mini|hochkant=1.4|Linearer Zusammenhang des LNT-Modells in Verlauf B dargestellt, A als supralinearer Zusammenhang, C mit linear-quadratischem Zusammenhang und D als Hormesis
Das Linear-No-Threshold-Modell oder Linear-Non-Threshold-ModellInternationale Strahlenschutzkommission: ICRP Publication 99, Low-dose Extrapolation of Radiation-related Cancer Risk. Annals of the ICRP 35 (4). Elsevier, 2005. (LNT-Modell, ) ist ein Modell, welches im Strahlenschutz zur Anwendung kommt und dazu dient, die Exposition mit radioaktiven Strahlen zu quantifizieren und regulatorische Grenzwerte festzulegen. Es handelt sich dabei um eine Arbeitshypothese auf Basis des Vorsorgeprinzips.
Eigenschaften Das im Jahr 1959 von der internationalen Strahlenschutzkommission (, ICRP) eingeführte und letztmals 2007 aktualisierte LNT-Modell geht von einem rein linearen Zusammenhang zwischen Strahlendosis und Krebsfällen aus. Es wird also postuliert, dass es eine Korrelation gibt zwischen der erhaltenen Dosis ionisierender Strahlung und dem Risiko, daran an Krebs zu erkranken; und diese Korrelation verlaufe linear und ohne untere Grenze. Entsprechend dem LNT-Modell wird also Strahlung bei jeder Dosis als gesundheitsschädlich bewertet, ohne dass dabei eine Schwelle der Strahlendosis angenommen wird, unter welcher keine gesundheitlichen Schäden zu erwarten sind. Allerdings sinke das Risiko linear korreliert mit abnehmender Strahlenbelastung.International Commission on Radiological Protection (ICRP), Publication 103, in: IPPNW Schweiz: Atomstrom und Strahlenrisiko, 98/1 In einem Diagramm ergibt sich damit als Abhängigkeit biologischer Schäden von der Strahlungsintensität eine Gerade durch den Nullpunkt.
Neben dem LNT-Modell werden auch das Threshold-Modell (Schwellenwert-Modell) und die Hormesis diskutiert.D. Costantini, B. Borremans: The linear no-threshold model is less realistic than threshold or hormesis-based models: An evolutionary perspective. In: Chemico-biological interactions. Band 301, März 2019, S. 26–33, , PMID 30342016 (Review). Während das Threshold-Modell einen Schwellenwert beschreibt, unter dem keine Krebserkrankungen auftreten, definiert die Hormesis einen Bereich geringer Dosis, in dem weniger Erkrankungen auftreten. Diese Modelle sind in der Aktivierung einer teilweisen DNA-Reparatur durch ionisierende Strahlung und in der Immunantwort begründet, die teilweise Krebszellen eliminiert.M. Doss: Are We Approaching the End of the Linear No-Threshold Era? In: Journal of Nuclear Medicine. Band 59, Nummer 12, Dezember 2018, S. 1786–1793, , PMID 30262515.The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, Internationale Strahlenschutzkommission, abgerufen am 31. Juli 2015Health Impacts, Chernobyl Accident Appendix 2, World Nuclear Association, 2009. Abgerufen am 31. Juli 2015.
