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Lexikon der Biologie: Strahlentherapie

Strahlentherapie w, Radiotherapie, Strahlenbehandlung, i.w.S. die Bestrahlung des ganzen Körpers oder einzelner Teile für therapeutische Zwecke mit Licht (Lichttherapie), Infrarot- (Infrarot) und Ultraviolettstrahlung (Ultraviolett), Mikrowellen und Kurzwellen (elektromagnetisches Spektrum) sowie Elektronen, i.e.S. die Behandlung mit ionisierenden Strahlen, wie Alphastrahlen, Betastrahlen, Gammastrahlen (Gammatherapie) und Röntgenstrahlen (Röntgentherapie). Neben der Röntgen- und UV-Bestrahlung zur Hemmung von Entzündungen (Ekzem), als Reizbestrahlung oder bei vegetativen Störungen ist das Hauptanwendungsgebiet der Strahlentherapie die Behandlung gut- und bösartiger Tumoren (Krebs). Ziel der Radiotherapie in der Onkologie ist die vollständige Vernichtung der Tumorzellen – unter der Nebenbedingung, das gesunde Gewebe so gut wie möglich zu schonen. Deshalb wird die Strahlenmenge fraktioniert und aus verschiedenen Richtungen konform im Tumor fokussiert. Strahlenart und -energie werden nach der Art und dem Sitz der Geschwulst gewählt. Man unterscheidet 1) Teletherapie: Bestrahlung mit beschleunigten Elektronen ( vgl. Infobox 1 ) oder mit durch Bremsstrahlung aus diesen erzeugten Photonen (4–50 MeV), wie sie in Elektronenbeschleunigern erzeugt werden. Außerdem werden auch Bestrahlungsgeräte mit Kobalt (Gammastrahlung) bei einer mittleren Energie von 1,25 MeV betrieben. Eine weitere Möglichkeit bieten Bestrahlungen mit schweren Ionen (Schwerionentherapie mit Energien von einigen hundert MeV; Schwerionenforschung). 2) Brachytherapie: Anwendung inkorporierter Radionuklide zur Bestrahlung direkt am oder im Tumor. – Die therapeutische Wirkung von Röntgenstrahlung wurde sehr früh erkannt. Bereits 1896, weniger als ein Jahr nach der Entdeckung durch W.C. Röntgen, fand in Chicago die erste Tumorbestrahlung statt. Daraus entwickelte sich in enger Zusammenarbeit zwischen Medizinern, Physikern und Ingenieuren eine klinische Erfahrungswissenschaft – die Strahlentherapie – und mit ihr eine Methode, Krebs zu behandeln und in vielen Fällen zu heilen. Röntgenstrahlen lassen sich einteilen in a) weiche Strahlen mit einer maximalen Photonenenergie von etwa 100 keV und einer mittleren Eindringtiefe in Wasser und damit menschliches Gewebe zwischen 1 mm und 5 cm, zur Oberflächentherapie von z.B. Hauttumoren, b) harte Strahlen mit einer maximalen Photonenenergie von 100–1000 keV und einer mittleren Eindringtiefe in Wasser zwischen 5 und 15 cm zur schmerzstillenden Bestrahlung in mittleren Tiefen, z.B. bei Reizzuständen von Gelenken, Muskeln und Sehnen, und c) ultraharte Strahlen mit einer maximalen Photonenenergie von über 1000 keV und einer mittleren Eindringtiefe in Wasser zwischen 15 und 50 cm zur Bestrahlung von Tumoren in größeren Tiefen. – Das Problem der Strahlentherapie liegt nicht eigentlich in der „Sterilisierung“ der Tumorzellen, die durch eine genügend hohe Dosis immer zu erreichen ist, sondern in einer möglichst weitgehenden Schonung des umgebenden gesunden Gewebes. Die Toleranz des normalen Gewebes ist in verschiedenen Organen sehr unterschiedlich: der wachsende Organismus, die Geschlechtsorgane und das Auge (Augenlinse) sind besonders empfindlich, während das Muskelgewebe recht resistent ist. Bei der Vielfraktionenbehandlung wird eine Tumorheilung erreicht, ohne die Hauttoleranzdosis zu überschreiten. Je nach Größe des bestrahlten Bereichs wird Röntgenstrahlung mit einer Energie zwischen 4 und 18 MeV (10 Gray pro Woche in 5 Fraktionen) angewandt. Außerdem werden neue Applikationstechniken wie die intensitätsmodulierte Radiotherapie eingesetzt. Um eine bessere Schonung des gesunden Gewebes zu erzielen, wird die Intensität innerhalb des Strahlungsfelds moduliert. – Von großer Bedeutung für die Teletherapie ist ein geeignetes Tiefenprofil der eingesetzten Strahlung. Es zeigt sich, daß Gamma- oder Elektronenstrahlung zwar ihr Dosismaximum in einer gewissen Tiefe im Körper haben, daß dieses Maximum jedoch nicht sehr scharf ausgeprägt ist, so daß die Umgebung sehr stark mitbetroffen wird. Noch schlechter sind in diesem Sinne Röntgenstrahlen und Neutronen geeignet (Neutronentherapie), deren Tiefenprofil praktisch exponentiell (Exponentialfunktion) verläuft, wenn man vom unmittelbaren Eintrittsbereich absieht. Beschleunigte schwere Ionen oder Protonen (Protonentherapie) hingegen bieten mehrere Vorteile: Sie haben ein invertiertes Dosisprofil, die deponierte Dosis wächst dementsprechend mit zunehmender Eindringtiefe und hat kurz vor der maximalen Reichweite, also im Tumor, ein scharfes Maximum (sog. Bragg-Peak). Außerdem werden massivere Partikel beim Durchgang durch dicke Gewebeschichten wesentlich weniger abgelenkt als leichtere und können daher mit magnetischen Linsen extrem genau auf den Tumor gebündelt werden. Wird eine Dosis – wie in der Strahlentherapie üblich – auf mehrere Anteile verteilt verabreicht, so kann die zu sterilisierende Zelle bei Verwendung von dünn ionisierenden Strahlen die ersten Schäden wieder reparieren. Sie wird somit insgesamt widerstandsfähiger. Dieser unerwünschte Effekt tritt bei schweren Ionen nicht ein; er scheint sich sogar umzukehren, was bedeutet, daß eine zweite Dosisfraktion wirksamer ist als die erste. Dies scheint damit zusammenzuhängen, daß Ionenstrahlen in die verschiedenen Phasen des Zellzyklus anders eingreifen als elektromagnetische Strahlen. – Die Strahlentherapie ist häufig nicht die alleinige Maßnahme zur Tumorbekämpfung, sondern wird in Verbindung mit chirurgischen Eingriffen und der Chemotherapie verwendet ( vgl. Infobox 2 ). Bestrahlungsverfahren, Biophysik, Döderlein (A.), Giesel (F.O.), Gray (L.H.), Radioiodtherapie, Strahlenbelastung, Strahlenschäden.

