Kellerer, Albrecht M.

German

Open Access LMU

Reisehepatitiden: Am meisten gefährdet sind jüngere Menschen aus Industrieländern Der kardiale Notfall: Leitsymptome und Sofortmaßnahmen Eisenmangel­anämien: Im Labor differenzieren Therapie-Forum: Über Kartoffel-Ei-Diät bei chronischer Niereninsuffizienz Referate aus der Weltliteratur der moderne medizin 8 (1980), 617 617 EDITORIAL Die Hepatitis, ein internationales Problem F. Deinhardt, München 619 FORTBILDUNG Reisehepatitiden M . Morl und H.-J. Herrmann, Bad Mergentheim 622 Die Arthroskopie als diagnostische Maßnahme bei unklaren Kniegelenksbeschwerden J. Port, E. Hertel, W. Klein und B. Manz, Wuppertal und Köln 626 Der kardiale Notfall L. Goedel-Meinen, K. L. Froer und W. Rudolph, München 628 Pigmentstörungen der Haut (III) W. Born, Freiburg 634 Diagnostische Hinweise zur Erkennung der hypertrophisch-obstruktiven Kardiomyopathie E. Köhler und H. Kuhn, Düsseldorf 639 RUBRIKEN Essentiell 620 60-Sekunden-Quiz 625 Der Notfall 647 Praxis-Labor 649 Arzneimittelreport 653 Therapie-Forum 657 Kongreßbericht 659 Aktueller Kommentar 672 Röntgen-Quiz 674 Impressum 674 REFERATE Stoffwechsel Diabetes mellitus: Kardiovaskuläre Symptome bei Diabetiker häufiger 662 Bassen-Kornzweig-Syndvom: Betalipoproteine fehlen 662 Unfallchirurgie Motorradunfälle: Untere Extremität am häufigsten betroffen 663 Infektionen Soor: Durch Langzeittherapie mit Steroid-Aerosol 663 Pädiatrie Kinderpsychiatrie: Pubertätsmagersucht zunehmend häufiger 664 Sekundärer Hodenhochstand: Genauso behandlungsbedürftig wie primäre Fehllage 664 Dermatologie Terminale Niereninsuffizienz: Hautveränderungen bei Langzeithämodialyse 667 Herz-Kreislauf Therapierefraktäre Hypertension: Minoxidil als neue Behandlungsmöglichkeit 667 Hypertension: Ist bei Behandlung mit Diuretika Salzeinschränkung erforderlich? 667 Arbeitsmedizin Berufskrankheiten: Gesundheitsschäden bei Holzarbeitern 668 Gastroenterologie Pankreopathie: Hyperamylasämie bei Alkoholintoxikation nicht beweisend für Pankreatitis 668 Urologie Chronische Niereninsuffizienz: Keine generelle Kochsalzeinschränkung 668 Chirurgie Akutes Abdomen: Schnellstmögliche operative Therapie verhindert letalen Ausgang 669 Präoperative Enthaarung: Rasur fördert Wundheilungsstörungen 669 Meralgia paraesthetica: Eine nicht seltene Komplikation bei Spongiosaentnahme aus dem Beckenkamm 669 Gynäkologie Aktinomykose: IUP — ein Wegbereiter der Infektion 670 Onkologie Zytostatikatherapie: Adriamycin-Kardiomyopathie — subklinischer Verlauf ist häufig 670 Multiple Neoplasmen: Nimmt ihre Häufigkeit zu? 671 Metastasierendes Mammakarzinom: Gestagene und Anti-Östrogene anwenden 671 11 ο ο -Ω •< 8 g 5 2 I Q υ · - > £ - £ Ο Ο) * ο t CO Φ φ ο c ° «'δ <?o5-S c co_o §-ο c c δ « ·5 2 ρ οι; c £ c co.-2 κι Ρ > _Q _ο Φ 9 o S " S < 1"5-c 1 J Q. u .E Φ w < D cn'ä CD Φ -Μ. 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Der Versuch, den neuesten Schritten der Wissenschaft auf der Spur zu bleiben, ist wichtig und not­wendig, führt aber auch zu Mißver­ständnissen. Die Meldung „Mehr Krebs bei niedriger Strahlendosis?" kann solche Mißverständnisse schon durch den Titel auslösen. Eine aus­führliche Darstellung des nicht ganz einfachen Sachverhaltes ist ange­bracht und kann die Notwendigkeit beleuchten, Kurzmitteilungen aus der Wissenschaft durch eingehende­re Überlegungen zu ergänzen. Strahlenkarzinogenese wird heute — noch vor genetischen Effekten — als das Hauptrisiko kleiner Dosen