Зависимость радиобиологического эффекта от величины разовой дозы излучения и особенности структурно-функциональной организации клеток новообразования

В последнее время много внимания уделяется феномену «сверхкомпенсации», то есть увеличению количества митозов в период восстановления после облучения до уровня, превышающего исходный (Л. Д. Архипов, Б. И. Исмаилов, 1963; Tubiana, 1970, и др.). Через некоторое время количество митозов вновь уменьшается.

Koller (1947) показал, что митозы раковых клеток человека лишь тормозятся при облучении минимальной дозой в 50 р. При этом автор уточнил, что в случае уменьшения мощности дозы до 0,5 р/м и доза в 50 р не удлиняет продолжительности фаз митоза.

Puck, Markus (1956) при облучении культивируемых клеток человеческого штамма Hela обнаружили, что после дозы в 500 р только 1 % облученных клеток сохраняет репродуктивную способность и участвует в формировании крупных колоний (более 50 клеток).

Kohn, Fogh (1959), изучая влияние различных доз на митотическую активность клеток человеческого штамма, показали, что полное прекращение образования новых клеток наблюдается после однократной дозы в 1000 р. При этом объем клеточной популяции, несмотря на лизис части клеток, не уменьшается в связи с трансформацией других в гигантские. Таким образом, сравнительный количественный анализ опубликованных результатов практически невозможен в связи с различием условий облучения и вариабельностью используемых объектов.

Более того, Quastler (1960) продемонстрировал зависимость чувствительности клеток к любому повреждающему агенту, в том числе и к ионизирующей радиации в большей или меньшей степени от стадии клеточного цикла.

Gajthv (1958), Мак, Till (1963) и другие наблюдали последовательность наступления торможения отдельных стадий митотического цикла — S, G1, G2, с увеличением поглощенной дозы радиации.

Изменения радиочувствительности — радиопоражаемости в различных фазах митотического цикла — были подтверждены Sinclai (1964), Terasima (1965), Frindel и соавторами (1970) и др. Причем наиболее демонстративно эта зависимость проявлялась при воздействии относительно малых доз — 100 — 200 р, обеспечивающих митотическую форму гибели клеток.

Как известно, в гетерогенных популяциях клеток даже «радиочувствительных» опухолей имеются радиорезистентные экземпляры. Эти радиорезистентные клетки обуславливают реституцию поврежденного радиацией клана опухолевых элементов, вызывающих наблюдаемые в клинике рецидивы. Одним из факторов, способствующих проявлению радиорезистентных свойств у облученных клеток новообразования, является аноксия (С. Б. Балмуханов, 1965; Alper, 1963).

Hewitt, Wilson (1959) показали, что 109 хорошо оксигенированных клеток опухоли полностью девитализируются однократной дозой в 2400 рад. В то же время, если в этой клеточной популяции содержится 0,1%, то есть 106 клеток в состоянии аноксии, то для аналогичного эффекта потребуется уже доза в 6000 рад.

При воздействии на такую популяцию только 2400 рад, 104 аноксических клеток сохранят жизнеспособность и в последующем обусловят рецидив. В экспериментальных опухолях, по данным литературы, кислорода содержится в 2 раза меньше, чем в окружающих нормальных тканях (М. В. Вогралик, 1965, и др.).

Claap (1965) показал, что по мере роста опухоли количество аноксических клеток в ней увеличивается и может достигать 10%.

Г. П. Гордиенко, В. А. Бернштейн (1967) обнаружили, что напряжение О2 в центральных зонах перевивных опухолей достигает нуля. Mit, Mood (1966) констатировали наличие аноксических клеток в опухоли величиной в 1 мм3.

При этом клетки опухоли могут сохранять свою жизнеспособность продолжительное время при условии концентрации О2 в окружающей их среде менее 0,004 об % на 1 л (Littbrand, Revesz, 1964, 1968).

Количественное определение процента клеток опухоли, находящихся в состоянии гипо- или аноксии у больных, пока практически невозможно. Однако негативную значимость их присутствия в облучаемой опухоли для клинического результата терапевтического облучения трудно переоценить.

При облучении больных под повышенным давлением кислорода, по данным Wildermuth (1966) и других, радиопоражаемость аноксических клеток опухоли клинически не увеличивалась. Уменьшение значимости аноксических клеток опухоли путем погружения в гипоксическое состояние клетки нормальных тканей организма для понижения их радиопоражаемости (С. Б. Балмуханов, 1969) сопряжено с рядом клинических трудностей проведения гипотермии (X. А. Ахметбекова и соавт., 1970), что ограничивает широкое использование этого метода в клинической практике и особенно в предоперационном периоде.

В то же время известно, что различия радиопоражаемости оксигенированных и аноксических клеток опухоли уменьшаются по мере увеличения воздействующей дозы излучения. Hall и соавторы (1966) отметили, что при подведении дозы крупными фракциями (500 — 800 р) выживаемость аноксических клеток значительно меньшая, чем при протрагированном облучении.

Анализ кривых выживаемости облученных в состоянии аноксии и оксигенированных клеток (Revesz, Littbrand, 1969) убеждает в том, что максимальная разница констатируется при использовании сравнительно малых доз — 125 рад. Авторы подчеркивают, что зависимость радиопоражаемости клеточных элементов от концентрации кислорода является функцией величины воздействующей дозы излучения.

Таким образом, перечисленные факты позволяют предполагать, что для увеличения радиопоражаемости аноксических клеток опухоли, сопряженного с повышением клинической результативности предоперационного облучения, более перспективным в настоящее время является использование метода крупного фракционирования дозы.

Сопоставляя вышеизложенные данные, можно утверждать, что клиническая эффективность облучения находится в прямой зависимости от величины разовой дозы излучения.

Использование малых доз — до 50 рад — может не сопровождаться даже удлинением фаз митотического цикла клеток новообразования.

Увеличение дозы излучения до 500 рад теоретически лишает репродуктивной способности 90% клеток облученной популяции. Это заключение, основанное на данных экспериментальной радиологии, находит свое подтверждение в клинических наблюдениях.

М. П. Домшлак (1960) , М. А. Волкова (1963), 3. Ф. Лопатникова (1963), Ю. X. Саркисян (1964), А. В. Козлова (1956), А. С. Павлов (1966), И. А. Переслегин (1968) и другие установили, что использование малых разовых доз в 150 — 160 рад не приводит к клиническому излечению опухоли. Увеличение разовых очаговых доз до 200 — 250 рад, по данным И. А. Переслегина, Ю. X. Саркисяна (1973), обеспечивает большой клинический эффект.


«Комбинированное лечение злокачественных опухолей»,
И.П.Дедков, В.А.Черниченко