Радиочувствительность опухолевых и нормальных клеток

Эффективность лучевой терапии в большинстве случаев определяется степенью различия в радиочувствительности опухолевых и нормальных клеток, получившей название терапевтического интервала чувствительности. Еще в начале развития радиобиологии было выявлено, что для того чтобы получить одинаковые изменения в различных клетках, тканях и целых организмах, наступающих под влиянием ионизирующего излучения, требуется подведение различных доз радиации, что свидетельствует о различной их радиочувствительности. Под радиочувствительностью надо понимать способность клеток, тканей или организмов реагировать на действие излучения (П.Д. Горизонтов). Радиопоражаемость — это устойчивость к ионизирующему излучению. Степень радиочувствительности сильно варьирует у различных видов растительных и животных организмов. Минимальная доза радиации, вызывающая при общем облучении смерть организма, для простейших будет выражаться сотнями и тысячами грей, а для человека она не превышает 5−6 грей. Вместе с тем, среди животных одного и того же вида встречается экземпляры более чувствительные к действию ионизирующей радиации и менее чувствительные. Но даже при облучении одного и того же организма с соблюдением равномерности воздействия на все органы и ткани можно наблюдать почти полное отсутствие морфологических изменений в одних тканях и резчайшие изменения в других, заканчивающиеся полной дегенерацией их клеточных элементов. Так, у человека к тканям, обладающим высокой радиочувствительностью, относятся мужские и женские половые железы, костный мозг, а также эпителий тонкого кишечника, лимфатические узлы, зобная железа, селезенка, фолликулы кишечного тракта. Менее чувствительны к действию радиации клетки волосяного фолликула и хрусталика. Повреждение хрусталика наблюдается при дозе 3,5 Гр, а волосяного фолликула при однократном облучении в дозе 4,5 Гр. Более радиорезистентными являются печень, легкие, сердце, мозг, соединительная ткань, кожа, мышцы. Однако радиорезистентность любой ткани невелика. Доза порядка 50−60 Гр даже при фракционировании ее вызывает чаще всего необратимые изменения любой из тканей организма.

Различная радиопоражаемость тканей становится в обратную зависимость от степени дифференцировки клеток ее. В 1906 г. Бергонье и Трибондо высказали предположение о том, что радиочувствительность (радиопоражаемость) связана с митотической активностью и степенью дифференцировки тканей. Закон они сформулировали следующим образом: «Рентгеновы лучи действуют на клетки с тем большей интенсивностью, чем больше воспроизводящая активность этих клеток, чем дольше она будет делиться в течении своей жизни и, чем менее определена их морфология и функция». Таким образом, чем активнее пролиферация ткани и чем она менее дифференцирована, тем она чувствительнее к излучению.

Эллингером составлена шкала повреждаемости, клеточные элементы в которой расположены по степени чувствительности в следующем порядке:

• 1. лимфоциты;
• 2. гранулоциты;
• 3. эпителиальные клетки:
  • а) эпителий фолликулов яичников;
  • б) сперматогонии;
  • в) эпителий волосяных фолликулов;
  • г) эпителий слюнных желез;
  • д) камбиальный слой кожи;
  • е) эпителий легочных альвеол;
  • ж) клетки печеночных протоков и почек;

эндотелиальные клетки:

• а) эндотелий кровеносных и лимфатических сосудов;
• б) клетки плевры;
• в) клетки брюшины;

соединительно-тканные клетки;

костные клетки;

мышечная ткань;

нервные клетки.

Патологическая ткань, в частности опухолевая, нередко оказывается более чувствительной к излучению, чем нормальная. Эти различия в радиочувствительности опухолевой и нормальной ткани позволяют успешно проводить лучевую терапию. Связаны они также и с неодинаковой способностью к восстановлению постлучевых повреждений, более выраженной в нормальных тканях.

В большинстве случаев опухоль повторяет свойства той ткани, из которой она развилась, поэтому злокачественные новообразования также отличается друг от друга по радиочувствительности. В зависимости от чувствительности опухолей к радиации их классифицируют на опухоли высокой, относительно высокой, средней, относительно низкой и низкой радиочувствительности (Rubin Ph., Simann D., 1993).

Опухоли высокой радиочувствительности развиваются из лимфоидной ткани, костного мозга, сперматогенного эпителия и эпителия фолликулов яичников. К ним относятся лимфома, лейкемии, семинома, дисгерминома. Относительно высокой радиочувствительностью обладают опухоли, исходящие из эпителия ротоглотки, сальных желез, мочевого пузыря, хрусталика, желез желудка, толстой кишки, молочной железы. В эту группу включаются: плоскоклеточный рак гортани, глотки, мочевого пузыря, кожи, шейки матки, а также аденокарцинома пищеварительного тракта. Средней радиочувствительностью отличаются сосудистые и соединительно-тканные элементы опухолей. Источником развития этих элементов являются интестинальная соединительная ткань, нейроглиальная ткань, богатая сосудами растущая хрящевая и костная ткань. Относительно низкая радиочувствительность характерна для новообразований, происходящих из взрослой хрящевой и костной ткани, эпителия слюнных желез, почек, печени, хондроцитов и остеоцитов. Эту группу составляют опухоли слюнных желез, гепатомы, рак почек, поджелудочной железы, хондросаркомы и остеосаркомы. Низкая радиочувствительность характерна для опухолей, растущих из мышечной и нервной ткани (рабдомиосаркома, лейомиосаркома, ганглионейрофибросаркома).

Одно гистологическое строение не определяет чувствительности нормальной и патологической ткани к излучению. Одна и та же ткань в зависимости от условий по-разному реагирует на воздействие излучения. На радиочувствительность оказывает влияние функциональное состояние органа и ткани, метаболические процессы, протекающие в них, состояние иннервации облученной ткани и состояние центральной нервной системы, степень кровоснабжения и содержание в клетках кислорода, характер роста опухоли и соотношения в ней клеточных и соединительно-тканных элементов, состояние окружающих опухоль нормальных тканей. Большое значение для радиочувствительности нормальных и опухолевых тканей имеет общее состояние организма, наличие сопутствующих заболеваний, возраст.