ionisierender Strahlen angesehen. Verschiedene wissenschaftliche Gre­mien sind zu einer im wesentlichen übereinstimmenden Abschätzung des Strahlenrisikos gelangt (1 bis 3). Es wird angenommen, daß eine Dosis von Gamma- oder Röntgenstrahlung von 1 rad in der bestrahlten Person mit der Wahrscheinlichkeit 10~4 in späteren Jahrzehnten Krebs auslöst. Für energiereiche Neutronen, die dicht ionisierende Rückstoßkerne er­zeugen, wird für Zwecke des Strah­lenschutzes angenommen, daß die Wahrscheinlichkeit zehnmal höher sei. Zur Veranschaulichung der Do­siseinheit rad kann daran erinnert werden, daß die natürliche Strahlen­belastung im Bereich von 0,1 bis 0,2 rad pro Jahr liegt, und daß bei einer Röntgenaufnahme die Dosis weniger als 0,1 rad beträgt. Die Jahreshöchst­grenze für beruflich mit ionisieren­den Strahlen beschäftigte Personen ist auf 5 rad Gamma- oder Röntgen­strahlung oder auf 0,5 rad Neutronen­strahlung festgelegt worden. Die numerische Abschätzung des Strahlenrisikos beruht auf der impli­ziten Annahme der Proportionalität von Strahlenrisiko und Strahlendosis. Obwohl man heute allgemein von der Annahme einer Schwellendosis für Strahlenkarzinogenese abgekommen ist, ist eine Proportionalität von Strahlenrisiko und Strahlendosis im Bereich kleiner Dosen doch durchaus nicht gesichert. Dicht ionisierende Strahlen, wie die durch Neutronen ausgelösten Rückstoßkerne, wirken in der Zelle vor allem durch Einzel­ereignisse, während die Wirkung lok-ker ionisierender Strahlen kumulativ auf dem Auftreten einer größeren Anzahl locker ionisierender Elektro­nen beruht. Die Linearität der Dosis­wirkungsbeziehung erscheint des­halb wahrscheinlicher für dicht ioni­sierende Strahlen und weniger wahr­scheinlich für die locker ionisieren­den Gamma- und Röntgenstrahlen. Bei locker ionisierender Strahlung werden daher die numerischen Schätzungen des Strahlenrisikos als konservativ angesehen, d. h., man ist der Meinung, daß die tatsächlichen Risiken allenfalls geringer sind als die geschätzten Werte. Dazu kommt die Überlegung, daß zeitliche Auftei­lung einer Dosis locker ionisierender Strahlung Reparaturvorgänge an der DNA ablaufen läßt, die die Kumula­tion des Strahlenschadens verrin­gern. Es wird daher auch angenom­men, daß zeitlich getrennte Einzeldo­sen bei Röntgen- oder Gammastrah­len im allgemeinen ein verringertes Risiko bedeuten. s * * * . , . / e f c « be, lAufteiu niedt Ί9 der '9er st Dosis ' e r n i t Z e i , k u l IS? Die Tagespresse berichtet häufig in vereinfachter Form. Daß diese einfachen Überlegungen im Bereich höherer Strahlendosen nicht immer zutreffen, ist längst be­kannt. Die komplexen geweblichen Strahlenreaktionen lassen von vorne­herein nicht erwarten, daß auch bei höheren Dosen die Wahrscheinlich­keit für Strahlenkrebs proportional der Dosis sein sollte. Es gibt zahlrei­che Beispiele dafür, daß eine Ver­dopplung der Dosis zu einer überpro­portionalen Erhöhung der Strahlen­wirkung führen kann und es gibt ebenso Fälle, in denen die zweifache Dosis weniger als eine Verdopplung des Effekts bewirkt. Auch eine Erhö­hung der Strahlenwirkung bei zeitli­cher Aufteilung einer Dosis ist — vor allem an aktiv proliferierenden Ge­weben — schon vor Jahrzehnten beobachtet worden. Erst in jüngster Zeit fand man jedoch ähnlich kom­plexe Prozesse auch bei kleinen Strahlendosen. Die Studien zur Zell­transformation sind dafür ein wichti­ges Beispiel. Die vor einigen Jahren an der Co­lumbia University, New York, von