无论电离辐射直接作用于生物大分子还是间接作用于水，都会产生大量自由基攻击生物大分子，由于自由基对物质分子的作用无专一性，如果存在可与物质分子竞争自由基的其它物质时，受到损伤的物质分子数可以减少。因此，凡能直接清除自由基、增强机体抗氧化能力、增强机体免疫力的成分都能发挥抗辐射作用。

茶叶中具有多种清除自由基的成分：茶多酚、茶多糖、茶蛋白、维生素类等。研究表明，茶树体内儿茶素、茶多酚、黄酮苷、咖啡碱等特异成分与其辐射敏感性及自由基含量变化密切相关。

1. 茶多酚

茶多酚是茶叶的主要抗辐射成分之一。茶多酚具有多个酚羟基，不仅直接参与竞争辐射能量及辐射产物（包括自由基），还可通过与靶分子作用，提高机体的辐射抗性（抗氧化、免疫）来实现辐射防护作用。茶多酚可从多个水平，包括辐射损伤前、中、后等各个过程发挥抗辐射作用，因此茶多酚是茶叶中最关键的抗辐射成分。

2. 茶多糖

很多中药多糖具有抗辐射作用，茶多糖也不例外。茶多糖能主要通过增强机体抗氧化和免疫功能而发挥抗辐射作用。关于茶多糖的抗氧化作用和调节免疫功能已经在其他章节介绍。

3. 皂甙类

关于茶皂甙的抗辐射作用目前没有直接证据，但可从其他皂甙的抗辐射作用推而广之。人参三醇皂甙可降低辐射诱发的骨髓细胞染色单体型和染色体型畸变以及畸变细胞数；人参皂甙不仅对辐射所致的细胞膜损伤、组织LPO产生过多有防护作用。黄芪甲甙对辐射损伤细胞与骨髓造血有一定保护作用，能使损伤细胞向正常逆转，加速粒细胞增殖与运动作用，促进成熟粒细胞进入贮存池，从而进入外周血循环，对淋巴细胞有激活作用。据此推测，茶皂甙可能也有抗辐射作用，这方面还有待进一步研究。

4. 生物碱类

苦豆子总碱能使受辐射小鼠肝组织中丙二醛(MDA)含量、血清谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GO T)、超氧化物歧化酶(SOD)以及全血中硒、谷胱苷肽过氧化物酶(SeGSH-PX) 活力等指标恢复正常。

5. 其他成分

维生素C对解毒、减弱病毒致病力、恢复机体代谢、加速放射性物质排出也有一定效果。有利于放射性物质迅速排出体外，能抑菌、抗内出血、抗发炎，可提高白血球总数，从而增强机体抵抗力，预防辐射损伤。

总之，茶叶对辐射损伤的防护和对损伤机体的治疗机制表现在：直接参与竞争辐射能量及清除辐射产物自由基，还可通过提高体内抗氧化酶活性，调节和增强细胞免疫功能来提高细胞对辐射的抗性，促进造血和免疫细胞增殖和生长，使辐射损伤组织得到恢复，表明茶叶及其功效成分不仅具有抗辐射损伤效应，且对辐射损伤机体后还有恢复、治疗的作用，茶叶抗辐射的作用是多种成分多种机理综合作用的结果。肿瘤病人辐照后服用茶多酚制剂除了明显的升白作用外，一般均能提高生活质量，增进食欲，改善睡眠和排便，利于肿瘤治疗。