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Strahlenverletzungen

Von

Jerrold T. Bushberg

, PhD, DABMP, School of Medicine, University of California, Davis

Letzte vollständige Überprüfung/Überarbeitung Jul 2019| Inhalt zuletzt geändert Jul 2019
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Quellen zum Thema

Eine Strahlenverletzung ist eine Schädigung von Gewebe, die durch ionisierende Strahlung verursacht wird.

  • Hohe Dosierungen ionisierender Strahlung können zu akuten Erkrankungen führen, weil die Produktion der Blutzellen reduziert und der Verdauungstrakt geschädigt wird.

  • Eine sehr hohe Dosis ionisierender Strahlung kann auch das Herz und die Blutgefäße (Herz-Kreislauf-System), das Gehirn und die Haut schädigen.

  • Eine Strahlenverletzung infolge hoher bis sehr hoher Dosen wird als Gewebereaktion bezeichnet. Die Dosis, die erforderlich ist, um sichtbare Gewebeverletzungen hervorzurufen, variiert je nach Gewebeart.

  • Eine ionisierende Strahlung kann das Krebsrisiko erhöhen.

  • Eine Strahlenexposition von Spermien und Eizellen erhöht das Risiko genetischer Defekte der Nachkommen.

  • Die Ärzte entfernen externes und internes (eingeatmet oder verschluckt) radioaktives Material so weit wie möglich und behandeln die Symptome und Komplikationen einer Strahlenverletzung.

Im Allgemeinen bezieht sich ionisierende Strahlung auf hoch-energetische elektromagnetische Wellen (Röntgenstrahlen und Gammastrahlen) und Partikel (Alphapartikel, Betapartikel und Neutronen), die Elektronen aus den Atomen lösen können (Ionisierung). Durch Ionisierung wird die Chemie der betroffenen Atome und aller Moleküle, die diese Atome enthalten, verändert. Durch Veränderung der Moleküle in dem streng geordneten Umfeld der Zelle kann die ionisierende Strahlung Zellen aufreißen und schädigen. Eine Schädigung der Zellen kann zu Krankheiten führen, das Krebsrisiko erhöhen oder beides.

Eine ionisierende Strahlung wird durch radioaktive Substanzen (Radionuklide) wie etwa Uran, Radon und Plutonium verursacht. Sie wird auch von Geräten erzeugt, wie etwa von Röntgengeräten und den Geräten für eine Strahlentherapie.

Radiowellen, etwa die von Handys und AM- und FM-Radiosendern und das sichtbare Licht sind ebenfalls Formen einer elektromagnetischen Strahlung. Aufgrund ihrer niedrigen Energie ionisieren diese Arten von Strahlung aber nicht und sind in der Stärke, in der man ihnen für gewöhnlich ausgesetzt ist, nicht zellschädigend. In dieser Beschreibung bezieht sich „Strahlung“ ausschließlich auf ionisierende Strahlung.

Strahlungsmessung

Die Stärke von Strahlung wird in mehreren verschiedenen Einheiten gemessen. Das Röntgen (R) ist ein Maß der Ionisierungsfähigkeit der Strahlung in der Luft und wird in der Regel verwendet, um die Intensität der Bestrahlung auszudrücken. Wie viel Strahlung jemand ausgesetzt ist und wie viel Strahlung im Körper aufgenommen wurde, kann sehr verschieden sein. Der Gray-Wert (Gy) und der Sievert-Wert (Sv) sind Maße für die Strahlendosis, d. h. der Summe von Strahlung, die sich in Materie abgesetzt hat. Diese Einheiten werden verwendet, um die Dosis bei Menschen nach einer Strahleneinwirkung zu messen. Der Gy und der Sv sind ähnlich, nur wird beim Sv auch gemessen, wie wirksam die verschiedenen Arten von Strahlung sind, um Schäden zu verursachen, und wie empfindlich die verschiedenen Gewebe des Körpers auf eine Strahlung reagieren. Schwache Strahlung wird in mGy (1 mGy = 1/1000Gy) und mSv (1 mSv = 1/1000Sv) gemessen.

Kontamination vs. Verstrahlung

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie sich die Strahlenbelastung einer Person erhöhen kann: durch Kontamination und durch Be- bzw. Verstrahlung. Bei vielen der schwersten Strahlenunfälle waren die Betroffenen beidem ausgesetzt.

Kontamination ist der Kontakt mit radioaktivem Material und seine Zurückbehaltung, typischerweise in Form von Staub oder Flüssigkeit. Eine externe Kontamination betrifft die Haut oder die Kleidung, wobei davon ein Teil abfallen oder abgerieben werden kann und andere Menschen und Objekte dadurch kontaminiert werden. Eine interne Kontamination ist radioaktives Material, das sich durch Verschlucken, Einatmen oder Hautrisse im Körper absetzt. Sobald die radioaktive Substanz sich im Körper befindet, kann diese zu verschiedenen Stellen gelangen, wie dem Knochenmark, wo sie weiterhin Strahlung absondert und so die Dosis steigert, bis sie entfernt wird oder ihre gesamte Energie freigesetzt hat (zerfällt). Eine innere Kontamination ist schwerer zu beheben als eine externe Kontamination.

Eine Be- bzw. Verstrahlung besteht darin, dass man einer Strahlung, nicht aber radioaktivem Material ausgesetzt ist, was heißt, dass es nicht zu einer Kontamination kommt. Ein geläufiges Beispiel sind diagnostische Röntgenstrahlen, die zum Beispiel bei einem gebrochenen Knochen zur Evaluation eingesetzt werden. Man kann Strahlen ausgesetzt sein, ohne dass es einen direkten Kontakt zwischen der Person und der Strahlungsquelle (wie etwa radioaktivem Material oder einem Röntgengerät) gibt. Wenn die Strahlungsquelle beseitigt oder abgeschaltet wird, hört die Be- bzw. Verstrahlung auf. Menschen, die verstrahlt, aber nicht kontaminiert sind, sind nicht radioaktiv, d. h., dass sie keine Strahlung abgeben und dass ihre Dosis aus dieser Strahlungsquelle nicht weiter steigt.

