辐射对活细胞有哪些影响?

取决于辐射类型和强度,以及细胞情况,辐射会对活细胞造成不同影响。辐射是指中子和光子等电离能,以及伽马射线等高能带电粒子的释放。辐射有很多类型,其中包括来自太空的宇宙辐射,由地面放射性元素发出的地面辐射,以及由原子弹爆炸造成的人为辐射等。

活细胞实际上要应对大量辐射。例如,在美国,每年辐射大约为360毫雷姆(millirems)。毫雷姆是一个剂量单位,用于计算医院X光射线等东西的暴露结果。致命辐射水平因人而异,并取决于具体类型。例如,单次致命暴露大约为30万毫雷姆。长期接触辐射能让活细胞耐受更高剂量。

在辐射水平低时,活细胞能在不生病的情况下修复损伤。但高剂量会导致细胞不育,或干扰细胞适当自我复制的能力,造成变异。例如,很多癌症与混乱细胞的辐射暴露有关,会导致变异和迅速复制。用极端大量辐射,能导致细胞死亡,这是一个叫做热化的过程,能从内外改变细胞。

接触辐射会以两种方式造成细胞受损。第一种情况,直接辐射活动会直接伤害分子;如辐射干扰DNA分子,导致细胞受损。它还会通过电离分子造成间接损害,将它们转变成影响健康细胞并导致损坏的潜在有毒化合物。氧,氢,氮和碳都很容易受电离攻击;对活细胞不幸的是,这些元素构成了有机体的大部分。

在辐射量非常大时,辐射会导致大量器官和组织受损,意味着身体需要大范围修复。这会造成急性放射综合征(也叫做辐射病)。这种疾病极端疼痛和令人不悦,并且会造成死亡。在剂量低的情况下,损害程度很微妙,会在以后通过癌症或生育缺陷表现出来。有些细胞特别容易受损,如复制迅速的细胞。这也是孕妇需要谨慎应对辐射源的原因所在,因为它会损害胎儿发育。

辐射更危险的一个原因是放射性同位素,因为这些同位素会在体内积聚并释放辐射,相当于一次X光拍片释放出来的放射性粒子。也正是这一原因,在放射性同位素附近工作的人应特别小心,并且用过医学成像等程序的人有很短的半衰期,因为着它们很快衰老并被身体表达出来。