一次性大剂量60钴辐射对豚鼠耳蜗影响的实验研究
作者：王家东 丁大连 金西铭 徐秀玲 王中和 胡海生
单位：王家东 丁大连 金西铭 徐秀玲 上海第二医科大学附属仁济医院耳鼻咽喉-头颈外科(上海200001)；王中和 胡海生 上海第二医科大学附属第九人民医院60Co放疗室
关键词：60钴；内毛细胞；外毛细胞；AP反应阈
听力学及言语疾病杂志990310 【摘要】 目的 观察一次大剂量60钴(60Co)辐射对耳蜗功能与结构的影响。方法 应用60Co 50 Gy对豚鼠耳颞部一次照射，在辐射后4小时及以后7天中应用AP反应阈观察其听功能变化，并应用光镜及电镜作耳蜗基底膜损害的形态学观察。结果 实验发现在接受辐射后第2天至第7天实验豚鼠听力呈渐进性下降，第7天AP反应阈达58.7 dB。光镜及电镜观察可见耳蜗基底膜毛细胞出现损害且内毛细胞的病损比外毛细胞更为明显和严重。结论 一次性应用60Co 50 Gy对豚鼠耳颞部照射可造成耳蜗功能与结构的损害。
, http://www.100md.com
Experimental Study of the Influence on the Cochlea by One Large Dose of 60Co Irradiation in Guinea Pigs
Wang Jiadong, Ding Dalian, Jin Ximing, et al.
(Department of Otorhinolaryngology Head & Neck Surgery; Renji Hospital,Shanghai Second Medical University, Shanghai, 200001)
【Abstract】 Objective Investigation of the influence on the function and morphological changes of the cochlea by one large dose of 60Co irradiation. Methods The temporal bone area was exposed to the dose of 50 Gy one 60Co irradiation in 8 guinea pigs. 4 hours 1,3,5, and 7 days after the irradiation, the AP response thresholds were recorded observe the changes of the hearing. The lesions of the basilar membrance of the cochlea were observed by light microscopy and electron microscopy. Results The results showed that the AP response threshold increased progressively from the second day to the seventh day, and the damage of the inner hair cells of the basilar membrane of the cochlea was more severe than that of the outer hair cells. Conclusion The cochlea of the guinea pig can be damaged by one dose of 50 Gy of 60Co irradiation.
, 百拇医药
【Key words】 60Co Inner hair cell Outer hair cell AP response threshold
60钴(60Co)辐射可致听力损害已有临床及基础实验研究报道[1～4]。为了进一步探讨60Co辐射致耳蜗损害的始发部位及可能机理，在实验中应用60Co 50 Gy一次辐射，在辐射后4小时及以后的7天中应用AP反应阈观察其听功能变化，并作光镜及电镜下耳蜗病变观察，现将实验情况报告如下：
1 材料与方法
选用体重350～450 g，耳廓反射灵敏白色红目豚鼠8只，将左侧面神经自茎乳孔抽出后置入不锈钢丝电极并予固定，用日产三荣7S-11A数据处理仪检测动物的AP反应阈。声刺激为短声(Click)，波宽0.1 ms，刺激间隔时间75 ms，带通滤波160～1 500 Hz，扫描时间10 ms。用AECL，THERATRON780-C型远距离治疗机(加拿大产)对豚鼠一侧耳颞部作一次性照射60Co 50 Gy，辐射深度2.5 cm。结束辐射后4小时检测AP反应阈，并在以后7天中监测AP反应阈的变化。在第7天处死动物，取出听泡制备全耳蜗基底膜铺片，在OLYMPUS BH-2型显微摄影仪的高倍光镜下观察基底膜毛细胞损害情况。同时常规制备耳蜗扫描电镜及透射电镜样本，通过电镜观察基底膜毛细胞表面及细胞内亚显微结构的变化。
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2 结果
AP在辐射前、辐射后4小时及辐射后第1、3、5、7天的反应阈值为0、2.5、25、45、58.7 dB SPL，可见随着辐射结束后时间的推移AP反应阈逐渐提高。辐射后7天光镜高倍视野下见基底膜外毛细胞基本正常而内毛细胞可见散在性缺损，扫描电镜下可见外毛细胞纤毛排列整齐，与其相对的内毛细胞表面纤毛出现散乱、倒伏现象(图1)，透射电镜下可见内毛细胞内有线粒体肿胀，空泡状变(图2)，神经末梢有髓鞘水肿及部分脱髓鞘现象(图3)。
图1 扫描电镜下外毛细胞纤毛与其相对的内毛细胞表面纤毛有散乱倒伏现象(x650)
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图2 透射电镜下内毛细胞出现线粒体肿胀，空泡状变(x1060)
