방사선 장애에 영향을 주는 요소

방사선은 여러 가지 방식으로 존재하며 이것은 생물체를 피폭시켜 장애를 일으킵니다. 하지만 장애를 유발하는 요소를 알면 피폭되는 정도를 줄일 수 있습니다. 이번 글에선 방사선 장애에 영향을 주는 요소에 대해 알아보겠습니다.

 

방사선 장애에 영향을 주는 요소

 

방사선 장애에 영향을 주는 요소

 

 

생물체에 피폭되는 방사선의 형태는 체외피폭과 내부피폭의 두 가지로 나뉘며, 이러한 방사선에 의해 장애가 발생합니다. 방사선이 장애에 영향을 주는 요소에는 흡수 선량, 단위 시간당 흡수 선량, 선량 분포, 방사선의 종류와 에너지, 피폭 범위, 생물학적 요인 등이 있으며 체내에서 피폭될 경우 방사성 핵종의 조직 내 침착 부위, 방사성 핵종의 물리화학적 특성, 유효 반감기에도 영향을 받습니다.

 

 

흡수 선량

 

 

인체에 대한 선량과 장애와의 상관관계는 복잡한 양상을 보이고 있으나 선량이 결국 장애가 발생하는 데 중요한 요소이며 방사선으로 인한 장애는 인체 흡수 선량에 비례하게 됩니다.

 

 

단위 시간당 흡수 선량

 

 

인체에 방사선이 피폭되는 경우, 손상된 조직의 세포가 대사 작용으로 회복할 수 있습니다. 동일한 선량을 짧은 시간 동안 받을 경우 치명적인 선량도 장기간에 나누어 받게 되면 큰 장해를 받지 않을 수도 있습니다. 따라서 단위 시간당 피폭되는 흡수 선량은 장애가 발생하는 데 영향을 미치는 중요한 요소입니다.

 

 

선량 분포

 

 

동일한 흡수 선량을 특정 장기가 균등 분배한 상태의 피폭보다 그 장기 일부가 집중 피폭 받는 경우가 장애가 발생할 가능성은 커집니다.

 

 

방사선의 종류와 에너지

 

 

방사선의 종류와 에너지가 다른 경우 장애가 발생할 가능성이 달라질 수 있습니다.

 

 

피폭 범위

 

 

인체에 전선이 피폭 받는 경우가 부분적으로 피폭되는 경우보다 장애가 발생할 확률이 더 커집니다.

 

 

방사성 핵종의 조직 내 침착 부위

 

 

동일한 장기에 침착하는 핵종이라도 세부적인 침착 부위가 다를 때 효과가 다를 수 있습니다.

 

 

방사성 핵종의 물리화학적 특성

 

 

섭취 또는 호흡하는 방사성 핵종의 물리적, 화학적 특성에 따라 체내 조직에 침착하는 특성 및 부위가 달라질 경우도 있습니다.

 

 

유효반감기

 

 

방사성물질의 체내로부터 밖으로 배출하는 비율을 나타내는 것으로써 방사성물질이 체내에 들어왔을 때 신체 부하량이 붕괴나 대사에 의하여 절반으로 감소하는 데 걸리는 시간을 의미합니다.

 

 

생물학적 요인

 

 

방사선에 영향을 주는 생물학적 요인에는 방사선감수성, 나이, 생물 종 및 유전적 계통, 생리적 요인 등이 있습니다.

 

방사선감수성이란 방사선이 조사되었을 때 생체조직이 반응하는 정도를 나타내는 용어입니다. 방사선 감수성은 세포분열이 활발할수록 감수성이 커지고 조직의 재생능력이 클수록 감수성이 높으며 형태적으로나 기능적으로 미분화수록 감수성이 높습니다. 즉, 세포의 방사선에 대한 감수성은 증식 활동 정도에 비례하며 분화 정도에 반비례합니다.

 

세포분열 중에 방사선 피폭을 받았을 경우 감수성이 높으며 세포분열 빈도가 높을수록 방사선감수성은 커집니다.

 

세포의 분열 과정이 길면 길수록, 형태적, 기능적 분화의 정도가 미분화될수록 방사선감수성은 커집니다. 신체의 방사선감수성은 세포나 상기, 조직 또는 기관의 종류에 따라 다릅니다.

 

세포 또는 세포 소기관에선 모든 세포 소기관 중에서 핵이 세포 내에서 방사선에 가장 민감합니다. 핵 내의 염색체 수가 적을수록 방사선 감수성은 크고, 세포 내 미토콘드리아의 수가 적을수록 방사선에 민감합니다.

 

정자는 난자에 비해 부피가 커 방사선에 민감합니다. 림프구는 미토콘드리아 수가 적어 방사선에 대하여 매우 민감하지만, 심장근육은 미토콘드리아를 풍부하게 갖고 있기에 방사선에 대해 저항성을 갖고 있습니다. 여기서 방사선 저항성이란 방사선 감수성과 반대되는 개념입니다.

 

장기 또는 기관에선 영양분을 흡수하는 소장과 십이지장이 섬모세포로 이루어져 있어서 형태적으로 벽 구조인, 수분을 흡수하는 기능을 가진 대장과 위점막에 비해 방사선에 민감합니다.

 

세포분열주기는 4단계 G1기, S기, G2기와 분열기로 구성으로 되어 있습니다. 이들 세포주기에 있어서 방사선이 조사된 시기에 따라 방사선감수성이 다릅니다. 분열기는 세포분열기로 하나의 세포가 두 개의 세포로 분열하는 시기며 방사선감수성이 가장 높고 G1기는 세포 생장에 필요한 효소와 구조 단백질의 합성이 주로 일어나는 단계이며, G2기는 DNA 복제 후 유사분열을 준비하는 단계입니다.

 

G1기와 G2기의 방사선감수성은 중간이며, S기가 가장 방사선감수성이 낮습니다. DNA 합성기인 S기는 세포핵 내에서 염색체가 두 배로 복제하는 과정이므로 세포분열기에 비해 방사선에 민감하다고 생각할 수 있지만 하나의 세포가 두 개의 세포로 분열하는 세포분열주기인 분열기에서 더 많이 세포 증식, 활성을 하므로 방사선에 더 민감합니다.

 

연령도 방사선감수성에 큰 영향을 주는데 미성숙 생물체에서 방사선 감수성이 높고, 성체일 때 가장 낮으며, 그 후 노령기에는 다시 방사선 감수성이 다소 높아집니다.

 

생물체의 종류에 따라서도 방사선감수성이 다르게 나타나는데 보통 고등동물은 방사선감수성이 높고, 바이러스 같은 단세포 생물, 미생물, 하등동물일수록 방사선감수성이 같은 동물일지라도 유전적인 계통에 따라 다릅니다.

 

생리적 요인은 방사선을 받을 때 생체에 산소가 많이 존재할수록 방사선감수성이 높으며 온도가 낮을수록 방사선감수성이 낮습니다. 이는 체내 존재하는 산소가 방사선에 의해 산소 유리기로 바뀌어 다른 생체고분자들과 상호작용하며 온도가 낮을수록 분자의 운동 활성이 떨어지기 때문입니다.