Ионизирующее излучение характеризуется высокой биоактивностью. Оно способно индуцировать длительно протекающие реакции и разрывать химические связи. Первичное ИИ на организм бывает косвенным и непосредственным. В последнем случае происходит расщепление молекул и атомов вещества, образование ионов и радикалов. Активные молекулы индуцируют разные реакции. Происходят генетические мутации, физиологические эффекты.
При косвенном ИИ наблюдается расщепление молекул воды с появлением пероксидов и водорода. Пероксиды вступают в реакции с липидно-белковыми молекулами, возникают структурные изменения клеток и тканей. Происходит гибель клеток и тканей. Эффект лучевого воздействия обусловлен следующими радикалами: НО2*, ОН*, Н*. Первый из перечисленных радикалов образуется при облучении кислорода и воды, обладает окислительной способностью. Впоследствии он оказывает пагубное воздействие на клетки организма, что ведет к значительным изменениям на разных уровнях биоорганизации.
Радикалы взаимодействуют с молекулами разных соединений и образуются вторично-радикальные продукты. Последующие этапы развития радиационного поражения приводят к изменениям углеводов, белков и липидов. В результате такого воздействия происходит нарушение синтеза ДНК, гибнут тканевые элементы, разрываются углеродные связи и т.п. В целом нарушаются процессы обмена в человеческом организме, гибнут клетки.
Отравление организма происходит за счет всасывания продуктов клеточного распада, что приводит к старению. Пероксиды, которые образуются при воздействии ИИ на липиды, приводят к гибели клеток. При облучении организма снижается содержание липидов, что связано с изменениями углеводного обмена.