Strahlenkrankheit – Folgeerkrankungen

Im Folgenden die wichtigsten Erkrankungen bzw. Komplikationen, die durch die Strahlenkrankheit mitbedingt sein können:

Die Strahlenkrankheit im engeren Sinne entspricht dem akuten Strahlensyndrom (akute Strahlenkrankheit) nach kurzzeitiger hochdosierter Ganzkörper- oder großflächiger Teilkörperexposition gegenüber durchdringender ionisierender Strahlung. Klinisch werden insbesondere das hämatopoetische (die Blutbildung betreffende), gastrointestinale (den Magen-Darm-Trakt betreffende), kutane (die Haut betreffende) und neurovaskuläre (Nervensystem und Blutgefäße betreffende) Strahlensyndrom unterschieden. Davon abzugrenzen sind verzögerte und langfristige Strahlenfolgen, die nicht durch das akute Strahlensyndrom selbst, sondern durch die zugrunde liegende Strahlenexposition verursacht werden; hierzu gehören insbesondere Katarakt (Grauer Star), bestimmte Organfolgeschäden, kardiovaskuläre Erkrankungen (Herz-Kreislauf-Erkrankungen) und maligne Neubildungen (bösartige Tumoren) [1-3, 11, LL1-LL3].

Atmungssystem (J00-J99)

• Verzögerte pulmonale Strahlenschädigung (verzögerte strahlenbedingte Lungenschädigung): Nach hoher Ganzkörper- bzw. relevanter thorakaler Strahlenexposition können bei Überleben der akuten Phase verzögerte pulmonale Organschäden auftreten [1-3, LL1]:
  • Strahlenpneumonitis (strahlenbedingte Lungenentzündung) bzw. interstitielle Pneumonitis (Entzündung des Lungenzwischengewebes)
  • progrediente pulmonale Fibrose (fortschreitende Vernarbung des Lungengewebes)
  • respiratorische Insuffizienz (Atemschwäche) bei ausgeprägter pulmonaler Beteiligung

Augen und Augenanhangsgebilde (H00-H59)

• Strahleninduzierte Katarakt: Dosisabhängige Spätfolge einer relevanten Linsenexposition; die Latenz ist abhängig von Strahlendosis, Dosisleistung und Alter bei Exposition und kann Jahre bis Jahrzehnte betragen [9].

Blut, blutbildende Organe – Immunsystem (D50-D90)

• Hämatopoetisches akutes Strahlensyndrom mit Knochenmarkdepression bis Knochenmarkversagen (akute strahlenbedingte Schädigung der Blutbildung mit Unterdrückung bis Ausfall des Knochenmarks): Schädigung hämatopoetischer Stamm- und Vorläuferzellen mit dosisabhängiger Zytopenie (Verminderung von Blutzellen) bzw. Panzytopenie (Verminderung aller Blutzellreihen) [1-3, 11, LL1-LL3]:
  • Lymphopenie (Verminderung der Lymphozyten) – typischerweise früh einsetzend; Ausmaß und Dynamik besitzen auch biodosimetrische und prognostische Bedeutung
  • Neutropenie (Verminderung bestimmter weißer Blutkörperchen) bis Agranulozytose (hochgradiger Mangel bestimmter weißer Blutkörperchen) – mit ausgeprägtem Risiko schwerer bakterieller und mykotischer Infektionen
  • Thrombozytopenie (Mangel an Blutplättchen) – mit Blutungsneigung bis zu schweren Hämorrhagien (Blutungen)
  • Anämie (Blutarmut) – insbesondere bei prolongierter Knochenmarkinsuffizienz (unzureichender Knochenmarkfunktion) und zusätzlichem Blutverlust
  • Knochenmarkaplasie (Ausfall der Blutbildung im Knochenmark) – bei schwerer hämatopoetischer Strahlenschädigung
  • Immunsuppression (Unterdrückung der Immunabwehr) – durch quantitative und funktionelle Schädigung lymphatischer und myeloischer Zellpopulationen

Endokrine, Ernährungs- und Stoffwechselkrankheiten (E00-E90)

