ArchivDeutsches Ärzteblatt11/2011Reaktorunfall: Die akute Strahlenkrankheit ist ein Multiorgangeschehen

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Reaktorunfall: Die akute Strahlenkrankheit ist ein Multiorgangeschehen

Dtsch Arztebl 2011; 108(11): A-565 / B-459 / C-459

Zylka-Menhorn, Vera

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Mit welchen gesundheitlichen Konsequenzen die Menschen in der Umgebung der defekten Atomkraftwerke in Japan rechnen müssen

Unmittelbare Strahlenschäden sind unter einer Strahlendosis von 100 Millisievert nicht zu befürchten (Angabe des Bundesumweltministeriums). Foto: dpa
Unmittelbare Strahlenschäden sind unter einer Strahlendosis von 100 Millisievert nicht zu befürchten (Angabe des Bundesumweltministeriums). Foto: dpa

Bei einer Kernschmelze werden die in den zerstörten Brennelementen enthaltenen radioaktiven Substanzen Uran, Plutonium sowie die Spaltprodukte Krypton, Strontium und Caesium in die Umgebung der Anlage freigesetzt. Noch ist unklar, wie stark die Strahlenbelastung der Personen war, die sich im näheren Umkreis des japanischen Reaktors Fukushima aufgehalten hatten. Gefährdet sind sie durch das Einatmen und die äußere Bestrahlung der in der Luft befindlichen radioaktiven Stoffe. Bei einer Strahlenbelastung von mehr als 500 Millisievert (0,5 Sievert) können gesundheitliche Schäden bereits innerhalb von Stunden, Tagen oder Wochen auftreten. Dafür sind die nachfolgenden Radionuklide von besonderer Bedeutung. 

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  • Die radioaktiven Isotope des Iod (unter anderem Iod-131 und Iod-133) bestimmen in den ersten Tagen nach dem Unfall wesentlich die Strahlenbelastung. Diese Radionuklide weisen eine relativ kurze Halbwertszeit von bis zu acht Tagen auf. Ihre Wirkung kann abgemildert werden, indem gefährdete Personen rechtzeitig Kaliumiodidtabletten einnehmen, um eine Anreicherung der Schilddrüse mit radioaktivem Iod zu verhindern.
  • Im Folgenden wird die Strahlenbelastung im Wesentlichen durch die Radionuklide des Elements Caesium bestimmt – dies sind vor allem Caesium-134 und Caesium-137 mit einer Halbwertszeit von bis zu 30 Jahren. Hierfür gibt es keine Möglichkeiten der Prävention.
  • Die Wirkungen von Plutonium-239 auf den menschlichen Organismus sind schwerwiegend. Allerdings beträgt die Reichweite dieser Alphateilchen in der Luft nur vier Zentimeter, im Zellgewebe sogar nur Bruchteile eines Millimeters. Plutonium wird erst dann gefährlich, wenn es in den Körper gelangt. Die Haupteintrittspforte sind die Atemwege. In der Lunge kann Alphastrahlung sowohl das Zellgewebe sofort schädigen als auch Krebs verursachen. Über den Blutweg lagert sich Plutonium vor allem in der Leber und im Skelett an. Auch dort sind Krebserkrankungen die wahrscheinliche Langzeitfolge.

Erfahrungen von vergangenen Strahlenunfällen

Nach Angaben des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) bleiben die Verunfallten bei Expositionen von unter einem Sievert in der Regel symptomfrei. Im Dosisbereich von einem bis sechs Sievert zeigen sich charakteristische Veränderungen im Blutbild, bei fünf bis 20 Sievert entwickeln sich gastrointestinale Störungen, und ab 20 Sievert kommt es zum Versagen der zentralnervösen Regulationsmechanismen. Lokale Strahlenschäden an der Haut und den kutanen Schleimhäuten sind ab etwa drei Sievert zu erwarten (siehe Tabelle 1).

Trotz dieser Unterscheidungen handelt es sich bei der akuten Strahlenkrankheit um ein Multiorgangeschehen. Sie läuft ähnlich wie ein viraler Infekt in Phasen ab: Die Prodromalphase zeichnet sich durch unspezifische Symptome wie Übelkeit und Erbrechen aus. Je höher die Dosis ist, desto schneller treten die Symptome auf und desto länger halten sie an. Es folgen eine symptomlose Latenzphase, deren Dauer mit steigender Dosis abnimmt, die Phase der manifesten Erkrankung und eine Erholungsphase von unterschiedlicher Dauer.

