При облучении тканей энергия излучения поглощается и взаимодействует с веществом. В результате в веществе происходят биохимические, физико-химические, биофизические процессы, которые приводят к морфологическим и функциональным изменениям. Начальный этап - поглощение энергии излучения, взаимодействие с клетками, то есть ионизация, возбуждение атомов - происходит очень быстро. Следующие этапы - морфологические, функциональные изменения - могут развиваться в течение разного времени (от нескольких минут до нескольких лет).
В результате ионизации атома или молекулы возникают два иона с положительным и отрицательным зарядом. При этом они химически активны, вступают в реакции с другими молекулами, приводят молекулы в возбужденное состояние, которое сопровождается разрывом прежних молекулярных связей. Запускается процесс, при котором продукты расщепления молекул, будучи также химически активными, вступают в химические реакции с нейтральными молекулами. Ионизация молекул воды приводит к образованию сильнейших окислителей - Н+, ОН, Н2О2, Н2. Эти продукты ионизации и расщепления воды окисляют растворенные в ней вещества.
Физические процессы - ионизация и возбуждение атомов и молекул - приводят к химической перестройке облученных молекул. Различают прямое и непрямое действие излучения.
Прямое действие излучения - это изменения, возникающие в молекулах клеток в результате ионизации или возбуждения.
Непрямое действие излучения - это поражение структур клетки продуктами радиолиза воды, возникшего под влиянием облучения. При прямом действии облучения на молекулу ДНК или под влиянием радикалов происходят однони-тевые или двунитевые разрывы, то есть нарушается непрерывность нити ДНК.
На клеточном уровне под влиянием облучения выявляются замедление клеточного деления, образование хроматидных и хромосомных аберраций, возникновение микроядер. Гибель клетки может происходить по апоптотиче-скому или некротическому пути. Большая часть клеток погибает до вступления в митоз. Апоптотическая гибель клеток характерна для лимфоцитов, причем на фоне небольших доз облучения.