Deterministischer Strahlenschaden
Englisch: deterministic radiation effect
Definition
Ein deterministischer Strahlenschaden ist ein biologischer Effekt ionisierender Strahlung, der erst oberhalb einer bestimmten Schwellendosis auftritt und dessen Schweregrad mit zunehmender Strahlendosis zunimmt. Deterministische Strahlenschäden entstehen durch den Funktionsverlust oder das Absterben einer großen Zahl von Zellen innerhalb eines Gewebes oder Organs.
Strahlenbiologie
Ionisierende Strahlung verursacht über Ionisation und die Bildung freier Radikale Schäden an biologischen Molekülen, insbesondere an der DNA. Bei hohen Strahlendosen führt dies zu ausgeprägten Zellschäden und zum Zelltod. Wenn eine ausreichende Anzahl funktioneller Zellen eines Gewebes geschädigt wird, kommt es zu einer klinisch nachweisbaren Gewebereaktion.
Ein charakteristisches Merkmal deterministischer Strahlenschäden ist das Vorhandensein einer Schwellendosis. Unterhalb dieser Dosis bleibt die Gewebefunktion erhalten, da Zellschäden durch Reparaturmechanismen oder Zellregeneration kompensiert werden können.
Dosis-Wirkungs-Beziehung
Deterministische Strahlenschäden folgen einer Dosis-Wirkungs-Beziehung. Sie besitzen meist eine relativ kurze Latenzzeit
Die Höhe der Schwellendosis hängt von mehreren Faktoren ab, insbesondere von
- bestrahltem Organ oder Gewebe
- bestrahltem Volumen
- Dosisleistung
- zeitlicher Fraktionierung der Dosis
Beispiele
Typische deterministische Strahlenwirkungen sind:
Bei sehr hohen Ganzkörperdosen kann es außerdem zum akuten Strahlensyndrom kommen.
Bedeutung in der Medizin
Deterministische Strahlenschäden spielen in mehreren medizinischen Bereichen eine Rolle:
Strahlentherapie
In der Strahlentherapie werden hohe Strahlendosen gezielt eingesetzt, um Tumorzellen zu zerstören. Dabei können auch deterministische Nebenwirkungen in gesundem Gewebe auftreten.
Interventionelle Radiologie
Bei langen oder komplexen Durchleuchtungsverfahren, etwa in der interventionellen Radiologie oder Kardiologie, können hohe lokale Hautdosen entstehen. Dadurch sind deterministische Hautschäden möglich.
Strahlenunfälle
Bei sehr hohen Dosen, insbesondere bei Ganzkörperexposition, können schwere deterministische Strahlenwirkungen bis zum akuten Strahlensyndrom auftreten.
Abgrenzung
| Merkmal | Deterministischer Strahlenschaden | Stochastischer Strahlenschaden |
|---|---|---|
| Schwellendosis | vorhanden | keine |
| Dosisabhängigkeit | Schweregrad nimmt mit Dosis zu | Wahrscheinlichkeit nimmt mit Dosis zu |
| Mechanismus | Zellverlust / Gewebeschädigung | Mutation einzelner Zellen |
| Beispiele | Hautschäden, Katarakt | Genetische Schäden, Krebs |