C. Borek, E. J.Hall und H. H. Rossi ent­wickelten Methoden zur Erforschung der Transformation einzelner Zellen durch ionisierende Strahlen haben eine neue Möglichkeit eröffnet, schneller und mit geringerem finan­ziellen Aufwand als in den üblichen Tierversuchen Dosiswirkungsbezie­hungen zu erhalten, die zum Ver­ständnis der Mechanismen der Strah­lenkarzinogenese beitragen. Wäh­rend diese Untersuchungen früher nur an in utero bestrahlten Embryo­nen durchgeführt wurden, deren Zel­len dann in der Gewebekultur analy­siert wurden (4), sind neuere Untersu­chungen auch an in ständiger Kultur befindlichen Säugetierzellen durch­geführt worden (5 bis 7). Dabei ergab sich die sehr komplexe Dosiswir­kungsbeziehung, die in der Abbil­dung dargestellt ist (8). Hier ist auf einer logarithmischen Skala der Bruchteil an transformierten Zellen gegen die jeweilige Dosis von Rönt­genstrahlung aufgetragen. Die loga­rithmische Darstellung ist gewählt, um den großen Bereich der Dosis­werte mit genügender Genauigkeit AKTUELL moderne medizin £Τ> 8(1980),672 - 673 0 /J H H i i i darzustellen. Sie hat außerdem den VorteiiI, daß lineare Dosiswirkungs­beziehungen als Gerade der Steigung 1 erscheinen, während eine geringere Steiguing einer niedrigeren und eine größere Steigerung einer höheren Po­tenz der Dosis entspricht. Die offe­nen Punkte beziehen sich auf den Ef­fekt, den man dann erhält, wenn die Dosis in zwei durch mehrere Stunden getrennte Anteile aufgeteilt wird. Man erkennt, daß im Bereich mittle­rer Dosen, etwa zwischen 20 bis 200 rad,( die Aufteilung der Dosis in zwei Teile zu einer Erhöhung des Effektes führt, während bei noch höheren Do­sen die Aufteilung den Effekt verrin­gert. Die Erhöhung der Transforma­tionsrate bei der zeitlichen Auftei­lung relativ geringer Dosen hat zu der Vermutung geführt, daß die Risikoab­schätzungen zur Strahlenkarzinoge-nese, die hauptsächlich auf Beobach­tungen nach Einzeitbestrahlung und meist höheren Dosen beruhen, viel­leicht doch nicht konservativ sind. Dazu ist allerdings zu sagen, daß die Daten bei der niedrigsten Dosis von 10 rad keine Erhöhung des Effekts bei zeitlicher Aufteilung der Dosis zeigen. Wegen der sehr niedrigen Transformationsrate ist es schwer, ge­naue Aussagen über die Form der Dosiswirkungsbeziehung bei niedri­gen Dosen, wie sie eigentlich im Strahlenschutz eine Rolle spielen, zu machen. Es spricht jedoch nichts da­gegen, daß bei diesen niedrigen Do­sen die Dosiswirkungsbeziehung l i ­near und unabhängig von der zeitli­chen Aufteilung der Dosis ist. Daß aus den beobachteten Trans­formationsraten nicht unmittelbar Risikoschätzungen abgeleitet werden können, folgt aus einer einfachen Überschlagsrechnung. Würde jede transformierte Zelle im menschli­chen Organismus einen Tumor auslö­sen, so bewirkte allein die natürliche Strahlenbelastung jede Minute einen Tumor. Es ist also nicht möglich, aus den Transformationsversuchen an Säuge­tierzellen direkt das Risiko der Strah-lenkarzinogenese zu erschließen. Be­merkenswert ist jedoch, daß hier schon bei relativ niedrigen Dosen die ^osiswirkungsbeziehung ,sublinear' verläuft, d. h. der Effekt pro Dosisein­heit mit zunehmender Dosis abfällt. Diese Tatsache, die sich in dem Pla­teau der in der Abbildung gezeigten Kurve ausdrückt, ist noch unverstan­den. Es gibt überdies für locker ioni­sierende Strahlen keine analogen Re­sultate bei Tiertumoren. Daher be­steht kein Grund, von der Annahme abzugehen, daß die lineare Extrapola­tion