Ефектите на йонизиращите лъчи се свързват с химични промени в биологичните молекули, предизвикани от погълнатата енергия и образуването на реактивни радикали със свободни електрони.


Целта на химичната радиопротекция е използване на химични агенти по такъв начин, че организмът или не се уврежда от приложената доза или показва отговор, който е значително редуциран. Биологичните механизми изискват по-дълго време за изява.


Използваният медикамент за профилактика трябва да бъде ефективен, но същевременно нетоксичен. Освен това да действа бързо и достатъчно продължително, като и да бъде в удобна за прием форма – перорално или мускулно инжектиране.



Средства за биологична защита (аденилати, аденозин) имат неспецифично действие, като повишават общата съпротивляемост на организма към неблагоприятни фактори, стимулират биоенергетичните и биосинтетичните процеси и активират пострадиационното възстановяване. 


Растежни фактори и цитокини са друга група, които имат отношение към ускоряване възстановяването на стволови клетки след облъчване. Използва се още витамин Е, но към момента опитите са в лабораторни проучвания.


Все още е малък броят на доказаните профилактични и лечебни режими, прилагани при радиационно поражение. Основен проблем е високата токсичност и необходимостта от въвеждане на препаратите в дози, близки до максимално поносимите, за постигането на добър лъчезащитен ефект.


Важно е да се отбележи, че ежедневно в организма протичат хиляди реакции с образуване на свободни радикали само в резултат на естествения аеробен метаболизъм. Като последица от него, ежедневно във всяка клетка се осъществяват около 10 000 химични атаки на ДНК.


Тази величина е от същия порядък, както броят на ДНК-лезиите, които биха се получили след дневна терапевтична доза от 2 Gy йонизиращо лъчение, въпреки че очевидно оказва различен биологичен ефект.


Хидроксилните радикали са един от най-силно поразяващите. Предполага се, че е възможна защита с тъй наречените хидроксилни – скавенджъри, които изпреварващо реагират с тях – защита на биологичната мишена и образуване на по-малко поразяващи вторични радикали.


Тъй като хипоксичните клетки са лъчерезистентни се предполага, че въздействия, които намаляват кислородната концентрация в локални микропространства, биха довели до радиопротекция. Така проучванията се насочват към дизайна на нови терапевтични агенти във връзка с това откритие.


Клиничните изпитания на цитокини, като допълнение към стандартната терапия на рака (радиотерапия и химиотерапия) показаха, че много странични ефекти могат успешно да бъдат контролирани с тях.