• Dehydratation (Austrocknung): Insbesondere beim gastrointestinalen Strahlensyndrom infolge ausgeprägter Diarrhoe (Durchfall) und Erbrechen [1-3, LL1, LL2]
• Elektrolytstörungen (Störungen des Salzhaushalts): Infolge gastrointestinaler Flüssigkeits- und Elektrolytverluste; bei schwerem gastrointestinalem Strahlensyndrom potenziell lebensbedrohlich [1-3, LL1, LL2]

Haut und Unterhaut (L00-L99)

• Kutanes Strahlensyndrom bzw. kutane Strahlenschädigung (strahlenbedingte Schädigung der Haut): Schweregrad und Verlauf hängen insbesondere von lokaler Hautdosis, Dosisverteilung und exponierter Körperoberfläche ab [1-3, LL1-LL3]:
  • Erythem (Hautrötung) und Ödem (Schwellung)
  • Epilation (Haarausfall); bei hoher lokaler Dosis gegebenenfalls dauerhafter Haarverlust
  • trockene Desquamation (trockene Hautabschuppung)
  • feuchte Desquamation
  • Blasenbildung
  • Ulzerationen (Geschwürbildung)
  • chronische Wundheilungsstörungen
  • Gewebenekrosen (Absterben von Gewebe) bei hoher lokaler Exposition
  • Hautatrophie (Verdünnung der Haut)
  • Fibrose von Haut und Subkutis (Vernarbung von Haut und Unterhaut)
  • Hypo- bzw. Hyperpigmentierung (verminderte bzw. verstärkte Hautpigmentierung)
  • Schädigung von Hautanhangsgebilden einschließlich Talg- und Schweißdrüsen

Herzkreislaufsystem (I00-I99)

• Akutes Kreislaufversagen (akutes Versagen des Blutkreislaufs): Bestandteil des neurovaskulären Strahlensyndroms nach extrem hoher Ganzkörperexposition; vaskuläre Schädigung und erhöhte Gefäßpermeabilität können zu Hypotonie (niedrigem Blutdruck), Kreislaufkollaps und Multiorganversagen (Versagen mehrerer Organe) beitragen [1-3, LL1, LL2].
• Langfristig erhöhtes Risiko kardiovaskulärer Erkrankungen: Epidemiologische Daten und eine systematische Metaanalyse zeigen eine dosisabhängige Assoziation ionisierender Strahlenexposition mit kardiovaskulären Erkrankungen; die Evidenz ist bei höheren Dosen robuster als im Niedrigdosisbereich [4].
  • ischämische Herzkrankheit (Herzerkrankung durch Durchblutungsstörung)
  • zerebrovaskuläre Erkrankungen (Gefäßerkrankungen des Gehirns)

Infektiöse und parasitäre Krankheiten (A00-B99)

• Schwere bakterielle und mykotische Infektionen (schwere Infektionen durch Bakterien und Pilze): Insbesondere infolge Neutropenie, Immunsuppression, gastrointestinaler Barrierezerstörung und kutaner Strahlenschäden [1-3, 11, LL1-LL3]
• Sepsis (Blutvergiftung): Zentrale lebensbedrohliche Komplikation des schweren hämatopoetischen und gastrointestinalen Strahlensyndroms; besonders hohes Risiko bei Kombination aus ausgeprägter Neutropenie und Verlust der intestinalen Mukosabarriere [1-3, 11, LL1-LL3]

Mund, Ösophagus (Speiseröhre), Magen und Darm (K00-K67; K90-K93)

• Gastrointestinales akutes Strahlensyndrom (akute strahlenbedingte Schädigung des Magen-Darm-Trakts): Folge einer schweren Schädigung proliferierender intestinaler Stamm- und Epithelzellen mit Verlust der Schleimhautintegrität und der intestinalen Barrierefunktion [1-3, LL1-LL3]:
  • ausgeprägte, häufig wässrige Diarrhoe
  • intestinale Mukositis (Entzündung der Darmschleimhaut) und Mukosadesquamation (Abstoßung der Schleimhaut)
  • abdominelle Schmerzen und Krämpfe
  • gastrointestinale Blutungen
  • Verlust der intestinalen Barrierefunktion
  • bakterielle Translokation (Übertritt von Darmbakterien durch die Darmbarriere)
  • Dehydratation und Elektrolytverluste
  • sekundäre Sepsis

Neubildungen – Tumorerkrankungen (C00-D48)

