试论骨科辐射效应的线性与非线性关系


   

  摘要: 放射界对于辐射效应一直沿用线性无阈理论, 但近年来, 低剂量辐射效应却让其表现出非线性特征。而且对于骨折以及骨科其他疾病来说不同剂量辐射所产生的效应是不同的, 即其在骨科中也存在线性与非线性的对立统一, 只有认清这两者的辩证关系, 才能抓住其本质, 最终产生深远的意义和临床应用。

  关键词: 辐射效应, 线性, 非线性, 辩证关系。

  辐射效应作为一种生命现象受机体、剂量、机制多种因素的影响, 同时这些因素具有不确定性、随机性和非平衡性等特性,所以我们要用! 复杂性? [ 1] 的眼光和理性思维, 辩证地去对待线性与非线性的关系。

  1 辐射效应的线性与非线性理论及现象。

  1. 1  辐射效应的! 线性无阈理论?及其在骨科中的体现。

  长期以来, 有关辐射对人体的影响一直沿用! 线性无阈理论? , 该理论认为任何剂量的辐射都是有害的, 其危险性随着剂量的增加而呈线性增加。即该理论的突出特点是辐射效应是一直有害的且呈线性关系并无临界点( 阈值) 的存在。

  在骨科研究中, 中高剂量的辐射对骨骼生长和骨折愈合等方面是有害的, 主要表现在骨坏死[ 2- 3] 、骨折延迟愈合和骨不连等[4] 。

  1. 2  低剂量辐射的定义、效应及其在骨科中的体现。

  1986 年, 联合国原子辐射效应科学委员会报告: 低剂量辐射是指0. 2Gy 以内的低LET( 传能线密度) 辐射或0. 05Gy 以内的高LET 辐射[ 5] 。低剂量辐射可以刺激动物的生长发育、延长动物寿命、提高生育能力, 增强动物和人体的免疫功能, 降低肿瘤发生率等, 即兴奋效应( Ho rmesis ) [ 6] 。且经微小剂量( 如50mGy~ 75mGy) 辐射预处理的细胞、脏器或整体动物, 当它相继接受较大剂量辐射时, 能够对损伤产生抗性, 即适应性反应(Adaptive Response) [7] 。

  在骨科研究中,低剂量辐射离体成骨母细胞,发现可增加碱性磷酸酶(ALP)的数量,促进单个细胞分泌血管内皮生长因子(vascular endothelial g rowth factor , VEGF) [8] , 增强成骨细胞的矿化能力等[9] , 而且低剂量辐射还可促进骨折愈合[10] 。

  1. 3  辐射效应在骨科中的整合及其特征。