Wussten Sie ...

  • Im Durchschnitt ist ein Mensch in den Vereinigten Staaten etwa der gleichen Dosis an natürlicher Strahlung wie der aus menschlich erzeugten Strahlungsquellen ausgesetzt (wobei fast all diese Quellen medizinische Strahlungsquellen sind, die eingesetzt werden, um eine Krankheit zu diagnostizieren oder zu behandeln).

Strahlungsquellen

Jeder ist ständig einer niedrigen Strahlung ausgesetzt, die in der Natur vorkommt (Hintergrundstrahlung), und von Zeit zu Zeit Strahlungen aus künstlich erzeugten Quellen. Die natürliche Hintergrundstrahlung schwankt weltweit und innerhalb der Länder enorm. In den USA sind die Menschen im Durchschnitt etwa 3 mSv pro Jahr aus natürlichen Quellen ausgesetzt, wobei das Ausmaß der Bestrahlung je nach Region, der Höhe über dem Meeresspiegel und der Geologie vor Ort ungefähr zwischen 0,5 und 20 mSv pro Jahr schwankt. Zusätzliche 3 mSv pro Jahr stammen aus künstlichen Quellen (meist medizinischer Art), so dass sich die durchschnittliche effektive Gesamtdosis pro Kopf und pro Jahr auf etwa 6 mSv beläuft.

Hintergrundstrahlung

Quellen für eine Hintergrundstrahlung sind:

  • Sonnenstrahlung und kosmische Strahlung

  • Natürlich auftretende radioaktive Elemente in der Erde

Die kosmische und die Sonnenstrahlung werden durch die Erdatmosphäre stark blockiert, sind aber am Nord- und am Südpol aufgrund des Magnetfelds der Erde konzentriert. Deshalb ist die Einwirkung der kosmischen Strahlung bei Menschen, die näher an den Polen oder in großer Höhe leben, und während eines Fluges stärker.

Radioaktive Elemente, insbesondere Uran und die radioaktiven Produkte, in die es auf natürlichem Weg zerfällt (wie Radongas), sind in vielen Steinen und Mineralstoffen vorhanden. Diese Elemente landen schließlich in verschiedenen Substanzen, auch in Lebensmitteln, Wasser und Baumaterial. Die Belastung durch Radon macht etwa zwei Drittel der natürlich vorkommenden Strahlungsbelastung aus, der die Menschen ausgesetzt sind.

Die Dosis aus der natürlichen Hintergrundstrahlung ist auch zusammengenommen viel zu niedrig, um eine Strahlenverletzung hervorzurufen. Bislang gibt es keinen Beweis für gesundheitliche Auswirkungen, die auf Unterschiede in Bezug auf den Grad der natürlichen Hintergrundstrahlung zurückzuführen wären, da deren Risiken in Anbetracht der geringen Dosen entweder nicht vorhanden oder so klein sind, dass keine Auswirkungen zu beobachten sind.

Künstliche Strahlung

Am häufigsten treten die künstlichen bzw. vom Menschen erzeugten Strahlenquellen bei ärztlichen bildgebenden Untersuchungen (insbesondere bei einer Computertomographie [CT] und bei nuklearmedizinischen Herzscans) auf. Menschen, die im Rahmen einer Krebstherapie bestrahlt werden, können sehr hohe Strahlendosen erhalten. Es werden allerdings viele Anstrengungen unternommen, die Bestrahlung nur auf die erkrankten Gewebe zu beschränken und die Bestrahlung normalen Gewebes zu minimieren.

Es können auch Expositionen durch andere künstliche Quellen auftreten, wie etwa bei Strahlungsunfällen oder Atomstaub bei Tests nuklearer Waffen. Diese Strahlungen sind aber nur ein kleiner Teil der jährlichen Strahleneinwirkung. In der Regel betreffen Strahlungsunfälle Menschen, die mit radioaktiven Stoffen und mit Röntgenstrahlenquellen umgehen, wie etwa Lebensmittelbestrahlungsgeräten, industriellen Röntgengeräten und medizinischen Röntgengeräten. Solche Personen können beträchtlichen Strahlungsdosen ausgesetzt sein. Diese Unfälle sind selten und in aller Regel die Folge einer Verletzung der Sicherheitsvorschriften. Strahlungsbelastungen sind auch durch verlorene oder gestohlene medizinische oder industrielle Quellen, die hohe Mengen radioaktiven Materials enthalten, verursacht worden. Es sind auch Strahlenverletzungen bei Patienten aufgetreten, die geröntgt wurden oder bei denen bestimmte medizinische Verfahren stattfanden, bei denen ein gepulster Röntgenstrahl zur Darstellung eines sich bewegenden Röntgenbilds auf einem Bildschirm (Fluoroskopie) verwendet wird. Von diesen Verletzungen sind einige auf Unfälle oder auf eine unsachgemäße Verwendung zurückzuführen. Mitunter kann es aber auch bei sachgemäßer Durchführung solcher Verfahren zu unvermeidlichen strahlenbedingten Komplikationen und Gewebereaktionen kommen.

