Strahlenempfindlichkeit
Englisch: radiosensitivity
Definition
Die Strahlenempfindlichkeit beschreibt die Empfindlichkeit von Zellen, Geweben oder Organismen gegenüber den biologischen Wirkungen ionisierender Strahlung. Sie gibt an, wie stark ein biologisches System auf eine bestimmte Strahlendosis reagiert.
Hintergrund
Die Strahlenempfindlichkeit von Zellen hängt wesentlich von ihrer Fähigkeit ab, strahleninduzierte DNA-Schäden zu reparieren. Besonders relevant sind dabei Schäden wie Einzelstrang- und Doppelstrangbrüche der DNA. Neben der Reparaturfähigkeit beeinflussen mehrere Faktoren die Strahlenempfindlichkeit, dazu zählen:
- Zellzyklusphase: Zellen sind insbesondere während der Mitose und der G2-Phase des Zellzyklus strahlenempfindlich, während sie in der S-Phase relativ strahlenresistent sind.
- Zellteilungsrate
- Differenzierungsgrad
- Sauerstoffversorgung des Gewebes
Neben biologischen Eigenschaften der Zellen beeinflussen auch physikalische Faktoren die Strahlenempfindlichkeit, darunter:
- Linearer Energietransfer (LET) der Strahlung
- Relative biologische Wirksamkeit (RBW)
- Dosisleistung
Prinzip
Ein grundlegendes radiobiologisches Prinzip zur Beschreibung der Strahlenempfindlichkeit ist das Gesetz von Bergonié und Tribondeau. Es besagt, dass die Strahlenempfindlichkeit von Zellen umso größer ist,
- je höher ihre Teilungsrate ist,
- je geringer ihr Differenzierungsgrad ist,
- je länger ihre proliferative Aktivität anhält.
Daraus ergibt sich eine besonders hohe Strahlenempfindlichkeit für:
Relativ strahlenresistent sind dagegen stark differenzierte Gewebe wie:
Die Strahlenempfindlichkeit verschiedener Organe spiegelt sich auch in den im Strahlenschutz verwendeten Gewebewichtungsfaktoren wider.
Medizinische Relevanz
Die Strahlenempfindlichkeit ist ein zentraler Faktor für die Bewertung des Strahlenrisikos, die Festlegung von Strahlenschutzmaßnahmen und die Planung von Strahlentherapien. Sie bestimmt, welche Gewebe besonders geschützt werden müssen und welche Tumoren auf eine Strahlentherapie besonders gut ansprechen.