Biologische Strahlenwirkung (Beim Menschen). Gliederung 1. Grundlagen und Bedeutung der biologischen Strahlenwirkung 2. Auftretende Schäden durch Strahlenwirkung

Biologische Biologische StrahlenwirkungStrahlenwirkung

(Beim Menschen)(Beim Menschen)

GliederungGliederung

1.1. Grundlagen und Bedeutung der Grundlagen und Bedeutung der biologischen Strahlenwirkungbiologischen Strahlenwirkung

2.2. Auftretende Schäden durch Auftretende Schäden durch Strahlenwirkung beim MenschenStrahlenwirkung beim Menschen

3.3. Nutzen der ionisierenden Nutzen der ionisierenden Strahlung im Bereich der MedizinStrahlung im Bereich der Medizin

4.4. Möglichkeit des Schutzes gegen Möglichkeit des Schutzes gegen diese Wirkung?diese Wirkung?

1. Grundlagen und 1. Grundlagen und BedeutungBedeutung

Bei natürlicher Strahlenexposition:Bei natürlicher Strahlenexposition:

Äußere Strahlenexposition: 30%Äußere Strahlenexposition: 30%

Innere Strahlenexposition: 70%Innere Strahlenexposition: 70% Grundsätzlich: Grundsätzlich:

Reparaturmechanismen, die aber Reparaturmechanismen, die aber nicht alle Veränderungen beheben nicht alle Veränderungen beheben könnenkönnen


Strahlung bewirkt Anregung und Strahlung bewirkt Anregung und Ionisation von Atomen und Ionisation von Atomen und Molekülen Molekülen

Dieser Vorgang wird als Dieser Vorgang wird als physikalische Primäreffektes physikalische Primäreffektes bezeichnetbezeichnet

Kein Unterschied zwischen natürlich Kein Unterschied zwischen natürlich und künstlicher bzw. inneren und und künstlicher bzw. inneren und äußeren Strahlungäußeren Strahlung


Physikalische Effekte haben meist keine Physikalische Effekte haben meist keine biologischen Auswirkungenbiologischen Auswirkungen

Danach kommt es zu einer chemischen / Danach kommt es zu einer chemischen / biochemischen Reaktion, dabei:biochemischen Reaktion, dabei:

Entstehung von Radiolyse des Wassers Entstehung von Radiolyse des Wassers Peroxyde Peroxyde

Zerbrechen von Molekülen Zerbrechen von Molekülen Veränderung von Aminosäuren und Veränderung von Aminosäuren und

EnzymenEnzymen RadikaleRadikale


Unterscheidung von Unterscheidung von StrahleneffektenStrahleneffekten beibei

der Strahlenwirkung zwischen:der Strahlenwirkung zwischen:

a)a) nichtstochastische oder nichtstochastische oder deterministische deterministische

Schäden (also nicht zufallsbedingte Schäden (also nicht zufallsbedingte Effekte)Effekte)

b)b) stochastische stochastische Schäden (also Schäden (also zufallsbedingte Effekte)zufallsbedingte Effekte)


Oder:Oder:

a)a) Somatische Somatische Wirkung (vom gr. Wort Wirkung (vom gr. Wort „soma“ = Körper): Spät - und / oder „soma“ = Körper): Spät - und / oder Akutschäden Akutschäden

b)b) Genetische Genetische WirkungWirkung

2. Auftretende Schäden2. Auftretende Schäden

1.1. Hautkrankheiten und ErrötungenHautkrankheiten und Errötungen

2.2. LeukämieLeukämie

3.3. KrebsKrebs


Grundsätzlich gilt:Grundsätzlich gilt:

Aufgenommene Nahrung wird zu Aufgenommene Nahrung wird zu Energiegewinnung umgewandelt Energiegewinnung umgewandelt Freisetzung sog. „Radikale“ Freisetzung sog. „Radikale“ („aggressive Atomformen“) („aggressive Atomformen“) können DNS – Schäden hervorrufen können DNS – Schäden hervorrufen Reparaturmechanismen Reparaturmechanismen