In seltenen Fällen wurden erhebliche Mengen radioaktiven Materials aus Atomkraftwerken freigesetzt. Beispiele aus der Vergangenheit sind die Kernkraftunfälle von Three Mile Island in Pennsylvania im Jahr 1979, der Reaktorunfall in Tschernobyl in der Ukraine im Jahr 1986 und der Unfall im Atomkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan im Jahr 2011. Der Unfall in Three Mile Island führte nicht zu nennenswerten Strahlungsbelastungen. Tatsächlich waren die Menschen, die in einem Umkreis von 1,6 km zum Kraftwerk lebten, nur etwa 0,08 mSv zusätzlicher Strahlung ausgesetzt. Die rund 115.000 Menschen, die aus der Gegend in der Nähe des Atomkraftwerks in Tschernobyl evakuiert wurden, waren dagegen einer durchschnittlichen Dosis von etwa 30 mSv ausgesetzt. Zum Vergleich: Die typische Dosis bei einem einzelnen CT-Scan beträgt zwischen 4 und 8 mSv. Die Exposition der Arbeiter im Kraftwerk in Tschernobyl war noch erheblich höher. Mehr als 30 Arbeiter und Nothelfer starben innerhalb weniger Monate nach dem Unfall und sehr viel mehr Menschen erkrankten an akuter Strahlenkrankheit. Es gab eine Kontamination in niedrigen Dosen aus Tschernobyl bis hin nach Europa, Asien und sogar bis in die Vereinigten Staaten (in geringerem Umfang). Die durchschnittliche kumulierte Strahlungsdosis der Bevölkerung in den schwach kontaminierten Bereichen (verschiedene Regionen in Weißrussland, Russland und in der Ukraine) über einen Zeitraum von 20 Jahren nach dem Unfall wurde auf etwa 9 mSv geschätzt. Es ist zu beachten, dass die durchschnittliche jährliche Zusatzdosis (0,5 bis 1,5 mSv pro Jahr), der die Bewohner in den durch radioaktiven Fallout von Tschernobyl kontaminierten Gebieten ausgesetzt waren, insgesamt gesehen niedriger ist als die normale Hintergrundstrahlung in den Vereinigten Staaten (3 mSv pro Jahr). Einige Arbeiter im Kraftwerk in Fukushima Daiichi waren erheblichen Strahlendosen ausgesetzt, jedoch gab es keine Todesfälle oder dauerhafte strahlenbedingte Gewebereaktionen. Menschen, die im Radius von 20 Kilometer vom Kraftwerk in Fukushima Daiichi leben, wurden aus Sicherheitsgründen evakuiert. Schätzungen zufolge war aber niemand der näheren Anwohner mehr als etwa 5 mSv Strahlung ausgesetzt. Den Prognosen der Weltgesundheitsorganisation zufolge wird es lediglich zu einer geringen Anzahl krebsbedingter Todesfälle im Zusammenhang mit diesem Unfall kommen.

Atomwaffen setzen eine große Mengen Energie und Strahlung frei. Diese Waffen wurden seit 1945 nicht mehr gegen Menschen eingesetzt. Allerdings verfügen inzwischen mehrere Staaten über Atomwaffen, und auch Terroristengruppen haben versucht, sich ihrer zu bemächtigen oder sie selbst zu bauen, was die Gefahr erhöht, dass diese Waffen erneut eingesetzt werden. Die große Mehrzahl der Unfälle bei der Detonation von Atomwaffen wird durch die Explosion und thermische Verbrennungen verursacht. Ein kleinerer Teil der Erkrankungen (aber immer noch ein beträchtlicher) wird durch Strahlung verursacht.

Zu den möglichen vorsätzlichen Verstrahlungen aufgrund von terroristischen Aktivitäten (siehe Atomwaffen) zählen der Einsatz eines Geräts, das einen Bereich kontaminiert, indem es radioaktive Stoffe versprüht (ein Strahlungsdispersionsgerät, bei dem konventionelle Sprengsätze verwendet werden, wird als „schmutzige Bombe” bezeichnet). Andere mögliche Terrorszenarien wären der Einsatz versteckter Strahlungsquellen, durch die ahnungslose Menschen einer hohen Dosis Strahlung ausgesetzt werden, ein Angriff auf ein Atomkraftwerk oder ein Lager für radioaktives Material und das Zünden atomarer Waffen.

Tabelle
icon

Jährliche Strahlenexposition in den Vereinigten Staaten

Quelle

Durchschnittliche effektive Dosis (Millisievert)

Natürliche Strahlenquellen

Radon

2,3

Andere Quellen auf der Erde

0,2

Strahlung von der Sonne und aus dem Weltraum

0,3

Natürliches radioaktives Material im Körper

0,3

Zwischensumme

3,1

Künstliche Quellen

Medizinische diagnostische Bildgebung*

3,0

Verbrauchsgüter

0,1

Atomstaub nach Waffentests

Weniger als 0,01

Atomindustrie

Weniger als 0,01

Zwischensumme

3,1

Jährliche Gesamtbelastung

6,2

Andere Strahlenquellen (pro Vorfall)

Flugreisen

0,001–0,014/Flugstunde

Röntgen der Zähne

0,005

Röntgenaufnahme des Brustraums (spiegelverkehrte Ansicht)

0,02

Röntgenaufnahme des Brustkorbs (zwei Ansichten: spiegelverkehrt und links-rechts)

0,1

Mammographie

0,4

Computertomographie des Kopfes

2

Computertomographie des Brust-, Bauch- oder Beckenraums

6-8

Bariumeinlauf

8

Nuklearmedizin (z. B. ein Knochenscan)

4,2

*Durchschnittlicher Wert. Die meisten Menschen sind jedes Jahr sehr viel niedrigeren Dosen durch Untersuchungen wie z. B. Röntgenbilder der Zähne und Mammographien ausgesetzt, während eine kleine Anzahl erkrankter oder verletzter Menschen zahlreiche bildgebende Untersuchungen benötigt und deshalb sehr viel mehr Strahlung ausgesetzt ist.

Daten vom National Council on Radiation Protection and Measurements. Ionizing radiation exposure of the population of the United States. NCRP Report Nr. 160 National Council on Radiation Protection and Measurements, Bethesda, MD, 2009.

