In der Strahlentherapie werden Tumore mit hohen Dosen bestrahlt, wobei das umgebende gesunde Gewebe bestmöglich geschont werden soll. Das invertierte Dosisprofil von schweren Ionen ermöglicht es, im Gegensatz zur Photonenstrahlung, tief liegende Tumore mit einer hohen Dosis zu bestrahlen und das davor liegende gesunde Gewebe zu schonen. Für die Abschätzung des Risikos von Spätkomplikationen nach der Bestrahlung ist eine genaue Kenntnis der biologischen Wirkung dieser verschiedenen Strahlenqualitäten erforderlich. In der vorliegenden Arbeit wurde deshalb die Wirkung von Kohlenstoff-Ionen und Röntgenstrahlen auf die vorzeitige Alterung und Langzeitentwicklung humaner Hautfibroblasten untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei auf den ursprünglich bestrahlten Zellen und deren Nachkommen. Fibroblasten besitzen in-vitro nur eine begrenzte Lebensspanne, die mit der replikativen Seneszenz der Zellen endet. Bei bestrahlten Fibro-blasten werden Veränderungen beobachtet, die Übereinstimmungen mit der natürlich auftretenden Seneszenz zeigen. Diese strahleninduzierte vorzeitige Alterung der Fibroblasten spielt in der Strahlentherapie eine große Rolle bei der Entstehung von Spätkomplikationen, sie wird als ein Mechanismus zur Erhaltung der Integrität des Genoms angesehen. Die Untersuchung der strahleninduzierten Alterung wurde an AG 1522 Vorhaut-broblasten durchgeführt, die mit Kohlenstoff-Ionen (9,8 MeV/u) und Röntgenstrahlen (250 kV) in der G0/G1-Phase des Zellzyklus bestrahlt worden waren. Nach der Bestrahlung wurden die Zellen über mehrere Monate bis zur replikativen Seneszenz subkultiviert. In diesem Zeitraum wurde die Inhibition der Zellzyklusprogression mittels BrdU-Markierung und im Durflchusszytometer untersucht. Die vorzeitige Differenzierung und Alterung der Zellen wurde morphologisch und molekularbiologisch analysiert. Dazu wurden das Differenzierungsmuster der Zellen und die Expression bzw. Aktivität von Proteinen der Zellzykluskontrolle und der Seneszenz (p53, p21 (CIP1/WAF1/SDI1), p16(INK4a), beta-Galaktosidase) bestimmt. Sowohl die Bestrahlung mit Kohlenstoff-Ionen als auch mit Röntgenstrahlen führte zur dosisabhängigen Inhibition eines Teils der Population, an die sich die vorzeitige Differenzierung und Alterung der Zellen anschloss (Phase I). Kohlenstoff-Ionen haben dabei eine höhere Effektivität als Röntgenstrahlen. In allen bestrahlten Populationen existierte jedoch eine Subpopulation von Zellen, die weiter proliferierten und die schnell den Hauptteil der Population darstellten (Phase II). Das Aufwachsen dieser Subpopulation erfolgte nach Bestrahlung mit Kohlenstoff-Ionen schneller als nach Bestrahlung mit Röntgenstrahlen. Nach mehreren Monaten traten erneut Anzeichen einer vorzeitigen Differenzierung und Alterung auf, die dauerhaft war und bei einem früheren Zellalter als bei den Kontrollzellen auftrat (Phase III). In einem Fall trat dagegen nach Bestrahlung mit 16 Gy Röntgenstrahlen eine stark veränderte Expression von Proteinen der Zellzykluskontrolle auf, die von einem starken Populationswachstum, klonaler Expansion und genetischer Instabilität begleitet wurde. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass bestrahlte Fibroblasten mit DNA-Schäden durch Differenzierung und Seneszenz aus der proliferierenden Population entfernt werden. Auch diejenigen Zellen, die nach der Bestrahlung noch über längere Zeit proliferieren, haben eine begrenzte Lebensspanne. Dies gilt sowohl für die Bestrahlung mit Kohlenstoff-Ionen als auch für die Bestrahlung mit Röntgenstrahlen. Bei beiden Strahlenqualitäten war die Zahl an Chromosomenaberrationen nicht größer als in der Kontrolle. Die Zellzyklusinhibition und vorzeitige Alterung ist demnach ein wirksamer Mechanismus zur Bewahrung der Integrität des Genoms. Das langsame Aufwachsen der mit Röntgenstrahlen bestrahlten Fibroblasten und das Auftreten eines stark proliferierenden instabilen Klons nach einer hohen Dosis Röntgenstrahlen deutet jedoch daraufhin, dass die Nachkommen der mit Röntgenstrahlen bestrahlten Fibroblasten stärker geschädigt sind als die Nachkommen der mit Kohlenstoff-Ionen bestrahlten Zellen. Diese Hypothese muss in weiteren Experimenten untersucht werden.