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Nebenwirkungen der Bestrahlung

 

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Warum können Nebenwirkungen bei einer Strahlentherapie auftreten?

In der Strahlentherapie wird sogenannte ionisierende Strahlung verwendet. Ionisierung bedeutet, dass die Strahlung im Gegensatz zu anderen Strahlenarten (z.B. Wärmestrahlen, Sonnenstrahlen, sichtbares Licht) aus den Atomen, aus denen die Gewebe aufgebaut sind, Elektronen herausschießen kann. Es handelt sich um energiereiche Strahlung. Dadurch kommt es zu verschiedenen physikalischen und chemischen Strahleneffekten, an deren Ende nach unterschiedlich langer Zeit (Minuten bis mehrere Jahre) verschiedene Auswirkungen entstehen können: Stoffwechselveränderungen, Mutationen, Entstehung von bösartigen Geschwülsten, Funktionseinschränkungen.

Die Strahlung tritt also mit den Geweben in Wechselwirkung und man unterscheidet die sogenannte direkte und indirekte Strahlenwirkung. Direkte Strahlenwirkung: Aus einem organischen Molekül werden ein oder mehrere Bindungselektronen entfernt. Je höher die Dosis ist, desto mehr „Hits“ schlagen ein. Bei der indirekten Strahlenwirkung kommt es erst durch die Wechselwirkung der Strahlung mit Sauerstoff und Wasser zur Bildung von Radikalen und Peroxiden. Diese schädigen dann die organischen Moleküle.

Die Strahleneffekte können in allen Geweben entstehen, im Tumor (erwünscht) und auch im Normalgewebe. Es handelt sich deshalb von der Nomenklatur her nicht um zufällige „Schäden“ und unkalkulierbare „Nebenwirkungen“ sondern um Strahlenfolgen. Im Folgenden wird deshalb die Bezeichnung „Strahlenfolgen“ verwendet.

 

Was sind die häufigsten Strahlenfolgen aufgrund einer Strahlentherapie? 

Die Strahlentherapie ist eine lokale Therapie wie die Operation. Begleiterscheinungen treten nur dort auf, wo auch bestrahlt wird. Beispiel: wird an der Brust bestrahlt, kann es sicher dadurch nicht zu Haarausfall am Kopf oder Zahnschädigungen kommen. So kann es in Abhängigkeit von der Lage des bestrahlten Zielvolumens und der im jeweiligen Organ eingestrahlten Dosishöhe zu folgenden Begleiterscheinungen kommen:

  • Blutbildveränderungen (niedrige Leukozytenzahlen / weiße, rote Blutkörperchen, Blutplättchen)
  • strahlenbedingte Hautrötung / Abschilferung von Hautzellen
  • Pigmentverschiebung an der Haut (stärkere oder geringere Pigmentierung)
  • Verfestigung der Muskeln (Fibrose)
  • Schleimhautentzündung (z.B. im Mund, aber auch Magen, Darm, was sich dann durch Durchfall äußern kann)
  • Lungenentzündung
  • hormonelle Einschränkungen (Hirnanhangsdrüse, Hoden, Eierstöcke)
  • Herzkranzgefäßverengungen

Es können auch mehrere Strahlenfolgen gleichzeitig auftreten, wenn mehrere Organe in eine entsprechende Dosis einbezogen werden müssen.

 

 

Ab wann können Strahlenfolgen auftreten?

Die Wahrscheinlichkeit, dass Strahlenfolgen auftreten, hängt von der Höhe der Dosis ab, mit der um oder im Tumorbereich liegende Normalgewebe belastet werden müssen. Die moderne Strahlentherapie wird dreidimensional geplant und die Dosis sehr präzise an das zu bestrahlende Volumen angepasst. Trotzdem werden – egal mit welcher Strahlenart (Photonen, Protonen, Elektronen, Gammastrahlung) - normale Gewebe durchstrahlt und eine konkret berechnete bekannte Dosis wird dort deponiert. So ist die Strahlentherapie trotzdem manchmal eine Gratwanderung zwischen der Tumorzerstörung und dem Risiko für Strahlenfolgen am Normalgewebe.