• Maligne hämatologische Erkrankungen als Spätfolge der Strahlenexposition (bösartige Erkrankungen des blutbildenden Systems als Spätfolge der Strahlenexposition): Das Leukämierisiko steigt dosisabhängig; die Latenz ist im Allgemeinen kürzer als bei strahleninduzierten soliden Tumoren [7, 8]:
  • akute myeloische Leukämie (akute Form von Blutkrebs der myeloischen Zellreihe) (AML)
  • chronische myeloische Leukämie (chronische Form von Blutkrebs der myeloischen Zellreihe) (CML)
  • weitere Leukämieformen in Abhängigkeit von Dosis, Alter bei Exposition und Latenz
  • myelodysplastische Syndrome (Erkrankungen mit gestörter Blutbildung im Knochenmark) (MDS) – dosisabhängig erhöhtes Risiko nach ionisierender Strahlenexposition

Die Life-Span-Study der Atombombenüberlebenden belegt eine strahlenassoziierte Erhöhung des Leukämierisikos; für myelodysplastische Syndrome wurde ebenfalls eine signifikante lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung nachgewiesen [7, 8].

• Solide maligne Neubildungen als Spätfolge der Strahlenexposition (bösartige feste Tumoren als Spätfolge der Strahlenexposition): Das Gesamtrisiko solider Tumoren steigt dosisabhängig und bleibt über Jahrzehnte nach der Exposition erhöht [5, 6]. Die Life-Span-Study zeigt auch mehr als 60 Jahre nach der Exposition ein erhöhtes Gesamtrisiko für solide Tumoren [5].
  • Mammakarzinom (Brustkrebs)
  • Lungenkarzinom (Lungenkrebs)
  • Ösophaguskarzinom (Speiseröhrenkrebs)
  • Magenkarzinom (Magenkrebs)
  • Kolonkarzinom (Dickdarmkrebs)
  • Leberkarzinom (Leberkrebs)
  • Harnblasenkarzinom (Harnblasenkrebs)
  • Ovarialkarzinom (Eierstockkrebs)
  • Schilddrüsenkarzinom (Schilddrüsenkrebs)
  • nichtmelanozytäre Hautmalignome (bösartige Hauttumoren ohne schwarzen Hautkrebs)
  • Tumoren des zentralen Nervensystems (Tumoren von Gehirn und Rückenmark)

Für diese Tumorlokalisationen wurden in den organspezifischen Analysen der Life-Span-Study strahlenassoziierte Risikoerhöhungen beschrieben; für die organspezifische Zuordnung ist insbesondere die Analyse von Preston et al. heranzuziehen, während Grant et al. primär das Gesamtrisiko solider Tumoren untersucht [5, 6].

Psyche – Nervensystem (F00-F99; G00-G99)

• Neurovaskuläres Strahlensyndrom (strahlenbedingte Schädigung von Nervensystem und Blutgefäßen): Nach extrem hoher Ganzkörperexposition rasch progredient und mit sehr ungünstiger Prognose [1-3, LL1-LL3]:
  • akute Enzephalopathie (akute Funktionsstörung des Gehirns)
  • Verwirrtheit und Desorientierung
  • neurologische Ausfälle (Ausfälle von Nervenfunktionen)
  • zerebrales Ödem (Hirnschwellung)
  • Krampfanfälle
  • Bewusstseinsstörung
  • Koma (tiefe Bewusstlosigkeit)

Symptome und abnorme klinische und Laborbefunde, die anderenorts nicht klassifiziert sind (R00-R99)

• Hämorrhagien: Insbesondere infolge schwerer Thrombozytopenie und zusätzlicher epithelialer bzw. endothelialer Strahlenschäden [1-3]
• Multiorgandysfunktion bis Multiorganversagen (Funktionsstörung bis Versagen mehrerer Organe): Bei schwerer Strahlenkrankheit können hämatopoetisches, gastrointestinales, kutanes und neurovaskuläres System gleichzeitig oder zeitlich versetzt betroffen sein; verzögerte Organschäden können zusätzliche Organsysteme einbeziehen [1-3, LL1-LL3].

