Physikalische und Biologische Grundlagen einer Bestrahlung

Um was für Strahlen handelt es sich?

Bei der Bestrahlung werden zwei Arten von Strahlung verwendet: zum einen hochenergetische Röntgenstrahlung, d.h. ungeladene Teilchen (Photonen, vergleichbar mit denen bei einer CT-Untersuchung), und zum anderen negativ geladene Teilchen (Elektronen) mit Energien jeweils zwischen 6 und 15MeV.

Die Photonenstrahlung besitzt eine große Eindringtiefe und wird daher vorwiegend zur Behandlung tiefliegender Tumore verwendet. Dagegen beträgt die Reichweite der Elektronenstrahlung nur wenige Zentimeter und wird zur Therapie oberflächennaher Tumore verwendet. Dabei dringt die Strahlung bei der Behandlung völlig schmerzfrei durch die Haut in den Körper ein.

Die Bestrahlung kann auf zwei Arten erfolgen: entweder wird die Strahlung von außen (Teletherapie, Perkutane Therapie) oder von innen (Brachytherapie, Afterloading) in das Zielgebiet eingebracht.

Bestrahlung durch die Teletherapie

Bei der Bestrahlung durch die Teletherapie wird sowohl die Photonen- als auch die Elektronenstrahlung mit einem Linearbeschleuniger erzeugt und über die Haut  in  das Zielgebiet eingebracht. Um bei der Bestrahlung das gesunde Gewebe, das notwendigerweise mit durchquert wird, bestmöglich zu schonen, sind neben einer speziellen Lagerung eines jeden Patienten auch eine Bestrahlungsplanung mit mehreren Einstrahlrichtungen notwendig. Außerdem sind die gesunden Zellen weniger strahlensensibel als die Tumorzellen.

Bestrahlung durch die Brachytherapie / Afterloading

Im Gegensatz zur Teletherapie wird  bei der Brachytherapie ein sogenannter Strahlenapplikator direkt oder in die Nähe des Tumors eingesetzt. In diesen Applikator fährt dann die radioaktive Quelle und gibt  ihre Strahlung direkt an die Tumorzellen  ab. Nach Ende der Bestrahlung (einige Minuten) wird beides wieder entfernt. Der Vorteil  gegenüber der Teletherapie ist folglich die sehr begrenzte Belastung des umgebenden Gewebes.

Warum kann mit einer Bestrahlung der Tumor behandelt werden?

Die Strahlung alleine ist für die Behandlung nicht maßgeblich entscheidend, sondern die dabei auf das Gewebe übertragene Energie und  die dadurch verursachten Wechselwirkung der Strahlung mit dem Gewebe. Die kleinste lebende Einheit eines jeden Organismus - und auch jeden Tumors - ist die Zelle. Im Zellkern befindet sich die DNA, in der sämtliche Informationen zum Aufbau und zur Funktionsweise der Zelle gespeichert sind. Das Überleben der Zelle wird durch Zellteilung gesichert. Die Zellteilung ist jedoch nur dann erfolgreich, wenn die Verdopplung der DNA ohne Fehler erfolgte. Genau an dieser Stelle setzt die Bestrahlung an: sie kann die DNA an verschiedenen Stellen so in ihrer Struktur verändern, dass die Zellteilung nicht mehr stattfinden kann. Als Folge stirbt die Tumorzelle ab. Die gesunden Zellen sind deutlich weniger strahlensensibel und können sich in den Zeiten zwischen den Bestrahlungssitzungen und nach der Bestrahlung erholen.

Wann und warum erfolgt parallel zur Strahlentherapie eine Chemotherapie?

Die Chemotherapie ist im Gegensatz zur Strahlentherapie eine medikamentöse Behandlung. Bei bestimmten Tumorarten wird eine Kombination einer Strahlentherapie mit einer Chemotherapie gewählt, um die Wirkung der Strahlentherapie weiter zu verstärken. Dabei können durch die Chemotherapie die Tumorzellen gegenüber der Bestrahlung empfindlicher gemacht werden.