Wechselwirkung von Radiometallen mit biologischen Systemen


Wechselwirkung von Radiometallen mit biologischen Systemen

Raff, J.; Günther, A.; Moll, H.; Vogel, M.; Drobot, B.; Stumpf, T.

Metalle interagieren auf vielfältige Art und Weise mit lebenden Organismen. Dies wirkt sich zunächst auf die Metalle selbst aus. Eine veränderte Speziation kann beispielsweise zu einer veränderten Mobilität wie auch zu einer veränderten Bioverfügbarkeit der Metalle in der Umwelt führen. Umgekehrt haben Metalle einen direkten Einfluss auf die Vitalität von Zellen. Neben essentiellen Metallen, die grundlegende Funktionen für den Stoffwechsel erfüllen und damit lebenswichtig sind, gibt es auch toxische Metalle, die den Organismus in höherer Konzentration nachhaltig schädigen können. Radioaktive Metalle, die im Einzelfall nicht nur eine chemische sondern zusätzlich ein radiologische Toxizität aufweisen, können auf Grund der ionisierenden Strahlung Zellbestandteile schädigen oder gar zerstören. Radiometalle können hierbei natürlichen Ursprungs sein oder durch anthropogene Aktivitäten in die Umwelt gelangen. Letzteres umfasst zum Beispiel den Bergbau, die Zementproduktion, die Ausbringung von Phosphatdünger wie auch die störfallbedingte Freisetzung von Radionukliden, Atomwaffentests und die Aufbereitung und Lagerung von radioaktiven Abfällen. Eine Zusammenstellung der wichtigsten Wechselwirkungsmechanismen von Mikroorganismen mit Radiometallen in der Umwelt zeigt nebenstehende Abbildung.
Im Rahmen des Vortrags sollen unterschiedliche Mechanismen auf molekularer Ebene und an Hand von Beispielen ausführlich diskutiert werden. Des Weiteren sollen neben den verschiedenen Varianten einer chemischen Wechselwirkung auch biochemische Effekte in der Zelle berücksichtigt werden. Ziel ist es, auf Basis der unterschiedlichen Wirkungsmechanismen von Radiometallen mit biologischen Systemen, den wechselseitigen Einfluss zum einen auf das Verhalten von Radiometallen in der Umwelt und zum anderen auf den Stoffwechsel von Zellen aufzuzeigen. Die genannten Aspekte sind nicht nur für die Abschätzung der Langzeitsicherheit eines Endlagers für radioaktive Abfälle von Bedeutung, sondern auch für die generelle Abschätzung des Gefährdungspotenzials von Radiometallen für Mensch und Umwelt.

Keywords: Radiometalle; Bioliganden

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  • Invited lecture (Conferences)
    GDCh-Wissenschaftsforum Chemie 2015, 30.08.-02.09.2015, Dresden, Deutschland

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Publ.-Id: 21784