Lit.: Lohr, F., Wenz, F.: Strahlentherapie kompakt. München 2003. Richter, E., Feyerabend, T.: Grundlagen der Strahlentherapie. Berlin – Heidelberg 2002. Scherer, E. (Hrsg.): Strahlentherapie: radiologische Onkologie. Berlin – Heidelberg 41996.

Strahlentherapie

1: Elektronentherapie: Bei dieser Form der Strahlentherapie werden Elektronen mit einem Teilchenbeschleuniger auf Energien zwischen ca. 4 und 50 MeV gebracht. Typische Eindringtiefen in Gewebe betragen etwa 5 cm bei 10 MeV und 10 cm bei 20 MeV. Damit findet die Elektronentherapie bevorzugt bei der Bestrahlung oberflächennaher Tumore Verwendung. Ein Vorteil der Elektronentherapie ist zum einen die über die Elektronenenergie regulierbare Eindringtiefe, zum anderen fällt die Dosis nach Erreichen ihres Maximums steil ab, weshalb Gewebe hinter dem zu bestrahlenden Krankheitsherd weitgehend geschont wird.

Strahlentherapie

2: Ziel der kurativen Strahlentherapie in der Onkologie ist die Vernichtung der Tumorzellen bei möglichst geringer Schädigung des gesunden, angrenzenden Gewebes. Meist wird die Strahlentherapie dazu mit einer Chemotherapie oder einer Operation kombiniert. Die palliative Strahlentherapie dient allein der Tumorverkleinerung zur Lebensverlängerung oder Beschwerdeverminderung, nicht der Heilung. Aufgrund der schlechten Heilungstendenz der strahlengeschädigten Haut sollten Verletzungen vermieden und das Bestrahlungsfeld besonders gepflegt werden. Auch eine besondere Hygiene ist aufgrund der verminderten Abwehrlage notwendig, um Infektionen zu vermeiden. Bei der Ernährung sollte der Krebskranke auf eine ausreichende Zufuhr von Vitaminen achten, die Speisen sollten nicht zu scharf gewürzt und leicht verdaulich sein. Weiterhin sollte auf große Trinkmengen geachtet und Alkohol und Zigaretten (Rauchen) vermieden werden. Als Nebenwirkungen treten je nach Strahlendosis und Dauer der Bestrahlung Strahlenschäden in unterschiedlichem Ausmaß auf. Insgesamt wird die Strahlentherapie jedoch recht gut vertragen und kann ambulant durchgeführt werden. Dies erklärt ihren großen Stellenwert in der palliativen Krebsbehandlung.

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