Strahlungsauswirkung

Die schädlichen Wirkungen einer Strahlung (d. h. die Stärke der Gewebereaktion) hängen von verschiedenen Faktoren ab:

  • der Menge (Dosis)

  • wie schnell die Dosis aufgenommen wird

  • wie viel Körperanteil der Strahlung ausgesetzt ist

  • der Strahlenempfindlichkeit bestimmter Gewebe

  • dem Vorhandensein genetischer Anomalien, die die normale DNA-Reparatur behindern

  • dem Alter der betroffenen Person zum Zeitpunkt der Exposition

  • dem allgemeinen Gesundheitszustand der betroffenen Person vor der Exposition

Eine einzelne, hohe und den Menschen schnell treffende Dosis kann tödlich sein, während dieselbe Dosis, über einen Zeitraum von Wochen und Monaten verabreicht, wesentlich schwächer wirkt. Das Ausmaß der Schädigung hängt auch davon ab, wie viel Körperoberfläche der Bestrahlung ausgesetzt ist. Zum Beispiel sind mehr als 6 Gy für gewöhnlich tödlich, wenn die Strahlung über den gesamten Körper verteilt ist. Wenn aber über einen Zeitraum von Wochen oder Monaten, wie z. B. bei einer Bestrahlungstherapie bei Krebs, das Zehnfache oder mehr dieser Menge, konzentriert auf kleine Bereiche und verteilt verabreicht wird, so verursacht sie keine nachhaltigen Schädigungen.

Manche Körperteile reagieren auf Strahlung empfindlicher als andere. Organe und Gewebe, in denen sich die Zellen schnell vermehren, wie der Darm und das Knochenmark, sind wesentlich anfälliger für Strahlenschäden als Körperbereiche mit langsamer Zellvermehrung, wie Muskeln und Hirnzellen. Die Schilddrüse ist anfällig für Krebs, wenn sie radioaktivem Jod ausgesetzt war, weil sich radioaktives Jod in der Schilddrüse konzentriert.

Strahlung und Kinder

Bei Kindern sind manche Organe und Gewebe, z. B. das Gehirn, die Augenlinse und die Schilddrüse, gegenüber Strahlung empfindlicher als bei Erwachsenen. Andere Gewebe sind bei Kindern gegenüber Strahlung nicht empfindlicher als bei Erwachsenen, einige Gewebe, wie etwa die Eierstöcke, sogar weniger empfindlich. Die Ursache für diese Unterschiede ist komplex und nicht gänzlich geklärt. Es wird aber angenommen, dass die höhere Empfindlichkeit einiger Gewebe bei Kindern zumindest zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass Zellen bei Kindern schneller wachsen und reifen und viel mehr Zellteilungen durchlaufen als bei Erwachsenen.

Ein Fötus ist für strahlenbedingte Verletzungen anfällig, da fötale Zellen sich sehr schnell teilen und sich von unreifen zu reifen Zellen differenzieren. Bei einem Fötus kann eine Belastung über 300 mGy über 8 bis 25 Wochen nach der Empfängnis zu verminderter Intelligenz und schlechten schulischen Leistungen führen. Geburtsfehler können auftreten, wenn der schwangere Bauch hohen Strahlendosen ausgesetzt war. Bei Dosen von weniger als 100 mGy, insbesondere bei den niedrigen Dosen, die für die typischen bildgebenden Untersuchungen von Schwangeren eingesetzt werden, gibt es jedoch keine erkennbare Steigerung des Risikos von Geburtsfehlern über das normale Maß hinaus.

Wussten Sie ...

  • Eine Strahlung ist keine so bedeutende Ursache für die Entstehung von Krebs oder Geburtsfehlern, wie allgemein angenommen wird.

Strahlung und Krebs

Eine hohe Strahlenbelastung steigert das Krebsrisiko, weil die Schädigung des genetischen Materials (der DNS) der Zellen die Bestrahlung überdauert. Strahlung ist allerdings eine weniger wichtige Ursache für Krebs als allgemein angenommen. Selbst eine Ganzkörperdosis von 500 mGy (mehr als 150 Mal stärker als die durchschnittliche jährliche Hintergrundstrahlungsdosis) erhöht das lebenslange Risiko einer Durchschnittsperson, an Krebs zu sterben, von 22 Prozent auf etwa 24,5 Prozent, das heißt, das Gesamtrisiko erhöht sich um nur 2,5 Prozent.

Das Risiko strahlenbedingten Krebses bei Föten oder Kindern ist um ein Vielfaches höher als das von Erwachsenen. Kinder sind eventuell anfälliger, weil ihre Zellen sich öfter teilen und weil bei ihnen die Lebenszeit, während derer sich ein Krebs einstellen kann, länger ist. Das Krebstodrisiko bezogen auf die Lebenszeit bei einem einjährigen Kind, bei dem eine Computertomographie (CT) des Bauchraums gemacht wird, kann sich um etwa 0,1 Prozent erhöhen. Kürzlich haben Bedenken wegen der möglichen Risiken von CT-Scans zu Kontroversen darüber geführt, ob CT-Scans zu häufig durchgeführt würden. Aus diesem Grund werden CT-Scantechniken derzeit optimiert, um die Strahlendosis zu reduzieren. Auf Ärzteseite wird außerdem versucht, CT-Scans nur dann durchzuführen, wenn das Ergebnis genauer als bei anderen Tests mit weniger oder ohne Strahlung ausfällt. Wenn eine CT eindeutig der genauere Test ist, ist das Risiko, aufgrund der Verwendung eines ungenaueren Tests eine falsche Diagnose zu stellen, viel größer als das Risiko im Zusammenhang mit der CT.