nicht zu einer Unterschätzung, sondern eher zu einer Überschätzung des Risikos locker ionisierender Strahlen führe. Bei dicht ionisieren­den Strahlen, insbesondere bei Neu­tronen und α-Strahlen, wurden je­doch in jüngster Zeit mehrfach subli­neare Dosiswirkungsbeziehungen ge­funden, in einem Fall bis hinunter zu Dosen von 0,1 rad (9). Auch übertref­fen die Wirkungsunterschiede von Neutronen zu locker ionisierenden Strahlen deutlich den bisher ange­nommenen Qualitätsfaktor von 10. Schließlich ist insbesondere für die Induktion von Osteosarkomen durch α-Strahler eine deutliche Erhöhung der Inzidenz bei zeitlicher Aufteilung der Dosis nachgewiesen (10,11). Eine etwaige Neufestsetzung der Dosis­grenzen im Strahlenschutz wird sich daher wahrscheinlich auf dicht ioni­sierende Strahlen beschränken. . 4 χ 1 0 " 3 r l — — ι ι ι ι ι 1 1 1 | — — r — ι ι ι ι i n , C 3 H / 1 0 T Z E L L E N KT? tu < 2 <r Ü J β ώ « a *.·· ec er U J K T 5 300 kVp R Ö N T G E N S T R A H L E N • E I N Z E L D O S I S ο G E T E I L T E DOSIS ( INTERVALL-: 5 STUNDEN ) 0.1 _1 1—I I I I I I i _j—ι, I I I ι |J. 10 D O S I S / G y Transformationswahrscheinlichkeit für Fibroblasten der Maus in Abhängigkeit von der Dosis bei Röntgenbestrahlung (nach E81). Literatur 1. National Academy of Sciences, Natio­nal Research Council: The Effects on Populations of Exposure to Low L e ­vels of Ionizing Radiation. Washing­ton, D. C.,1972. 2. U N S C E A R - R e p o r t : Sources and Ef­fects of Ionizing Radiation, United Nations, General Assembly, 32nd Ses­sion, Supplement No. 40 (A/32/40) U N N.Y., 1977. 3. I C R P . Annals of the I C R P , Publica­tion 26. Recommendations of the In­ternational Commission on Radiolo­gical Protection. Pergamon Press, Ox­ford - New York - Frankfurt, 1977. 4. Borek, C, and E. J. Hall: Transforma­tion of mammalian cells in vitro by low doses of X-rays. Nature (Lond.) 244 (1973), 450-453. 5. Miller, R., E. J. Hall, and Η Η Rossi: Oncogenic transformation of mamma­lian cells in vitro with split doses of X-rays. Proc. Natl. Acad. Sei. 76 (1979), 5755-5758. 6. Little, J. B., and M. Terzaghi: Oncoge­nic transformation in vitro after split dose X-irradiation. Int. J. Radiat. Biol. 29 (1976), 583-587. 7. Elkind, Μ. M., and A. Han: Neoplastic Transformation and Dose Fractiona­tion: Does Repair of Damage Play a Role? Radiat. Res. 79 (1979), 233-240. 8. Miller, R. C, and E. J. Hall: Oncogenic transformations with split doses of X-rays. In: Progress Report, Rad. Res. Lab. Columbia-University, pp. 108-113, Techn. Inf. Center, US Dept. of Energy - C O O (1979), 4733-2. 9. Shellabarger, C. J., D. Chmelevsky, and A. M. Kellerer: Induction of Mammary Neoplasms in the Sprague-Dawley Rat by 430-keV Neutrons and X-Rays. J. Nat. Cancer Inst. 64 (1980), 821-833. 10. Spiess, H, and C. W. Mays: Protrac­tion effect on bone-sarcoma induction of 2 2 4 R a in children and adults. In: Ra­dionuclide Carcinogenesis (Sanders, C . L , Busch, R. H., Ballon, J. E . , Mah­lum, D. D., Eds.) 437-450, U S A E C Symposium Series 29, CONF-720505, Washington, 1973. 11. Müller, W. Α., W. Gössner, Ο. Hug, and A. Luz: Late effects after incorpo­ration of the short lived α-emitters 2 2 4 R a and 2 2 7 T h in mice. Health Phys. 35 (1978), 33-35. Anschrift des Verfassers: Prof. Dr. Α. Μ. Kellerer, Direktor des Instituts für Medizinische Strahlenkunde der Universität Würzburg, Versbacher Landstraße 5,8700 Würzburg. • 

Zelltransformationen und Risiken kleiner Strahlendosen

