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Wirkung ionisierender Strahlung auf biologische Systeme und Zellen

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  • Lesezeit: 12 min
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Steckbrief

Die Wirkung ionisierender Strahlung lässt sich durch zeitliche und räumliche Dosisverteilung modifizieren und dient der Schonung gesunden Gewebes. Biologische Strahlenwirkungen durchlaufen vier Phasen mit unterschiedlichen möglichen Strahlenschäden.

Unter den zellulären Schädigungen ist besonders die Radiolyse von Wasser mit der Entstehung von OH-Radikalen gefährlich. Weitere Schädigungen finden statt auf Ebene der Nukleinsäuren, z.B. Einzel- und Doppelstrangbrüche oder Mutationen, sowie auf der Ebene der Proteine mit Störung der Proteinbiosynthese und Funktionsstörungen von Enzymen.

Zelleigene Reparaturmechanismen können Strahlenschäden bis zu einem gewissen Grad reparieren. Ist eine vollständige Reparatur nicht möglich, kommt es zum Zelltod.

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    Grundlagen strahlenbiologischer Phänomene

    Relative biologische Wirksamkeit und linearer Energietransfer

    Relative biologische Wirksamkeit

    Mit der relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) lassen sich verschiedene Strahlenarten in ihrer biologischen Wirksamkeit vergleichen. Je höher die RBW, umso größer das Risiko strahleninduzierter Schäden. Die RBW ist definiert als das Verhältnis der Energiedosis Dref einer Referenzstrahlung, die einen bestimmten biologischen Effekt hervorruft, zur Energiedosis DTest einer Teststrahlung, die unter gleichen Bedingungen den gleichen biologischen Effekt hervorruft.

    Equation

    Als biologischen Effekt wählt man üblicherweise die Verringerung der Zellvermehrung (z.B. um 50%) eines Gewebes, die durch primäre Strahlenschäden verursacht wurde. Bei der Referenzstrahlung handelt es sich um 250-keV-Röntgenstrahlung.

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      zuletzt bearbeitet: 13.07.2022
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