Strahlung und Erbfehler

Bei Tieren hat sich gezeigt, dass eine hochdosierte Bestrahlung der Eierstöcke oder der Hoden zu Schädigungen bei den Nachkommen (Erbfehlern) führt. Allerdings wurde keine Erhöhung des Prozentsatzes der Geburtsschäden bei Kindern von Überlebenden der Atombombenangriffe in Japan verzeichnet. Möglich ist, dass die Strahlenbelastung nicht hoch genug war, um ein messbares Ansteigen zu verursachen. Bei Kindern, die empfangen wurde, nachdem ihre Eltern eine Strahlentherapie gegen Krebs erhalten hatten, bei welcher die Durchschnittsdosis auf die Eierstöcke 0,5 Gy und auf die Hoden etwa 1,2 Gy betrug (typische Exposition von Geweben, die in der Nähe, aber nicht direkt im Bestrahlungsbereich bei der Therapie lagen), wurde kein Anstieg des Risikos für Geburtsfehler festgestellt.

Symptome

Die Symptome hängen davon ab, ob eine Strahlenbelastung den gesamten Körper betrifft oder auf einen kleinen Teil der Körperoberfläche beschränkt ist. In hoher Dosierung verursacht eine Belastung des gesamten Körpers eine akute Strahlenkrankheit, eine Belastung nur eines Teils des Körpers örtliche Strahlenverletzungen.

Akute Strahlenkrankheit

Eine akute Strahlenkrankheit tritt in der Regel bei Menschen auf, deren gesamter Körper sehr hohen Strahlungsdosen auf einmal und über eine kurze Zeit ausgesetzt war. Bei einer akuten Strahlenkrankheit werden, dem primär betroffenen Organsystem entsprechend, medizinisch drei Formen (Syndrome) unterschieden, die sich zum Teil überschneiden:

  • Hämatopoietisches Syndrom: Betrifft das Gewebe, das Blutzellen produziert

  • Gastrointestinales Syndrom: Beeinflusst den Verdauungstrakt

  • Zerebrovaskuläres Syndrom: Betrifft das Gehirn und das Nervensystem

Eine akute Strahlenkrankheit entwickelt sich für gewöhnlich in drei Stadien:

  • Frühe Symptome wie etwa Übelkeit, Appetitlosigkeit, Erbrechen, Müdigkeit und, wenn man sehr hohen Strahlendosen ausgesetzt war, Durchfall (gemeinsam das Prodrom genannt)

  • Ein Zeitraum ohne Symptome (latentes Stadium)

  • Danach entwickeln sich verschiedene Symptommuster (Syndrome), die von der Höhe der Strahlendosis abhängen

Welches Syndrom sich jeweils einstellt, seine Schwere und die Geschwindigkeit, mit dem es sich entwickelt, hängen von der Strahlendosis ab. Wenn die Dosis steigt, stellen sich die Symptome früher ein und entwickeln sich schneller (zum Beispiel von Frühsymptomen hin zu den verschiedenen charakteristischen Krankheitszeichen der jeweiligen Organe) und werden schlimmer.

Bei einer gegebenen Strahlendosis sind die Schwere und der zeitliche Ablauf der frühen Symptome bei allen Menschen weitgehend gleich. Daher können die Ärzte die Strahlenbelastung eines Menschen oft nach dem zeitlichen Ablauf, der Art und der Schwere der Frühsymptome abschätzen. Das Vorhandensein von Verletzungen, Verbrennungen oder starken Angstbeschwerden kann diese Abschätzung aber erschweren.

Das hämatopoietische Syndrom entsteht durch die Einwirkung von Strahlung auf das Knochenmark, die Milz und die Lymphknoten – die wichtigsten Organe für die Blutzellbildung (Hämatopoese). 1 bis 6 Stunden nach Bestrahlung mit einer Dosis von 1 bis 6 Gy kann es zu Appetitlosigkeit, Teilnahmslosigkeit, Übelkeit und Erbrechen kommen. In den 24 bis 48 Stunden nach der Strahleneinwirkung klingen die Symptome ab und die Betroffenen fühlen sich eine Woche lang oder auch länger wohl. In dieser Latenzperiode beginnt aber der Zerfall der Blut produzierenden Zellen im Knochenmark, in der Milz und den Lymphknoten und diese werden auch nicht ersetzt, was zu einem starken Mangel an weißen Blutkörperchen führt, auf den ein Mangel an Blutplättchen und dann roten Blutkörperchen folgt. Der Mangel an weißen Blutkörperchen kann zu schweren Infektionen führen. Der Mangel an Blutplättchen kann zu einem unkontrollierten Bluten führen. Der Mangel an roten Blutkörperchen (Anämie) verursacht Müdigkeit, Schwäche, Blässe und Kurzatmigkeit bei Belastung. Wenn die betroffene Person überlebt, werden nach 4 bis 5 Wochen wieder Blutkörperchen produziert, die Betroffenen fühlen sich aber über Monate schwach und müde und ihr Krebsrisiko ist erhöht.

Das gastrointestinale Syndrom entsteht durch die Einwirkung der Strahlung auf die Schleimhaut des Verdauungstrakts. Es beginnt weniger als 1 Stunde nach einer Strahlendosis von 6 Gy und mehr mit starker Übelkeit, Erbrechen und Durchfall. Die Symptome können starke Austrocknung zur Folge haben, klingen aber nach 2 Tagen komplett ab. Während der darauf folgenden 4 bis 5 Tage fühlt sich der Betroffene zwar wohl, die Zellen der Magen-Darm-Schleimhaut, die normalerweise als Schutzbarriere fungieren, sterben jedoch ab und werden abgestoßen. Jetzt tritt starker – oft blutiger – Durchfall auf und damit kommt es wieder zur Austrocknung. Bakterien aus dem Verdauungstrakt dringen in den restlichen Körper ein und verursachen schwere Infektionen. Personen, die einer solchen Strahlendosis ausgesetzt waren, entwickeln zusätzlich ein hämatopoietisches Syndrom, das zu Blutungen und Infektionen führt und das Sterberisiko erhöht. Nach einer Strahlenbelastung mit mehr als 6 Gy tritt für gewöhnlich der Tod ein. Mit einer modernen medizinischen Versorgung können aber etwa 50 Prozent der Betroffenen überleben.