Argumente, die für das LNT-Modell sprechen, sind die breite weltweite Verwendung in der Gesetzgebung, suboptimale DNA-Reparatur die Zellen trotzdem geschädigt belässt, variable Reaktionen bestrahlter Organismen, unterschiedliche Latenzzeiten für die Krebsentstehung, schwankende Schwellenwerte und Interessenkonflikte.U. C. Okonkwo, C. C. Ohagwu, M. E. Aronu, C. E. Okafor, C. I. Idumah, I. P. Okokpujie, N. N. Chukwu, C. E. Chukwunyelu: Ionizing radiation protection and the linear No-threshold controversy: Extent of support or counter to the prevailing paradigm. In: Journal of environmental radioactivity. Band 253–254, November 2022, S. 106984, , PMID 36057228 (Review). Probleme mit dem Modell umfassen eine durch die Verwendung entstehende Radiophobie (einschließlich Misdiagnosen, Einsatz alternativer Diagnose- und Heilverfahren, Hemmung der Forschung mit ionisierender Strahlung), das Nichteinbeziehen krebshemmender Mechanismen in Lebewesen wie DNA-Reparatur, Apoptose und Nekrose, Seneszenz sowie vermehrte Kosten durch Strahlenschutz schon bei niedrigen Dosen (darunter hohe Betriebskosten, inkorrekte Priorisierung, Überbewertung von Auswirkungen, Kosten-Nutzen-Analyse), Auswirkungen von Vorsichtsmaßnahmen bei niedriger Strahlenbelastung auf die BevölkerungS. Sutou: Questioning the Linear No-Threshold Model (LNT): Lessons From Hiroshima/Nagasaki and Fukushima. In: Dose-response : a publication of International Hormesis Society. Band 23, Nummer 3, 2025, S. 15593258251367588, , PMID 40923016, (Review). und epidemiologisch ermittelte Krebshäufigkeiten bei unterschiedlicher natürlicher Strahlenexposition.J. J. Cardarelli, B. A. Ulsh: It Is Time to Move Beyond the Linear No-Threshold Theory for Low-Dose Radiation Protection. In: Dose-response : a publication of International Hormesis Society. Band 16, Nummer 3, 2018 Jul-Sep, S. 1559325818779651, , PMID 30013457, .
Berechnung Das LNT-Modell verwendet die experimentellen Krebshäufigkeiten von Nagetieren bei verschiedenen hohen Dosen ionisierender Strahlung in einem zweijährigen Tierversuch.E. J. Calabrese, N. D. Priest, W. J. Kozumbo: Thresholds for carcinogens. In: Chemico-biological interactions. Band 341, Mai 2021, S. 109464, , PMID 33823170 (Review). Die Wahrscheinlichkeiten werden anschließend von hoher Strahlenbelastung (> 1 Sievert) auf niedrigere Dosen extrapoliert.J. E. Leblanc, J. J. Burtt: Radiation Biology and Its Role in the Canadian Radiation Protection Framework. In: Health physics. Band 117, Nummer 3, September 2019, S. 319–329, , PMID 30907783 (Review).
Verwendung Das LNT-Modell wird am häufigsten dazu benutzt, um die Wahrscheinlichkeit eines durch Strahlung verursachten Karzinoms zu berechnen. Seit den 1950er Jahren wird es in verschiedenen Ländern sowie international im Strahlenschutz verwendet. Die Grundannahme des Modells ist dabei, dass der biologische Langzeitschaden durch ionisierende Strahlen (im Wesentlichen das Karzinom-Risiko) direkt proportional zur Strahlendosis ist. Es existieren verschiedene Hinweise, dass es bei niedriger Strahlenbelastung zumindest zu einer radioadaptiven Reaktion (radioadaptive response) des Organismus kommt, der teilweise vor gesundheitlichen Schäden schützt.Y. Shibamoto, H. Nakamura: Overview of Biological, Epidemiological, and Clinical Evidence of Radiation Hormesis. In: International Journal of Molecular Sciences. Band 19, Nummer 8, August 2018, , PMID 30104556, . Das französische IRSN spricht sich dennoch für die Beibehaltung des LNT-Modells aus.Studie The scientific basis for the use of the linear no-threshold (LNT) model at low doses and dose rates in radiological protection, April 2023 Einige spezifische Studien ziehen das Modell heran, um z. B. erhöhte Krebsfälle der allgemein strahlungsempfindlicheren Kinder durch Hintergrundstrahlung zu erklärenA. Mazzei-Abba et al.: External background ionizing radiation and childhood cancer: Update of a nationwide cohort analysis. Es gibt auch einige empirische Studien, welche das LNT-Modell ausdrücklich bestätigen. Am bekanntesten wohl die sog. INWORKS-Studie von 2015, die ein minimal erhöhtes