Основные факторы, модифицирующие радиочувствительность

Радиочувствительность – способность биологических объектов реагировать на действие ионизирующих излучений процессами деструкции и нарушением функций.

При трактовке радиочувствительности клеток и тканей при определенных ограничениях может быть использован закон Бергонье и Трибондо, сформулированный еще в 1902 году. Согласно этому закону, наиболее чувствительные к ионизирующему излучению ткани содержат клетки:

1. Находящиеся в момент облучения в процессе активного деления.

2. Проходящие многие трансформации в своем жизненном цикле.

3. Не имеющие четкой специализации по своей структуре и функциям.

Исключением являются лимфоциты и ооциты, которые являются высокорадиочувствительными, находясь в интерфазе.

На радиочувствительность существенное влияние оказывает и кислородный эффект. Клетки с нормальным содержанием кислорода значительно чувствительней к действию редкоионизирующего излучения, чем находящиеся в состоянии гипоксии. При падении рО₂ ниже 20 мм рт. ст. клетки более устойчивы к действию радиации, чем при более высоком парциальном давлении кислорода. Радиомодифицирующее действие кислорода может быть связано с увеличением образования гидропероксида (НО₂). Этот радикал, обладающий высокой окислительной способностью, образуется при облучении воды в присутствии кислорода: Н + О₂ = НО₂. Выход этого радикала уменьшается пропорционально падению парциального давления кислорода. Кроме того, в присутствии кислорода уменьшается возможность репарации свободных радикалов SH-группами. Следует отметить, что степень насыщенности тканей кислородом не имеет значения при поражении плотноионизирующим излучением.

Температура также влияет на радиочувствительность. Понижение температуры тела способно повысить сопротивляемость организма к действию ионизирующего излучения. В некоторых случаях это ведет лишь к отсроченности наступления радиационных последствий. В то же время повышение температуры тканей повышает их радиочувствительность. Определенную роль при этом играет кислород, а также зависимость митоза от температуры.

Таким образом, клетки – основные структурные элементы организма, в частности, млекопитающих и человека. Разумеется, на более высоких уровнях организации живого – тканевом, органном, системном, организменном, популяционном, видовом, биоценотическом – вступают в свои права новые закономерности и ограничения в действии радиации. Однако основные события происходят на уровне клеток.

62. Определение толерантных доз при различных режимах фракционирования. Важнейшим условием успешной лучевой терапии является сохранение жизнеспособности нормальных тканей и органов, находящихся в зоне воздействия радиации. Это относится не только к окружающим опухоль анатомическим структурам, но и к самой “мишени”, подвергающейся наиболее интенсивному облучению. Кроме элементов опухоли, в ней содержатся сосуды и другие соединительнотканные образования, от регенераторной способности которых зависит дальнейшее течение заболевания. Даже при полном уничтожении всех клеток опухоли исход заболевания будет неблагоприятный, если превышается толерантность нормальных тканей. Наступающие при этом лучевые поражения протекают не менее тяжело, чем основное заболевание. Толерантность – это предельная лучевая нагрузка, не приводящая к необратимым изменениям тканей. Она зависит не только от величины поглощенной дозы, но и от распределения ее во времени. В условиях фракционированного облучения величина толерантности выражается в виде номинальной стандартной дозы (НСД). Предложена концепция НСД F.Ellis (1969, 1971, 1973):

НСД =Д / (N^0,24 × Т^0,11), где

Д - суммарная поглощенная доза (сГр); N - число фракций дозы; T - длительность курса лечения, включая первый и последний день.

Толерантный уровень соединительной ткани по концепции НСД равен 1800 терапевтическим эквивалентам рада (тэр).

Величина биологического эффекта накапливается постепенно с каждой последующей фракцией дозы и поэтому получила название “кумулятивного радиационного эффекта” (КРЭ). Предложена концепция I.Kirk, Grey W. и др. (1971). Она выражается в виде формулы:

КРЭ = Ф × q × d × (T / N)^-0,11 × N^0,65, где

d - разовая доза, сГр; Ф - поправка на облучаемый объем; q - коэффициент относительной биологической эффективности излучения.

Единицей КРЭ является “ерэ” – единица радиационного эффекта. Толерантность соединительной ткани и кожи составляет около 1800 ерэ, что соответствует 60 Гр при площади облучения 100 см2 при разовой дозе 2 Гр ежедневно, 5 раз в неделю. Приведенные формулы являются эмпирически обоснованными в многочисленных экспериментальных и клинических исследованиях, получивших всеобщее признание. НСД и КРЭ могут применяться при курсах лечения, характеризующихся регулярным ритмом облучения с числом фракций более 4, постоянной величиной разовой дозы и общей длительностью от 10 до 100 дней при мощности дозы не менее 20 сГр /мин. Простое сложение величины КРЭ, например, при расщепленных или повторных курсах лечения, а также при изменении ритма облучения недопустимо.

С целью преодоления этих трудностей был предложен фактор ВДФ – «время -доза - фракционирование». Фактор ВДФ предложен C.Orton и F.Ellis (1973). Он основан на тех же предпосылках и выражается в виде:

ВДФ = N × d^1,538 (Т / N)^-0,169 × 10^-3, где

d - разовая доза, cГр, N - число фракций дозы, T - длительность курса лечения, включая первый и последний день.

Величина ВДФ, соответствующая полной толерантности соединительной ткани, принимается за 100, что соответствует 1800 ерэ. Большим преимуществом ВДФ является возможность простого сложения значений, получаемых при различных курсах лечения, отличающихся по своему ритму. Путем математических преобразований была получена возможность расчета фактора ВДФ для каждой отдельной фракции дозы, что позволяет применять его при аритмичных курсах лучевого лечения с различными разовыми дозами и интервалами между отдельными сеансами. КРЭ и ВДФ связаны между собой соотношением:

КРЭ = (ВДФ × 10³)^0,65

Таким образом, переход от одной системы к другой не представляет трудностей и может быть осуществлен с помощью соответствующих таблиц и графиков. Обе системы КРЭ и ВДФ неразрывно связаны и имеют свои преимущества и недостатки. В некоторых случаях можно применить только фактор ВДФ (например, аритмичный курс лечения, мультифракционирование), в других – только КРЭ (повторные курсы лечения, расщепленный курс, поправка на облученный объем). Однако всегда возможен переход от одной системы к другой на конечном или промежуточном этапе расчета. Рекомендуется выражать конечный результат в ерэ, т.к. лишь таким путем можно учесть все имеющие значение факторы, включая величину облучаемого объема.

Дата добавления: 2015-11-28