Das zerebrovaskuläre Syndrom tritt bei einer Strahlenexposition von mehr als 20 bis 30 Gy auf. Schnell entwickeln sich Verwirrtheit, Übelkeit, Erbrechen, blutiger Durchfall und Schock. Die latente Phase ist kurz oder sie tritt überhaupt nicht auf. Innerhalb von Stunden kommt es zum Blutdruckabfall, begleitet von Krampfanfällen und Koma. Das zerebrovaskuläre Syndrom endet innerhalb von wenigen Stunden bis 1 oder 2 Tagen immer tödlich.

Lokale Strahlenverletzungen

Eine Chemotherapie bei Krebs ist der häufigste Grund für örtliche Strahlenverletzungen. Die Symptome hängen von der Menge der Strahlung, dem Zeitraum, in dem die Exposition stattfand, und dem betroffenen Körperbereich ab.

Während und kurz nach der Bestrahlung von Gehirn und Bauchraum können Übelkeit, Erbrechen und Appetitlosigkeit auftreten. Eine hoch dosierte, örtlich begrenzte Bestrahlung schädigt oft die Haut in dem bestrahlten Bereich. Zu diesen Hautveränderungen zählen Haarausfall, gerötete, schuppende Haut, Geschwüre, womöglich Hautatrophie und spinnenartige, erweiterte oberflächliche Blutgefäße (Besenreiser). Durch Bestrahlung des Mundraums und der Kieferknochen kann Mundtrockenheit entstehen, die zu vermehrter Karies und Kieferschädigung führt. Eine Bestrahlung der Lunge kann zu einer Lungenentzündung führen (Strahlungs-Pneumonitis). Sehr hohe Dosen können eine starke Narbenbildung (Fibrose) des Lungengewebes verursachen, was zu einer die Funktionen beeinträchtigenden Atemnot und später zum Tod führen kann. Das Herz und die es schützende Tasche (Herzbeutel) können sich nach intensiver Bestrahlung von Brustknochen und Brustraum entzünden, was Symptome wie Brustschmerzen und Atemnot verursachen kann. Erhebliche Strahlendosen im Rückenmark können schwere Schäden anrichten, die zur Lähmung, Inkontinenz und dem Verlust des Empfindens führen. Eine starke Bestrahlung des Bauchraums (bei einem Lymphknoten-, Hoden- oder Eierstockkrebs) kann zu bleibenden Magengeschwüren, Narben und einer Verengung des Darms oder einem Darmdurchbruch führen, was wiederum Symptome wie Bauchschmerzen, Erbrechen, Blutspucken und dunklen, teerigen Stuhl verursacht.

Gelegentlich stellen sich schwere Verletzungen lange nach Ende der Strahlentherapie ein. Die Nierenfunktion kann sich 6 Monate bis zu einem Jahr nach einer Bestrahlung verschlechtern, was zu Anämie und Bluthochdruck führt. Hohe kumulierte Strahlendosen, die die Muskulatur betroffen haben, können eine schmerzhafte Muskelerkrankung verursachen, bei der Muskelmasse abgebaut (Muskelatrophie) und Kalzium in die bestrahlten Muskeln eingelagert wird. Gelegentlich kann eine Strahlentherapie einen neuen krebshaltigen (bösartigen) Tumor verursachen. Diese strahleninduzierten Krebsarten entwickeln sich typischerweise 10 Jahre oder später nach der Strahlenexposition.

Diagnose

  • Symptome, die Schwere der Symptome und die Dauer bis zum Einsetzen der Symptome nach einer Bestrahlung

  • Lymphozytenzahl (um festzustellen, wie stark die Bestrahlung war)

Eine Strahlungseinwirkung lässt sich eventuell eindeutig aus der Vorgeschichte des Patienten ableiten. Eine Strahlenverletzung wird vermutet, wenn die Patienten die Symptome einer Erkrankung oder gerötete Haut oder Geschwüre zeigen, nachdem sie eine Chemotherapie erhalten haben oder bei einem Unfall Strahlungen ausgesetzt waren. Die Zeitspanne, bis sich die Symptome einstellen, kann den Ärzten helfen, die Strahlungsdosis zu schätzen. Spezielle Diagnoseverfahren zum direkten Nachweis von Strahlenschäden gibt es nicht, es lassen sich aber Infektionen, Änderungen des Blutbildes und organische Fehlfunktionen nachweisen. Das Ausmaß der Strahlenexposition lässt sich anhand der Zahl der Lymphozyten (weiße Blutkörperchen) im Blut bestimmen. Je niedriger die Lymphozytenzahl 48 Stunden nach der Exposition ist, desto schlimmer war in der Regel die Strahlenexposition.

Im Gegensatz zur Verstrahlung lässt sich radioaktive Kontamination oft mit einem Geigerzähler, einem Strahlungsnachweis- und messgerät, bestimmen. Abstriche von der Nasenschleimhaut, vom Rachen und aus Wundsekret werden ebenfalls auf Radioaktivität hin untersucht.

Die frühen Symptome einer akuten Strahlenkrankheit – Übelkeit, Erbrechen und Zittern – können auch durch Angst verursacht werden. Da Angst nach terroristischen und nuklearen Vorfällen verbreitet ist, sollten die Betroffenen nicht in Panik geraten, wenn sich derartige Symptome einstellen, insbesondere nicht, wenn die Menge der Strahlungsbelastung unbekannt und niedrig ist.