Bei ionisierender Strahlung:Bei ionisierender Strahlung:

a)a) Zusätzlich freiwerdende Radikale, Zusätzlich freiwerdende Radikale, die die Zelle chemisch angreifendie die Zelle chemisch angreifen

b)b) Direktes Angreifen der Strahlung Direktes Angreifen der Strahlung durch Energieeintrag in die durch Energieeintrag in die betreffende Zellebetreffende Zelle


Probleme und Folgen:Probleme und Folgen:1)1) Zusätzliche Radikale Zusätzliche Radikale

Reparaturmechanismen überfordertReparaturmechanismen überfordert2)2) Direkte Strahlung verursacht meist Direkte Strahlung verursacht meist

Doppelstrangbrüche Doppelstrangbrüche a) Chromosomen – und Punktmutationena) Chromosomen – und Punktmutationen b) Gestörte Replikation der DNSb) Gestörte Replikation der DNS c) Fehlerhafte DNS – und m-RNS - c) Fehlerhafte DNS – und m-RNS -

SyntheseSynthese Krebs – und Leukämieerkrankungen (ab Krebs – und Leukämieerkrankungen (ab

einer Dosis von 200 mSv)einer Dosis von 200 mSv)

3. Nutzen in der Medizin3. Nutzen in der Medizin

Strahlenwirkung zur Strahlenwirkung zur Krebsbekämpfung:Krebsbekämpfung:

1.1. Bestrahlung mit schweren Ionen Bestrahlung mit schweren Ionen

2.2. Gamma – oder RöntgenstrahlenGamma – oder Röntgenstrahlen

Beide Methoden funktionieren Beide Methoden funktionieren gleichgleich


Prinzip:Prinzip:

Strahlung gibt an die bestrahlten Strahlung gibt an die bestrahlten Körperbereiche Energie ab Körperbereiche Energie ab Veränderung bzw. Schädigung des Veränderung bzw. Schädigung des Zellkerns Zellkerns Zellteilung wird Zellteilung wird unterbunden unterbunden „kranke“ Zelle stirbt „kranke“ Zelle stirbt abab


Nachteile:Nachteile: Auch gesunde Zellen werden Auch gesunde Zellen werden

getroffengetroffen Krankheiten (abhängig vom Krankheiten (abhängig vom

betroffenen Körpergewebe):betroffenen Körpergewebe):

Auftreten von Karies und Entzündung Auftreten von Karies und Entzündung der Schleimhäuteder Schleimhäute

DurchfallDurchfall Gereizte, trockene Haut …Gereizte, trockene Haut …

4. Strahlenschutz?4. Strahlenschutz?

Generell:Generell: Schutz durch Fernhalten von Strahlung Schutz durch Fernhalten von Strahlung

bzw. nur kurze mit radioaktiven bzw. nur kurze mit radioaktiven Material arbeitenMaterial arbeiten

Schutz durch Reparaturmechanismen Schutz durch Reparaturmechanismen oderoder

Durch Absterben der ZelleDurch Absterben der Zelle Einhalten von Grenzwerten: Einhalten von Grenzwerten:

1.1. Organ-Äqivalentdosis Organ-Äqivalentdosis

2.2. Effektive Dosis EEffektive Dosis E

tH


Organ-ÄqivalentdosisOrgan-Äqivalentdosis Schäden durch StrahlungSchäden durch Strahlung

tH


Effektive Dosis E: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


Danke für die Danke für die AufmerksamkeitAufmerksamkeit

Quellen:Quellen: gsf: Menschen + Umwelt (Dezember gsf: Menschen + Umwelt (Dezember

1986)1986) Arbeiten zur biologischen Arbeiten zur biologischen

Strahlenforschung in der AGF (1991)Strahlenforschung in der AGF (1991) Analysen 35 (August 1994)Analysen 35 (August 1994) www.energie-fakten.dewww.energie-fakten.de Einführung in den Strahlenschutz (März Einführung in den Strahlenschutz (März

2007)2007)

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