Действие излучения на эмбрион и плод

Внутриутробное развитие ребенка происходит в три периода - предимплантационный, органогенеза и фетогенеза.

Передимплантационный период длится до 9-х суток после оплодотворения. Наиболее чувствительные зародыши до 5-ых суток развития. Облучение дозой 1 - 1,5 Гр вызывает гибель 70 - 80% зародышей. Облучение зародышей на 6 - 10 сутки развития вызывает следующие врожденные пороки: морфо-функциональные нарушения мозга, пороки сердца, скелета и др.

Органогенез длится с 9-х суток до 6-ой недели после зачатия. Облучение дозой в 0,2 Гр в этот период может повлечь задержку роста плода, грубые аномалии его развития и неонатальную смерть.

Фетогенез начинается с 7-ой недели после оплодотворения. В этот период относительно большие дозы облучения вызывают стойкое отставание организма в росте.

Биологическое действие излучений оценивают также по радиочувствительности (появление физиологической реакции на облучение) и радиопоражаемости (радиопоражаемость: СД50/30 вызывает гибель 50% животных в течение 30 дней; СД100/30 - вызывает гибель 100% облученных).

Лучевое поражение зависит от индивидуальной чувствительности к ионизирующему излучению и общей реактивности организма во время облучения. Существуют видовые отличия чувствительности у млекопитающих. Смертельная доза для человека составляет более 6 Гр, для собаки - 6 Гр, морской свинки - 5 Гр, крысы - 8 Гр, птиц - 8-10 Гр, кролика - 12 Гр, простейших (амеба) - 1000 Гр, бактерий - сотни тысяч Гр (Mіcrococcus radіodurens живет и размножается в каналах работающего атомного реактора).

Ридиочуствительность зависит от возраста (у детей значительно выше, чем у взрослых и лиц преклонного возраста), генетической конституции, состояния здоровья (больные обычно более радиочувствительны, чем здоровые), питания (полноценное и сбалансированное питание повышает радиоустойчивость), гормонального статуса (нарушение гормонального статуса повышает радиочувствительность), пола (лица женского пола более радиоустойчивы, чем мужчины), количества кислорода в атмосфере во время облучения биологических объектов (кислородный эффект - повышение радиочувствительности при росте парциального давления кислорода в атмосфере), температуры (охлаждение тела ниже нормальной сопровождается повышением радиоустойчивости).

В 1906 г. И. Бергоньє и Л. Трибондо отметили, что радиочувствительность тканей прямопропорциональна пролиферативной активности и обратнопропорциональна степени дифференцирования составляющих ее клеток. Поэтому наиболее чувствительной является кроветворная ткань, лимфоидная ткань, половые железы, хрусталик глаза и др., наиболее радиоустойчивой тканью является мышечная ткань.

В зависимости от радиочувствительности установлены 3 группы критических органов или тканей:

І группа - все тело, гонады и красный костный мозг, лимфоидная ткань.

ІІ группа - щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, мышцы, хрусталик глаза и органы, которые не относятся к І и ІІІ группам.

ІІІ группа - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы.

Механизм радиационного повреждения опухолевых клеток.

Лучевая терапия базируется на биологическом действии ионизирующих излучений (см. раздел 1). В результате лучевого влияния в опухоли наблюдается угнетение клеточного деления. Дозы порядка 0,1 Гр вызывают исчезновение нормальных митотических фигур. С увеличением дозы все большее число клеток теряет способность к размножению. Количество ненормальных митозов клеток опухоли растет, а клетки, которые продолжают размножаться после ряда делений, погибают в результате влияния хромосомных абераций и генных мутаций, связанных с повреждением ДНК. В кровеносных сосудах опухоли возникает эндофлебит и пролиферируючий ендартериит. Облитерация мелких сосудов нарушает питание опухоли, что усиливает в ней дистрофические изменения, способствует гибели опухоли с замещением ее соединительной тканью. Специалисты по лучевой терапии стремятся к наиболее полному разрушению опухолевых элементов при наименьшем повреждении окружающих здоровых тканей. Это становится возможным в связи с тем, что в целостном организме при одной и той же поглощенной дозе повреждение опухолевой ткани обычно наступает быстрее и выражено в большей степени в результате низкой дифференциации опухолевых клеток и их более высокой радиочувствительности (появление физиологической реакции на облучение) в сравнении с окружающими нормальными клетками, деятельностью нервной системы и наличием факторов антибластической защиты здоровых тканей.

Разницу в радиочувствительности нормальных и опухолевых клеток называют терапевтическим интервалом радиочувствительности. Чем больше этот интервал, тем легче добиться разрушения опухоли при сохранении жизнеспособности окружающих тканей.

Радиотерапевтический интервал можно расширить путем изменения ритма облучения: намеченную суммарную дозу облучения делят на отдельные порции (фракции), опухоль облучают многократно, малыми (по 2-3 Гр), средними (по 5-6 Гр) или большими(по 8-12 Гр) фракциями. Другим способом увеличения радиотерапевтического интервала является протрагирование дозы. В этих случаях каждое фракционированное облучение продлевают путем снижения мощности дозы. Используют также радиомодификаторы - радиосенсибилизаторы и радиопротекторы.

Расширению радиотерапевтического интервала способствуют радиосенсибилизаторы (повышают радиочувствительность опухолей): насыщение опухоли кислородом (облучение в условиях оксигенобаротерапии), синхронизация циклов деление клеток, гипертермия и магнитотерапия. Некоторые химические средства усиливают лучевой эффект - фторурацил, метатрексат, гепарин (усиливают первичное повреждение ДНК); ослабляют послерадиационное восстановление клеток опухоли антибиотики группы актиномицина - актиномицин-д, аурентин и др.; ухудшает условия трофики опухолей гексамин и др.

Радиопротекторы - снижают чувствительность нормальных тканей к облучению - это фармакологические препараты (серотонин, цистамин, цистеин и др), гипотермия и гипоксия (вдыхание смеси азота с кислородом с содержанием кислорода до 12%, наложение жгута на конечность).

В 1938 году Петерсон на основании изучения радиочувствительности опухолей, разработал классификацию радиочувствительности, которая и в наши дни признается многими учеными:

1. Радиочувствительные опухоли - семинома, тимома, лимфосаркома, опухоль Юинга, базальноклеточный рак и др.

2. Умеренно радиочувствительные - плоскоклеточный рак.

3. Умеренно радиорезистентные - аденокарцинома

4. Радиорезистентные опухоли - нейрофибросаркома, фибросаркомы, тератомы, кожные меланомы, хондросаркомы и др.

Радиочувствительность опухолей зависит от их гистологического строения, степени дифференциации клеточных элементов, соотношения стромы и паренхимы (опухоли богатые стромой менее чувствительны к радиации в результате плохой оксигенации), кровоснабжения, локализации, величины опухоли (мелкие более чувствительны, чем большие), скорости и характера роста (эндофитные опухоли более чувствительны, чем екзофитные формы).

Успех лучевой терапии злокачественных опухолей зависит от методики облучения и величины дозы. Существует оптимальная доза в пределах от 60 до 120 Гр в зависимости от гистологического строения, локализации опухоли и других факторов.

Очень высокие дозы могут поражать здоровые ткани вокруг опухоли, нарушают васкуляризацию, чем вызывают аноксию тканей опухоли и увеличивают их радиорезистентность. Следовательно, очень высокие дозы могут приносить вред, а малые просто не эффективны. Поэтому выбор оптимальной эффективной дозы зависит от морфологического строения опухоли, стадии заболевания, состояния окружающих нормальных тканей, общего состояния больного и др. перечисленных выше факторов.

16