北京時間 11 月 8 日消息，輻射對人體有什么影響呢？簡單地講，輻射就是能量釋放，我們所熟悉的常見電磁輻射和粒子輻射會在細胞內(nèi)產(chǎn)生有毒化學物質(zhì)，從而破壞細胞和細胞中的 DNA。
1926- 1927 年，科學家赫爾曼?約瑟夫?穆勒實驗證明輻射的有害影響，他證實了 X 射線輻射可以導致基因突變，他將果蠅暴露在 X 射線之下，然后讓它們交配，結(jié)果顯示暴露在輻射下果蠅生育的后代存在一些身體缺陷。
通過研究遭受輻射果蠅的染色體，進一步研究輻射在后代遺傳產(chǎn)生的影響時，他觀察到果蠅后代的遺傳基因發(fā)生了突變，1947 年，穆勒因這項發(fā)現(xiàn)被授予諾貝爾獎，活細胞輻射影響相關(guān)的研究領(lǐng)域被稱為放射生物學。
什么是輻射？
簡單地講，輻射就是能量釋放，它以兩種形式出現(xiàn)，波和粒子，波輻射包括電磁場的整個光譜，例如：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線和伽馬射線，聲波和引力波也是輻射的一種形式；粒子輻射是由不穩(wěn)定物質(zhì)釋放能量以達到更穩(wěn)定狀態(tài)時產(chǎn)生的，當物質(zhì)釋放電子時，就會產(chǎn)生輻射，當它們釋放兩個質(zhì)子和兩個中子時，就會產(chǎn)生阿爾法輻射。
▲ 圖中是電磁波譜圖。非電離輻射包括電磁波譜從左至紫外線之間的電磁波，不具有從其他原子中移除電子的能力，這些形式的輻射可以加熱物體，例如：使用微波爐烹飪食物
依據(jù)輻射產(chǎn)生的影響，輻射可分為兩種類型 —— 電離輻射和非電離輻射，電離輻射可以將電子從原子和分子中分離現(xiàn)來，電離輻射的主要類型是 X 射線、粒子和伽馬射線，該輻射對人體造成損傷最大，其中伽馬射線穿透性最強，能對活細胞造成最大損害；非電離輻射包括電磁波譜從左至紫外線之間的電磁波，不具有從其他原子中移除電子的能力，這些形式的輻射可以加熱物體，例如：使用微波爐烹飪食物。
當活細胞接觸到電離輻射時會發(fā)生什么？
如前所述，電離輻射具有剝離原子中電子的能力，并將它轉(zhuǎn)化為離子，一個穩(wěn)定的原子凈電荷為零，電子（帶負電荷）和質(zhì)子（帶正電荷）的數(shù)量相等。放射性原子（形成放射性物質(zhì)的原子）要么有太多質(zhì)子，要么有太多中子（中子指是中性電荷，其質(zhì)量比質(zhì)子更高），為了達到穩(wěn)定階段，放射性原子會經(jīng)歷所謂的“衰變”，這是釋放電離輻射的原因。當該輻射遇到其他原子時，會使它們的電子脫落，從而使它們帶電。
在生物層面上，電離輻射和 DNA 原子以及人體細胞中其他物質(zhì)（例如水）發(fā)生相互作用，也會造成一定損害。
▲ 電離輻射具有剝離原子中電子的能力，并將它轉(zhuǎn)化為離子
輻射是一種能量，任何一種能量都能產(chǎn)生熱，當像水這樣的分子暴露在輻射下時，熱量會破壞將這些原子連接在一起的化學鍵，產(chǎn)生 OH-和 H + 離子，它們是帶電離子，也稱為自由基，因為它們不以分子的形式與其他原子結(jié)合。
因此，它們有較高傾向與其他自由離子反應(yīng)，最終形成輻射暴露，例如：OH–和 H + 不會再次形成水，而是會形成破壞性更大的物質(zhì) —— 過氧化氫（H2O2），它可以破壞人體細胞，在輻射照射下，過氧化氫的形成發(fā)生在十二分之一秒內(nèi)。
過氧化氫是高活性物質(zhì)的一部分，其成分中含有氧氣，被稱為活性氧（ROS），活性氧和活性氮結(jié)合在一起，會導致輻射產(chǎn)生的所有損害效應(yīng)。
輻射測量單位
輻射是采用兩種單位進行測量，一類是測量人體遭受的輻射劑量，涉及的測量單位是：拉德（Rad）和戈瑞（Gy）；另一類是測量由于輻射暴露導致人體可能出現(xiàn)的生物損傷風險，涉及的測量單位是：西弗茨（Sv）和雷姆（Rem）。
電離輻射產(chǎn)生的生物效應(yīng)是什么？
有以下幾個因素決定了輻射有害影響的程度，具體如下：某人暴露在輻射下的劑量；某人暴露在輻射下的時間長度；某人暴露在輻射下的次數(shù)；短時間暴露在高劑量輻射（70 拉德以上）會導致急性輻射綜合癥（ARS），這是 1986 年烏克蘭切爾諾利核災難中，切爾諾貝利核電站大部分工作人員和消防員所遭受的情況。
▲ 活性氧是輻射暴露中對細胞造成損害的物質(zhì)
對于涉及輻射工作的成年人，身體承受輻射暴露的安全限度是 5000 毫雷姆，在切爾諾貝利災難中患急性輻射綜合癥影響的人們暴露在 7 萬-134 萬毫雷姆的輻射中，該等級輻射通常會殺死或者嚴重損害身體所有無法修復的細胞，導致受影響者死亡。
急性輻射綜合癥的直接癥狀包括：皮膚燒傷、水皰、脫發(fā)、不育、白內(nèi)障，其他副作用包括：惡心、嘔吐、食欲不振和疲勞。
▲ 圖中是烏克蘭切爾諾貝利市普里皮亞季鎮(zhèn)的一間廢棄教室。切爾諾貝利核電站事故發(fā)生后，居民被疏散，最后留下一片狼藉
受輻射影響的原始細胞是那些繁殖非?；钴S的細胞，因為它們接觸到最多的氧氣，這是細胞繁殖所需要的。原始細胞主要是人體內(nèi)對抗病毒感染的白細胞，是在骨髓中形成的，是形成卵子和精子的生殖細胞，也是構(gòu)成人體胃腸道和胃內(nèi)壁的細胞。
在較高水平的輻射照射下，這些細胞會死亡，無法再生，從而導致人體無法再抵抗感染，因為它們不能產(chǎn)生白細胞，生殖細胞死亡導致不育，遭受輻射的人不能消化食物或者食欲不振，因為他們失去了胃粘膜，最終這些狀況會導致死亡。
結(jié)論
短時間暴露在極端輻射下會導致細胞死亡，使人難以生存下來，治療方案包括：服用抗生素對抗感染、植入骨髓。
另一方面，長時間暴露在低水平輻射下，通常會對細胞 DNA 造成損害，這可能會導致生育的后代有遺傳缺陷、癌癥或者其他嚴重疾病。
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