Urogenitalsystem (Nieren, Harnwege – Geschlechtsorgane) (N00-N99)

• Verzögerte renale Strahlenschädigung (verzögerte strahlenbedingte Nierenschädigung): Bei ausreichend hoher Nierendosis kann nach Überleben einer schweren Ganzkörper- oder Teilkörperexposition eine verzögerte Nierenschädigung auftreten [3, 10, LL1]:
  • Strahlennephropathie (strahlenbedingte Nierenerkrankung)
  • progrediente Einschränkung der Nierenfunktion
  • chronische Niereninsuffizienz (chronische Nierenschwäche) bei ausgeprägter Schädigung
  Die epidemiologischen Daten der Life-Span-Study zeigen eine Dosisassoziation zwischen ionisierender Strahlenexposition und Mortalität durch Nierenversagen. Diese Daten unterstützen eine strahlenassoziierte renale Schädigung, erlauben jedoch keine Gleichsetzung der epidemiologischen Endpunkte mit einer klinisch diagnostizierten Strahlennephropathie [10].

Prognosefaktoren

• Absorbierte Ganzkörperdosis bzw. relevante Organdosis: Zentraler prognostischer Faktor; mit zunehmender Dosis steigen Schweregrad, Zahl der betroffenen Organsysteme und Mortalitätsrisiko [1-3, 11, LL1-LL3].
• Dosisleistung und Expositionsdauer: Bei vergleichbarer Gesamtdosis führt eine hohe Dosisleistung bzw. kurze Expositionsdauer grundsätzlich zu einer stärkeren akuten biologischen Wirkung als eine über längere Zeit verteilte Exposition [1, 2, LL1].
• Expositionsgeometrie und Dosisverteilung: Eine homogene Ganzkörperbestrahlung ist prognostisch ungünstiger als eine heterogene Teilkörperexposition mit Schonung relevanter Knochenmarkanteile; verbliebene hämatopoetische Stammzellreservoirs können die autologe Knochenmarkregeneration ermöglichen [1-3, LL1, LL3].
• Ausmaß und Dynamik der Lymphozytendepletion (Abnahme der Lymphozytenzahl): Ein schneller und ausgeprägter Abfall der absoluten Lymphozytenzahl spricht für eine höhere Strahlenbelastung und schwerere hämatopoetische Schädigung [1, 2, LL1-LL3].
• Zeitintervall bis zum Auftreten von Erbrechen und anderen Prodromalsymptomen (Frühsymptomen): Ein sehr früher Symptombeginn nach gesicherter Ganzkörperexposition spricht für eine hohe Strahlendosis; wegen begrenzter Spezifität darf dieser Parameter nicht isoliert zur Dosisabschätzung oder Prognosestellung verwendet werden [1-3, LL1-LL3].
• Schweregrad des hämatopoetischen Strahlensyndroms: Ausmaß und Dauer von Neutropenie und Thrombozytopenie sowie die Fähigkeit zur spontanen hämatopoetischen Regeneration sind wesentliche Determinanten von Infektions-, Blutungs- und Mortalitätsrisiko [1, 2, 11, LL1-LL3].
• Gastrointestinale Beteiligung: Ausgeprägte Diarrhoe, Mukosadestruktion, Barrierestörung, Dehydratation und bakterielle Translokation kennzeichnen eine hohe Strahlenbelastung und verschlechtern die Prognose deutlich [1-3, LL1-LL3].
• Neurovaskuläre Beteiligung: Neurologische Ausfälle, Krampfanfälle, Bewusstseinsstörungen und Kreislaufversagen nach extrem hoher Exposition sind prognostisch besonders ungünstig [1-3, LL1-LL3].
• Anzahl und Schwere gleichzeitig betroffener Organsysteme: Eine zunehmende Kombination hämatopoetischer, gastrointestinaler, kutaner, pulmonaler und neurovaskulärer Schäden vermindert die Wahrscheinlichkeit einer autologen Erholung [1-3].
• Kombinierte Verletzungen: Gleichzeitig bestehende thermische Verbrennungen, mechanisches Trauma, größere Wunden und Infektionen erhöhen Morbidität und Mortalität gegenüber einer isolierten Strahlenexposition [1-3, LL1].
• Alter, Allgemeinzustand und Komorbiditäten (Begleiterkrankungen): Eingeschränkte hämatopoetische, kardiopulmonale und renale Organreserven vermindern die Kompensationsfähigkeit bei schwerer Strahlenkrankheit [1, 2].
• Zeitpunkt und Qualität der medizinischen Versorgung: Frühzeitige supportive Behandlung, Infektionsprävention und -therapie, Blutproduktversorgung, hämatopoetische Wachstumsfaktoren und gegebenenfalls intensivmedizinische Therapie können insbesondere beim hämatopoetischen Strahlensyndrom die Prognose verbessern [1, 2, 11, LL1-LL3].
• Langzeitprognose: Nach Überleben der akuten Strahlenkrankheit bleiben abhängig von Dosis, Organexposition, Alter und Geschlecht Risiken für Katarakt, kardiovaskuläre Erkrankungen und insbesondere maligne Neubildungen über Jahre bis Jahrzehnte relevant [4-9].

