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Photochemische Wirkungen

Vornehmlich bei einer relativ langen Bestrahlungsdauer im Minutenbereich sowie geringen Bestrahlungsstärken (< 50 mW/cm²) können photochemische Wirkungen im Gewebe ausgelöst werden. Bei den photochemischen Wirkungen wird die Energie der einfallenden optischen Strahlung in chemische Reaktionsenergie umgesetzt. Diese Effekte dominieren bei ausreichender Photonenenergie, d. h. vor allem für optische Strahlung im UV- und kurzwelligen sichtbaren Spektralbereich. Bestimmte biologische Moleküle absorbieren dabei die auftreffende optische Strahlung, werden dadurch angeregt und geben ihre Energie an Sauerstoff-Moleküle ab. Dadurch entsteht eine hochreaktive Form des Sauerstoffs (Singulett-Sauerstoff). Dieser greift das umliegende Gewebe an und erzeugt freie Radikale, die ebenfalls hochreaktiv sind und umgebende zelluläre Moleküle wie Proteine oder die Erbsubstanz Desoxyribonukleinsäure (DNS) schädigen können. Optische Strahlung im kurzwelligen UV-Spektralbereich hat sogar ausreichende Photonenenergie um eine direkte Schädigung der DNS hervorzurufen, indem chemische Bindungen gespalten und dadurch Bausteine der DNS anders verknüpft werden. Derartige Schädigungen der DNS können krebsauslösend wirken.

Eine Reihe chemischer Verbindungen und Medikamente kann das biologische Gewebe für die photochemische Wirkung von optischer Strahlung sensibilisieren. Dadurch können heftige biologische Reaktionen, so genannte "phototoxische" Reaktionen, auftreten.