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生物はなぜ放射線に弱いのか

 もう20年以上も前の本で、「人は放射線になぜ弱いか」という講談社ブルーバックスがある。物理学者から放射線医学者に転進した、近藤宗平という人が書いた本である。意外に類書がないので、簡単に纏めてみる。
 まず、放射能の被爆は、ラドという単位を用いる。吸収した放射線の総量(吸収線量)を表す単位である。表記はradである。単位当りの物質が放射線を吸収し発生したエネルギー(温度上昇)で計測する。1ラドは0.01J/kgに相当する。
さて、人間の致死量は、何ラドくらいなのだろうか。これは人によって違うが、広島の原爆で亡くなったある人は、800ラドで死亡したという。よって、これくらいで死亡することがある、といえる。
 原爆による死亡は、典型的には、火傷、火災、爆風による物理的衝撃、などである。これらは、ほとんど即死であった。ところが長崎の原爆で次のような例があった。すなわち、ある中学生の男の子は、爆心から1キロメートルのところで被爆した。それで火傷したが、元気を出して、長崎から別の市にいる親戚のところに、8月12日にたどり着いた。その時点ではまだ元気があったようであるが、入院した。しかし、治療の甲斐もなく、次第に嘔吐がひどくなり、渇きをうったえるのだが、食欲がなくなり、ついに8月18日に亡くなった、という。
 これの死因は、放射能の被爆によるものであり、よって、放射能の障害は、時間をおいて症状があらわれるようである。
 被爆による放射能障害の典型的な症状は、脱毛、皮膚出血班、口内炎である。原爆症において、即死でない場合は、その死亡率のピークは、被爆から30日頃であった。それでは、どのような生理的に仕組みにより、このように遅れて症状が現れるのであろうか。
 例えば、人が火事により亡くなるというのは、悲惨であるが、とても分かりやすい。黒こげになったりするからである。その熱量が致死量を超えたということでもある。ところが、放射能の800ラドとかいう熱量は、とても小さい。体温を1000分の1だけ上昇させる程度の熱量であるにすぎない。だから、人間が800ラドの放射線を受けたとしても、その瞬間、痛みはないし、見かけも全く変わらない。
 それでは、放射線は、人体にどのような影響を与えるかというと、遺伝子を損傷させるのである。物理的には、放射線は、通常の電磁波よりも波長が短いので、その量子のエネルギが、DNAを繋ぐ鎖を切断させる。このようなDNAの損傷は、頻繁に分裂する活動的な細胞に対して、一番有害である。そのような頻繁に細胞が分裂する箇所の1つに、骨髄中の造血細胞がある。ここに放射能が照射されると、造血細胞のDNAが壊れて、白血球や赤血球を作れなくなる。それでも、放射線の被爆直後は直ぐに影響が出ないのは、現役の白血球や赤血球は最早細胞分裂しないので、DNAが損傷しても、それらの白血球や赤血球は生き続けるからである。ところが、現役の白血球の寿命は数日程度である。これらが死んでしまった後、造血細胞は、新しい白血球や赤血球を作れなくなっている。それで、次第に白血球や赤血球が減少していく。ただ、赤血球の寿命は120日で、白血球よりは長い。ともかく、それらの数が、あるレベル以下に低下すると、致命的になる。造血細胞以外で、一番放射能の影響を受けるのは、睾丸中の精子をつくる細胞であるという。そこが、人体の中で一番頻繁に細胞分裂している。一方、女性の卵子は、出来合いであるため、意外に放射能の影響を受けないという。
 放射線による別の障害のパターンは、DNAの螺旋の2本ともが放射線により損傷を受けることである。1本だけの損傷なら、ハードディスクのRAID0ではないが、損傷を受けていない方から修復できる。ところが、2本ともが損傷を受けると、最早修復不可能になる。修復不可能な遺伝子をもつ細胞が、アポトーシス(自壊)するならよいが、生物にはなぜか、そういう仕組みがなく、困ったことに、修復不可能な遺伝子をもつ細胞を分裂増加させて、遺伝子の傷を深めてしまう。このことで、癌などを引き起こし、致命的になる場合がある。これは比較的長期の効果である。
 以上から、放射線が人体に与える影響は、短期・長期とも、重大であることが分かる。

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コメント (3)

こんにちは、はれほれです。忙しい中よく毎日これだけの文章が書けるものと驚愕しております。私の方はこの国の温暖化の洗脳を解こうと日夜努力していますが、なかなか理解は得られません。
さて少し教えていただきたいことがあります。
「放射線による別の障害のパターンは、DNAの螺旋の2本ともが放射線により損傷を受けることである。」
実は私も今まで深く考えたことがなかったのですが、この部分は具体的にはどのような機序によるものでしょうか?
X線、紫外線、可視光、赤外線と波長が長くなるにつれてそれを吸収する運動が分子レベルで電子の軌道励起、分子の振動、回転と異なっているようです。温室効果の場合、問題となっているのは赤外線ですから分子の振動、回転が主です。ここでは放射線によって電子の軌道が基底状態から励起されることが予想されます。この電子の励起が放射線のDNA損傷の第一歩だと思うのですが、それがどうして分子の損傷につながるのかよく理解できません。DNAの塩基どうしは共有結合か水素結合だと思うのですが、これに放射線が当たることによってどのようになるのでしょうか?ここの管理人様は物理にお詳しい方とうかがいました。御存知でしたら教えていただければ幸いです。

最後に、古い本なので仕方のないことですが、被爆線量の単位は現在はGy(グレイ)を使っています。1Gy=100radだったと思います。

はれほれさんの鋭い指摘というか、疑問ですが、例えば、X線がDNAに当たると、体液に当たって電子を放出させ、その電子が、DNAを損傷されるのではないでしょうか。物理というよりも、化学かもしれません。

お答えありがとうございました。そうですね、いつもいつもうまく放射線がDNAに直接当たるわけはなく御指摘のような間接的な効果を想定したほうが合理的でした。年々、認知症に近づいていくのがわかります。(笑)

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2008年1月26日 15:31に投稿されたエントリーのページです。

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