Universität München: Elektronischen Publikationen

Reisehepatitiden: 
Am meisten 
gefährdet sind 
jüngere Menschen 
aus Industrieländern 
Der kardiale Notfall: 
Leitsymptome und 
Sofortmaßnahmen 
Eisenmangel­
anämien: Im Labor 
differenzieren 
Therapie-Forum: 
Über Kartoffel-Ei-
Diät bei chronischer 
Niereninsuffizienz 
Referate aus der 
Weltliteratur der 
moderne medizin 
8 (1980), 617 617 
EDITORIAL 
Die Hepatitis, ein internationales 
Problem 
F. Deinhardt, München 619 
FORTBILDUNG 
Reisehepatitiden 
M . Morl und H.-J. Herrmann, 
Bad Mergentheim 622 
Die Arthroskopie als diagnostische 
Maßnahme bei unklaren 
Kniegelenksbeschwerden 
J. Port, E. Hertel, W. Klein und 
B. Manz, Wuppertal und Köln 626 
Der kardiale Notfall 
L. Goedel-Meinen, K. L. Froer und 
W. Rudolph, München 628 
Pigmentstörungen der Haut (III) 
W. Born, Freiburg 634 
Diagnostische Hinweise zur 
Erkennung der 
hypertrophisch-obstruktiven 
Kardiomyopathie 
E. Köhler und H. Kuhn, 
Düsseldorf 639 
RUBRIKEN 
Essentiell 620 
60-Sekunden-Quiz 625 
Der Notfall 647 
Praxis-Labor 649 
Arzneimittelreport 653 
Therapie-Forum 657 
Kongreßbericht 659 
Aktueller Kommentar 672 
Röntgen-Quiz 674 
Impressum 674 
REFERATE 
Stoffwechsel 
Diabetes mellitus: 
Kardiovaskuläre Symptome bei 
Diabetiker häufiger 662 
Bassen-Kornzweig-Syndvom: 
Betalipoproteine fehlen 662 
Unfallchirurgie 
Motorradunfälle: Untere Extremität 
am häufigsten betroffen 663 
Infektionen 
Soor: Durch Langzeittherapie mit 
Steroid-Aerosol 663 
Pädiatrie 
Kinderpsychiatrie: 
Pubertätsmagersucht zunehmend 
häufiger 664 
Sekundärer Hodenhochstand: 
Genauso behandlungsbedürftig wie 
primäre Fehllage 664 
Dermatologie 
Terminale Niereninsuffizienz: 
Hautveränderungen bei 
Langzeithämodialyse 667 
Herz-Kreislauf 
Therapierefraktäre Hypertension: 
Minoxidil als neue 
Behandlungsmöglichkeit 667 
Hypertension: Ist bei Behandlung 
mit Diuretika Salzeinschränkung 
erforderlich? 667 
Arbeitsmedizin 
Berufskrankheiten: 
Gesundheitsschäden bei 
Holzarbeitern 668 
Gastroenterologie 
Pankreopathie: Hyperamylasämie 
bei Alkoholintoxikation nicht 
beweisend für Pankreatitis 668 
Urologie 
Chronische Niereninsuffizienz: 
Keine generelle 
Kochsalzeinschränkung 668 
Chirurgie 
Akutes Abdomen: Schnellstmögliche 
operative Therapie verhindert 
letalen Ausgang 669 
Präoperative Enthaarung: Rasur 
fördert Wundheilungsstörungen 669 
Meralgia paraesthetica: Eine nicht 
seltene Komplikation bei 
Spongiosaentnahme aus dem 
Beckenkamm 669 
Gynäkologie 
Aktinomykose: IUP — ein 
Wegbereiter der Infektion 670 
Onkologie 
Zytostatikatherapie: 
Adriamycin-Kardiomyopathie — 
subklinischer Verlauf ist häufig 670 
Multiple Neoplasmen: Nimmt ihre 
Häufigkeit zu? 671 
Metastasierendes Mammakarzinom: 
Gestagene und Anti-Östrogene 
anwenden 671 
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moderne medizin Α | | Η | | Π • O/Z 8(1980),672-673 f l l l T V E L L 
Zelltransformationen und 
Risiken kleiner Strahlendosen 
Die Risiken ionisierender Strah­lung stehen gegenwärtig so sehr 
im Brennpunkt öffentlicher Diskus­
sion, daß neue wissenschaftliche Er­
kenntnisse häufig in vereinfachter 
und verkürzter Form in der Tages­
presse behandelt werden, noch bevor 
sie endgültig verstanden oder bestä­
tigt sind. Der Versuch, den neuesten 
Schritten der Wissenschaft auf der 
Spur zu bleiben, ist wichtig und not­
wendig, führt aber auch zu Mißver­
ständnissen. Die Meldung „Mehr 
Krebs bei niedriger Strahlendosis?" 
