DNA-Brüche mit Partikeln oder Photonen (Strahlentherapie)

Wenn Protonen (oder andere Teilchen) oder Photonen in der Strahlentherapie zur Behandlung von Krebspatienten verwendet werden, besteht der Haupteffekt darin, DNA-Brüche zu verursachen, die die Krebszelle hoffentlich letztendlich zum Absterben bringen (zumindest ist das die sehr einfache Erklärung. Es gibt viel Biologie weiß ich nicht).

Nun, wie ich verstehe, interagieren Photonen mit Materie und regen Elektronen von Molekülen an, die dann beispielsweise Wassermoleküle ionisieren, um freie Radikale zu erzeugen, die dann mit den Krebszellen (und anderen Zellen) interagieren und DNA-Brüche erzeugen können (einzelne oder doppelt). Das ist zumindest die Idee.

Meine Frage ist: Wie funktioniert das für Partikel? Ich weiß, dass Photonen eine indirekte Ionisierung sind und Protonen zum Beispiel bis zum Bragg-Peak nicht so stark mit Materie interagieren, wo sie dann den größten Teil ihrer Energie abgeben. Aber wie wird diese Energie übertragen, damit die DNA bricht? Die Coulomb-Wechselwirkung ? Wenn ja, würde das nicht nur wieder Elektronen erzeugen, was es auch indirekt macht, oder habe ich etwas falsch verstanden?

Vielen Dank im Voraus.

Ich weiß, dass dies kein Thema für Physik ist, aber Google für "therapeutisches Verhältnis" und für "fraktionierte Strahlentherapie". Strahlung ist eine wirksame Behandlung, da eine Zelle ihre DNA oft reparieren kann, aber nicht, wenn der Schaden auftritt, während die Zelle eine Mitose durchläuft. Bösartige Krebszellen verbringen viel mehr Zeit in der Mitose als gesunde Zellen. Die fraktionierte Therapie liefert wiederholt subletale (für gesunde Zellen) Strahlendosen, mit Zeit dazwischen, damit sich die gesunden Zellen erholen können.

Antworten (1)

Ja, es ist im Wesentlichen nur die Coloumb-Wechselwirkung.

Manchmal werden dabei Elektronen von Atomen abgestreift. Diese Elektronen könnten jedoch für eine Bindung in einem Molekül verantwortlich gewesen sein, so dass dies das Molekül effektiv zerstört haben wird.

Andere Mechanismen umfassen einen Kernrückstoß von einem Proton (der möglicherweise genug Energie überträgt, um eine Bindung zu brechen) oder das Auslösen einer Kernreaktion (die das Molekül vollständig verändert).