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Strahlung und Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen im Niedrigdosisbereich

Ionisierende Strahlung erhöht auch bei vergleichsweise niedrigen Dosen die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Dies legt eine umfassende Metastudie nahe, an der auch das Bundesamt für Strahlenschutz beteiligt war und die in der renommierten Fachzeitschrift British Medical Journal erschienen ist. Diese Erkenntnisse sind zum Beispiel relevant für den beruflichen Strahlenschutz oder Patient*innen, die sich einer Strahlenanwendung unterziehen.

Abbildung des Herz-Kreislaufsystems des Menschen Herz-KreislaufsystemQuelle: peterschreiber.media/Stock.adobe.com

Ein erhöhtes Risiko für Herzerkrankungen nach Strahlentherapien ist seit Langem bekannt. Insbesondere Studien zu Strahlentherapien nach Brustkrebs oder Hodgkin Lymphomen haben diesen Zusammenhang wissenschaftlich gut untersucht. Strahlendosen im Bereich des Herzens oder anderer Organe und Gewebe, die für das Herzkreislaufsystem wesentlich sind, können bei einer Strahlentherapie mit einigen Gray sehr hoch sein.

In den letzten Jahren gab es jedoch zusätzlich auch aus Studien, die einen deutlich niedrigeren Strahlendosisbereich von 500 Milligray (mGy) und weniger untersuchten, Hinweise auf ein erhöhtes Risiko. Dennoch ist im Bereich moderater oder niedriger Strahlendosen die wissenschaftliche Evidenz für einen Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen bisher noch wenig belastbar, da sie aus relativ wenigen Studien und einer bisher eher widersprüchlichen Studienlage stammt.

Mit dem aktuellen systematischen Review und der Metaanalyse wurde die wissenschaftliche Evidenz nun deutlich gefestigt.

VorgehensweiseEinklappen / Ausklappen

Ein internationales Forschungsteam hat mehr als 15.000 Studien gesichtet, die sich mit dem Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen nach einer Strahleneinwirkung beschäftigen. Davon verblieben 93 aussagekräftige Studien, die in einer Metaanalyse ausgewertet wurden.

Die betrachteten Studien deckten eine große Bandbreite an Strahlenexpositionen in verschiedenen Situationen ab - hauptsächlich Strahlentherapie und berufliche Strahlenexposition, aber auch radiologische Diagnostik und Umweltexpositionen.

Neben Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurden die Untergruppen ischämische Herzerkrankungen (z.B. Herzinfarkt), andere Herzerkrankungen, zerebrovaskuläre Erkrankungen (Schlaganfälle und sonstige Erkrankungen der Blutgefäße des Gehirns) sowie weitere kardiovaskuläre Erkrankungen betrachtet.

Ergebnisse der MetaanalyseEinklappen / Ausklappen

Die Metaanalyse zeigt mit steigender Strahlendosis einen Anstieg des Risikos. Das Risiko variiert zwischen den Untergruppen und ist am höchsten für zerebrovaskuläre Erkrankungen wie etwa Schlaganfälle und sonstige Erkrankungen der Blutgefäße des Gehirns.

Das zusätzliche relative Risiko für alle Herz-Kreislauf-Erkrankungen zusammen beträgt in der Metaanalyse 11 Prozent pro Gray. Das ohne Strahlung vorhandene Erkrankungsrisiko würde sich wie folgt erhöhen:

  • bei 0,1 Gray (100 Milligray) um 1,1 Prozent,
  • bei 1 Gray um 11 Prozent
  • bei 2 Gray um 22 Prozent.

Ein signifikanter Risikoanstieg wurde auch gefunden, wenn die maximale Dosis unter 500 Milligray lag. Dies galt auch für die Untergruppe der ischämischen Herzerkrankungen.

Die Metaanalyse zeigte auch, dass zwischen den Ergebnissen verschiedener Studien deutliche Unterschiede bestehen. Diese waren aber geringer bei Studien mit hoher Qualität und bei Studien zum relativ niedrigen Dosisbereich bzw. zu niedrigen Dosisraten.

Auffällig war ein höheres relatives Risiko pro Einheit Strahlendosis für ischämische Herzerkrankungen und alle Herz-Kreislauf-Erkrankungen zusammen, wenn die Dosis gering (unter 500 Milligray) oder Dosisrate gering (langanhaltende Dosis über Stunden oder Jahre) war im Vergleich zum Risiko bei höheren Strahlendosen oder Dosisraten.

