氧效应是指氧对生物体放射敏感性的显著影响。自威廉·伦琴发现X线以来,人们便发现了氧对放射线效应的显著影响。无论是在细菌还是高等生物中,都可见到这种现象。研究表明,细胞在低氧环境中接受低LET射线时,放射敏感性会显著降低。有氧条件下的照射会使细胞的放射敏感性提升至乏氧状态的三倍。氧被认为是目前已知的最强的放射增敏剂。
影响因素
对于低LET射线如X射线、γ射线,氧效应的主要原因是这些射线的间接作用,其中产生的自由基与机体物质的反应受到氧的影响。然而,对于LET高的放射线(如快中子、α射线、质子),氧效应并不显著,因为这些射线主要以直接作用为主。
医学应用
氧效应在放射生物学中具有重要地位。1921年,Holthusen就已经注意到无氧环境对蛔虫病卵射线的拮抗作用。1953年,英国科学家Gray LH及其同事首次提出了“氧效应”的概念,引发了放射生物学家的广泛关注。氧效应的确切作用机制尚不完全清楚,但普遍认为氧在自由基水平起作用。临床放射学家已经开始考虑氧效应对肿瘤辐射敏感性的影响,并在实践中发现它对放疗具有重要作用。目前正在研究的增加组织氧合的方法包括高压氧舱放射治疗、常压下吸氧、使用氟碳乳剂等传递修饰剂以及血色素携氧能力增强化合物。
氧增强比
氧效应可以用氧增强比(OER)来衡量,它是有氧和无氧条件下照射产生相同生物效应所需剂量的比率。在生物在有氧和无氧的条件下照射后,细胞存活曲线形状相似,但要达到一定效应水平所需的照射剂量不同,有氧时的剂量要低于无氧时的剂量。
作用机制
氧效应的机制尚未完全明确。早期的解释主要集中在生理层面,随着科技发展,物理化学的解释逐渐占据主导地位。目前广泛认可的观点是氧在自由基水平发挥作用。射线吸收后产生的快带电粒子在穿过生物物质时会产生多个电子对,进而形成自由基。这些自由基能够破坏有机化合物的化学键,引发一系列事件,最终表现为生物损伤。如果存在氧,自由基会与有机物结合形成不可逆的有机过氧基,从而“固定”放射损伤。
参考资料
扬州古运河风光带绿地树种固碳释氧效应初步研究.百度学术搜索.2024-11-04
城市绿化植物的固碳释氧效应.百度学术搜索.2024-11-04
人参总皂甙的耐缺氧效应机理研究.百度学术搜索.2024-11-04