kann solche Mißverständnisse schon 
durch den Titel auslösen. Eine aus­
führliche Darstellung des nicht ganz 
einfachen Sachverhaltes ist ange­
bracht und kann die Notwendigkeit 
beleuchten, Kurzmitteilungen aus 
der Wissenschaft durch eingehende­
re Überlegungen zu ergänzen. 
Strahlenkarzinogenese wird heute 
— noch vor genetischen Effekten — 
als das Hauptrisiko kleiner Dosen 
ionisierender Strahlen angesehen. 
Verschiedene wissenschaftliche Gre­
mien sind zu einer im wesentlichen 
übereinstimmenden Abschätzung 
des Strahlenrisikos gelangt (1 bis 3). 
Es wird angenommen, daß eine Dosis 
von Gamma- oder Röntgenstrahlung 
von 1 rad in der bestrahlten Person 
mit der Wahrscheinlichkeit 10~4 in 
späteren Jahrzehnten Krebs auslöst. 
Für energiereiche Neutronen, die 
dicht ionisierende Rückstoßkerne er­
zeugen, wird für Zwecke des Strah­
lenschutzes angenommen, daß die 
Wahrscheinlichkeit zehnmal höher 
sei. Zur Veranschaulichung der Do­
siseinheit rad kann daran erinnert 
werden, daß die natürliche Strahlen­
belastung im Bereich von 0,1 bis 0,2 
rad pro Jahr liegt, und daß bei einer 
Röntgenaufnahme die Dosis weniger 
als 0,1 rad beträgt. Die Jahreshöchst­
grenze für beruflich mit ionisieren­
den Strahlen beschäftigte Personen 
ist auf 5 rad Gamma- oder Röntgen­
strahlung oder auf 0,5 rad Neutronen­
strahlung festgelegt worden. 
Die numerische Abschätzung des 
Strahlenrisikos beruht auf der impli­
ziten Annahme der Proportionalität 
von Strahlenrisiko und Strahlendosis. 
Obwohl man heute allgemein von der 
Annahme einer Schwellendosis für 
Strahlenkarzinogenese abgekommen 
ist, ist eine Proportionalität von 
Strahlenrisiko und Strahlendosis im 
Bereich kleiner Dosen doch durchaus 
nicht gesichert. Dicht ionisierende 
Strahlen, wie die durch Neutronen 
ausgelösten Rückstoßkerne, wirken 
in der Zelle vor allem durch Einzel­
ereignisse, während die Wirkung lok-
ker ionisierender Strahlen kumulativ 
auf dem Auftreten einer größeren 
Anzahl locker ionisierender Elektro­
nen beruht. Die Linearität der Dosis­
wirkungsbeziehung erscheint des­
halb wahrscheinlicher für dicht ioni­
sierende Strahlen und weniger wahr­
scheinlich für die locker ionisieren­
den Gamma- und Röntgenstrahlen. 
