Somatische en genetische schade veroorzaakt door straling

De energie in bepaalde vormen van straling kan levende weefsels beschadigen; hoewel de vernietiging grotendeels op cellulair niveau plaatsvindt, kan de schade door ernstige blootstelling duidelijk zichtbaar zijn, in de vorm van brandwonden en verschillende soorten orgaanfalen. Hoewel er schade kan ontstaan ​​aan een blootgestelde persoon, is genetische schade door straling voor volgende generaties minimaal voor mensen.

Veel vormen van straling, zoals geluidsgolven en zichtbaar licht, missen de energie die nodig is om celbeschadiging te veroorzaken. Röntgenstraling, kortegolf-ultraviolet en de producten van radioactief verval worden echter ioniserende straling genoemd omdat hun energie voldoende is om elektronen van atomen te verwijderen. Het zijn deze vormen van straling die bijzonder gevaarlijk zijn voor de menselijke gezondheid.

Kleine hoeveelheden ioniserende straling van gesteenten en mineralen en de lucht zijn altijd aanwezig; dit wordt achtergrondstraling genoemd en het leven heeft al lang manieren ontwikkeld om ermee om te gaan. Wanneer de straling aanzienlijk hoger wordt dan het achtergrondniveau, kan de schade de natuurlijke afweer van een cel overweldigen, wat leidt tot somatische en genetische schade.

Wanneer ioniserende straling de atomen in een stof treft, kunnen sommige van de moleculen uit elkaar vallen of op de verkeerde plaatsen aan elkaar vast komen te zitten. Eiwitten en andere biologische moleculen kunnen vele duizenden atomen hebben die in complexe structuren zijn gerangschikt; schade aan hen kan leiden tot de afbraak van de normale functies van een cel.

Een individu lijdt aan somatische stralingsschade wanneer aanzienlijke hoeveelheden weefsel worden aangetast. Volgens Jefferson Laboratory kan een kortdurende dosis van 200 tot 300 rad leiden tot zonnebrandachtige verwondingen aan de huid met bijbehorend haarverlies. Bij doses van meer dan 1.000 rad lijdt het maag-darmstelsel aan klachten, waaronder misselijkheid, verstoorde elektrolytenbalans en andere symptomen. Bij meer dan 5.000 rads ondergaat het zenuwstelsel een shock, wat leidt tot verwarring, verlies van coördinatie of coma als gevolg van inwendige bloedingen en druk in de hersenen. Vertraagde somatische effecten op langere termijn omvatten de mogelijke ontwikkeling van tumoren, kanker en cataracten.

Hoewel ioniserende straling DNA kan beschadigen, worden genetische afwijkingen in geen enkel significant tempo doorgegeven aan de volgende generatie voor de mens. Volgens Princeton University wordt aangenomen dat er slechts een paar door straling veroorzaakte genetische aandoeningen voorkomen per miljoen levendgeborenen. Als een zwangere vrouw echter wordt blootgesteld aan straling, zijn de zich ontwikkelende weefsels in de foetus kwetsbaar, vooral in de hersenen en het zenuwstelsel; blootstelling kan leiden tot mentale retardatie en andere ernstige aandoeningen. Om deze reden beveelt de Food and Drug Administration aan om medische röntgenfoto's en nucleaire medicijnen voor zwangere vrouwen te beperken.