Nach Radioiodtherapie (RIT) stellt der Patient für seine Umwelt (Angehörige, Personal auf Therapiestation und Unbeteiligte) eine Strahlenquelle dar.
Die chemische Form des exhalierten Radioiods nach erfolgter RIT ist dabei ein wichtiger Faktor zur Beurteilung der zu erwartenden effektiven Dosis infolge von Inhalation. Die Bioverfügbarkeit wird in der Reihenfolge elementares Iod > aerosolische Iodformen > organisch gebundenes Iod jeweils um den Faktor 10 verringert. Somit ist aus Sicht des Strahlenschutzes eine Radioiodexhalation in möglichst vollständig organisch gebundener Form wünschenswert.
In der vorliegenden Arbeit wurde Ausmaß und chemische Form der Radioiodexhalation in Tierexperimenten exogen moduliert und untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Schilddrüsenmedikamente einen Einfluss auf die Radioiodexhalation nach [131I]-Applikation haben. Bei unbeeinflusster Schilddrüse wird das [131I] zum Großteil in organisch gebundener Form abgeatmet. Bei der Kaliumiodid (KI) und Perchloratgruppe konnte gezeigt werden, dass der organisch gebundene Iodanteil mit steigender Blockierung der Schilddrüse abnimmt. Der elementare Iodanteil vergrößert sich gegenläufig. Es konnte ferner gezeigt werden, dass das Ausmaß dieser Veränderung der prozentualen Verteilung der unterschiedlichen Radioiodformen im Exhalat von der Menge des präapplizierten Medikaments abhängig ist. Die KI und Perchlorat Gruppen lassen vermuten, dass mit steigender Blockade die Menge des exhalierten Iods ansteigt. Die Bestimmung des absoluten Anteils des durch Exhalation eliminierten Iods lieferte Werte zwischen 0,21 und 0,54 %. Diese Werte sind größenordnungsmäßig gut mit den bisher beim Menschen bestimmten Werten vergleichbar.
Thyreostatika können folglich bei der Radioiodtherapie zu einer Erhöhung des exhalierten Iods führen und auch den Anteil des gut bioverfügbaren Radioiods steigern. Somit ist die Durchführung der RIT bei bestehender Schilddrüsenblockade für das Personal auf Therapiestation, die Angehörigen und unbeteiligte Dritte nachteilig. Diese Personengruppen werden bei fortgeführter thyreostatischer Medikation des RIT Patienten einer vermehrten Strahlenbelastung durch Inkorporation von Radioiod ausgesetzt.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung / Ziel der Arbeit
2. Theoretische Grundlagen
2.1. Grundlagen des Schilddrüsenstoffwechsels
2.1.1. Schilddrüsenhormone
2.1.1.1. Synthese der Schilddrüsenhormone
2.1.1.2. Bindung und Effekt an der Zielzelle
2.1.1.3. Regulation der Schilddrüsenfunktion
2.1.2. Der Natriumiodid Symporter (NIS)
2.1.3. Wirkweise der Präapplikationen
2.2. Grundlagen der Radioiodtherapie
2.2.1. Eigenschaften von Biokinetik von [131I]-Iodid
2.2.2. Prinzip und Durchführung der Radioiodtherapie
2.2.3. Dosisbestimmung bei der RIT
2.2.4. Strahlenschutzbestimmungen in Deutschland und im Ausland
2.3. Vorarbeiten und aktueller Wissensstand
2.3.1. Exhalation von Radioiod
2.3.2. Analyse radioiodhaltiger Luft
2.3.3. Strahlenexposition Dritter durch RIT Patienten
2.3.3.3. Externe Bestrahlung
2.3.3.2. Kontakt mit kontaminierten Gegenständen von RIT Patienten
2.3.3.3. Inhalation von exhalierten Radioiodformen
3. Material und Methoden
3.1. Substanzen, Materialien und Geräte
3.1.1. Verwendete Versuchstiere
3.1.2. Eingesetzte Substanzen
3.1.3. Eingesetzte Materialien
3.1.4. Eingesetzte Geräte
3.2. Methoden
3.2.1. Versuchsgruppen
3.2.2. Versuchsaufbau und -durchführung
3.2.3. Herstellung eigener Radioiodfilter
3.2.4. Statistische Prüfung
4. Ergebnisse
4.1. Ergebnisse der Filtertestung
4.1.1. Quantitative Unterschiede der Exhalationsaktivität in Abhängigkeit von der Präapplikation
