Entstehung und Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen bei computertomographischen Untersuchungen in Bezug zum Patientenalter

Der demographische Wandel mit der Zunahme der Lebenserwartung in Deutschland und anderen Industriestaaten ist zu einem großen Teil durch medizinischen Fortschritt bedingt. Die jährliche Strahlendosis, der ein Mensch in Deutschland ausgesetzt ist, wird durch natürliche und zivilisatorische Strahlung...

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Main Author: Schmitz-Beuting, Daniel
Contributors: Heverhagen, Johannes T. (Prof. Dr. med. Dr. rer. physiol.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2019
Medizin
Subjects:
y
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Der demographische Wandel mit der Zunahme der Lebenserwartung in Deutschland und anderen Industriestaaten ist zu einem großen Teil durch medizinischen Fortschritt bedingt. Die jährliche Strahlendosis, der ein Mensch in Deutschland ausgesetzt ist, wird durch natürliche und zivilisatorische Strahlung hervorgerufen. Den größten Anteil an der mittleren jährlichen Strahlendosis hat die medizinische Anwendung zivilisatorischer Strahlung. Diagnostische computertomographische Untersuchungen stellen hier die größte Quelle für ionisierende Strahlung dar. Die größte Anzahl von CT-Untersuchungen erfolgt an Menschen im höheren Lebensalter. Als schwerwiegendste negative Folge der Einwirkung ionisierender Strahlung auf menschliches Gewebe kann ein Doppelstrangbruch der DNA entstehen. Wird ein DNA-Doppelstrangbruch nicht erkannt und nicht oder nicht ausreichend repariert, bzw. ein programmierter Zelltod als Apoptose eingeleitet, kann es zu einer Mutation der Erbinformation und ggf. zu einer malignen Entartung mit der Entstehung von Krebs kommen. Zum Nachweis von DNA-Doppelstrangbrüchen in vivo im Niedrigdosisbereich von mGy, wie er bei CT-Untersuchungen vorliegt, ist die y-H2AX-Methode der Goldstandard. Bedingt durch einen DNA-Doppelstrangbruch nach der Einwirkung ionisierender Strahlung wird die Untergruppe H2AX eines Histonproteins des DNA-Moleküls phosphoryliert. Das entstandene phosphorylierte Histon y-H2AX kann mittels eines spezifischen Antikörpers markiert und mittels eines zweiten fluoreszierenden Antikörpers unter dem Fluoreszenzmikroskop sichtbar gemacht und erfasst werden. In früheren Studien wurde gezeigt, dass ein im Fluoreszenzmikroskop nachweisbarer Focus genau einem DNA-Doppelstrangbruch entspricht und dass die Reduktion von Foci der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen entspricht. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die Entstehung und der zeitliche Verlauf über 24 Stunden von DNA-Doppelstrangbrüchen als y-H2AX-Foci nach CT-Untersuchungen in vivo untersucht. Im zweiten Teil wurde der Einfluss des Alters auf die Entstehung und die Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen untersucht. Es erfolgten bei 47 Patienten, welche einer CT-Untersuchung aus medizinischer Indikation unterzogen wurden, Blutentnahmen vor der CT-Untersuchung, 5 Minuten nach-, 1 Stunde nach- , 2 Stunden nach- und 24 Stunden nach der CTUntersuchung. Aus den Blutproben wurden die Lymphozyten isoliert und mittels der y-H2AX-Methode die DNA-Doppelstrangbrüche bestimmt. Es zeigt sich bei allen Patienten ein deutlicher Anstieg der DNA-Doppelstrangbrüche 5 Minuten nach der CT- Untersuchung. Es kann bestätigt werden, dass DNADoppelstrangbrüche in vivo im Niedrigdosisbereich durch die y-H2AX-Methode erfolgreich nachgewiesen werden können. Die Anzahl der Foci entspricht dem Bereich der Foci in vorherigen Studien. Im Verlauf zeigt sich bei allen Patienten ein kontinuierlicher Rückgang der Foci als Nachweis einer erfolgten Reparatur der DNA-Doppelstrangbrüche. Um einen möglichen Einfluss des Patientenalters auf die Entstehung und die Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen zu untersuchen, wurden die Patienten der Studie in 7 Altersgruppen im Alter von 20 bis 89 Jahre eingeteilt. Vor der CT-Untersuchung imponiert eine vermehrte Anzahl von DNADoppelstrangbrüchen in den Altersgruppen mit den ältesten Patienten im Alter von 70 bis 79 Jahre und im Alter von 80 bis 89 Jahre. Zum Zeitpunkt 5 Minuten nach der CT-Untersuchung zeigen die Patienten im mittleren Alter von 40 bis 49 Jahre die meisten DNA-Doppelstrangbrüche. Zum Zeitpunkt 24 Stunden nach der CTUntersuchung werden bei den jüngsten Patienten im Alter von 20 bis 29 Jahren die meisten DNA-Doppelstrangbrüche nachgewiesen.
Physical Description:143 Pages
DOI:https://doi.org/10.17192/z2019.0290