5.1.1　电离辐射作用方式

电离辐射作用于机体，能量的吸收和传递使细胞中排列有序的生物大分子处于激发和电离状态，机体生物活性分子的电离和激发是放射生物学效应的基础。组成生物体或细胞的主要分子为生物大分子（如核酸、蛋白质和酶等）及生物大分子环境中的大量水分子（约占生物组织重量的60%～70%）。电离辐射会导致处在其电离粒子径迹上的原子和分子都有可能发生电离，包括生物大分子和水分子。电离辐射对生物大分子的作用有直接作用和间接作用两种。

（1）直接作用

电离辐射的能量直接沉积在生物大分子上，引起生物大分子的电离和激发，进而导致核酸、蛋白质和酶等分子结构的改变和生物活性的丧失，这种由射线直接作用于生物大分子造成损伤效应的作用方式称为直接作用（direct effect）。在直接作用过程中，其辐射能量沉积和生物效应是发生在同一个生物大分子上的。例如，射线直接作用于DNA分子上，可发生单链断裂或双链断裂、解聚和黏度下降等。某些酶也可以受电离辐射作用而降低或丧失活性。此外，电离辐射也可以直接破坏膜系的分子结构，如线粒体膜、溶酶体膜、内质网、核膜和质膜，从而干扰细胞器的正常功能。

（2）间接作用(https://www.daowen.com)

电离辐射的能量沉积于水分子上，引起水分子的电离与激发，产生一系列原初辐射分解产物，如·OH、H·、H 2和H 2 O2等。这些具有活性的水的辐射分解产物再作用于生物大分子，引起后者物理和化学的变化，继而引发一系列生物学效应，这种作用方式称为间接作用（indirect effect）。电离辐射的间接作用中，辐射能量沉积和生物效应是发生于不同分子上的，辐射能量沉积于水分子上，生物效应发生在生物大分子上。人体组织的大多数细胞含水量很高（造血组织含水量超过90%），因此电离辐射作用于人体组织后，辐射能量先沉积于水分子上，产生大量的活性基团。所以，电离辐射对生物体的作用，以间接作用引起的损伤为主（图5.1）。

图5.1　电离辐射对DNA的作用