Bei locker ionisierender Strahlung 
werden daher die numerischen 
Schätzungen des Strahlenrisikos als 
konservativ angesehen, d. h., man ist 
der Meinung, daß die tatsächlichen 
Risiken allenfalls geringer sind als 
die geschätzten Werte. Dazu kommt 
die Überlegung, daß zeitliche Auftei­
lung einer Dosis locker ionisierender 
Strahlung Reparaturvorgänge an der 
DNA ablaufen läßt, die die Kumula­
tion des Strahlenschadens verrin­
gern. Es wird daher auch angenom­
men, daß zeitlich getrennte Einzeldo­
sen bei Röntgen- oder Gammastrah­
len im allgemeinen ein verringertes 
Risiko bedeuten. 
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niedt 
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Dosis 
' e r n i t Z e i , k u l 
IS? 
Die Tagespresse 
berichtet häufig 
in vereinfachter 
Form. 
Daß diese einfachen Überlegungen 
im Bereich höherer Strahlendosen 
nicht immer zutreffen, ist längst be­
kannt. Die komplexen geweblichen 
Strahlenreaktionen lassen von vorne­
herein nicht erwarten, daß auch bei 
höheren Dosen die Wahrscheinlich­
keit für Strahlenkrebs proportional 
der Dosis sein sollte. Es gibt zahlrei­
che Beispiele dafür, daß eine Ver­
dopplung der Dosis zu einer überpro­
portionalen Erhöhung der Strahlen­
wirkung führen kann und es gibt 
ebenso Fälle, in denen die zweifache 
Dosis weniger als eine Verdopplung 
des Effekts bewirkt. Auch eine Erhö­
hung der Strahlenwirkung bei zeitli­
cher Aufteilung einer Dosis ist — vor 
allem an aktiv proliferierenden Ge­
weben — schon vor Jahrzehnten 
beobachtet worden. Erst in jüngster 
Zeit fand man jedoch ähnlich kom­
plexe Prozesse auch bei kleinen 
Strahlendosen. Die Studien zur Zell­
transformation sind dafür ein wichti­
ges Beispiel. 
Die vor einigen Jahren an der Co­
lumbia University, New York, von C. 
Borek, E. J.Hall und H. H. Rossi ent­
wickelten Methoden zur Erforschung 
der Transformation einzelner Zellen 
durch ionisierende Strahlen haben 
eine neue Möglichkeit eröffnet, 
schneller und mit geringerem finan­
ziellen Aufwand als in den üblichen 
Tierversuchen Dosiswirkungsbezie­
hungen zu erhalten, die zum Ver­
ständnis der Mechanismen der Strah­
lenkarzinogenese beitragen. Wäh­
rend diese Untersuchungen früher 
nur an in utero bestrahlten Embryo­
nen durchgeführt wurden, deren Zel­
len dann in der Gewebekultur analy­
siert wurden (4), sind neuere Untersu­
chungen auch an in ständiger Kultur 
befindlichen Säugetierzellen durch­
geführt worden (5 bis 7). Dabei ergab 
sich die sehr komplexe Dosiswir­
kungsbeziehung, die in der Abbil­
dung dargestellt ist (8). Hier ist auf 
einer logarithmischen Skala der 
Bruchteil an transformierten Zellen 
gegen die jeweilige Dosis von Rönt­
genstrahlung aufgetragen. Die loga­
rithmische Darstellung ist gewählt, 
um den großen Bereich der Dosis­
werte mit genügender Genauigkeit 
AKTUELL moderne medizin £Τ> 8(1980),672 - 673 0 /J 
H H i i i 
darzustellen. Sie hat außerdem den 
VorteiiI, daß lineare Dosiswirkungs­
beziehungen als Gerade der Steigung 
1 erscheinen, während eine geringere 
Steiguing einer niedrigeren und eine 
größere Steigerung einer höheren Po­
tenz der Dosis entspricht. Die offe­
nen Punkte beziehen sich auf den Ef­
fekt, den man dann erhält, wenn die 
Dosis in zwei durch mehrere Stunden 
getrennte Anteile aufgeteilt wird. 
Man erkennt, daß im Bereich mittle­
rer Dosen, etwa zwischen 20 bis 200 
rad,( die Aufteilung der Dosis in zwei 
Teile zu einer Erhöhung des Effektes 
führt, während bei noch höheren Do­
sen die Aufteilung den Effekt verrin­
gert. Die Erhöhung der Transforma­
tionsrate bei der zeitlichen Auftei­
lung relativ geringer Dosen hat zu der 
Vermutung geführt, daß die Risikoab­
schätzungen zur Strahlenkarzinoge-
nese, die hauptsächlich auf Beobach­
tungen nach Einzeitbestrahlung und 
meist höheren Dosen beruhen, viel­
leicht doch nicht konservativ sind. 
