Все ионизирующие излучения действуют в принципе одинаково — они передают свою энергию атомам вещества, вызывая их возбуждение и ионизацию. Ведущей радиационно-химической реакцией является разрыв химических связей в молекулах липидов, нуклеиновых кислот, белков и т.д. с возникновением свободных радикалов.

Наибольшее значение в первичных реакциях играет вола (она составляет 60—70% массы тела). При прохождении через ее молекулы частиц или фотонов проходит ионизация воды (т.е. отщепление и присоединение электронов).

Продукты расщепления ионизированной воды включают в себя свободные радикалы. Электрон может присоединиться к ионизированной молекуле воды, и та, став нейтральной, становится неустойчивой.

Если в воде растворен кислород, то возможны реакции, ведущие к образованию перекиси водорода.

В организме в связи с водой находятся все органические вещества. Поэтому часть радикалов «нападает» на окружающие молекулы, окисляя или восстанавливая их активные группы. В результате изменяются молекулы белка, нуклеопротеидов, ферментов и др. Возникает, так называемое, непрямое действие ионизирующего излучения на молекулы биосубстрата. Это подтверждается следующими фактами;

1. Эффектом разведения — эффект инактивации фермента, облученного в растворе, в большой степени независим от его концентрации в растворе.

2. Температурным эффектом — при замораживании раствора фермента поражающее действие ионизирующей радиации уменьшается, что можно объяснить уменьшением свободных радикалов.

3. Кислородным эффектом — при недостатке кислорода биологические объекты становятся более радиорезистентными.

4. Эффектом обезвоживания — облучение сухих биологических препаратов (порошок ферментов, витаминов, гормонов) приводит к значительно меньшему их разрушению по сравнению с теми же препаратами, но облучаемыми в водных растворах.

5. Защитным действием других органических веществ, присутствующих в растворе, так как, по-видимому, происходит «перехват» свободных радикалов и поражающее действие продуктов радиолиза воды уменьшается. Однако здесь возможен и перехват энергии.

Действие радиации на белки. Сывороточный альбумин денатурируется и осаждается при облучении в дозе 72 000 рад. Поэтому денатурацию белка следует ожидать в случае гибели организма «под лучом».

Большее значение имеют процессы, связанные с изменением функциональных свойств белков, а именно ферментов. По Баррону, наиболее чувствительны ферменты, имеющие в своем составе сульфгидрильные группы (—SH). Под влиянием радиации они переходят в бисульфидные связи (—S—S—). Таким образом сульфгидрильный фермент аденозинтрифосфотаза инактивируется на 10% уже при 10 рад.