Биологические основы лучевой терапии

Ионизирующие излучения можно применять с лечебной целью только потому, что они обладают биологическим действием, т. е. способны вызывать изменения в клетках, тканях, органах. Это действие является результатом поглощения энергии излучения в биоструктурах.

В основе биологического действия излучения лежит физический процесс взаимодействия его с веществом, в ходе которого образуются ионизированные и возбужденные молекулы. Эти химически активные молекулы вступают в реакции друг с другом и с атомами элементов, составляющих живое вещество, что сопровождается изменением строения молекул.

Первичные радиационно-химические реакции играют роль пускового механизма развертывающегося дальше в организме процесса, который развивается уже по биологическим законам.

Этот процесс ведет к биохимическим и биофизическим эффектам, обусловливающим нарушение функции клеток, появление клеток с измененными свойствами, гибель клеток, а эти факторы в свою очередь лежат в основе тканевых и органных реакций на облучение.

Конечно, реакции органов и систем не могут быть сведены только к клеточным реакциям, поскольку вступают в силу законы функционирования целостного организма, определяемые деятельностью нервной, эндокринной и гуморальной систем, сложным переплетением процессов разрушения и восстановления, аутосенсибилизации и т. д.

В принципе действие ионизирующих излучений на биологические объекты всегда является повреждающим.

Однако в зависимости от «мишени», на которую направлено это воздействие, и степени облучения реакция организма оказывается далеко не равнозначной, что позволяет использовать облучение для терапии самых различных заболеваний как опухолевой, так и неопухолевой природы.

При лечении неопухолевых заболеваний стремятся изменить функцию тканей и органов путем лучевого воздействия на местный обмен веществ, а также на элементы нервной системы.

Определяя объем облучения, дозу и ритм его, добиваются необходимого в каждом случае эффекта — обезболивающего, антиспастического, противовоспалительного, антисекреторного или иммунодепрессивного.

Сложнее обстоит дело с биологическим обоснованием лучевой терапии злокачественных опухолей.

Главная задача здесь очевидна: требуется уничтожить или обезвредить все опухолевые элементы и восстановить нормальную деятельность организма. Для этого необходимо сосредоточить энергию излучения в опухоли и ее метастазах при одновременном максимальном снижении дозы в окружающих тканях и во всем организме.

Однако, к сожалению, злокачественная опухоль представляет собой гетерогенную систему. В ней схематически можно различить паренхиму, т. е. специфическую ткань опухоли, и соединительнотканную строму, содержащую сосудистые пространства и нервы. Под влиянием достаточной дозы 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. Клетки опухоли по-разному реагируют на облучение, поскольку имеют разную дифферинцировку и находятся в различных условиях насыщения кислородом и в разных фазах митотического цикла.

Неодинакова чувствительность к облучению и окружающих опухоль тканей и в первую очередь элементов ложа опухоли. В силу этого достичь излечения путем однократного облучения опухоли практически невозможно.

Для того чтобы добиться более высокой чувствительности опухоли к излучению по сравнению с нормальными тканями, т. е. создать терапевтический интервал радиочувствительности (радиотерапевтический интервал), прибегают к ряду способов.

Важнейшими из них в современной лучевой терапии являются:

1. подбор оптимальных доз и ритмов облучения. Подводя суммарную дозу отдельными порциями (фракциями) с различными для разных опухолей и разных методов облучения интервалами, стремятся использовать лучшую способность нормальных тканей к восстановлению и тем самым увеличить «радиотерапевтический интервал»;
2. насыщение опухоли кислородом или же, наоборот, уменьшение содержания кислорода в здоровых тканях, а также облучение опухоли таким видом излучения, для которого «кислородный эффект» не имеет большого значения;
3. синхронизация клеточных циклов. Путем медикаментозного воздействия или облучения (например, ультразвуком) пытаются задержать клетки опухоли в определенной фазе митотического цикла, в которой они наиболее чувствительны к облучению;
4. повышение чувствительности клеток опухоли к облучению (радиосенсибилизация) или снижение чувствительности к облучению окружающих нормальных тканей (радио-протекция). Этого добиваются путем воздействия на соответствующие ткани физическими или химическими агентами.

«Медицинская радиология»,
Л.Д.Линденбратен, Ф.М.Лясс