Nhạy bức xạ

Nhạy bức xạ là sự nhạy cảm tương đối của các tế bào, mô, cơ quan hoặc sinh vật đối với tác động có hại của bức xạ ion hóa.

Các loại tế bào bị ảnh hưởng

Các tế bào ít nhạy cảm nhất khi ở pha S, rồi đến pha G₁, rồi pha G₂ và nhạy cảm nhất trong pha M của chu kỳ tế bào. Điều này được mô tả bởi 'định luật Bergonié và Tribondeau', được xây dựng vào năm 1906: Tia X có hiệu quả hơn trên các tế bào có hoạt động sinh sản lớn hơn.
Từ những quan sát của họ, họ kết luận rằng các tế bào khối u phân chia nhanh thường nhạy cảm hơn so với phần lớn các tế bào cơ thể. Điêu nay không phải luc nào cũng đúng. Các tế bào khối u có thể bị thiếu oxy và do đó ít nhạy cảm hơn với tia X vì hầu hết các tác động của chúng đều qua trung gian bởi các gốc tự do được tạo ra bằng cách ion hóa oxy.
Trong khi đó, người ta đã chứng minh rằng các tế bào nhạy cảm nhất là những tế bào biệt hóa, được nuôi dưỡng tốt, phân chia nhanh chóng và có hoạt tính trao đổi chất cao. Trong số các tế bào cơ thể, nhạy cảm nhất là tinh nguyên bào và nguyên hồng cầu, tế bào gốc biểu bì, tế bào gốc đường tiêu hóa. Ít nhạy cảm nhất là các tế bào thần kinh và các sợi cơ.
Các tế bào rất nhạy cảm cũng là tế bào trứng và tế bào lympho, mặc dù chúng là các tế bào nghỉ ngơi và không đáp ứng các tiêu chí được mô tả ở trên. Những lý do cho sự nhạy cảm của chúng là không rõ ràng.
Dường như cũng có một cơ sở di truyền cho tính dễ bị tổn thương khác nhau của các tế bào đối với bức xạ ion hóa . Điều này đã được chứng minh qua một số loại ung thư và trong các mô bình thường.

Phân loại tổn thương tế bào

Các thiệt hại cho tế bào có thể gây chết người (tế bào chết) hoặc gần mức gây chết (tế bào có thể tự sửa chữa). Tổn thương tế bào cuối cùng có thể dẫn đến các ảnh hưởng sức khỏe có thể được phân loại thành Phản ứng mô hoặc Hiệu ứng ngẫu nhiên theo Ủy ban quốc tế về bảo vệ phóng xạ.

Phản ứng mô

Phản ứng mô có ngưỡng chiếu xạ mà theo đó chúng không xuất hiện bên dưới mà chúng thường xuất hiện bên trên. Liều lượng, tốc độ liều, áp dụng các chất chống oxy hóa và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến ngưỡng chính xác mà tại đó xảy ra phản ứng mô. Phản ứng mô bao gồm phản ứng da (rụng lông, ban đỏ, bong da ẩm), đục thủy tinh thể, bệnh tuần hoàn và các tình trạng khác.

Hiệu ứng ngẫu nhiên

Các hiệu ứng ngẫu nhiên không có ngưỡng chiếu xạ, là trùng hợp ngẫu nhiên và không thể tránh được. Chúng có thể được chia thành các hiệu ứng soma và di truyền. Trong số các tác dụng soma, ung thư thứ phát là quan trọng nhất. Nó phát triển vì bức xạ gây đột biến DNA trực tiếp và gián tiếp. Các tác động trực tiếp là những tác nhân gây ra bởi các hạt ion hóa và bản thân các tia, trong khi các tác động gián tiếp là các tác nhân gây ra bởi các gốc tự do, được tạo ra đặc biệt là trong quá trình phân ly phóng xạ nước và phân ly phóng xạ oxy. Các hiệu ứng di truyền tạo ra khuynh hướng nhạy cảm với con cái. Quá trình chưa được hiểu rõ.

Cấu trúc mục tiêu

Trong nhiều thập kỷ, mục tiêu chính của tế bào đối với thiệt hại do bức xạ được cho là phân tử DNA. Quan điểm này đã bị thách thức bởi dữ liệu chỉ ra rằng để tăng khả năng sống sót, các tế bào phải bảo vệ protein của chúng, từ đó sửa chữa thiệt hại trong DNA. Một phần quan trọng trong việc bảo vệ protein (chứ không phải DNA) chống lại tác động bất lợi của các loại oxy phản ứng (ROS), là cơ chế chính của độc tính phóng xạ, được chơi bởi các phức hợp không mang enzyme của các ion mangan và các chất chuyển hóa hữu cơ nhỏ.  Những phức hợp này đã được chứng minh là bảo vệ protein khỏi quá trình oxy hóa trong ống nghiệm  và cũng làm tăng tỷ lệ sống phóng xạ ở chuột. Một ứng dụng của hỗn hợp bảo vệ hoàn nguyên tổng hợp với mangan đã được chứng minh là bảo tồn khả năng đáp ứng miễn dịch của virus epitope và vi khuẩn ở liều phóng xạ vượt xa những chất cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật, do đó mở ra khả năng sản xuất vắc-xin toàn bộ sinh vật. Hàm lượng mangan nội bào và bản chất của các phức hợp mà nó tạo thành (cả hai có thể đo được bằng cộng hưởng từ trường electron) đã được chứng minh có tương quan với độ nhạy cảm với vi khuẩn, vi khuẩn cổ, nấm và tế bào người. Một mối liên quan cũng đã được tìm thấy giữa tổng hàm lượng mangan của tế bào và sự biến đổi của chúng, và tính phóng xạ được suy luận lâm sàng ở các tế bào khối u khác nhau, một phát hiện có thể hữu ích cho xạ trị chính xác hơn và điều trị cải thiện bệnh nhân ung thư.