Nem todas as células vivas têm a mesma sensibilidade à radiação. As células que tem mais atividade são mais sensíveis do que aquelas que não são, pois a divisão celular requer que o DNA seja corretamente reproduzido para que a nova célula possa sobreviver. Assim são, por exemplo as da pele, do revestimento intestinal ou dos órgãos hematopoiéticos. Uma interação direta da radiação pode resultar na morte ou mutação de tal célula, enquanto que em outra célula o efeito pode ter menor consequência. Assim, as células vivas podem ser classificadas segundo suas taxas de reprodução, que também indicam sua relativa sensibilidade à radiação. Isto significa que diferentes sistemas celulares têm sensibilidades diferentes.Linfócitos (glóbulos brancos) e células que produzem sangue estão em constante reprodução e são as mais sensíveis.
Células reprodutivas e gastrointestinais não se reproduzem tão rápido, portanto, são menos sensíveis.
Células nervosas e musculares são as mais lentas e, portanto, as menos sensíveis.
As células têm uma incrível capacidade de reparar danos. Por isto, nem todos os efeitos da radiação são irreversíveis. Em muitos casos, as células são capazes de reparar qualquer dano e funcionarem normalmente. Em alguns casos, no entanto, o dano é sério demais levando uma célula à morte. Em outros casos, a célula é danificada, mas ainda assim consegue se reproduzir. As células filhas terão falta de algum componente e morrerão. Finalmente, a célula pode ser afetada de tal forma que não morre e é modificada. As células modificadas se reproduzem e perpetuam a mutação, o que poderá significar o começo de um tumor maligno.
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