4.2.1. Akkumulierte Aktivität nach Kaliumiodid Präapplikation
4.2.2. Akkumulierte Aktivität nach Perchlorat Präapplikation
4.2.3. Akkumulierte Aktivität nach Thyroxin und Carbimazol Präapplikation
4.2. Qualitative Unterschiede der Radioiodexhalation
4.2.4. Chemische Form des Radioiods nach Kaliumiodid Präapplikation
4.2.5. Chemische Form des Radioiods nach Perchlorat Präapplikation
4.2.6. Chemische Form des Radioiods nach Thyroxin Präapplikation
4.2.7. Chemische Form des Radioiods nach Carbimazol Präapplikation
5. Diskussion
5.1. Quantitative Auswirkungen der Präapplikationen auf die Radioiodexhalation
5.1.1. Wirkung der Kaliumiodid und Perchlorat Präapplikation
5.1.2. Wirkung der Thyroxin und Carbimazol Präapplikation
5.1.3. Ausmaß der Radioiodexhalation
5.2. Qualitative Auswirkungen der Präapplikationen auf die Radioiodexhalation
5.2.1. Wirkung der Kaliumiodid Präapplikation
5.2.2. Wirkung der Perchlorat Präapplikation
5.2.3. Wirkung der Thyroxin und Carbimazol Präapplikation
5.3. Ausblick: Bedeutung der Messergebnisse
6. Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Ziel der Arbeit ist es, die Radioiodexhalation nach Applikation von 0,1 MBq [131I]-Iodid unter realistischen Bedingungen zu prüfen und den Einfluss verschiedener exogener Präapplikationen (Kaliumiodid, Perchlorat, Thyroxin, Carbimazol) auf das Ausmaß und die chemische Form der Exhalation im Mausmodell zu untersuchen.
- Radioiodexhalation im Tiermodell
- Einfluss der Schilddrüsenblockade
- Strahlenexposition Dritter
- Optimierung von Therapiestrategien
- Methodik der Radioiodfilterung
Auszug aus dem Buch
2.1.2. Der Natriumiodid Symporter (NIS)
Der Natriumiodid Symporter (NIS) spielt eine Schüsselrolle in der Iodaufnahme und Schilddrüsenhormonsynthese des Thyreozyten. Der Transport ins Zellinnere wird durch einen gerichteten Na+-Gradienten als treibende Kraft angetrieben. Zwei Na+-Ionen werden im Symport mit einem I--Ion aus dem Blut heraus transportiert. Der Na+-Gradient wird durch eine Na+/K+ ATPase aufrechterhalten. Dadurch ist es möglich, die Iodidkonzentration auf das 20- bis 40fache des Serumspiegels zu konzentrieren [83, 85]. Der NIS wird durch TSH und Adenosin stimuliert und durch eine Vielzahl von Substanzen (TGFβ1, TNF-α, Ceramid, Sphingomyelinase, Il-1β, Il-6, T3, Dexamethason, Thyreoglobulin, Östradiol) supprimiert. Dies geschieht meist über eine zu- bzw. abnehmende Expression der NIS Gene und Proteine (vgl. Tabelle 1). TSH wird dabei eine besondere Rolle zuteil. Es kann nicht nur das Vorkommen des NIS durch Steigerung der Gen- und Proteinexpression erhöhen. Die Abwesenheit von TSH führt dazu, dass der NIS seine Funktion durch Umverteilung in intrazelluläre Kompartimente einbüßt (Verlust des “Zell Targeting“) [83, 84].
Bei den unterschiedlichen Schilddrüsenerkrankungen ist das Ausmaß der NIS-Expression und der NIS-Lokalisation entscheidend für den Erfolg der RIT. Patienten mit M. Basedow und autonomen Adenomen zeigen häufig eine erhöhte Expression des NIS und können daher viel Iod aufnehmen. Dies ist entscheidend für eine erfolgreiche RIT [70, 83]. Bei malignen Schilddrüsenerkrankungen ist die Iodaufnahmekapazität häufig reduziert. Dies liegt meist an einem geringeren Vorkommen des NIS oder einer anteilsmäßig geringeren Lokalisation in der Zellmembran (defektes “Membran Targeting“) [79, 83, 84]. Studien haben jedoch gezeigt, dass die Iodaufnahme durch Stimulation des NIS gesteigert werden kann.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung / Ziel der Arbeit: Diese Einleitung stellt die Relevanz der Radioiodexhalation im Kontext der Radioiodtherapie dar und formuliert die Forschungsfrage zur exogenen Modulation durch Präapplikationen.