Zusätzlich wird unterschieden zwischen stochastischen und nichtstochastischen Wirkungen. Stochastische Wirkungen unterliegen dem Zufallsprinzip und es gilt das „Alles-oder-Nichts-Gesetz“. Dieser Effekt betrifft durch Strahlung hervorgerufene Mutationen in Geweben (genetische Veränderungen), die zum Beispiel auch zur Krebsentstehung führen können. Der gleiche Effekt betrifft auch andere schädliche Substanzen, zum Beispiel Chemotherapie. Es gibt dafür keine Schwellendosis – auch kleinste Dosen können den Effekt auslösen, aber die Wahrscheinlichkeit nimmt mit der Dosis zu.

Nichtstochastische Wirkungen treten dagegen erst nach Überschreiten einer Schwellendosis ein und mit steigender Dosis nimmt auch die Wirkung zu. Zu den nicht-stochastischen Wirkungen gehören die Früh- und Spätfolgen. Der Strahlentherapeut kennt sehr genau die Toleranzdosen der Organe und Gewebe. Diese Toleranzdosen der Gewebe unterscheiden sich nämlich. Hoch strahlenempfindliche Gewebe sind zum Beispiel die Stammzellen im Knochenmark und das Dünndarmepithel, mäßiggradig empfindliche Organe die Augenlinse, die Haut und die Nieren und gering empfindliche Organe der Dickdarm, die Blutgefäße und die Harnblase. Als weitgehend strahlenresistent gelten der Knochen, das Bindegewebe und die peripheren Nerven.

 

Wann muss man mit stärkeren Begleiterscheinungen aufgrund der Bestrahlung rechnen?

Wahrscheinlichkeit und Ausmaß von Strahlenfolgen hängen von mehreren Faktoren ab:

  • Strahlenart: hoch energetische Strahlen (Linearbeschleuniger-Photonen, Protonen) belasten das Gewebe durch die weitere Eindringtiefe und die geringere Streuung weniger als niedrig energetische Strahlen (Röntgenstrahlen) oder andere Strahlenarten (hochenergetische Ionen, Elektronen, Korpuskularstrahlung). Auch die biologische Wertigkeit der jeweiligen Strahlenart ist dabei wichtig (relative biologische Wirksamkeit).
  • Größe des Zielvolumens und damit ein zwangsläufig größeres Volumen des gleichzeitig durchstrahlten normalen Gewebes. Je größer das Zielvolumen ist, desto wahrscheinlicher ist das Entstehen von Begleiterscheinungen.
  • Gewebeart, welche mit bestrahlt werden muss 
  • Fraktionierung, dies bedeutet: Dosis-Zeit-Verhältnis. In kurzer Zeit verabreichte hohe Dosen können größere Effekte bewirken als eine über einen langen Zeitraum verabreichte Bestrahlung (Protrahierung). Diese birgt allerdings das Risiko bei manchen Tumoren, dass sich auch die Tumorzellen während der langen Zeit immer wieder von der Bestrahlung erholen können.
  • Zusätzliche schädliche Faktoren, wie Alkohol, Rauchen, Chemotherapie, Übergewicht (z.B. sehr große Brust bei der Brustbestrahlung), manche Antibiotika und andere Medikamente und Nahrungsergänzungsmittel (z.B. Johanniskraut) können die Strahlenwirkung verstärken – diese Wirkung der Medikamente wird am Tumor ausgenutzt (Chemotherapie), kann aber auch ein erhöhtes Risiko für Begleiterscheinungen mit sich bringen.
  • Individuelle Faktoren: Ernährungszustand (Mangelernährung), Durchblutung (Gefäßsklerosen), Entzündungen und höheres Lebensalter können das Risiko für Begleiterscheinungen erhöhen und auch deren Abheilen kann dabei verzögert werden.

