢复取决于核膜与DNA接触,DNA-核膜复合体有合成DNA能力,核内DNA的合成是从核膜开始的,它对染色体DNA复制的启动有调节作用。

刺五加、三七能保护淋巴细胞膜、核膜、线粒体等各种膜性结构的完整性。

人参皂甙[12]有明显清除自由基的作用。

它们保证了淋巴细胞正常功能,从而增加了淋巴细胞对辐射的抗性。

鹿茸精抗辐射损伤研究表明,受照后小鼠睾丸曲精小管中间型(In)、B型精原细胞最敏感,超微结构出现明显病理改变,而A型精原细胞到粗线期初级精母细胞过程障碍次之。

认为其主要作用点是刺激A型精原细胞分裂,加速了受损伤生精过程的恢复。

其机理可能由于鹿茸精减少了射线对琥珀酸脱氢酶活性的损伤和线粒体膜的损伤(琥珀酸脱氢酶定位于线粒体内膜嵴),保证了细胞正常能量代谢,促进和加速受辐射小鼠睾丸的修复。

2.3　增强DNA对辐射细胞的耐受性:多数学者认为[6～9,12],胞核对辐射的敏感性比胞质高得多。

辐射对细胞致死性损伤主要是破坏细胞核的DNA,继而损伤RNA,影响细胞分裂。

刺五加、三七、人参均能加速机体合成代谢,抑制分解代谢,在细胞损伤修复过程中除增加膜性细胞器的再生外,还能增强DNA对辐射的耐受性,从而加速DNA复制,蛋白质的合成。

当归可使细胞内c AM P含量增加,c AM P可加速细胞内DNA复制、转录和蛋白质合成,促进细胞增殖,使大量新细胞进入外周血,降低染色体畸变率,保护淋巴细胞DNA复制的功能。

最终促进淋巴细胞分裂增殖和组织器官的创伤修复。

2.4　发挥免疫调节效应信号系统:经过几十年努力,中医药免疫研究已成我国独特的领域。

当前已向细胞生物学和分子生物学水392L ISH IZH EN M ED I C I N E AND M A T ER I A M ED I CA R ESEA RCH1998VOL.9NO.4时珍国医国药1998年第9卷第4期平展开。

在刺五加、三七、当归、鹿茸精等抗辐射损伤的实验研究中,诸药突出的特点是保护细胞膜和细胞内的膜性结构及DNA,促进受照后细胞合成蛋白质,加速细胞的增殖和组织器官的修复。

这些效应近年实验,D avies在70年代认为,DNA-核膜复合体有合成DNA的能力,DNA合成从核膜开始,DNA复制的起动依赖于核膜接触的调节。

近年研究表明,这种调节通俗地说,即细胞膜内、膜外的效应都要与膜发生相应的信号接触和变化,如免疫细胞的活化、增殖、细胞因子的分泌、发挥、免疫系统的稳定都要依靠免疫细胞特有的信号传导、信息处理和调节来实现。

这种细胞信号传导系统主要包括c AM P和cG M P体系,D G、IP3、Ga2+的信息体系及酪氨酸蛋白激酶信息传递通路。

(c AM P、cG M P、D G、IP3、Ca2+均为细胞内第2信使)。

不少中药的双向免疫调节作用与c AM P 和cG M P含量密切相关[13]。

有人[14]观察了枸杞多糖本身可明显影响c AM P和cG M P的浓度。

认为有一部分是通过‘受体-腺苷酸环化酶-c AM P-蛋白激酶’和‘受体-腺苷酸环化酶-cG M P-蛋白激酶’两个途径完成调节细胞代谢作用。

在调节过程中c AM P 可通过多条途径引起生物学效应。

细胞内c AM P水平可能存在局部化效应,即细胞内以某些局部c AM P水平升高可抑制T细胞活化,而另一局部c AM P水平升高可能参与T淋巴细胞活化。

枸杞多糖通过增加淋巴细胞内c AM P水平,可能以某种方式介导来促进细胞增殖。

枸杞多糖同时又能增加淋巴细胞内cG M P水平。

一般认为cG M P与c AM P具有相反的生物学效应。

cG M P含量增加则促进DNA和组蛋白合成,提高细胞增殖分裂水平。

因此,枸杞多糖促进淋巴细胞增殖效应之一可能是以不同方式同时增加c AM P和cG M P的水平而实现的。

此外枸杞多糖还可以促进PKC (蛋白激酶C)转移到细胞膜。

淋巴细胞在静息状态时PKC以非活性构象存在于细胞浆中,当细胞受到刺激活化时,通过G蛋白转导作用激活磷脂酶C,活化膜上肌醇酯酶水解P IP2(磷脂酰肌醇4,5二磷酸)产生IP3和D G,引起质膜中D G瞬间积累,PKC随之结合到质膜内表面。

PKC与D G结合,并在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同作用下,PKC转变为活性构象。

活化的PKC可进一步磷酸化多种底物蛋白质,表现出调节细胞代谢、分化、增殖等多种效应。

枸杞多糖第2条途径是通过促进脾脏淋巴细胞膜PKC活性来实现淋巴细胞的活化和增殖效应。

综上所述,由辐射损伤引起免疫功能的抑制,用相应中药治疗可促进免疫细胞活化、DNA复制、淋巴细胞增殖等广泛的免疫调节效应。

其机理可能是中药有效成分通过改变第2信使的浓度、比例或酶的活化状态,发挥信号系统及复杂的信息处理来保护细胞膜的结构,促进DNA复制,加速组织细胞的恢复,实现抗辐射的生物学效应。

总之,中药与免疫研究是一极其复杂领域,其中有许多问题有待多学科的结合,综合深入反复实践和探讨。

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