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Um bei einer Strahlentherapie Tumorzellen zu zerstören, will man idealerweise Doppelstrangbrüche an der Zell-DNS verursachen. Dies geschieht durch direkte Schäden, wenn die ionisierende Strahlung die chemischen Bindungen der DNS auftrennt (ca. 30-40%) und durch freie Radikale (ROS), die die ionisierende Strahlung u.a. im Zellwasser produziert hat (ca. 60-70%).(1)

Das prozentuale Verhältnis zwischen direkter und indirekter Schädigung der DNS ist stark abhängig von der Strahlungs- und Zellart. Im Allgemeinen verursachen Strahlungsarten mit einem höheren Energieübertrag pro Interaktion (LET) wie z.B. Teilchenstrahlen mehr direkte Schäden und weniger ROS. 1 Gy photonische Dosis verursacht ca. 5000 Basenschäden/Zelle, 1000 Einfachstrangbrüche/Zelle und 60 Doppelstrangbrüche/Zelle. Dabei werden die meisten einfachen Basenschäden durch den ROS verursacht, der lange (Tage) in der Zelle aktiv ist, bis er durch zelleigene, biochemische Methoden kompensiert wird. Bei Strahlung mit hohem LET verschiebt sich das Verhältnis zu Gunsten von Doppelstrangbrüchen.

Im Bereich von niedrigen Dosen sind strahlungsinduzierte Radikale in der Zelle der dominante Wirkmechanismus für DNS-Schäden, die zu fehlerhaften DNS-Reparaturen statt zum Zelltod führen und die damit verbundene stochastische Wahrscheinlichkeit für maligne Transformationen (Krebs).

Oxidativer Stress wird in der Zelle neben Strahlung auch noch von vielen anderen Quellen verursacht wie Stress, ungesunder Ernährung, gemischen Gefahrstoffen etc. pp. Er gilt als Ursache (oder starke Begünstigung) für viele Krankheiten und ist Ziel von vielen aktuellen medizinischen und molekularbiologischen Untersuchungen

 

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(1) Biologische Strahlenwirkungen Prof. P. Virsik-Köpp Zentrum Radiologie, Universitätsmedizin Göttingen

Kommentare (4)

  1. #1 Dirk
    Berlin
    11. Juni 2018

    Ganz dumme Frage: wie sorgt man dafür, dass die richtigen (i.e. Tumorzellen) geschädigt werden und nicht die gesunden? Bei einem lokalisierbaren Tumor kann ich mir das ja noch vorstellen, aber bei Leukämie?
    Alles Gute!
    /Dirk

  2. #2 Ludger
    11. Juni 2018

    @ Dirk
    Schnell wachsende Zellen sind strahlensensibler als langsam wachsende.

  3. #3 zimtspinne
    11. Juni 2018

    müsste das nicht “sich schnell teilende” heißen?
    Zellteilungsgeschwindigkeit oder auch Zellproliferation

    Mich interessiert auch, welche Bestrahlung du bekommst, die Ganzkörperbestrahlung zur Konditionierung für Stammzelltransplantation oder noch was ganz anderes?
    Und wie genau und womit wirst du da bestrahlt?

  4. #4 Tobias Cronert
    11. Juni 2018

    @Dirk Ja grundsätzlich, wie schon gesagt wurde wird einfach erst mal alles bestrahlt, frei nach dem Prinzip: “Tötet sie alle. Gott wird die Seinen schon erkennen.” Alle Zellen bekommen erst mal gleich viel ab und darunter leiden vor allem die Zellen, die sich schnell teilen, wie Epitelzellen (Haare, Schleimhaut) und eben Tumorzellen, die meistens (nicht immer) nicht so viele Reparaturmeschanismen haben, wie gesunde und daher eher in Mitleidenschaft gezogen werden.

    @Zimtspinne: Ich bekome auf jeden Fall eine Ganzkörperbestrahlung zur Konditionierung bei der Stammzellentransplantation und dazu ggf.noch eine Gehirn und Rückenmark bestrahlung zur Prophylaxe. Beide sind Photonenbestrahlungen und ich bin momentan dabei zu gucken, ob man nicht vielleicht eine oder zwei davon in eine Neutronenbestrahlung umwandeln kann … ich kenn da so nen Reaktor 😉