Esta es una historia dependiente de la dosis.
En dosis bajas, la radiación ionizante no parece ser fatal para los seres humanos. Todos reciben radiación natural de fondo a diario, y la cantidad que recibe puede variar hasta en un factor de cincuenta, según el lugar donde viva. No hay pruebas sólidas de que las personas que viven en lugares con una radiación de fondo natural muy alta mueran más jóvenes o tengan una salud peor que las personas que viven en lugares con una radiación de fondo natural muy baja.
Pero la historia básica en las dosis más bajas y rápidas de todo el cuerpo es que la radiación ionizante es letal para los seres humanos en dosis suficientemente grandes, ya que a medida que dicha radiación pasa a través del cuerpo, pierde energía al producir iones y electrones, rompiendo las moléculas que son importantes para vida celular
Específicamente, si se hace suficiente daño a las moléculas de ADN en las células, entonces puede resultar imposible reparar adecuadamente el ADN mediante los mecanismos naturales que existen para dicha reparación. Lo que sucede entonces no es necesariamente que la célula dañada muera instantáneamente. Pero, cuando llega el momento de que una célula con ADN dañado se divida, los mecanismos que buscan automáticamente el daño en el ADN, antes de que comience la replicación del ADN, se activan y, al mismo tiempo que se comprueba la integridad del ADN, se detecta que simplemente hay demasiado daño.
En ese momento, el ciclo celular se detiene, antes de que ocurra la replicación del ADN, a menos que se hayan producido formas muy específicas de daño al ADN. Suponiendo que las vías adecuadas siguen siendo funcionales, y este será el caso, la célula sufrirá una muerte celular programada. Morirá antes de que se replique. Este proceso se llama apoptosis.
La apoptosis suele ser un mecanismo de autoprotección y es una parte crítica del desarrollo celular natural en organismos multicelulares. Evita que las células con ADN muy dañado se repliquen, lo que es bueno para el organismo, aunque es malo para la célula, porque es probable que si el ADN de una célula está lo suficientemente dañado, la célula y sus hijas no funcionarán normalmente.
El problema se produce porque algunas células se dividen muy rápidamente, y en una exposición inmediata a la radiación de todo el cuerpo, muchas de estas células se habrán dañado. Entonces, después de una dosis suficiente de radiación, todas estas células que se dividen rápidamente, o al menos casi todas, morirán, y la pérdida de estas células ocurre con bastante rapidez.
Las primeras células que se dividen y mueren son las células del epitelio del tracto GI, que luego simplemente se desprenden. Esto explica la diarrea muy severa y los vómitos y el sangrado que ocurren poco después de la exposición a la radiación severa. Luego, las células de los folículos pilosos mueren y el cabello se cae, y finalmente las células madre de la médula ósea, que producen las células maduras de la sangre, tanto rojas como blancas, así como las plaquetas, comienzan a morir.
Si sobrevive el síndrome de enfermedad por radiación inicial, que puede ser, si se administra el tratamiento correcto, entonces se produce una supresión generalizada de las principales poblaciones celulares de la sangre durante un período de una semana a un mes, según el tipo de célula. Los glóbulos rojos se pueden reemplazar con transfusiones si se desarrolla la anemia. Pero los glóbulos blancos no pueden ser reemplazados, no tan fácilmente. Durante un período de semanas a meses, una persona afectada por envenenamiento por radiación experimentó una población baja de glóbulos blancos y se volvió extremadamente vulnerable a la infección durante todo el período.
Las infecciones pueden tratarse con antibióticos, si están involucradas infecciones bacterianas, o posiblemente con medicamentos antivirales si hay infecciones virales tratables. Los trasplantes de médula ósea también se han intentado, pero sin mucho éxito. Si la recuperación se produce después de una alta dosis de radiación, generalmente ocurre muy lentamente. Puede llevar meses o años.
Los que sucumben con soporte vital avanzado a menudo sucumben a las infecciones.
Entre los que sobreviven, existe un mayor riesgo de cáncer durante toda la vida, especialmente como podría esperarse, los cánceres de la sangre. Pero también hay un mayor riesgo de tumores sólidos. Si la exposición es interna, debido a la ingesta de material radioactivo que se bioacumula en órganos particulares, entonces los cánceres particulares pueden ser más probables, como el cáncer de tiroides debido a la ingestión de yodo radioactivo, que se concentra en la glándula tiroides.
La mayor probabilidad de cáncer es aproximadamente proporcional a la dosis de radiación recibida, a juzgar por los datos recopilados. Lo que se puede decir de los datos es que, de hecho, la radiación ionizante es un carcinógeno más bien débil.
Esto se debe a que, presumiblemente, se requieren formas bastante específicas de daño en el ADN para deshabilitar las vías de apoptosis, lo que lleva a una célula anormal que puede sobrevivir, replicarse y, eventualmente, convertirse en la fuente de un cáncer, que mata a la víctima.
En dosis extremadamente altas, la radiación ionizante puede matar directamente a las células causando grandes cantidades de daño molecular, y también puede dañar las células nerviosas, destruyendo su actividad eléctrica normal. Si se desarrollan síndromes neurológicos después de que alguien ha estado expuesto a una dosis significativa de radiación ionizante, es un signo de pronóstico extremadamente malo y la muerte generalmente ocurre en un par de días.
Pero a dosis más bajas, pero aún fatales, el mecanismo que conduce a la muerte es que el ADN de las células que se dividen rápidamente se daña más allá del punto en el que es posible la reparación del ADN, y las células dañadas se someten a apoptosis cuando comienzan a dividirse. Si se trata de una dosis lo suficientemente grave, y se afectan suficientes células, la pérdida de esas células y la subsiguiente disfunción general que resulte, en última instancia, conducirá a la muerte.
Las células que se dividen rápidamente también incluyen las células de muchos tipos de cáncer, y este hecho forma la base de la radioterapia para el cáncer. Con radiación dirigida, las células cancerosas a veces se pueden matar preferentemente a las células no cancerosas, eliminando o reduciendo en gran medida el tamaño de un tumor.