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
1. Grundlagen und 1. Grundlagen und BedeutungBedeutung
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
1. Grundlagen und 1. Grundlagen und BedeutungBedeutung
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
1. Grundlagen und 1. Grundlagen und BedeutungBedeutung
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)
1. Grundlagen und 1. Grundlagen und BedeutungBedeutung
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
2. Auftretende Schäden2. Auftretende Schäden
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
2. Auftretende Schäden2. Auftretende Schäden
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
2. Auftretende Schäden2. Auftretende Schäden
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
3. Nutzen in der Medizin3. Nutzen in der Medizin
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
3. Nutzen in der Medizin3. Nutzen in der Medizin
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
4. Strahlenschutz?4. Strahlenschutz?
Organ-ÄqivalentdosisOrgan-Äqivalentdosis Schäden durch StrahlungSchäden durch Strahlung
tH
4. Strahlenschutz?4. Strahlenschutz?
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
4. Strahlenschutz?4. Strahlenschutz?
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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