Лучевая терапия: биологическое действие
Лучевые реакции. Действие на ткани в основном обусловлено гибелью клеток. Однако до сих пор нет объяснения таким проявлениям, как тошнота, рвота, головокружение и сонливость. Считают, что они могут быть вызваны выработкой цитокинов в ответ на облучение. Поздние реакции обусловлены пролиферативными процессами ( глиоз и фиброз ).
Другие виды лечения также могут влиять на развитие и выраженность побочных эффектов лучевой терапии. Так, острое поражение кожи и слизистых может усиливаться при одновременной или последующей химиотерапии (например, доксорубицином ). Предшествующее хирургическое вмешательство может усиливать поражение кишечника при облучении.
Выраженность клинических проявлений гибели клеток зависит от скорости клеточной регенерации и дифференцировки. Для удобства все проявления условно разделили по времени возникновения:
- Острые лучевые реакции, такие, как воспаление слизистых и понос, обусловлены гибелью стволовых клеток и проявляются сразу после облучения.
- Подострые лучевые реакции, например симптом Лермитта , развиваются обычно в течение нескольких месяцев после облучения и, как правило, обратимы.
- Поздние лучевые реакции обусловлены поражением медленно делящихся клеток и, как правило, необратимы.
Гибель клеток. В основе гибели клеток в результате облучения лежит повреждение ДНК с последующим прерыванием репликации (репродуктивная гибель). Установлено, что облучение вызывает двухцепочечные разрывы ДНК, образование микроядер и хромосомные аберрации. Безусловно, при облучении повреждаются и другие компоненты клеток.
Выделяют следующие типы гибели клеток:
- Репродуктивная (митотическая) - прерывание митоза .
- В интерфазе - гибель клеток в периоды G0 и G1 (сперматогонии, лимфоциты).
- Апоптоз (запрограммированная гибель клеток) - активный процесс гибели клеток в результате генетических повреждений.
Гибель клеток при облучении носит произвольный характер. Если дозы одинаковы, гибнет постоянная доля облучаемых клеток, но не постоянное абсолютное число клеток. Степень регрессии опухоли определяется не только гибелью клеток, но и скоростью их пролиферации.
"Четыре Р" клеточной реакции на облучение:
- Репарация. Восстановление нелетальных или сублетальных повреждений клеток начинается через несколько часов после облучения, и, вероятно, полное восстановление так и не происходит.
- Распределение. Чувствительность клеток к облучению в разные периоды клеточного цикла различна. Скорость перехода клеток из устойчивых к облучению периодов цикла в наиболее чувствительные выше в быстро делящихся клетках (например, опухолевых), чем в медленно делящихся (большинство нормальных тканей). Этот биологический феномен лежит в основе режима фракционирования облучения, который позволяет застать при последующем облучении выжившие клетки в наиболее чувствительные к ионизирующему излучению периоды клеточного цикла.
- Реоксигенация. После облучения увеличивается доступ кислорода к опухолевым клеткам, что почти в 3 раза повышает их чувствительность к следующей дозе облучения. Кислородный эффект усиливается при фракционировании облучения.
- Регенерация. Восстановление выживших, способных к делению клеток в быстро делящихся и наиболее чувствительных к облучению тканях (слизистые, костный мозг, кишечник) - необходимое условие при облучении высокими дозами для уничтожения опухолевых клеток.
Зависимость эффекта облучения от мощности дозы. Количество погибших клеток, приходящееся на единицу дозы, уменьшается при снижении мощности дозы. Низкие дозы используются при контактной лучевой терапии и облучении всего тела, предшествующем трансплантации костного мозга.
Радиочувствительность - мера восприимчивости клеток к повреждающему действию ионизирующего излучения. Она зависит от периода клеточного цикла, достигая максимума в поздний G2 и ранний М. Эта закономерность более характерна для облучения фотонами, чем для облучения с высокой линейной передачей энергии, которое вызывает более выраженный ионизирующий эффект на единицу пробега.
Радиоустойчивость - характеристика, противоположная радиочувствительности, поэтому термин имеет скорее относительное значение, нежели абсолютное. Часто эти термины используют неправильно из-за ошибочного мнения, что скорость уменьшения опухоли отражает радиочувствительность и эффективность лечения.
Вероятность излечения, самая важная характеристика для больных и врачей, более тесно связана с расположением, распространенностью и морфологией опухоли, а также с сопутствующими заболеваниями, чем с понятием радиочувствительности. В действительности при лучевой терапии большинства поддающихся лечению опухолей не происходит быстрого уменьшения размеров опухоли.
Смотрите также:
