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Die Auswirkung niedriger Strahlungsdosen auf das Herz

Das Wissen darüber, wie sich Strahlung auf die Herzfunktion auswirkt, ist von maßgeblicher Bedeutung, wenn man geeignete Vorsichtsmaßnahmen vornehmen möchte, um die Belastung so gering wie möglich zu halten. Die CARDIORISK-Initiative untersuchte die pathogenen Mechanismen, die aus der Bestrahlung erfolgen und die Herzmuskelperfusion und -vaskularisierung, die Stressantwort und die Herzfunktion beeinflussen.
Die Auswirkung niedriger Strahlungsdosen auf das Herz
Bis zuletzt ging man davon aus, dass sich der durch Bestrahlung hervorgerufene Schaden in Menschen lediglich durch Krebsbildung äußert. Aktuelle Hinweise haben dieses Dogma nun jedoch angefochten, da sie eine strahlungsbedingte Mortalität bei Herz-Kreislauf- und zerebrovaskulären Erkrankungen aufwiesen.

Diese epidemiologischen Daten rufen nach radiobiologische Experimente, die die Strahlungsrisiken erneut analysieren und definieren. Gerade wenn es um die Mengendefinition geht, sind experimentell gewonnene Nachweise erforderlich, um den funktionellen und pathogenen Einfluss einer gegebenen Strahlungsdosis zu bewerten.

Das EU-finanzierte Projekt "The mechanisms of cardiovascular risks after low radiation doses" (CARDIORISK) zielte darauf ab, die Auswirkung der Strahlenbelastung auf die Mikrozirkulation des Herzens und auf atherosklerotische Ablagerungen in Arterien zu analysieren. Zu diesem Zweck untersuchten Partner molekulare, entzündungs- und thrombosefördernde Veränderungen sowie Alterationen der Herzfunktion, einschließlich der Herzmuskelperfusion und Zellintegrität des Herzens. Genauere Informationen stehen online unter http://www.cardiorisk.eu zur Verfügung.

Als Versuchsmodelle verwendeten die Forscher eine Kontrollmausgruppe sowie Mäuse, die einen Apoliprotein-E-Mangel aufwiesen und somit eine Veranlagung zur Atherosklerosebildung haben. Nach zielgerichteter Bestrahlung des Herzens und der Arterien beobachteten die Forscher zu verschiedenen Zeitpunkten molekulare und zelluläre Antworten und brachten sie in Verbindung mit histopathologischen und funktionellen Veränderungen der Mikrovaskularisierung des Herzens und der Arterien. Um die kardiovaskulären Veränderungen in vivo untersuchen zu können, wurden die optische Kohärenztomografie (OCT) zur Gefäßdarstellung und die Einzelphotonen-Emissionscomputertomografie (SPECT-CT) für das Herz angewandt.

Angesichts der ausschlaggebenden Bedeutung der Angiogenese bei der Herzreparatur entwickelte das Konsortium In-vitro-Assays, um die Auswirkung der Strahlung auf die Neovaskularisierung im Herz analysieren zu können. Diese Assays demonstrierten, dass die angiogene Kapazität der Endothelzellen schon bei geringen Strahlungdosen beeinträchtigt war.

Untersuchungen der Entzündungsantworten und thrombotischen Veränderungen in den bestrahlten Herzen sowie die Analyse der Genexpression im Rahmen der Entzündung wiesen auf, dass der mikrovaskuläre Strahlenschaden in kleinen Kapillargefäßen unabhängig von entzündungsfördernden Ereignissen auftrat. Im Kontrast dazu wurden die Auswirkungen hoher Strahlungsdosen auf große Arterien durch fortschreitende Entzündung ausgelöst.

Auch wenn die Erkenntnisse des CARDIORISK-Projekts nahelegen, dass niedrige Strahlungsdosen an sich keine atherosklerotischen Veränderungen mit sich bringen, können sie doch indirekt die Stressantwort des Herzens beeinflussen. Daraus geht hervor, dass beim Gedanken an den Strahlungsschutz – insbesondere im Rahmen der Radioonkologie – verschiedene Dosen für den Herzmuskel und für die Herzkranzgefäße in Betracht gezogen werden müssen.

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