放射線が細胞を襲うまでの「4つのステップ」 ⏱️
放射線が体に当たってから、がん化や細胞死などの生物学的な変化が起こるまでには「4つのステップ」が存在する！
- ① 物理学的過程（$10^{-18} \sim 10^{-12}$ 秒）
放射線のエネルギーが伝わり、原子から電子を弾き飛ばす（電離・励起）ステップ。一瞬で起こる！
- ② 化学的過程（$10^{-12} \sim 10^{-3}$ 秒）
水分子が分解されてフリーラジカル（OHラジカルなど）が発生するステップ。
- ③ 生化学的過程（数ミリ秒 $\sim$ 数秒）
ラジカルがDNAを攻撃したり、切断されたDNAを細胞の酵素が修復・固定（突然変異）するステップ。
- ④ 生物学的過程（数分 $\sim$ 数十年）
修復できなかった細胞が死（細胞死）を迎えたり、長期間を経てがん化したりする最終ステップ。
標的（DNAなど）にダメージを与えるプロセスには、大きく分けて2つのパターンが存在する！
- 直接作用: 放射線が標的（DNAなど）に直接当たり、電離・励起して破壊する。
- 間接作用: 放射線が細胞の約70%を占める「水」に当たり、フリーラジカル（OHラジカルなど）を発生。そのラジカルがターゲットを攻撃する。
- 低LET放射線（X線・γ線）のダメージの約2/3は間接作用！
環境による増感（酸素効果）
間接作用によるDNAの傷は、周囲に酸素があると傷口に酸素が張り付いて治せなくするため、殺細胞効果が跳ね上がる！逆に低酸素環境では放射線に強くなる。
2. 生化学的過程：DNAの損傷 🧬
ラジカルや放射線が、細胞の設計図である「DNA」を傷つける段階。
DNA損傷・危険度ランキング ☠️
- 1位：二本鎖切断 (DSB) —— 【致命傷！】 両側の鎖が切れる。修復困難で細胞死に直結！
- 2位：架橋 (Cross-link) —— DNA同士などが変に結びつく。これも修復が難しい。
- 3位：一本鎖切断 (SSB) —— 片側だけの切断。もう片方をお手本にすぐ治る！
- 4位：塩基損傷・遊離 —— 塩基の一部が壊れたり外れたりする（かすり傷）。
3. 生物学的過程：細胞の反応 🦠
傷ついたDNAらに対し、細胞が生存をかけて反応する最終段階。
① 細胞周期による感受性の違い 🔄
細胞は分裂サイクル（細胞周期）のどの時期にいるかで、放射線への強さが変わる！
- M期（分裂期）: 最も放射線に弱い（高感受性）！
- S期後半: 最も放射線に強い（低感受性）！
② 2つの「回復」プロセス 🩹
- 亜致死損傷回復（SLD回復）: 「軽い傷（亜致死損傷）」なら、数時間で元通りに直せる細胞の修理能力
- 潜在的致死損傷回復（PLD回復）: 照射後の環境を変えると生き残る確率が上がる