 

Wie lange können Strahlenfolgen nach der Bestrahlung andauern?

Die Strahlenfolgen werden auf den Zeitpunkt ihres Auftretens bezogen. So werden akute und späte Strahlenfolgen unterschieden, da die Gewebe nicht nur unterschiedliche Toleranzdosen haben, sondern auch entweder früh oder spät auf die Strahlung reagieren. Das hängt davon ab, ob sie vorwiegend aus sich schnell (frühe Folgen) oder langsam (späte Folgen) teilenden Zellen bestehen. Definitionsgemäß finden Langzeitfolgen ab dem 91. Tag nach Therapie statt. Sie sind nicht oder kaum vorhersehbar, da auch kein direkter Zusammenhang zwischen akuten und chronischen Folgen besteht.

Akute Strahlenfolgen treten schon während der Bestrahlungsserie auf, verstärken sich bis zum Ende der Bestrahlung und eventuell noch kurz darüber hinaus, bevor sie dann über einige Wochen wieder abheilen und meist folgenlos verschwinden. Die Nebenwirkungsgrade werden objektiv nach CTC-Einteilung bewertet (Common Toxicity Criteria for Adverse Events; Grade 0 „keine“ bis 4 „sehr schwere Nebenwirkungen“). Späte Strahlenfolgen erscheinen Monate bis Jahre nach Ende der Strahlentherapie ausgehend von sich wenig oder langsam teilenden Zellen (Gehrin, Rückenmark, Knochen, Bindegewebe). Sie werden nach LENT-SOMA Graden eingeteilt (Late Effect in Normal Tissue; Subjective, Objective, Management, Analytic).

Die Nebenwirkungen und der Verlauf sind organspezifisch und hängen von der applizierten Dosis (Dosiseinheit ist das Gray = Gy) und können hier nicht alle detailliert beschrieben werden. Die Patienten bekommen auch darüber eine ausführliche Aufklärung in den strahlentherapeutischen Erstgesprächen vor Therapiebeginn. Im Folgenden ein Beispiel für die Veränderungen, die während einer Bestrahlung wegen Kopf-Hals-Tumoren entstehen:

