vliv záření na buňky (zdroj JCU)
Účinky záření na buňky
Základními stavebními jednotkami všech živých tkání jsou buňky. Pro pochopení biologických účinků ionizujícího záření jsou proto rozhodující mechanismy působení záření na buněčné úrovni. Při ozáření buňky příslušnou dávkou záření může dojít v zásadě ke dvěma význačným typům poškození:
Smrt buňky
Při značně vysokých dávkách záření (stovky Gy) dochází vlivem výše zmíněných mechanismů k destrukci a denaturaci důležitých složek buněčného obsahu, což může vést k bezprostřednímu usmrcení buňky i v "klidovém" období, tzv. interfázi (intervalu mezi dvěma buněčnými děleními). Daleko častějším typem zániku buňky však je tzv. mitotická smrt buňky, k níž dochází v průběhu buněčného dělení - mitózy. Zde se poškození neprojeví okamžitě, ale až tím, že buňka není schopna se dále dělit. Mitotická smrt buňky nastává i při menších dávkách (jednotky Gy), které nestačí na vyvolání přímé smrti buňky v interfázi. Ukazuje se tedy, že buňky, které se rychle dělí, mají vyšší radiosenzitivitu.
Změny genetické informace buňky - mutace
Při menších dávkách záření nedochází bezprostředně k usmrcení buňky ani k zástavě buněčného dělení, avšak vzniklé radikály mohou vyvolat chemické změny v DNA (deoxyribonukleová kyselina) a tím i v chrozomech nesoucích zakódované genetické informace. Tyto změny - mutace - se pak při dělení mohou přenášet na další buněčné generace. Podle svého rozsahu se mutace rozdělují na bodové neboli genové a chromozomové (chromozomové aberace či změny počtu chromozomů). Z hlediska reprodukčního se mutace dělí na somatické, které se projevují jen u konkrétního ozářeného jedince v ozářené tkáni (kde mohou vést k pozdnímu somatickému poškození a vzniku zhoubných nádorů), a na gametické mutace u zárodečných buněk, které se mohou přenášet na další generace v potomstvu ozářených osob.
Ozáření buněk vede tedy k řadě škodlivých změn, z nichž sice značná část může být reparačními mechanismy organismu napravena, avšak některé změny (např. v kódu DNA) mohou být trvalé nebo se mohou reprodukovat. Na účinky ionizujícího záření jsou citlivé zejména tkáně s intenzívním dělením buněk, jako jsou např. krvetvorné nebo nádorové, vyvíjející se plod (zvláště v počátečních stádiích vývoje).
Radiační poškození - otrava organismu chemickým jedem
Z výše uvedeného popisu mechanismu škodlivého účinku ionizujícího záření na živou tkáň vyplývá, že radiační účinky nejsou žádnými "tajemnými" neobvyklými jevy vyvolanými neviditelným zářením. Konečný účinek je chemický či chemicko-biologický: záření pouze dodá do tkáně energii (ve specifické formě ionizace), která nakonec vede k produkci "jedu" (volných radikálů) a k vnitřní chemické "otravě" buněk. Je to konec konců podobné, jako kdybychom do tkáně difuzně aplikovali např. peroxyd vodíku či jinou vysoce reaktivní chemikálii.