Techniklexikon

Dosis-Effekt-Kurve

KernphysikBiophysik, Dosis-Wirkungs-Kurve, graphische Darstellung der Abhängigkeit des Logarithmus des biologischen Effektes (z.B. Überlebensrate von Bakterien, Viren oder Zellkulturen, Restaktivität von Enzymen, Schwere der Strahlenkrankheit) von der Dosis der ionisierenden Strahlung (Abb.). Die Treffertheorie versucht, die Dosis-Effekt-Kurven mit dem stochastischen Prozess der Strahlenabsorption durch das Postulat strahlenempfindlicher Ziele (engl.: targets) zu verbinden. Typischerweise gibt es vier Formen von Dosis-Effekt-Kurven :

1) Exponentieller Verlauf (z.B. Inaktivierung von Enzymen oder Viren): Ein Inaktivierungsmodell, in welchem ein einziger Treffer ausreicht, ist mit dieser Kurve vereinbar.

2) Schulterkurve: Niedrige Strahlendosen führen zu sehr geringem Effekt. Erst bei steigenden Dosen nimmt die Kurve exponentiellen Verlauf an. Diese Kurve entspricht Modellen mit mehrfachen Treffern, entweder in ein und demselben Kompartiment oder in mehreren disjunkten empfindlichen Treffbereichen.

3) Zweiphasige "durchhängende" Kurven: Sie sind erklärbar für heterogene Populationen (z.B. von Bakterien) mit unterschiedlicher Strahlenempfindlichkeit. Der zunächst höhere Effekt entsteht durch die stärkere Betroffenheit der empfindlicheren Subpopulation.

4) Stimulationskurven: Manchmal treten bei niedrigen Strahlendosen positive Effekte auf, d.h. die Bestrahlung initiiert Reparaturprozesse, welche den Strahlenschaden überkompensieren. Diese Erscheinung ist bei Pflanzen, Tieren und Pilzen bekannt.

Dosis-Effekt-Kurve: Im Unterschied zu chemischen Agentien konnten bei ionisierender Strahlung bisher keine Schwellenwerte nachgewiesen werden.