Literatur

1. Dainiak N, Albanese J: Medical management of acute radiation syndrome. J Radiol Prot. 2022;42(3):031002. doi:10.1088/1361-6498/ac7d18
2. Arnautou P, Garnier G, Maillot J et al.: Management of acute radiation syndrome. Transfus Clin Biol. 2024;31(4):253-259. doi:10.1016/j.tracli.2024.07.002
3. Dainiak N, Gent RN, Carr Z et al.: Literature review and global consensus on management of acute radiation syndrome affecting nonhematopoietic organ systems. Disaster Med Public Health Prep. 2011;5(3):183-201. doi:10.1001/dmp.2011.73
4. Little MP, Azizova TV, Richardson DB et al.: Ionising radiation and cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis. BMJ. 2023;380:e072924. doi:10.1136/bmj-2022-072924. Correction: BMJ. 2025;391:r2557. doi:10.1136/bmj.r2557
5. Grant EJ, Brenner A, Sugiyama H et al.: Solid Cancer Incidence among the Life Span Study of Atomic Bomb Survivors: 1958-2009. Radiat Res. 2017;187(5):513-537. doi:10.1667/RR14492.1
6. Preston DL, Ron E, Tokuoka S et al.: Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998. Radiat Res. 2007;168(1):1-64. doi:10.1667/RR0763.1
7. Hsu WL, Preston DL, Soda M et al.: The incidence of leukemia, lymphoma and multiple myeloma among atomic bomb survivors: 1950-2001. Radiat Res. 2013;179(3):361-382. doi:10.1667/RR2892.1
8. Iwanaga M, Hsu WL, Soda M et al.: Risk of myelodysplastic syndromes in people exposed to ionizing radiation: a retrospective cohort study of Nagasaki atomic bomb survivors. J Clin Oncol. 2011;29(4):428-434. doi:10.1200/JCO.2010.31.3080
9. Neriishi K, Nakashima E, Akahoshi M et al.: Radiation dose and cataract surgery incidence in atomic bomb survivors, 1986-2005. Radiology. 2012;265(1):167-174. doi:10.1148/radiol.12111947
10. Adams MJ, Grant EJ, Kodama K et al.: Radiation dose associated with renal failure mortality: a potential pathway to partially explain increased cardiovascular disease mortality observed after whole-body irradiation. Radiat Res. 2012;177(2):220-228. doi:10.1667/RR2746.1
11. Benderitter M, Arnautou P, Bartels C et al.: European Approach for Acute Radiation Syndrome's Management Facing Radiological and Nuclear Threats: A Call for Arms. Disaster Med Public Health Prep. 2025;19:e314. doi:10.1017/dmp.2025.10232. Corrigendum: Disaster Med Public Health Prep. 2025;19:e359. doi:10.1017/dmp.2025.10284

Leitlinien, Referenzwerte und Protokolle

1. International Atomic Energy Agency (IAEA): Medical Management of Radiation Injuries. Safety Reports Series No. 101. Vienna: IAEA; 2020. Publikation. [LL1]
2. Centers for Disease Control and Prevention (CDC): Acute Radiation Syndrome: Information for Clinicians. Clinical Guidance. [LL2]
3. Radiation Emergency Medical Management (REMM), U.S. Department of Health and Human Services: Managing Acute Radiation Syndrome (ARS). Klinisches Protokoll. [LL3]
4. World Health Organization (WHO): National stockpiles for radiological and nuclear emergencies: policy advice. Geneva: WHO; 2023. WHO-Publikation. [LL4]