Die Auswirkungen der Strahlung auf Tiere

Während sich Strahlung auf alle Formen elektromagnetischer Strahlung beziehen kann, einschließlich Licht und Radiowellen, wird sie häufiger verwendet, wenn Beschreibung ionisierender Strahlung – hochenergetische Strahlung, die Atome ionisieren kann, wie die Strahlung, die durch den Zerfall radioaktiver Stoffe freigesetzt wird Isotope. Röntgenstrahlen, Gammastrahlen sowie Alpha- und Betateilchen sind alle Formen ionisierender Strahlung. Wenn sie in ausreichender Menge vorhanden sind, können sie die Gesundheit von Menschen und anderen Tieren schädigen.

Die Energie eines Photons mit elektromagnetischer Beziehung wird durch die Planck-Einstein-Gleichung gegeben, E = hν, wobei E die Energie, h die Plancksche Konstante und ν die Frequenz ist. Aus dieser Gleichung wissen wir, dass je höher die Frequenz, desto höher die Energie.

Gammastrahlen und Röntgenstrahlen stehen an der Spitze des Frequenzspektrums und haben daher eine hohe Energie. Wenn ein Photon von Gamma- oder Röntgenstrahlung auf ein Elektron oder Teilchen trifft, gibt es seine Energie an sein Ziel ab. Dieser Energietransfer kann möglicherweise Elektronen aus Atomen entfernen oder sie ionisieren und chemische Bindungen zwischen Atomen brechen.

Alpha- und Betastrahlung sind hochenergetische Teilchen, die von den zerfallenden Kernen instabiler Isotope ausgestoßen werden. Sie haben eine noch größere Fähigkeit, Atome zu ionisieren und chemische Bindungen zu zerstören, obwohl sie leichter blockiert werden als Röntgen- und Gammastrahlen. Polonium 210 ist ein radioaktives Isotop, das Alphateilchen emittiert; es machte 2006 Schlagzeilen, als der ehemalige russische KGB-Offizier Alexander Litwinenko mit Polonium vergiftet wurde.

Wenn ionisierende Strahlung auf eine tierische Zelle trifft, kann sie chemische Bindungen innerhalb von Molekülen aufbrechen oder neue Bindungen eingehen. Das Ausmaß, in dem diese Veränderungen der Zelle schaden, hängt davon ab, welche Moleküle verändert werden und wie diese Veränderungen sind. DNA-Schäden sind besonders schädlich, da akkumulierte Veränderungen der zellulären DNA potenziell zu Krebs führen können.

Zellen verfügen über interne Reparaturmechanismen, die Schäden bis zu einem bestimmten Punkt bewältigen können. Wenn jedoch genügend ionisierende Strahlung auf eine tierische Zelle trifft oder der Schaden schwerwiegend genug ist, stirbt die Zelle ab.

Strahlungsdosen werden im Allgemeinen mit einer Einheit namens Gray oder Gy gemessen, obwohl eine Einheit namens Rad bis vor kurzem bevorzugt wurde und immer noch ziemlich häufig verwendet wird. Ein Rad entspricht einem Centigray. Höhere Dosen sind für Tiere potenziell tödlicher. Eine akute Strahlendosis beträgt ein Rad oder mehr; chronische Exposition ist die wiederholte Exposition gegenüber niedrigen Dosen über einen langen Zeitraum.

Manche Tiere scheinen robuster zu sein als andere. Eine Folge des Discovery Channel-Programms "Mythbusters" aus dem Jahr 2008 stellte fest, dass, obwohl Kakerlaken und Mehl Käfer vertragen eine höhere Strahlung als der Mensch, diese Insekten sterben auch, wenn sie massiven Mengen ausgesetzt sind Dosen.

Tierische Zellen, die sich schnell teilen, erleiden bei akuter Exposition die schwersten Schäden. Zellen im Knochenmark und Lymphgewebe sind zum Beispiel besonders anfällig, ebenso wie die sich schnell teilenden Zellen in der Auskleidung des Magen-Darm-Trakts von Säugetieren. Massive Strahlendosen können Durchfall, Erbrechen, innere Blutungen, Anämie, Erschöpfung, dauerhafte Sterilisation und Tod verursachen.

Die Exposition gegenüber hohen Konzentrationen kann auch zu dauerhaften Schäden an der zellulären DNA führen, die möglicherweise zu Krebs führen können. Die Auswirkungen bei Mäusen sind vielleicht am ausführlichsten untersucht worden, da Mäuse in vielen Experimenten mit Strahlung verwendet wurden.

Ironischerweise haben einige der gleichen Eigenschaften, die ionisierende Strahlung zu einer potentiellen Gefahr machen, sie in der Veterinärmedizin nützlich gemacht. Röntgenstrahlen sind ein nützliches diagnostisches Werkzeug, da sie Weichgewebe recht gut durchdringen können, aber von Knochen absorbiert werden, die eine höhere Elektronendichte aufweisen.

Röntgenaufnahmen können Tierärzten helfen, Knochenbrüche und Blasensteine ​​zu finden und andere Erkrankungen zu diagnostizieren. Die Strahlenbelastung bei einer Röntgendiagnostik ist so gering, dass die Risiken vernachlässigbar sind. Wie beim Menschen wird auch bei Hunden und Katzen die Strahlentherapie häufig zur Behandlung von Krebs eingesetzt. Strahlen ionisierender Strahlung werden auf den Tumor fokussiert, um die Krebszellen abzutöten und den Tumor zu verkleinern. Zu den Nebenwirkungen gehören typischerweise Hautprobleme, die das Tier zum Kratzen anregen können. Während beim Menschen Müdigkeit und Übelkeit mögliche Nebenwirkungen der Strahlentherapie sind, sind diese bei Katzen und Hunden ungewöhnlich.