图3 透射电镜下神经末梢有髓鞘水肿.部分脱髓鞘(x1025)3 讨论
应用60Co 50 Gy一次性辐射，与应用一次60Co 2 Gy，总剂量达50 Gy的分割照射方式相比[3]，前者造成的听力损害要比后者明显严重。此结果表明同一剂量不同辐射方式可造成不同程度的耳蜗损害，由此可见一次性大剂量辐射要比总剂量相同的分割剂量照射法造成的听力损害为重。这可能与大剂量60Co辐射所致的耳蜗毛细胞及神经末梢损害有关，形态学观察中已见有这类损害现象。此结果提示在总剂量相同条件下，为减少耳蜗损害应尽可能采用分割剂量的照射方式。
实验中发现一次性大剂量的60Co辐射对耳蜗基底膜内毛细胞的破坏要比外毛细胞更为严重，这在基底膜铺片的光镜及电镜观察中均可见到此种现象，这种大剂量一次性60Co辐射未造成基底膜外毛细胞的明显破坏但却明显地产生了听觉障碍，显然这种听功能损害与内毛细胞受大剂量60Co辐射造成的破坏有关。在电镜观察中可见一次性大剂量60Co辐射后有神经末梢及突触的损害，因此这种听功能的损害不仅与内毛细胞的损害有关而且与神经及突触的破坏有关。在同样60Co辐射条件下会造成内毛细胞比外毛细胞更为明显的损害是否与其细胞代谢活跃程度及方式有所不同相关还有待于进一步的研究。
, 百拇医药
总之，在接受60Co 50 Gy一次性辐射后短期内可造成实验豚鼠听功能明显损害。形态学观察发现耳蜗基底膜内毛细胞的损害比外毛细胞严重，对于此种现象还有待于进一步的研究来揭示其内在联系。
4 参考文献
1 王家东，丁大连，金西铭.60Co辐射对豚鼠耳蜗的照射.临床耳鼻咽喉杂志，1992，4：210.
2 王家东，丁大连，金西铭.不同剂量60Co辐射对豚鼠耳蜗影响.上海第二医科大学学报，1994，Suppl:114.
3 Schot IJ, Hilgers FJ, Keas RB. Late effects of radio therapy On hearing. Eur Arch Otorhinolaryngol, 1992,249:305.
4 Singh-Ip:Slevin-NJ. Late audiovesibular consequences of radical radiotherapy to the paratid.Clin Oncol(R Coll Radiol), 1991: 3:217.
(1998-07-19收稿 1998-09-29修回), 百拇医药
单位：王家东 丁大连 金西铭 徐秀玲 上海第二医科大学附属仁济医院耳鼻咽喉-头颈外科(上海200001)；王中和 胡海生 上海第二医科大学附属第九人民医院60Co放疗室
关键词：60钴；内毛细胞；外毛细胞；AP反应阈
听力学及言语疾病杂志990310 【摘要】 目的 观察一次大剂量60钴(60Co)辐射对耳蜗功能与结构的影响。方法 应用60Co 50 Gy对豚鼠耳颞部一次照射，在辐射后4小时及以后7天中应用AP反应阈观察其听功能变化，并应用光镜及电镜作耳蜗基底膜损害的形态学观察。结果 实验发现在接受辐射后第2天至第7天实验豚鼠听力呈渐进性下降，第7天AP反应阈达58.7 dB。光镜及电镜观察可见耳蜗基底膜毛细胞出现损害且内毛细胞的病损比外毛细胞更为明显和严重。结论 一次性应用60Co 50 Gy对豚鼠耳颞部照射可造成耳蜗功能与结构的损害。
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Experimental Study of the Influence on the Cochlea by One Large Dose of 60Co Irradiation in Guinea Pigs
Wang Jiadong, Ding Dalian, Jin Ximing, et al.
(Department of Otorhinolaryngology Head & Neck Surgery; Renji Hospital,Shanghai Second Medical University, Shanghai, 200001)
【Abstract】 Objective Investigation of the influence on the function and morphological changes of the cochlea by one large dose of 60Co irradiation. Methods The temporal bone area was exposed to the dose of 50 Gy one 60Co irradiation in 8 guinea pigs. 4 hours 1,3,5, and 7 days after the irradiation, the AP response thresholds were recorded observe the changes of the hearing. The lesions of the basilar membrance of the cochlea were observed by light microscopy and electron microscopy. Results The results showed that the AP response threshold increased progressively from the second day to the seventh day, and the damage of the inner hair cells of the basilar membrane of the cochlea was more severe than that of the outer hair cells. Conclusion The cochlea of the guinea pig can be damaged by one dose of 50 Gy of 60Co irradiation.
