Материал: Методичка. Лучевая терапия

способствует нарушению проницаемости клеточных мембран. Ядра увеличиваются, принимают необычную форму, вакуолизируется цитоплазма,

набухают митохондрии и распадаются на мелкие зёрна.

Контрольные вопросы:

1.Какие группы ионизирующих излучений вы знаете?

2.Каковы особенности проникновения в ткани волновых и корпускулярных излучений?

3.Для облучения каких опухолей (по глубине расположения) более предпочтительно рентгеновское излучение? Потоки электронов?

Протонный пучок? Высокоэнергетическое тормозное рентгеновское

излучение?

4.В чем суть физического действия излучений?

5.В чем состоит биологическое действие излучений на клетку?

21

Глава 3

Радиочувствительность опухолей. Основы радиобиологии.

Главная задача лучевой терапии – максимально повредить опухоль

и минимально затронуть при этом здоровые ткани. Для этого необходимо сосредоточить энергию излучения в опухоли и её метастазах при одновременном максимальном снижении дозы в окружающих тканях и во всём организме.

Злокачественная опухоль представляет собой гетерогенную систему.

В ней различают паренхиму, т.е. массу опухолевых клеток, отличных от материнской ткани тем, что они никогда не созревают и способны к неконтролируемой пролиферации. Клетки паренхимы разнородны и находятся в различной степени дифференцировки, разных фазах клеточного цикла, содержат разное количество кислорода и т.д. Опухоль имеет и соединительнотканную строму, содержащую несовершенные, вновь образованные сосуды и нервы. Под влиянием дозы ионизирующего излучения в опухоли происходят морфологические изменения – от умеренно выраженной дистрофии клеток до тотального некроза с явлениями гиалиноза и склероза стромы опухоли с заместительным разрастанием фиброретикулярной ткани. Однако чувствительность различных элементов опухоли неодинакова, поэтому добиться выраженного эффекта путём подведения единичной стандартной дозы невозможно.

Радиочувствительностью клеток, тканей и органов принято называть их реакцию на ионизирующее излучение. Давно установлено, в

каких тканях и органах происходят наибольшие морфологические изменения после облучения. Наиболее чувствительны к облучению кроветворная ткань,

железистый аппарат кишечника, эпителий половых желёз, эпителий кожи и сумки хрусталика глаза. Следовательно, при облучении таких органов, как

22

лимфатические узлы, селезёнка, костный мозг, гонады, тонкая кишка,

возникают наибольшие лучевые повреждения. Однако функциональные нарушения могут наблюдаться и в других тканях и органах при относительно небольших дозах, например, в нервной ткани.

Радиочувствительность тканей и клеток не является величиной постоянной. Она значительно меняется в зависимости от состояния организма, а также определяется рядом факторов, которые выявлены такой наукой, как клиническая радиобиология. Ниже представлены наиболее существенные из этих факторов, причём первые принято обозначать как

«Четыре «Р» клинической радиобиологии»:

1. Исходная Радиочувствительность. Чувствительность любой злокачественной опухоли к излучению зависит от специфических особенностей составляющих её клеток и чаще всего от радиочувствительности ткани, из которой опухоль произошла. Все опухоли условно делят на радиочувствительные (полностью исчезают после курса облучения без некроза окружающей соединительной ткани) и

радиорезистентные (не резорбируются при дозах, разрушающих соединительную ткань). К радиочувствительным опухолям относятся,

например, семиномы, лимфомы, мелкоклеточный рак лёгкого; к умеренно чувствительным – плоскоклеточный рак, аденокарцинома,

переходноклеточный рак; к радиорезистентным – глиомы, различные виды сарком (кроме остеосаркомы Юинга и лимфосарком), гипернефроидный рак почки, гепатоцеллюлярную карциному, меланому.

2. Реоксигенация. Увеличение опухолевой массы вследствие неуправляемого размножения клеток обгоняет развитие стромы и,

следовательно, сосудистой сети и приводит к развитию гипоксии в опухоли.

Часть клеток при этом оттесняется от капилляров и оказывается в зонах с низким уровнем парциального давления кислорода. В участках наиболее глубокой гипоксии, где давление близко к нулевым значениям, клетки погибают, в результате чего появляются очаги асептических некрозов. При

23

парциальном давлении кислорода ниже 20 мм рт.ст. клетки более устойчивы к действию радиации, чем при более высоких значениях, поскольку кислород

«фиксирует» лучевые повреждения молекул за счёт присоединения в местах разрывов, вызванных ионизацией. «Фиксированные» кислородом повреждения менее эффективно репарируются ферментативными системами клетки. Сенсибилизирующее действие кислорода или, наоборот,

радиозащитное действие гипоксии в радиобиологии называют «кислородным эффектом».

3. Репарация радиационных повреждений. В среднем восстановление повреждений, возникших в клетке в результате действия ионизирующего излучения, идёт наиболее интенсивно в сроки от 2 до 6 часов после облучения и завершается к концу первых суток, причём скорость репарации в разных тканях и опухолях неодинакова. В опытах на клеточных культурах и некоторых органах in vivo было показано, что эффективность репарации постепенно уменьшается при фракционировании дневной дозы, то есть, облучив опухолевую клетку повторно, через 5-6 часов после возникшего в ней повреждения, можно добиться её гибели с большей вероятностью.

Однако дробление ежедневной дозы на фракции приводит к сужению терапевтического интервала (большей токсичности лечения) по причине недостаточного времени для восстановления здоровых тканей.

4. Репопуляция. Гибель и удаление из ткани части клеток вызывает ускорение размножения оставшейся части популяции, которое осуществляется за счёт увеличения доли размножающихся клеток

(пролиферативного пула), а иногда и сокращения клеточного цикла. Для некоторых новообразований, например, рака кожи, гортани, некоторых лимфом, весьма характерна быстрая репопуляция, являющаяся отчасти и причиной радиорезистентности к длительному фракционированному воздействию. Классическим примером здесь является лимфома Беркитта и некоторые быстрорастущие опухоли молочной железы, сокращение курса

24

лечения которых за счёт увеличения ежедневной дозы привело к улучшению

результатов.

5. Зависимость радиочувствительности от фазы клеточного

цикла. Средняя радиочувствительность клеток зависит от состояния в момент облучения хроматина, а также концентрации в клетке природных радиопротекторов – соединений, прежде всего, глютатиона, имеющих в своём составе SH-группы, и эффективности ферментов репарации. Эти показатели меняются по фазам клеточного цикла. Наиболее резистентны к облучению клетки в фазе синтеза ДНК. Кроме того, покоящиеся клетки (фаза G0)

являются в целом менее радиочувствительными благодаря большей, чем у делящихся, способности к восстановлению от потенциально летальных повреждений.

6. Зависимость от степени дифференцировки клеток. В 1906 году

французские учёные Жан Бергонье и Луи Трибондо сформулировали правило, впоследствии более известное как постулат Бергонье-Трибондо: в

живой ткани клетки тем более радиочувствительны, чем менее они дифференцированы, чем больше выражена их пролиферативная активность и продолжительнее у них процесс митоза.

Контрольные вопросы:

1.В чем состоит основная цель лучевой терапии?.

2.Что такое радиочувствительность?

3.Назовите основные факторы, определяющие радиочувствительность опухоли.

4.Что такое «кислородный эффект»?

5.В чем суть постулата Бергонье-Трибондо?

25