Risiko von Arbeitern in Kernkraftwerken im niedrigen LNT-Bereich der Exposition nachweist.K. Leuraud, D.B. Richardson, E. Cardis et al. Ionizing radiation and risk of death from leucemia and lymphomia in radiation monitored workers , PMID 26436129, Die INWORKS-Studie geriet allerdings vor allem wegen zweier methodischer Probleme in die Kritik. Problem 1: Wichtige Einflussfaktoren für die Entstehung von Tumoren, wie z. B. Rauchen, wurde nicht erfasst. Problem 2: Der absolute Großteil der Krebstoten in der Kohorte der INWORKS-Studie hatte kumulierte Dosen deutlich über 100 mSv. Quelle: doi:10.1177/1559325818779651
Kritik Das LNT-Modell wird kontrovers diskutiert, insbesondere die Gültigkeit des Modells bei der Berechnung gesundheitlicher Effekte von niedrigen Strahlendosen und der Anwendbarkeit.E. J. Calabrese, P. B. Selby: Muller mistakes: The linear no-threshold (LNT) dose response and US EPA's cancer risk assessment policies and practices. In: Chemico-biological interactions. Band 383, September 2023, S. 110653, , PMID 37572872 (Review).B. Sacks, G. Meyerson: Linear No-threshold (LNT) vs. Hormesis: Paradigms, Assumptions, and Mathematical Conventions that Bias the Conclusions in Favor of LNT and Against hormesis. In: Health physics. Band 116, Nummer 6, Juni 2019, S. 807–816, , PMID 30768437 (Review).B. Sacks, G. Meyerson, J. A. Siegel: Epidemiology Without Biology: False Paradigms, Unfounded Assumptions, and Specious Statistics in Radiation Science (with Commentaries by Inge Schmitz-Feuerhake and Christopher Busby and a Reply by the Authors). In: Biological theory. Band 11, 2016, S. 69–101, , PMID 27398078, . Der Wissenschaftliche Ausschuss der Vereinten Nationen zur Untersuchung der Auswirkungen atomarer Strahlung (UNSCEAR), der maßgeblich an der internationalen Etablierung von Empfehlungen im Strahlenschutz mitwirkt, sprach im Jahr 2014 Empfehlungen aus, dass zur Häufigkeitsschätzung strahlen-induzierter Gesundheitseffekte innerhalb einer Bevölkerungsgruppe die Multiplikation sehr niedriger Strahlendosen mit einer großen Anzahl von Personen nicht mehr angewendet werden soll, wenn die Summe niedriger Strahlendosen gleich hoch oder niedriger ist als die natürliche Strahlenexposition, der jeder Mensch ohnehin ausgesetzt ist. Daher wird empfohlen, das LNT-Modell nur für Entscheidungen im Strahlenschutz zu verwenden, und nicht zur Berechnung eines Krebsrisikos.M. Tubiana, L. E. Feinendegen, C. Yang, J. M. Kaminski: The linear no-threshold relationship is inconsistent with radiation biologic and experimental data. In: Radiology. Band 251, Nummer 1, April 2009, S. 13–22, doi:10.1148/radiol.2511080671, PMID 19332842, .The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, Internationale Strahlenschutzkommission, abgerufen am 31. Juli 2015, World Nuclear Association, 2009. Abgerufen am 31. Juli 2015. In Deutschland basieren die Empfehlungen der Strahlenschutzkommission auf dem LNT-Modell, wobei die LNT-Hypothese gemäß der internationalen Strahlenschutzkommission ICRP für Zwecke des Strahlenschutzes – z. B. zur Entscheidung von Maßnahmen – gedacht sei und nicht zur Quantifizierung individueller Strahlenrisiken.Strahlenschutzkommission, Grundlagen zur Begründung von Grenzwerten der Strahlenexposition für die Bevölkerung, Stellungnahme der Strahlenschutzkommission vom 8. Mai 2023, S. 42, (PDF). In der ICRP Publikation 103 von 2007 schreibt die ICRP-Kommission S. 49 dazu: (Das System der Kommission werde) "weiterhin auf der Annahme beruhen, dass bei Dosen unterhalb von 100 mSv eine gegebene Dosiserhöhung zu einer direkt proportionalen Erhöhung der Wahrscheinlichkeit von Krebs oder vererbbaren Wirkungen führt", sowie auf derselben Seite: "Wegen dieser Unsicherheit nach niedrigen Dosen kommt die Kommission zur Einschätzung, dass es nicht sinnvoll ist, für Zwecke der allgemeinen Gesundheitsplanung eine hypothetische Zahl von Krebsfällen und vererbbaren Erkrankungen aufgrund sehr niedriger Dosiseinwirkungen zu berechnen."Die Empfehlungen von 2007 der Internationalen Strahlenschutzkommission
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