Radioaktivität, Röntgenstrahlen und Gesundheit - Bayerisches ...

Die im exponierten Organismus entstehenden Teilchenbahnen
mit ihren Energiepaketen können zufällig jede Art von
Gewebe- und Zellstruktur erfassen, wie aus Abb. 2.3 und
auch Abb. 2.1 schematisch erkennbar ist. Die in den Energiepaketen,
d.h. entlang der Flugbahn geladener Teilchen, von diesen
angeregten, bzw. ionisierten Atome bringen sekundär direkt
molekulare Strukturveränderungen je nach Art des Atoms, seinem
Platz in einem Molekül, und dem Ausmaß der Störung. Je
nach Bedeutung des getroffenen Moleküls werden wiederum
sekundäre Molekülreaktionen ausgelöst und dabei auch Substanzen
produziert, die für Zellen toxisch sein können. Da Gewebe
und Zellen zu etwa 80 % aus Wasser bestehen, finden
entsprechende Anteile der Ionisationen an Wassermolekülen
statt. Die getroffenen Wassermoleküle wandeln sich sehr rasch
zum größten Teil in so genannte reaktive Sauerstoff-Verbindungen,
die auch Sauerstoff-Radikale oder reaktiven Sauerstoff
tragende Spezies von Molekülen (in englisch: reactive oxygen
species, ROS), genannt werden. Hier ist in Anwesenheit von
Sauerstoff in der Zelle die Radikalausbeute höher als in mit
Sauerstoff schlecht versorgten Zellen. Die durch Strahlen induzierten
ROS sind überwiegend identisch oder sehr ähnlich solchen
ROS, die normalerweise in Sauerstoff nutzenden Zellen
endogen durch eine Reihe biochemischer Reaktionen in verschiedenen
Zellräumen und in großer Zahl insbesondere in den
Mitochondrien ständig gebildet werden, von wo ein relativ kleiner
Teil auch in die Gesamtzelle gelangt. Während endogene
ROS durchweg in bestimmten zellulären Räumen entstehen,
sind die durch Strahlen induzierten ROS entlang der Teilchenbahnen
mit diesen rein zufällig verteilt ohne Rücksicht auf spezielle
zelluläre Räume. Generell haben ROS ungeachtet ihrer
Entstehung eine sehr kurze Lebensdauer, können aber über
unmittelbar sekundäre molekulare Reaktionsprodukte nicht nur
über Stunden sondern auch über größere Entfernungen in den
Zellen wirksam sein. So sind ROS einerseits generell, ob sie
durch Strahlen induziert sind oder endogen entstehen, potentiell
toxisch durch ihre Bildung sekundärer molekularer Strukturveränderungen
mit womöglich Kaskaden von sekundären biochemischen
Reaktionen, wo immer sich dazu die Gelegenheit bietet.
So sind erwartungsgemäß mit Sauerstoff wohl versorgte
Zellen generell strahlensensibler als solche, deren Sauerstoffkonzentration
gering ist, wie bei vielen Tumorzellen. Andererseits
haben vor allem in normalen Zellen plötzliche geringe Änderungen
von lokalen ROS-Konzentrationen auch Signalwir-
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