Vorbeugung

Bei einer weitreichenden starken Umweltverschmutzung aufgrund eines Unfalls in einem Atomkraftwerk oder der vorsätzlichen Freisetzung von radioaktivem Material sollten die Betroffenen die Ratschläge der Verantwortlichen des öffentlichen Gesundheitssystems befolgen. Derartige Informationen werden für gewöhnlich im Fernsehen und im Radio veröffentlicht. Die Betroffenen können gebeten werden, den kontaminierten Bereich verlassen oder sich dort einen Schutzraum suchen, wo sie sich befinden. Ob eine Evakuierung oder ein Unterstellen in einem Schutzraum angeraten wird, hängt von vielen Faktoren ab, auch von der Zeit, die seit der ersten Freisetzung vergangen ist, davon, ob die Freisetzung unterbunden werden konnte, von den Wetterbedingungen, von der Verfügbarkeit geeigneter Unterkünfte und von den Straßen- und Wetterbedingungen. Falls ein Unterstellen in einem Schutzraum empfohlen wird, ist es am besten, sich in einer Struktur aus Beton oder Metall unterzustellen, besonders einer unterirdischen (wie einem Untergeschoss). Ist kein Schutzraum in einem Untergeschoss verfügbar, ist es am besten, sich auf den mittleren Etagen eines hohen Gebäudes, möglichst mittig und weg von den Fenstern, aufzuhalten.

Es wird empfohlen, die Kleidung zu wechseln und sich zu duschen, wenn der Verdacht besteht, dass man sich mit radioaktiven Stoffen kontaminiert hat. Die Betroffenen können in den örtlichen Apotheken und einigen öffentlichen Gesundheitszentren Kaliumjodidtabletten (KI) erhalten. Kaliumjodid ist allerdings nur dann von Nutzen, wenn radioaktives Jod freigesetzt wird. Es bietet keinen Schutz vor anderen radioaktiven Stoffen. Menschen mit einer bekannten Jod-Anfälligkeit und bestimmten Schilddrüsenkrankheiten sollte Kaliumjodid vermeiden. Bei einem Verdacht auf Jod-Allergie sollte ein Arzt eingeschaltet werden. Bei Tieren konnte durch Gabe bestimmter experimenteller Substanzen während oder unmittelbar nach der Bestrahlung die Überlebensrate gesteigert werden. Diese Substanzen können allerdings hochgiftig sein und werden derzeit nicht für die Anwendung beim Menschen empfohlen.

Bei bildgebenden Verfahren, die mit einer ionisierenden Strahlung einhergehen, und insbesondere bei einer Chemotherapie gegen Krebs, bei denen hohe Dosen angewandt werden, werden die sensibelsten Teile des Körpers, wie die Augenlinsen, die weibliche Brust, die Eierstöcke oder Hoden und die Schilddrüse, soweit als möglich geschützt (zum Beispiel mit einer bleigefüllten Schürze).

Wussten Sie ...

  • Menschen, die in einem Umkreis von 16 km eines Atomkraftwerks wohnen, sollten Kaliumjodid bereit liegen haben.

  • Das Wechseln der Kleidung und das Duschen mit warmem Wasser und marktüblichen Shampoos ist sehr wirksam, um den Großteil der von außen einwirkenden Kontamination zu entfernen.

Prognose

Die Folgen hängen von der Strahlungsdosis, der Strahlungsrate (wie schnell die Einwirkung aufgetreten ist) und den betroffenen Körperteilen ab. Weitere Faktoren sind der Gesundheitszustand der Betroffenen und die medizinische Versorgung. Ohne medizinische Versorgung stirbt die Hälfte aller Patienten, deren ganzer Körper auf einmal einer Strahlendosis von mehr als 3 Gy ausgesetzt war. Bei einer Exposition gegenüber mehr als 8 Gy tritt nahezu immer der Tod ein. Bei einer Exposition gegenüber weniger als 2 Gy erholen sich die meisten innerhalb 1 Monats wieder vollständig, wobei aber langfristige Komplikationen wie etwa Krebs auftreten können. Mit medizinischer Versorgung überlebt etwa die Hälfte der Betroffenen, die einer Ganzkörperstrahlung von 6 Gy ausgesetzt waren. Es gibt Menschen, die Dosen von bis zu 10 Gy überlebt haben.

Da die Ärzte wahrscheinlich die Höhe der Strahlung, der jemand ausgesetzt war, nicht kennen, geben sie in der Regel eine Prognose basierend auf den Symptomen des Betroffenen ab. Das zerebrovaskuläre Syndrom führt innerhalb von Stunden bis zu einigen Tagen zum Tod. Beim gastrointestinalen Syndrom tritt der Tod innerhalb von 3 bis 10 Tagen ein, in Ausnahmefällen erst nach einigen Wochen. Viele Betroffene, die eine angemessene medizinische Versorgung erhalten haben, überleben das hämatopoietische Syndrom, je nach Strahlungsdosis und Gesundheitszustand. Diejenigen, die nicht überleben, sterben in der Regel innerhalb von 4 bis 8 Wochen nach der Einwirkung.

Behandlung

  • Zuerst Behandlung von schweren, lebensbedrohlichen Verletzungen

  • Dekontamination von Wunden, Haut und Haaren

  • Behandlung der inneren Kontamination

  • Manchmal spezielle Maßnahmen für bestimmte Radionuklide

  • Behandlung des angegriffenen Immunsystems

  • Unterstützende Versorgung

Schwere körperliche Verletzungen werden behandelt, bevor die Verstrahlung behandelt wird, weil sie unmittelbarer lebensbedrohlich sind. Bei einer Verstrahlung gibt es keine Notbehandlung, die betroffene Person wird aber sorgfältig auf die Entwicklung der verschiedenen Syndrome hin überwacht und symptomatisch behandelt.