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【Key words】 60Co Inner hair cell Outer hair cell AP response threshold
60钴(60Co)辐射可致听力损害已有临床及基础实验研究报道[1～4]。为了进一步探讨60Co辐射致耳蜗损害的始发部位及可能机理，在实验中应用60Co 50 Gy一次辐射，在辐射后4小时及以后的7天中应用AP反应阈观察其听功能变化，并作光镜及电镜下耳蜗病变观察，现将实验情况报告如下：
1 材料与方法
选用体重350～450 g，耳廓反射灵敏白色红目豚鼠8只，将左侧面神经自茎乳孔抽出后置入不锈钢丝电极并予固定，用日产三荣7S-11A数据处理仪检测动物的AP反应阈。声刺激为短声(Click)，波宽0.1 ms，刺激间隔时间75 ms，带通滤波160～1 500 Hz，扫描时间10 ms。用AECL，THERATRON780-C型远距离治疗机(加拿大产)对豚鼠一侧耳颞部作一次性照射60Co 50 Gy，辐射深度2.5 cm。结束辐射后4小时检测AP反应阈，并在以后7天中监测AP反应阈的变化。在第7天处死动物，取出听泡制备全耳蜗基底膜铺片，在OLYMPUS BH-2型显微摄影仪的高倍光镜下观察基底膜毛细胞损害情况。同时常规制备耳蜗扫描电镜及透射电镜样本，通过电镜观察基底膜毛细胞表面及细胞内亚显微结构的变化。
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2 结果
AP在辐射前、辐射后4小时及辐射后第1、3、5、7天的反应阈值为0、2.5、25、45、58.7 dB SPL，可见随着辐射结束后时间的推移AP反应阈逐渐提高。辐射后7天光镜高倍视野下见基底膜外毛细胞基本正常而内毛细胞可见散在性缺损，扫描电镜下可见外毛细胞纤毛排列整齐，与其相对的内毛细胞表面纤毛出现散乱、倒伏现象(图1)，透射电镜下可见内毛细胞内有线粒体肿胀，空泡状变(图2)，神经末梢有髓鞘水肿及部分脱髓鞘现象(图3)。
图1 扫描电镜下外毛细胞纤毛与其相对的内毛细胞表面纤毛有散乱倒伏现象(x650)
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图2 透射电镜下内毛细胞出现线粒体肿胀，空泡状变(x1060)
图3 透射电镜下神经末梢有髓鞘水肿.部分脱髓鞘(x1025)3 讨论
应用60Co 50 Gy一次性辐射，与应用一次60Co 2 Gy，总剂量达50 Gy的分割照射方式相比[3]，前者造成的听力损害要比后者明显严重。此结果表明同一剂量不同辐射方式可造成不同程度的耳蜗损害，由此可见一次性大剂量辐射要比总剂量相同的分割剂量照射法造成的听力损害为重。这可能与大剂量60Co辐射所致的耳蜗毛细胞及神经末梢损害有关，形态学观察中已见有这类损害现象。此结果提示在总剂量相同条件下，为减少耳蜗损害应尽可能采用分割剂量的照射方式。
实验中发现一次性大剂量的60Co辐射对耳蜗基底膜内毛细胞的破坏要比外毛细胞更为严重，这在基底膜铺片的光镜及电镜观察中均可见到此种现象，这种大剂量一次性60Co辐射未造成基底膜外毛细胞的明显破坏但却明显地产生了听觉障碍，显然这种听功能损害与内毛细胞受大剂量60Co辐射造成的破坏有关。在电镜观察中可见一次性大剂量60Co辐射后有神经末梢及突触的损害，因此这种听功能的损害不仅与内毛细胞的损害有关而且与神经及突触的破坏有关。在同样60Co辐射条件下会造成内毛细胞比外毛细胞更为明显的损害是否与其细胞代谢活跃程度及方式有所不同相关还有待于进一步的研究。
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总之，在接受60Co 50 Gy一次性辐射后短期内可造成实验豚鼠听功能明显损害。形态学观察发现耳蜗基底膜内毛细胞的损害比外毛细胞严重，对于此种现象还有待于进一步的研究来揭示其内在联系。
4 参考文献
1 王家东，丁大连，金西铭.60Co辐射对豚鼠耳蜗的照射.临床耳鼻咽喉杂志，1992，4：210.
2 王家东，丁大连，金西铭.不同剂量60Co辐射对豚鼠耳蜗影响.上海第二医科大学学报，1994，Suppl:114.
3 Schot IJ, Hilgers FJ, Keas RB. Late effects of radio therapy On hearing. Eur Arch Otorhinolaryngol, 1992,249:305.
4 Singh-Ip:Slevin-NJ. Late audiovesibular consequences of radical radiotherapy to the paratid.Clin Oncol(R Coll Radiol), 1991: 3:217.
(1998-07-19收稿 1998-09-29修回), 百拇医药