| Ⅴ章 放射線生物作用の分子機構 Ⅴ‐２放射線初期過程 荷電粒子が生体内の原子の近くを通過すると、粒子が作る電場が原子内の電子のクーロン場に急激な変化を与える。そのため原子内の基底状態にあった電子ははじき出されたり（電離）、高いエネルギーの準位に移される（励起）。電離されたり励起された分子はそれ自身でエネルギーを再配置したり、そのまま他の分子と反応する過程を経て活性化イオンやラジカルを生成する。この過程を生体の７０％を占める水への放射線作用をみると理解しやすい。 表Ⅴ‐ｌ放射線生物影響に関わる現象とそれらの時問スケール  放射線初期効果は、放射線が生体物質を通過してからきわめて短い時間内に起こる現象であり、水の放射線分解を例に取ると、表Ｖ‐２のような時間スケールで起こる。 表Ⅴ‐２ 水の放射線分解で起こる事象の時間スケール （Radoation Chemistry,edts.Edts"Farhataziz and Rodgers より改表）  動物軟組織の約８０％は水である。放射線が生体に働くときには、直接生体を構成する分子を不活性化（傷をつける）する場合と、水の照射によって生じたラジカルが生体構成分子を不活性化する場合がある。前者は放射線が直接生体高分子を不活性化するであり、直接効果と呼ばれ、後者は水のラジカルによる間接的な反応であるので間接効果と呼ばれる。実際には、生体に対する影響は、直接効果、間接効果の両方が作用していると考えられるが、放射線の種類による効果の違いや、放射線効果がさまざまな物理的・化学的条件によって異なる現象（修飾効果とよばれる）は間接効果によって説明されている。 放射線はその軌跡（Track）に沿ってエネルギーを周辺の水分子に与える。水分子の電離や励起を起こすに必要なエネルギーは１００ｅＶより小さく平均して３０-４０ｅＶである。この領域の大きさのエネルギー吸収により生じる初期生成物の集まりをスパーとよぶ。 水の放射線分解はあらまし、次のような過程を経て起こる。 放射線のスパー内で最初に生じる生成物は、H3O+, OHラジカル、水和電子ｅaq-であり、次のような過程を経て作られる。eaqは、H3O分子の正荷電のぶん囲気をｅのまわりに配向させて存在する、寿命のかなり長い（１０-6秒）電子である。  さらに、水和電子とＯＨラジカルは次のような反応を介して、過酸化水素Ｈ2０2やＯＨラジカルなどを生成する。  細胞内で、生体物質に反応して、その働きを失わせたり（失活）化学的な構造を変化ざせるのは、主に、上のような反応で生まれたＯＨラジカルである。 １００ｅＶのエネルギーが吸収された時に生じるラジカルの数をラジカル生成のＧ値（Gvalue）といい、ＧOH、ＧＨ、Ｇeという風に表現される。それらの、細胞内でのおよその値は次のようである。 ＧOH＝2.8 ＧＨ＝0.6 Ｇｅ＝2.7 表Ⅴ‐３ １Ｇｙの低ＬＥＴ放射線を受けた細胞核内で起こる変化 ３）  これらは、ｐＨ３－１１の純枠な水の中での値である。細胞核内でも、同じような効率でＯＨラジカルが生成されたとすると、１Ｇｙの吸収線量により直径ｌ０μｍの細胞核内では、およそ９０，０００個のＯＨラジカルが生成されることになる。 Ｘ線のような低ＬＥＴ放射線を照射された細胞核に生じる“きず”がどのくらいあるか、そのおよその数は表Ⅴ‐３に示したようになる ３）。 |