Нарушение кинетики клеток нормальной и опухолевой популяции и скорость их гибели при различном распределении дозы во времени - «Мед Читалка»

Нарушение кинетики клеток нормальной и опухолевой популяции и скорость их гибели при различном распределении дозы во времени

С. Н. Александров (1959, 1971), С. Б. Балмуханов (1965) доказали, что радиопоражаемость отдельных, изолированных из организма нормальных и опухолевых клеток млекопитающих, практически одинакова.

Различия в формах реакций клеток, изолированных и находящихся в гистологических структурах, обусловлены отличием контактов клеток с окружающей питательной средой, особенностями их взаимодействия с опорной соединительной тканью, с сосудами и между собой (Н. В. Саломатина, 1970; А. Поликар, М. Бесси, 1970, и др.).

В основе терапевтического применения излучения лежит дифференцированное повреждение нормальных и опухолевых тканей, что дает основание предполагать наличие в организме механизмов, формирующих особенности реакций нормальной и опухолевой ткани.

Относительная автономность роста опухоли, проявляющаяся потенциально неограниченной пролиферацией, играет роль в уменьшении способности клеток новообразования к репарации при их повреждении. Различия в проявлении чувствительности нормальных и опухолевых тканей организма Л. С. Салемон (1967, 1969) прямо связывает с автономностью последних.

Динамическое постоянство нормальных тканей, как и увеличение объема опухолевых, обуславливается кинетикой клеток их образующих. Рост или гибель популяции определяется соотношением скоростей пролиферации клеток или их удаления их популяции в результате гибели и элиминации.

Равенство этих скоростей обеспечивает динамическую стабильность клеточной популяции. Преобладание констант пролиферации (неуравновешенно пролиферирующая популяция) сопровождается увеличением объема ткани. Относительное уменьшение констант пролиферации вызывает атрофию ткани.

Опухоль, развивающаяся в организме, может быть представлена как неуравновешенно пролиферирующая популяция клеток, для излечения которой необходимо повредить все клетки пролиферирующего пула.

Для полной девитализации всей клеточной популяции после однократного облучения на основании одноударной многомишенной теории (К. Циммер, 1962, Д. Ли, 1963), выводят следующую математическую зависимость:

Формула

где N — количество клеток в популяции;

S — вероятность выживания одной из клеток популяции;

С — вероятность гибели всех клеток популяции;

D — доза облучения;

D0 — GD37;

n — число мишеней в клетке.

Слабым местом данной формулы является большая вариабельность величин D0 и D для различных клеток одной и той же опухоли. Однако из нее следует, что если величина D будет большой, то соответственно произведение SN станет очень малым, и появится вероятность необратимого повреждения всей популяции.

В этом случае вероятность С — того, что в популяции не сохранится ни одной клетки, определяется уравнением C = e―SN.

Однако, если выживает хоть одна клетка, то SN = 1, и вероятность гибели всей популяции соответственно достигает только 37%:

Формула

Из этих простых математических рассуждений вытекает, что при терапевтическом облучении величина дозы, вызывающая эффект стерилизации клеточной популяции, зависит от количества клеток этой популяции.

Другими словами, чем больше объем облучаемой опухоли, тем большая величина дозы требуется для ее излечения (Glucksman, 1948). Более того, согласно теоретическим расчетам М. Тюбиана и соавторов (1969) и экспериментальным наблюдениям, количество гибнущих клеток облученной популяции пропорционально их исходному количеству.

Следовательно, при воздействии одной и той же дозы радиации жизнеспособных клеток останется тем больше, чем выше исходное их количество в опухоли.

При последующих воздействиях отдельных фракций гибель клеток в популяции уменьшается по экспоненциальному закону. Из этого следует, что опухоли больших размеров, превышающие какой-то критический объем (клинически это, по-видимому, все опухоли, обозначаемые как Т3), излечить лучевым методом теоретически невозможно.

Очевидно, во всех случаях, когда количество опухолевых клеток становится соизмеримым с количеством клеток нормальной популяции тканевой структуры пораженного органа, использование лучевой терапии как радикального вмешательства клинически бесперспективно.

В этих случаях только последующее хирургическое удаление облученной опухоли, содержащей достаточно большое количество сублетально поврежденных, но жизнеспособных — репродуктивно способных — клеток новообразования, может обеспечить излечение первичного очага и исключить теоретическую возможность рецидива.

Не меньшее значение для терапевтического эффекта облучения имеет продолжительность интервала между фракциями дозы. Использование даже больших доз, вызывающих гибель 90% клеток новообразования с интервалом в 3,3 продолжительности митотического цикла опухолевых клеток не обеспечит уменьшения их количества в популяции.

В промежутке между фракциями 10% сохранивших жизнеспособность клеток обеспечат восстановление их исходного количества ко времени воздействия очередной дозы облучения.


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