In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen von ionisierender Strahlung (IR) auf native und leukämische Zellen des Immunsystems untersucht. Stimulation von frisch isolierten peripheren Blutlymphozyten (PBL) durch Mitogene wie Phytohämagglutinin (PHA-L) oder durch einen spezifischen Aktivator, welcher verschiedene Differenzierungsmarker quervernetzt, führt zu einer immunologischen Aktivierung von ruhenden T-Zellen. Eine solche Aktivierung führt zu einer starken Vergrößerung des Zelldurchmessers von ruhenden Lymphozyten und einer damit einhergehenden Veränderung der elektrophysiologischen Eigenschaften und der Zusammensetzung der verschiedenen Ionenkanäle in der Plasmamembran. In der vorliegenden Arbeit zeige ich, dass eine vergleichbare Vergrößerung dieser Zellen nach Bestrahlung mit niedrigen Dosen von Röntgenstrahlung eintritt. Diese Beobachtung weist auf eine durch ionisierende Strahlung ausgelöste Signalkaskade hin, welche in der Aktivierung oder Modulation des immunologischen Status von Lymphozyten resultiert. Dieses, durch ionisierende Strahlung ausgelöste, Phänomen wurde in der vorliegenden Arbeit im Detail anhand von Jurkat-Zellen untersucht. Diese sind immortalisierte T-Zell-Vorläuferzellen, welche von einem Patienten mit akuter lymphatischer Leukämie (ALL) gewonnen wurden. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass ionisierende Strahlung in Jurkat-Zellen eine dosisabhängige Vergrößerung des Zelldurchmessers bewirkt. Diese Vergrößerung ist in Ausmaß und zeitlichem Ablauf mit der durch Immunstimulation ausgelösten Vergrößerung von frisch isolierten peripheren Blutlymphozyten vergleichbar. Die Vergrößerung des Zelldurchmessers beruht auf zwei unabhängigen Vorgängen: der Erste ist ein durch ionisierende Strahlung hervorgerufener Arrest in der G2 Zellzyklusphase, der Zweite ist mit einer Immunantwort verbunden. Der mit einer Immunantwort verbundene Vergrößerungs-vorgang, lässt sich ebenfalls durch eine extrazelluläre Zugabe von Wasserstoffperoxid auslösen und durch das immunsupressiv wirkende Zyklosporin A unterbinden. Die morphologischen Veränderungen der Jurkat-Zellen sind darüber hinaus mit einer Veränderung der elektro-physiologischen Eigenschaften einschließlich der Hochregulation eines kalziumabhängigen Kaliumkanals verbunden. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Polypeptid-α-Kette des Interleukin-2-Rezeptors nach Bestrahlung exprimiert wird. Diese ist ein Marker für aktivierte T-Zellen und T-regulatorische Zellen. Adhäsionsexperimente und Einzelmolekül-mikroskopie zeigen darüber hinaus, dass ionisierende Strahlung eine verstärkte Zell-Zell- und Zell-Oberflächenadhäsion durch die Hochregulation und verstärkte Zusammenlagerung von Integrin-β-1 bewirkt. Alle durch ionisierende Strahlung hervorgerufenen genannten zellulären Effekte haben große Ähnlichkeit zu den durch Stimulation hervorgerufenen Effekten in peripheren Blutlymphozyten. Die Erkenntnis, dass ionisierende Strahlung in Zellen des Immunsystems eine Zelldurchmesservergrößerung, eine erhöhte Expression von Adhäsionsmolekülen und eine veränderte Ionenkanalzusammensetzung in der Plasmamembran bewirkt, führt zu der Annahme, dass ionisierende Strahlung eine Modulation des immunologischen Status dieser 12 III Zusammenfassung Zellen bewirken kann. Diese immunologische Modulation könnte erklären, warum die Strahlentherapie von Patienten mit chronischen Entzündungen oder Autoimmunerkrankungen wie beispielweise rheumatoider Arthritis mit niedrig dosierter ionisierender Strahlung zu einer Linderung der Krankheitssymptome und Beschwerden führt. Darüber hinaus könnte die Erkenntnis, dass die Integrin-β-1 vermittelte Adhäsion von Immunzellen nach Bestrahlung zunimmt, von klinischer Relevanz für die Behandlung von Leukämiepatienten sein, da die Behandlung dieser Krankheit oft eine Kombination von Chemotherapie und Strahlentherapie beinhaltet. Diese Strahlentherapie könnte jedoch noch weitere unbekannte negative Nebeneffekte haben. Anhand der in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse ist anzunehmen, dass diese Strahlentherapie zu einer Vergrößerung, Adhäsion und Transmigration durch Endothele sowie Veränderungen der elektrophysiologischen Eigenschaften der leukämischen Zellen bewirken kann. Dies könnte in einer massiven Adhäsion und Einwanderung der leukämischen Zellen resultieren. Medikamente, welche die Integrin-β-1 vermittelte Adhäsion unterbinden, könnten diese negativen Nebeneffekte vermindern.