细胞水平的反应

从病理学的角度来看，细胞被辐射诱致发生细胞死亡过程时，常表现肿胀并在胞浆内出现空泡而失去着色能力、核固缩或溶解。常观察到比正常体积增大到25～200倍的巨细胞形成。这种细胞常随之发生变性并被吞噬。

辐照后常观察到两种主要的细胞效应：(1)功能的丧失；(2)细胞繁殖能力的丧失。

2．2．1 功能的丧失

许多非分裂的细胞或仅具有有限分裂能力的细胞于辐照后发生间期死亡，造成功能的丧失。在几乎所有的非分裂细胞中，例如成年个体的神经与肌肉细胞，仅当受到大剂量的辐射(常需超过1000cGy)照射之后才发生分裂间期死亡。然而，淋巴细胞却在受到小得多的剂量(小于100cGy)照射之后就可发生间期死亡。此外，胸腺细胞及胚胎卵巢中的卵母细胞也如此。许多单个细胞发生间期死亡所造成的功能丧失是不易进行定量的。间期死亡的临床重要性大多在于当机体全身受到照射后其对机体死亡所起的作用(特别是由于淋巴细胞的死亡)，还可能在于受大剂量辐照后其对晚期并发症的影响。

2．2．2 生殖能力的丧失

细胞的生殖能力的丧失或“生殖死亡”乃辐射对于有分裂能力的细胞的主要效应。这种细胞受到辐照后虽然形态上无异常，仍然呼吸及合成高分子，并表现出其它生物化学特性，但已不能再进行分裂或只能进行有限的几次分裂。对于一个有增殖能力的细胞群体来说，细胞存活的意义不仅是作为一个生活实体持续存在(即功能上仍保持完整)，而且还应有繁殖的能力。所以发生了生殖死亡的细胞在这种意义上，可以认为是“虽生犹死”了，因为它已不能再为该群体的增殖做出贡献了。放射治疗恶性肿瘤的目的，正是在于破坏其增殖能力，而同时在放疗区域内保留足够的正常细胞，以保持正常组织的功能。增殖细胞群体对于辐射的反应，可用细胞存活曲线来加以描述(见2．3)。