Biologische Strahlenwirkung (Beim Menschen)
Gliederung Grundlagen und Bedeutung der biologischen Strahlenwirkung Auftretende Schäden durch Strahlenwirkung beim Menschen Nutzen der ionisierenden Strahlung im Bereich der Medizin Möglichkeit des Schutzes gegen diese Wirkung?
1. Grundlagen und Bedeutung Bei natürlicher Strahlenexposition: Äußere Strahlenexposition: 30% Innere Strahlenexposition: 70% Grundsätzlich: Reparaturmechanismen, die aber nicht alle Veränderungen beheben können
1. Grundlagen und Bedeutung Strahlung bewirkt Anregung und Ionisation von Atomen und Molekülen Dieser Vorgang wird als physikalische Primäreffektes bezeichnet Kein Unterschied zwischen natürlich und künstlicher bzw. inneren und äußeren Strahlung
1. Grundlagen und Bedeutung Physikalische Effekte haben meist keine biologischen Auswirkungen Danach kommt es zu einer chemischen / biochemischen Reaktion, dabei: Entstehung von Radiolyse des Wassers Peroxyde Zerbrechen von Molekülen Veränderung von Aminosäuren und Enzymen Radikale
1. Grundlagen und Bedeutung Unterscheidung von Strahleneffekten bei der Strahlenwirkung zwischen: a) nichtstochastische oder deterministische Schäden (also nicht zufallsbedingte Effekte) b) stochastische Schäden (also zufallsbedingte Effekte)
1. Grundlagen und Bedeutung Oder: Somatische Wirkung (vom gr. Wort „soma“ = Körper): Spät - und / oder Akutschäden Genetische Wirkung
2. Auftretende Schäden Hautkrankheiten und Errötungen Leukämie Krebs
2. Auftretende Schäden Grundsätzlich gilt: Aufgenommene Nahrung wird zu Energiegewinnung umgewandelt Freisetzung sog. „Radikale“ („aggressive Atomformen“) können DNS – Schäden hervorrufen Reparaturmechanismen
2. Auftretende Schäden Bei ionisierender Strahlung: Zusätzlich freiwerdende Radikale, die die Zelle chemisch angreifen Direktes Angreifen der Strahlung durch Energieeintrag in die betreffende Zelle
2. Auftretende Schäden Probleme und Folgen: Zusätzliche Radikale Reparaturmechanismen überfordert Direkte Strahlung verursacht meist Doppelstrangbrüche a) Chromosomen – und Punktmutationen b) Gestörte Replikation der DNS c) Fehlerhafte DNS – und m-RNS - Synthese Krebs – und Leukämieerkrankungen (ab einer Dosis von 200 mSv)
3. Nutzen in der Medizin Strahlenwirkung zur Krebsbekämpfung: Bestrahlung mit schweren Ionen Gamma – oder Röntgenstrahlen Beide Methoden funktionieren gleich
3. Nutzen in der Medizin Prinzip: Strahlung gibt an die bestrahlten Körperbereiche Energie ab Veränderung bzw. Schädigung des Zellkerns Zellteilung wird unterbunden „kranke“ Zelle stirbt ab
3. Nutzen in der Medizin Nachteile: Auch gesunde Zellen werden getroffen Krankheiten (abhängig vom betroffenen Körpergewebe): Auftreten von Karies und Entzündung der Schleimhäute Durchfall Gereizte, trockene Haut …
4. Strahlenschutz? Generell: Schutz durch Fernhalten von Strahlung bzw. nur kurze mit radioaktiven Material arbeiten Schutz durch Reparaturmechanismen oder Durch Absterben der Zelle Einhalten von Grenzwerten: Organ-Äqivalentdosis Effektive Dosis E
4. Strahlenschutz? Organ-Äqivalentdosis Schäden durch Strahlung
4. Strahlenschutz? Effektive Dosis E: Die verschiedenen Organe und Gewebe sind in Hinblick auf mögliche Strahlenschäden verschieden empfindlich Um die Strahlenbelastungen verschiedener Organe vergleichen zu können, wurde deshalb die effektive Dosis eingeführt
4. Strahlenschutz?
Danke für die Aufmerksamkeit Quellen: gsf: Menschen + Umwelt (Dezember 1986) Arbeiten zur biologischen Strahlenforschung in der AGF (1991) Analysen 35 (August 1994) www.energie-fakten.de Einführung in den Strahlenschutz (März 2007)