一、電離輻射對生物大分子作用的基本原理
生物分子損傷是一切輻射生物效應(yīng)的物質(zhì)的基礎(chǔ)。而生物分子損傷與自由基生成密切相關(guān)。自由基（free radical)是指一些獨立存在的、帶有一個或多個不成對電子的原子、分子、基團或離子。自由基是最大特性是化學(xué)不穩(wěn)定性和高反應(yīng)性，壽命很短，·OH（氫氧自由基)的平均壽命為10-9～10-8s，生物分子自由基也多在10-6～10-4s之間。
1．生物分子自由基的生成：有兩種方式：
�。�1)直接作用：電離輻射直接引起靶分子電離和激發(fā)而發(fā)生物理化學(xué)變化，生成生物分子自由基，如：
T為電離輻射作用的靶分子，T+和T*為電離產(chǎn)生的正離子自由基和激發(fā)形成的激發(fā)態(tài)分子。正離子自由基分解生成生物分子、中性自由基T·和離子；激發(fā)態(tài)分子解成兩個自由基T·和H·。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
�。�2)間接作用：電離輻射作用于生物分子的周圍介質(zhì)（主要是水)生成水射解自由基，這些自由基再與生物分子發(fā)生物理化學(xué)變化生成生物分子自由基，稱次級自由基。水輻射分解見圖3-1。
圖3－1 水輻射分解生成自由基簡圖
水輻射分解生成的自由基與生物分子作用：
2．生物分子損傷與修復(fù)：生物分子自由基生成后迅速起化學(xué)反應(yīng)，兩個自由基不配對電子相互配對，或是不配對電子轉(zhuǎn)移給另一個分子，造成分子化學(xué)鍵的變化，引起生物分子破壞。自由基反應(yīng)能不斷地生成新自由基，繼續(xù)與原反應(yīng)物起反應(yīng)，形成連鎖反應(yīng)，使生物分子損傷的數(shù)量不斷擴大，直到出現(xiàn)歧化反應(yīng)（dismutation)，生成兩個穩(wěn)定分子。
被損傷的生物分子，可以通過各種方式進行修復(fù)。在自由基反應(yīng)階段（10-5s內(nèi))若介質(zhì)中存在能供氫的分子，如含巰基化合物（谷胱甘肽G-SH等)，則生物分子自由基可被修復(fù)，稱化學(xué)修復(fù)。
在有O2情況下，生物分子自由基被氧化成超氧自由基而難以修復(fù)。這可用以解釋氧能增強輻射效應(yīng)的原理。