Das zusätzliche absolute Lebenszeitrisiko an einer Herz-Kreislauf-Erkrankung wegen Strahlung zu sterben ist in der Meta-Analyse mäßig, aber signifikant erhöht. Je nach Studie und betrachtetem Land sowie den zugrundliegenden unterschiedlichen Sterberaten für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, lag es zwischen 2,3 Prozent (England und Wales) und 3,6 Prozent (Deutschland) pro Gray. Das heißt pro 100 Personen, die einer Strahlendosis von 1 Gray ausgesetzt sind, würden durch die Strahlung zusätzlich 2 bis 4 Personen an einer Erkrankung des Kreislaufsystems sterben. Dabei dominieren zerebrovaskuläre Erkrankungen und ischämische Herzerkrankungen unter diesen Sterbefällen.

Insgesamt bestätigen die Ergebnisse die Annahme eines ursächlichen Zusammenhangs zwischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen und hohen Strahlendosen. Sie sprechen zudem für ein erhöhtes Risiko auch bei niedrigeren Strahlendosen. Es gibt jedoch verbleibende Unsicherheiten (z.B. Unterschiede in den Ergebnissen zwischen den Studien) und Forschungslücken (zugrundeliegende biologische Wirkmechanismen im Niedrigdosisbereich, Einfluss von Lebensstil und medizinischen Faktoren, etc. auf das strahlenbedingte Herz-Kreislauf-Erkrankungs-Risiko).

Bedeutung für Strahlenschutz und medizinische Strahlenanwendungen

Das geschätzte zusätzliche absolute Lebenszeitrisiko an einer strahleninduzierten Herz-Kreislauf-Erkrankung zu sterben, ist nach den Ergebnissen dieser Metaanalyse zwar etwas geringer als das geschätzte Risiko an einer strahleninduzierten Krebserkrankung zu sterben, liegt aber in etwa in der gleichen Größenordnung. Wenn diese Schätzungen tatsächlich auf den niedrigen Dosisbereich 0 bis 500 Milligray extrapoliert werden können, hätte dies Konsequenzen für den Strahlenschutz, da sich das bisher angenommene Schadensmaß durch Strahlung (sog. Detriment) im Niedrigdosisbereich dadurch verdoppeln könnte.

Bei Personen mit einem hohen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, zum Beispiel wegen Rauchen, Bewegungsmangel oder zusätzlichen Erkrankungen wie Diabetes und Bluthochdruck, könnte sich durch Strahlung das zusätzliche absolute Lebenszeitrisiko besonders stark erhöhen. Sollten sie erhebliche Strahlendosen im Rahmen ihrer medizinischen Versorgung erhalten, sollte deshalb auf die Kontrolle änderbarer anderer Risikofaktoren besonders geachtet werden.

In der Bevölkerung sind für die meisten Situationen einer Strahlenexposition die geschätzten Risiken sehr gering. Ausnahmen sind zum Beispiel Strahlentherapien für Krebserkrankungen oder Radionuklid-Behandlungen.

Strahlendosen von etwa 0,1 Gray für die betroffenen Organe werden etwa bei Strahlentherapien für gutartige Erkrankungen oder Radionuklidbehandlungen eingesetzt. Auch bei mehrfach durchgeführten diagnostischen Verfahren mit hohen Dosen oder interventionellen Röntgenanwendungen sind diese Dosen möglich.

Patient auf CT-Scanner liegend ComputertomographieComputertomographie-Untersuchung Quelle: REB Images via Getty Images

Eine Aufnahme per Computertomographie (CT) führt typischerweise zu einer Herzdosis zwischen 0,0005 and 0,015 Gray. 10 solche CT Scans könnten nach den Ergebnissen von Little et al. (2023) in einer Gruppe von 10.000 Personen zu 0,2 - 13 zusätzlichen ischämischen Herzerkrankungs-Todesfällen über die Lebenszeit führen.

Im beruflichen Strahlenschutz und für die Bevölkerung gelten strikte Grenzwerte für ionisierende Strahlung. Im Bereich des medizinischen Strahlenschutzes sorgen die Prinzipien der Rechtfertigung und der Optimierung von Strahlenanwendungen für den Schutz der Patient*innen. Rechtfertigung bedeutet, dass unnötige Strahlenexpositionen vermieden werden müssen und eine sorgfältige Abwägung von Nutzen und Risiko vorgenommen werden muss. Jede Strahlenanwendung bedarf zudem der Optimierung, d.h. Expositionen sind auf das niedrigste Maß zu begrenzen, das notwendig ist, um die relevante diagnostische Information zu erhalten.

Die nun vorliegenden Ergebnisse unterstreichen zum einen den Bedarf zusätzlicher Strahlenforschung im Niedrigdosisbereich, zum Beispiel zu den zugrundeliegenden biologischen Wirkmechanismen. Zum anderen zeigen sie, dass die strikte Einhaltung der Prinzipien des Strahlenschutzes in der Medizin in allen Bereichen unverzichtbar ist.

Publikation im British Medical Journal

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Stand: 09.03.2023

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