輻射對活細胞有哪些影響?

取決于輻射類型和強度,以及細胞情況,輻射會對活細胞造成不同影響。輻射是指中子和光子等電離能,以及伽馬射線等高能帶電粒子的釋放。輻射有很多類型,其中包括來自太空的宇宙輻射,由地面放射性元素發出的地面輻射,以及由原子彈爆炸造成的人為輻射等。

活細胞實際上要應對大量輻射。例如,在美國,每年輻射大約為360毫雷姆(millirems)。毫雷姆是一個劑量單位,用于計算醫院X光射線等東西的暴露結果。致命輻射水平因人而異,并取決于具體類型。例如,單次致命暴露大約為30萬毫雷姆。長期接觸輻射能讓活細胞耐受更高劑量。

在輻射水平低時,活細胞能在不生病的情況下修復損傷。但高劑量會導致細胞不育,或干擾細胞適當自我復制的能力,造成變異。例如,很多癌癥與混亂細胞的輻射暴露有關,會導致變異和迅速復制。用極端大量輻射,能導致細胞死亡,這是一個叫做熱化的過程,能從內外改變細胞。

接觸輻射會以兩種方式造成細胞受損。第一種情況,直接輻射活動會直接傷害分子;如輻射干擾DNA分子,導致細胞受損。它還會通過電離分子造成間接損害,將它們轉變成影響健康細胞并導致損壞的潛在有毒化合物。氧,氫,氮和碳都很容易受電離攻擊;對活細胞不幸的是,這些元素構成了有機體的大部分。

在輻射量非常大時,輻射會導致大量器官和組織受損,意味著身體需要大范圍修復。這會造成急性放射綜合征(也叫做輻射病)。這種疾病極端疼痛和令人不悅,并且會造成死亡。在劑量低的情況下,損害程度很微妙,會在以后通過癌癥或生育缺陷表現出來。有些細胞特別容易受損,如復制迅速的細胞。這也是孕婦需要謹慎應對輻射源的原因所在,因為它會損害胎兒發育。

輻射更危險的一個原因是放射性同位素,因為這些同位素會在體內積聚并釋放輻射,相當于一次X光拍片釋放出來的放射性粒子。也正是這一原因,在放射性同位素附近工作的人應特別小心,并且用過醫學成像等程序的人有很短的半衰期,因為著它們很快衰老并被身體表達出來。