  • Mundschleimhautentzündung: Die Mundschleimhautentzündung entsteht früh und ist immer dosisabhängig. Ab der zweiten Bestrahlungswoche (Dosis bei 10 bis 20 Gy) kommt es regelhaft oft zur Appetitverlust, verändertem Geschmackssinn, fleckiger Entzündungsreaktion und ab der dritten und vierten Woche auch zu Schluckbeschwerden (Dosis bei 30 bis 40 Gy). Abschilferungen der Schleimhaut werden mit Fibrinpseudomembranen (Zusammenballen von abgeschilferten Blutplättchen), sonstigen Zellablagerungen und Leukozyten (Entzündungszellen) belegt. Die entzündete Schleimhaut neigt zur Superinfektion mit Bakterien und Pilzen (Befall der Schleimhaut mit Keimen). In der Folge kann es zur verringerten Zufuhr von Nahrung, Flüssigkeit, Allgemeinzustandsverschlechterung und fehlender Gegensteuerung zur Austrocknung kommen. Die maximale Strahlenreaktion besteht in der fünften Woche (Dosis 50 Gy), die Erholung dauert bis etwa vier Wochen nach Ende der Strahlentherapie. Die Schleimhautschicht bleibt jedoch weiterhin dünner und empfindlicher. Bei Dosen von über 50 Gy ist bei mehr als 50% der Patienten mit einer Mundschleimhautentzündung Grad 3 bis 4 zu rechnen, unter 30 Gy tritt sie praktisch nie mit Grad 3-4 auf.
  • Mundtrockenheit: Die Strahlenreaktion an den Speicheldrüsen kann mit einer vermehrten Speichelsekretion beginnen und sie ist dosisabhängig. Bereits ab der zweiten / dritten Woche (20 Gy) kann der Speichel zäher und der Speichelfluss weniger werden. Prophylaktisch ist nur die Reduktion des bestrahlten Speicheldrüsenvolumens wirksam. Bei einer Gesamtdosis von 20 bis 25 Gy ist die Mundtrockenheit innerhalb eines Jahres in der Regel reversibel. Das Risiko für langfristige Mundtrockenheit liegt dann unter 5%. Durch häufiges Mundspülen während der Therapie wird der zähe Speichel entfernt und die Hygiene im Mund erleichtert.
  • Strahlenkaries: Ursächlich können indirekt erstens die strahlentherapie-bedingte Mundtrockenheit (Grund: kontinuierlicher Mineralverlust des Zahnschmelzes) und zweitens direkte strahlentherapie-bedingte Zahnhartgewebeveränderungen an der Schmelz-Dentin-Grenze sein, wobei diese unter der Dosis von 20 Gy nicht vorkommen. Erste Schäden können nach 6 bis 7 Monaten vorhanden sein. Der Zahnschmelz wird dabei untergraben bis die gesamte Zahnkrone zerstört sein kann. Selbst vorher naturgesunde Zähne können nach 6 Jahren nur noch eine Überlebensrate von 38% haben. Strahlenkaries ist eine lebenslange Bedrohung und erfordert immerwährende Präventionsmaßnahmen. Die begleitende Betreuung der im Kopf-Hals-Bereich bestrahlten Patienten durch einen Zahnarzt soll deshalb erfolgen.
  • Infizierte Osteoradionekrose (Kiefernekrose): Bei einer verordneten Dosis von unter 40 bis 50 Gy ist die infizierte Osteoradionekrose selten. Nach hohen Strahlungsdosen kann es in bis zu 23% vor allem am Unterkiefer zum Absterben des Kieferknochens kommen, der sich durch ortsständige Keime der Mundhöhle infiziert. Klinisch zeigen sich Schleimhautdefekte mit chronisch freiliegendem Knochen.

 

Was kann man gegen Strahlenfolgen tun?

Einige Maßnahmen werden ergriffen, um Strahlenfolgen zu vermeiden oder zumindest zu verringern – die Strahlentherapeuten erstellen nicht nur die Bestrahlungsplanung, hauptsächlich kümmert sich ein fachkundiges Team aus Ärzten, Schwestern, MTRAs um die Versorgung der Patienten während und nach der Therapie, die Nachsorge findet in der Regel über 5 Jahre statt. Im folgenden wird wieder wie oben am Beispiel der Bestrahlung im Kopf-Hals-Bereich erklärt.