2. Theoretische Grundlagen: Hier werden die physiologischen Abläufe des Schilddrüsenstoffwechsels, die Wirkmechanismen der Radioiodtherapie sowie der aktuelle Wissensstand zur Strahlenexposition dritter Personen und zur Exhalation dargelegt.
3. Material und Methoden: Dieses Kapitel beschreibt das Versuchsdesign am Mausmodell, die verwendeten Substanzen, die spezielle Filtertechnik zur Analytik und das statistische Vorgehen.
4. Ergebnisse: Die Ergebnisse präsentieren sowohl die quantitative Exhalationsaktivität als auch die qualitative chemische Zusammensetzung des exhalierten Radioiods unter verschiedenen Blockadebedingungen.
5. Diskussion: Im Diskussionsteil werden die gewonnenen Messergebnisse interpretiert, mit vorangegangenen Studien verglichen und auf die strahlenschutztechnische Relevanz für die Radioiodtherapie hin geprüft.
6. Zusammenfassung: Die Zusammenfassung bündelt die wesentlichen Erkenntnisse und bestätigt den Einfluss von Schilddrüsenmedikamenten auf das Exhalationsmuster und die damit verbundenen Risiken für Dritte.
Schlüsselwörter
Radioiodtherapie, Exhalation, Radioiod, Schilddrüse, Natriumiodid Symporter, Kaliumiodid, Perchlorat, Thyroxin, Carbimazol, Strahlenexposition, Mausmodell, Iodstoffwechsel, Strahlenschutz, Inkorporation, Radioaktivität
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie Radioiod nach einer Therapie über die Atemluft (Exhalation) vom Patienten abgegeben wird und inwieweit diese Exhalation durch verschiedene Schilddrüsenmedikamente beeinflusst werden kann.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind der Schilddrüsenstoffwechsel, die Radioiodtherapie, strahlenschutzrelevante Aspekte bei Patienten nach der Therapie sowie die experimentelle Bestimmung verschiedener chemischer Radioiodformen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist zu prüfen, ob eine gezielte Blockade der Schilddrüsenfunktion durch verschiedene Medikamente (Präapplikationen) das Ausmaß und die chemische Beschaffenheit des exhalierten Radioiods in einem tierexperimentellen Modell verändert.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wurde eine kontrollierte tierexperimentelle Studie an Mäusen durchgeführt, bei der verschiedene Substanzen (KI, Perchlorat, Thyroxin, Carbimazol) präappliziert wurden, um anschließend die radioaktiven Exhalationsprodukte mittels spezieller Filtertechnik zu quantifizieren.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die theoretischen Grundlagen des Schilddrüsenstoffwechsels und der Therapie, detaillierte methodische Beschreibungen der Filtertests sowie eine umfassende Auswertung und Diskussion der experimentellen Daten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Radioiodtherapie, Exhalation, Radioiod, Schilddrüsenblockade, Strahlenexposition, Natriumiodid Symporter, sowie die untersuchten Medikamentengruppen.
Welche Rolle spielt die chemische Form des exhalierten Radioiods?
Die chemische Form ist entscheidend für die Bioverfügbarkeit und damit für die Strahlenbelastung Dritter: Elementares Iod ist biologisch hochgradig verfügbar, während organisch gebundenes Iod deutlich weniger gefährlich für den Körper ist.
Welche Auswirkung hat die Kaliumiodid-Präapplikation auf die Ergebnisse?
Die Arbeit zeigt, dass eine KI-Blockade die Exhalation von elementarem Radioiod signifikant erhöht, während der Anteil an organisch gebundenem Iod sinkt.
Warum ist das Ergebnis für die RIT-Praxis relevant?
Die Erkenntnisse legen nahe, dass eine fortlaufende Medikation mit bestimmten Thyreostatika während der RIT nicht nur für den Patienten ungünstig sein kann, sondern auch die Strahlenexposition für Angehörige oder Personal durch Inkorporation von Radioiod erhöht.
- Citation du texte
- Sebastian Weber (Auteur), 2007, Exogene Modulation der Radioiodexhalation im Mausmodell, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/78608
