電離放射線の直接作用と間接作用

🧠 電離放射線ionizing radiation電離放射線（ionizing radiation）ionizing radiation（電離放射線）は、DNAへ直接エネルギーを渡す直接作用direct action直接作用（direct action）direct action（直接作用）と、水の放射線分解で生じたラジカルを介する間接作用indirect action間接作用（indirect action）indirect action（間接作用）の両方で生体分子を損傷する。

直接作用

放射線の飛跡track (particle track)飛跡（track (particle track)）track (particle track)（飛跡）がDNAを通り、塩基・糖・リン酸骨格を直接電離・励起する。高LET放射線は狭い飛跡track (particle track)飛跡（track (particle track)）track (particle track)（飛跡）へエネルギーを集中するため、近接した複雑損傷や二本鎖切断double-strand break二本鎖切断（double-strand break）double-strand break（二本鎖切断）を作りやすい。α線が代表である。

間接作用

人体の大部分を占める水が電離されると、ヒドロキシルラジカルhydroxyl radicalヒドロキシルラジカル（hydroxyl radical）hydroxyl radical（ヒドロキシルラジカル）（hydroxyl radical; •OH）などの反応性種が生じ、拡散してDNAや蛋白質を攻撃する。低LETのX・γ線ではこの寄与が大きい。酸素はラジカル損傷を固定し、低酸素は放射線抵抗性を生みうる。

flowchart TD
  A["放射線エネルギー沈着"] --> B["DNAを直接電離"]
  A --> C["水を放射線分解"]
  C --> D["•OHなどを生成"]
  D --> E["DNA・蛋白質を化学的に損傷"]
  B --> F["修復・変異・細胞死"]
  E --> F

生物相への接続

初期損傷後の修復成否が生物相を分岐させる。ラジカル捕捉剤radical scavengerラジカル捕捉剤（radical scavenger）radical scavenger（ラジカル捕捉剤）は間接作用indirect action間接作用（indirect action）indirect action（間接作用）を減らしうるが、直接作用direct action直接作用（direct action）direct action（直接作用）を消すものではない。

まとめ

• 直接作用direct action直接作用（direct action）direct action（直接作用）は標的分子への直接エネルギー沈着である。
• 間接作用indirect action間接作用（indirect action）indirect action（間接作用）は水放射線分解由来ラジカルを介し、低LET放射線で重要である。
• LET、酸素、修復能が最終的なDNA損傷と細胞応答を変える。