  • Strahlentherapieplanung/Technik: Allem vorangestellt kommt es auf eine hohe Qualität der Strahlentherapie-Planung und -Verabreichung an. Die Prophylaxe der Mundschleimhautentzündung und Mundtrockenheit sind wesentliche Aspekte der Therapieplanung. Dabei sollen die Normalgewebe so gut es planerisch geht, von der Strahlendosis entlastet werden. Die sogenannte Intensitätsmodulierte Radiotherapie hat hier bei vielen Tumoren einen riesigen Sprung zur Verbesserung ermöglicht. Folgende Toleranzdosen sollen an den Normalgeweben im Kopf-Hals-Bereich nicht überschritten werden, dann resultieren die unter dem genannten Risikoorgan in Klammern genannten Nebenwirkungen in < 5%:
    • Kieferknochen: maximale Dosis kleiner 66 Gy (Knochennekrose/Absterben des Knochens)
    • Ohrspeicheldrüse: mittlere Dosis kleiner 20-25 Gy (Mundtrockenheit)
    • Mundhöhle: mittlere Dosis kleiner 30 Gy (schwere Schleimhautentzündung)
    • Kehlkopf: mittlere Dosis kleiner 50 Gy (dauerhafte Heiserkeit)
  • Hinzuziehen anderer Spezialisten und Verordnung von Pflegemitteln:  z.B. Zahnärztliche Betreuung bei Bestrahlung: Die Patienten sollten zur Mundpflege, Spülungen und Zahnpflege informiert werden- weiche Zahnbürste, milde Zahnpasta, häufige Spülungen (Salbeitee, Wasser, lokale Pilzprophylaxe mit Ampho-Moronal). Es soll zusätzlich eine Begleitbetreuung beim Zahnarzt erfolgen. Bezüglich der zahnärztlichen/kieferchirurgischen Maßnahmen vor, während und nach der Bestrahlung gibt es auch Stellungnahmen der deutschen Fachgesellschaften (Deutsche Gesellschaft für Radioonkologie, Deutsche Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, Deutsche Gesellschaft für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie), die die einzelnen Maßnahmen beschreiben. Zahnärztliche Betreuung vor/während Bestrahlung: Kariesbehandlung und ggf. Zahnextraktion von nicht erhaltungswürdigen, kariösen Zähnen vor Bestrahlung bei zu erwartenden Dosen über 40/50 Gy an den Zähnen / am Kieferknochen (Prophylaxe der Osteoradionekrose), Entfernung von Belägen, Glätten von Kanten, Fluoridierung mittels Schiene oder Fluoridlösungen. Fluoride stärken die Säureresistenz der Zahnhartsubstanzen, fördern die Remineralisation und hemmen schädliche Mikroorganismen. Fluoridierungsschienen können vom Zahnarzt angefertigt werden. Die primäre Prophylaxe der Strahlenkaries kann mit Schienen (5 bis 10 min tgl. mit Fluoridgel) oder Fluoridlösungen/Fluoridzahnpasta erfolgen. Die Fluoridierungsschiene wird nicht zur Bestrahlung getragen und dient nicht der Weichgeweberetraktion. Bei Schmerzhaftigkeit durch Schleimhautdefekte kann die Fluoridschiene während der Strahlentherapie ausgesetzt werden. Alle ein bis zwei Wochen Inspektion der Mundhöhle durch den Zahnarzt.
  • Betreuung nach der Bestrahlung: Vor allem nach der Strahlentherapie sollte die Intensivfluoridierung zur Kariesprophylaxe fortgeführt werden. Eine Prothesenkarenz besteht für 3 bis 6 Monate (Vermeidung von Druckstellen, Infektionsherden). Jede Karies muss durch Füllungstherapie oder Überkronung (bei Karies Grad 1 und 2) oder Zahnentfernung (bei Grad 3 und 4) vom Zahnarzt behandelt werden. Die Prothesentoleranz ist wegen der Mundtrockenheit oft schwierig. Der Implantat-getragene Zahnersatz ist mit guter Prognose möglich. Regelmäßige zahnärztliche Kontrollen mindestens alle 3 Monate, im Einzelfall alle 4 Wochen.
  • Komplementärmedizin: Die Komplementärmedizin hat heute einen festen Stellenwert in der Prähabilitation (das „Fit werden“ vor der Therapie im Hinblick auf Bewegung, Kraft, Ausdauer und Psyche), begleitend zur Therapie und in der Nachsorge. Hier sind die Themen Ernährung, Sport (onkologische Trainingstherapie), Glaube und Spiritualität, Psychoonkologie, aber auch Naturheilkunde und Mind-Body-Medizin wichtig und eine Säule, die in das moderne Gesamtkonzept der Strahlentherapie fest integriert ist.

    

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Zuletzt geändert am: 01.09.2021
Autor
Expertengremium Strahlentherapie

Hauptautorin: Priv.Doz. Dr. med Antje Fahrig - Fachärztin für Strahlentherapie und Radioonkologie, Kommissionmitglied der Ärztlichen Stelle Strahlentherapie der Landesärztekammer Bayern

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