生物における放射線障害のメカニズムと分類

放射線障害（ほうしゃせんしょうがい）とは、生体が放射線被曝を原因として受ける健康影響の総称である。放射線が人体へ与える影響は、被曝線量やその受ける仕組みによって多岐にわたっており、放射線防護の観点からも厳密に分類されている。

生物影響が引き起こされるメカニズム

放射線が人体へもたらす影響は、放射線と生体を構成する物質との相互作用による物理的、化学的、生物学的過程を経て引き起こされる。生体細胞への作用には、化学的過程を経由せずに物理的過程から直接作用を及ぼす直接作用と、水分子などとの反応で生じたラジカル等を介して作用する間接作用が存在する。

また、細胞の放射線感受性には顕著な特徴があり、一般に細胞分裂の周期が短い細胞ほど影響を受けやすい。造血細胞や小腸内壁の上皮細胞、眼の水晶体前面の上皮細胞などは感受性が高く、逆に骨や筋肉、神経細胞などは影響を受けにくい。この原則はベルゴニー・トリボンドーの法則として知られている。

DNAへの影響と修復

細胞内において放射線作用により主に問題となるのは、遺伝情報の本体であるDNA鎖の切断である。単鎖切断であればもう一方の鎖を雛形にして正確な修復が可能であるが、二本鎖切断が生じた場合は修復が困難であったり誤りを起こしたりするため、細胞死や突然変異、発がんの原因となる。

被曝線量に着目した分類

国際放射線防護委員会（ICRP）によって提唱された防護上の観点から、放射線障害は大きく「確率的影響」と「確定的影響」の2つに分類される。

確率的影響

少数の細胞の遺伝子損傷などを原因とし、生体細胞であればがん、生殖細胞であれば遺伝的影響として現れる。確率的影響には閾線量が存在しないと仮定（LNT仮説）されており、どんなに低い線量であっても発生する確率がゼロではないとされる。

確定的影響

大量の線量を短時間に受けることで、組織や臓器を構成する多数の細胞が死滅し、その機能不全を引き起こす影響である。確定的影響には発症の最低線量である閾線量が存在し、それを超えると線量の増加とともに重篤度や発症率が上昇する。全身または広範囲に大量被曝した場合には、急性放射線症候群として悪心、嘔吐、造血機能障害、消化器症状、中枢神経障害などが現れる。

胎児への影響

妊娠中の胎児が被曝した場合、細胞分裂が極めて活発であるため放射線感受性が非常に高い。受精後からの発生段階（着床前期、器官形成期、胎児期）に応じて、胎児死亡、形態異常（奇形）、精神発達遅滞などの影響が現れる時期特異性を持つことが知られている。