Dazu ist allerdings zu sagen, daß die 
Daten bei der niedrigsten Dosis von 
10 rad keine Erhöhung des Effekts 
bei zeitlicher Aufteilung der Dosis 
zeigen. Wegen der sehr niedrigen 
Transformationsrate ist es schwer, ge­
naue Aussagen über die Form der 
Dosiswirkungsbeziehung bei niedri­
gen Dosen, wie sie eigentlich im 
Strahlenschutz eine Rolle spielen, zu 
machen. Es spricht jedoch nichts da­
gegen, daß bei diesen niedrigen Do­
sen die Dosiswirkungsbeziehung l i ­
near und unabhängig von der zeitli­
chen Aufteilung der Dosis ist. 
Daß aus den beobachteten Trans­
formationsraten nicht unmittelbar 
Risikoschätzungen abgeleitet werden 
können, folgt aus einer einfachen 
Überschlagsrechnung. Würde jede 
transformierte Zelle im menschli­
chen Organismus einen Tumor auslö­
sen, so bewirkte allein die natürliche 
Strahlenbelastung jede Minute einen 
Tumor. 
Es ist also nicht möglich, aus den 
Transformationsversuchen an Säuge­
tierzellen direkt das Risiko der Strah-
lenkarzinogenese zu erschließen. Be­
merkenswert ist jedoch, daß hier 
schon bei relativ niedrigen Dosen die 
^osiswirkungsbeziehung ,sublinear' 
verläuft, d. h. der Effekt pro Dosisein­
heit mit zunehmender Dosis abfällt. 
Diese Tatsache, die sich in dem Pla­
teau der in der Abbildung gezeigten 
Kurve ausdrückt, ist noch unverstan­
den. Es gibt überdies für locker ioni­
sierende Strahlen keine analogen Re­
sultate bei Tiertumoren. Daher be­
steht kein Grund, von der Annahme 
abzugehen, daß die lineare Extrapola­
tion nicht zu einer Unterschätzung, 
sondern eher zu einer Überschätzung 
des Risikos locker ionisierender 
Strahlen führe. Bei dicht ionisieren­
den Strahlen, insbesondere bei Neu­
tronen und α-Strahlen, wurden je­
doch in jüngster Zeit mehrfach subli­
neare Dosiswirkungsbeziehungen ge­
funden, in einem Fall bis hinunter zu 
Dosen von 0,1 rad (9). Auch übertref­
fen die Wirkungsunterschiede von 
Neutronen zu locker ionisierenden 
Strahlen deutlich den bisher ange­
nommenen Qualitätsfaktor von 10. 
Schließlich ist insbesondere für die 
Induktion von Osteosarkomen durch 
α-Strahler eine deutliche Erhöhung 
der Inzidenz bei zeitlicher Aufteilung 
der Dosis nachgewiesen (10,11). Eine 
etwaige Neufestsetzung der Dosis­
grenzen im Strahlenschutz wird sich 
daher wahrscheinlich auf dicht ioni­
sierende Strahlen beschränken. 
. 4 χ 1 0 " 3 r l — — ι ι ι ι ι 1 1 1 | — — r — ι ι ι ι i n , 
C 3 H / 1 0 T Z E L L E N 
KT? 
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300 kVp 
R Ö N T G E N S T R A H L E N 
• E I N Z E L D O S I S 
ο G E T E I L T E DOSIS 
( INTERVALL-: 5 STUNDEN ) 
0.1 
_1 1—I I I I I I i _j—ι, I I I ι |J. 
10 
D O S I S / G y 
Transformationswahrscheinlichkeit für 
Fibroblasten der Maus in Abhängigkeit 
von der Dosis bei Röntgenbestrahlung 
(nach E81). 
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Anschrift des Verfassers: 
Prof. Dr. Α. Μ. Kellerer, Direktor des 
Instituts für Medizinische Strahlenkunde 
der Universität Würzburg, Versbacher 
Landstraße 5,8700 Würzburg. • 


https://epub.ub.uni-muenchen.de/8523/1/8523.pdf

Zelltransformationen und Risiken kleiner Strahlendosen

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