Die Kontaminationsquelle sollte sofort beseitigt werden, um zu verhindern, dass das radioaktive Material weiter auf den Betroffenen abstrahlt und vom Körper aufgenommen wird. Kontaminierte Wunden werden vor der kontaminierten Haut behandelt. Die Ärzte dekontaminieren die Wunden, indem sie sie mit Salzwasserlösung abspülen und mit einem sterilen Schwamm abtupfen. Nach der Dekontaminierung werden die Wunden abgedeckt, um eine Neukontaminierung zu verhindern, wenn andere Stellen gewaschen werden.

Die kontaminierte Haut sollte behutsam mit viel Seife und warmem (nicht heißem) Wasser abgetupft werden. Hautfalten und Nägel müssen besonders sorgfältig behandelt werden. Aggressive Chemikalien, harte Bürsten oder Rubbeln, wodurch die Hautoberfläche aufgerissen werden kann, sollten vermieden werden. Wenn das Haar nicht mit Seife und Wasser dekontaminiert werden kann, ist es besser, es abzuschneiden als abzurasieren. Durch das Rasieren kann die Haut angeritzt werden, womit die Kontamination in den Körper gelangen kann. Eine Dekontaminierung der Haut und der Wunde sollte so lange fortgeführt werden, bis der Geigerzähler zeigt, dass die Radioaktivität verschwunden oder beinahe verschwunden ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Waschen die gemessene Menge von Radioaktivität nicht mehr beträchtlich vermindern kann, oder bis eine weitere Reinigung mit der Gefahr verbunden ist, dass die Haut verletzt wird. Verbrennungen sollten sanft gespült, aber nicht gerieben werden.

Bestimmte Maßnahmen können die interne Kontamination senken. Wenn jemand vor kurzem sehr viel radioaktives Material verschluckt hat, kann dies zum Erbrechen führen. Für manche radioaktive Stoffe gibt es bestimmte chemische Behandlungen, die ihre Aufnahme nach dem Verschlucken reduzieren oder dazu beitragen können, das Ausscheiden aus dem Körper zu beschleunigen. Wenn es kurz vor oder kurz nach einer internen Kontamination mit radioaktivem Jod eingenommen wird, kann Kaliumjodid die Aufnahme von radioaktivem Jod in der Schilddrüse sehr effektiv verhindern. Dadurch wird das Risiko eines Schilddrüsenkrebses und einer Verletzung der Schilddrüse verringert. Kaliumjodid ist nur bei radioaktivem Jod wirksam, nicht bei anderen radioaktiven Elementen. Andere Medikamente wie Zink oder Kalzium, Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA – bei Plutonium, Yttrium, Californium und Americium), Kalzium oder Aluminiumphosphat-Lösungen (bei radioaktivem Strontium) und Preußisch-Blau (bei radioaktivem Cäsium, Rubidium und Thallium) können intravenös oder oral verabreicht werden, um bestimmte Radionuklide, nachdem sie in den Körper eingedrungen sind, zum Teil wieder auszuleiten. Mit Ausnahme von Kaliumjodid, das sehr wirksam ist, reduzieren Medikamente, die verabreicht werden, um die innere Kontamination zu behandeln, die Exposition nur um etwa 25 bis 75 Prozent.

Die Übelkeit und das Erbrechen lassen sich dadurch lindern, dass man Medikamente zu sich nimmt, die ein Erbrechen verhindern (Antiemetika). Solche Medikamente werden oft an Patienten verabreicht, die eine Strahlentherapie oder eine Chemotherapie erhalten. Austrocknung wird durch die intravenöse Zufuhr von Flüssigkeit behandelt.

Personen mit gastrointestinalem und hämatopoietischem Syndrom werden isoliert, um den Kontakt mit Infektionserregern zu minimieren. Bluttransfusionen und die Injektion von Wachstumsfaktoren, die die Blutzelle veranlassen, Blut zu produzieren (wie Erythropoietin und koloniestimulierende Faktoren), werden verabreicht, um das Blutbild zu verbessern. Diese Behandlung trägt dazu bei, die Blutungen und die Anämie zu senken, und die Infektionen zu bekämpfen. Wenn das Knochenmark stark geschädigt ist, wirken diese Wachstumsfaktoren nicht, und es wird manchmal eine hämatopoetische Stammzellentransplantation vorgenommen, auch, wenn die Erfahrungen mit einer Stammzellentransplantation sowohl beim gastrointestinalen als auch hämatopoetischen Syndrom begrenzt sind und die Erfolgsrate niedrig ist.

Beim gastrointestinalen Syndrom werden Antiemetika sowie Beruhigungsmittel gegeben und Flüssigkeit intravenös ersetzt. Manche Patienten können leichte Kost zu sich nehmen. Antibiotika werden oral verabreicht, um die Bakterien im Darm, die in den Körper eingedrungen sein können, zu behandeln. Antibiotika wie auch Pilzmittel und virenbekämpfende Medikamente werden bei Bedarf ebenfalls verabreicht.

Die Behandlung des zerebrovaskulären Syndroms ist darauf ausgerichtet, Schmerzen, Angst und Atemnot zu lindern. Krampfanfälle werden ebenfalls medikamentös gestoppt.

Schmerzen, die durch strahlungsverursachte Geschwüre oder Magengeschwüre entstehen, werden mit Schmerzmitteln behandelt. Falls diese Wunden mit der Zeit nicht zufriedenstellend abheilen, können sie chirurgisch mit Hautverpflanzungen oder anderen Verfahren repariert werden.

Die Überlebenden müssen regelmäßig auf Katarakte und Schilddrüsenerkrankungen untersucht werden, davon abgesehen sind aber keine sonstigen regelmäßigen Kontrollen notwendig.

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