Auf Basis der Erfahrungen von vergangenen Strahlenunfällen und Ganzkörperbestrahlungen (zum Beispiel zur Vorbereitung einer Stammzelltransplantation) konnte festgestellt werden, dass die Prognose für Verunfallte auch ohne Behandlung gut ist, falls die akute kurzzeitige Ganzkörper-Strahlenexposition unter drei Sievert liegt. Bei Strahlenexpositionen von mehr als 15 Sievert bleiben den Verunfallten trotz optimaler Krankenversorgung kaum Überlebenschancen.

Die Strahlenempfindlichkeit ist individuell verschieden

Bestimmte Veränderungen in der Erbsubstanz können zu einer drastischen Änderung der Strahlenempfindlichkeit führen. Das heißt: Die individuelle genetische Ausstattung jedes Menschen bestimmt dessen Strahlenempfindlichkeit oder Strahlenresistenz. Welche Faktoren dafür jedoch im Einzelnen verantwortlich sind, ist heute noch weitgehend unbekannt.

Allerdings können auch der Hormonhaushalt, das Immunsystem, Infektionen und die Ernährung den Grad der Strahlenempfindlichkeit beeinflussen. Anhand der Häufigkeit von verschiedenen Merkmalsausprägungen wird angenommen, dass der Anteil an strahlenempfindlichen Personen in der Normalbevölkerung im Bereich von fünf bis zehn Prozent liegt. Zum Vergleich: Bei Tumorpatienten kann dieser Anteil bis zu 30 und 40 Prozent betragen.

Bislang orientieren sich die Ärzte bei der Behandlung von Patienten nach Strahlenunfällen vorrangig am klinischen Erkrankungsbild des Unfallopfers und nicht ausschließlich an der physikalisch ermittelten Strahlendosis. Allerdings gibt es keine strahlenspezifische Soforttherapie nach externer Strahlenbelastung. Lebensrettende Sofortmaßnahmen unterscheiden sich nicht von sonst üblicher präklinischer Intensivtherapie. Für die Rettungskräfte ist es auch wichtig zu wissen, dass der Patient selbst keine Strahlungsquelle ist.

Bei einem Strahlenunfall mit einer hohen Strahlenexposition hängt die Überlebenswahrscheinlichkeit des Opfers direkt von der individuellen Reaktion auf die erhaltene Dosis ab. Gelingt es mittels biologischer Indikatoren, die den Einfluss der individuellen Strahlenempfindlichkeit erfassen (Blutbild, Chromosomenaberrationen, Mikronuklei), Informationen zu Letzterer schnell zur Verfügung zu stellen, so können die behandelnden Ärzte dies später in der Therapie berücksichtigen. 

Prädilektionsorte für Strahlenspätfolgen

Durch epidemiologische Untersuchungen bei Personengruppen, die aus unterschiedlichen Gründen einer Strahlenexposition ausgesetzt waren, verfügt man inzwischen über ein umfangreiches Wissen zur krebsauslösenden Wirkung ionisierender Strahlung. Strahlenbedingte Krebs- und Leukämieerkrankungen treten erst Jahre oder Jahrzehnte nach einer Bestrahlung auf und lassen sich im klinischen Erscheinungsbild nicht von spontanen Erkrankungen unterscheiden. Für das strahlenbedingte Leukämie- und Krebsrisiko gibt es keine Schwellendosis. Auch niedrige Dosen erhöhen die Wahrscheinlichkeit für maligne Erkrankungen. Dabei sind bestimmte Organe und Organsystem eher betroffen als andere, wie die Nachuntersuchungen bei Überlebenden von Atombombenexplosionen zeigen (Tabelle 2).

Zwischen der Bestrahlung und dem vermehrten Auftreten von Krebserkrankungen besteht eine Latenzzeit, die für die einzelnen Krebsarten unterschiedlich lang ist. Die kürzesten Latenzzeiten für Erwachsene bestehen bei strahlenbedingten Leukämien und Schilddrüsenkrebserkrankungen (acht Jahre). Bei Bestrahlung im Kindesalter liegen die Latenzzeiten nur bei zwei bis drei Jahren. Für die anderen Krebsarten liegen sie bei über zehn Jahren.

Dr. med. Vera Zylka-Menhorn

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