Skutki promieniowania na żywe komórki różnią się w zależności od rodzaju, intensywności narażenia i komórki. Dla naszych celów „promieniowanie” odnosi się do emisji energii jonizującej, takiej jak neutrony, fotony i naładowane cząstki o wysokiej energii, takie jak promienie gamma. Istnieje wiele różnych typów, w tym promieniowanie kosmiczne z kosmosu, promieniowanie ziemskie emitowane przez pierwiastki radioaktywne w ziemi oraz promieniowanie wytworzone przez człowieka, na przykład emitowane przez detonację bomby atomowej.
Żywe komórki w rzeczywistości radzą sobie ze znaczną ilością promieniowania; na przykład około 360 miliremów rocznie w Stanach Zjednoczonych. Nawiasem mówiąc, miliremy są jednostkami dawki; są używane do obliczania wyników narażenia na takie rzeczy, jak prześwietlenia w szpitalach. Poziom śmiertelnego narażenia jest różny u poszczególnych osób i zależy od rodzaju narażenia; na przykład pojedyncza ekspozycja jest śmiertelna przy około 300,000 XNUMX miliremów, podczas gdy wyższe dawki mogą być tolerowane, jeśli są wynikiem długotrwałej ekspozycji w czasie.
Przy niskich poziomach uszkodzenia spowodowane promieniowaniem mogą być naprawiane przez żywe komórki bez negatywnych skutków. Wyższe dawki mogą spowodować, że komórka stanie się bezpłodna lub mogą zakłócić zdolność komórki do prawidłowego rozmnażania się, powodując mutacje. Na przykład wiele nowotworów jest związanych z narażeniem na promieniowanie, które dezorientuje komórki, powodując ich mutację i szybką reprodukcję. W ekstremalnie wysokich dawkach promieniowanie powoduje śmierć komórki w procesie zwanym termalizacją, który zasadniczo gotuje komórkę od środka.
Narażenie może spowodować uszkodzenie komórek na dwa różne sposoby. W pierwszym sensie, bezpośrednie działanie promieniowania, bezpośrednio uszkadza cząsteczkę; jak na przykład, gdy promieniowanie ingeruje w cząsteczkę DNA, powodując uszkodzenie komórki. Może również powodować uszkodzenia pośrednie, jonizując cząsteczki, zamieniając je w potencjalnie toksyczne związki, które oddziałują ze zdrowymi cząsteczkami i powodują uszkodzenia. Tlen, wodór, azot i węgiel są bardzo podatne na jonizację; niestety dla żywych komórek, te elementy składają się w dużej mierze na żywy organizm.
W bardzo dużych dawkach promieniowanie spowoduje ogromne uszkodzenia narządów i tkanek, które są zbyt rozległe, aby organizm mógł je naprawić. Powoduje to ostry zespół popromienny, znany również jako choroba popromienna. Ten stan jest często niezwykle bolesny i nieprzyjemny i prowadzi do śmierci. Przy niższych dawkach, spowodowane uszkodzenia mogą być na bardziej subtelnym poziomie i mogą objawiać się jako rak lub wady wrodzone spowodowane uszkodzeniem tkanek rozrodczych w późniejszym życiu. Niektóre komórki są szczególnie podatne na uszkodzenia, zwłaszcza komórki, które szybko się namnażają; dlatego kobiety w ciąży muszą uważać na źródła promieniowania, które może uszkodzić rozwijający się płód.
Jedną z bardziej niebezpiecznych przyczyn promieniowania są izotopy radioaktywne, ponieważ te izotopy gromadzą się w organizmie i emitują promieniowanie, w przeciwieństwie do jednorazowej ekspozycji na cząstki radioaktywne, takie jak te emitowane w promieniowaniu rentgenowskim. Z tego powodu ludzie pracujący z izotopami promieniotwórczymi muszą być bardzo ostrożni, a te stosowane w procedurach takich jak obrazowanie medyczne mają bardzo krótki okres półtrwania, co oznacza, że szybko się rozkładają i są wyrażane przez organizm.