Лъчеви реакции, критични органи, толерансни дози

Лъчеви реакции, критични
органи, толерансни дози

д-р Никола Билдирев
КОЦ - Русе

Взаимодействие на
йонизиращите лъчения с
клетките на организма

Радиолиза на водата
•Водата е най-разпространената молекула
в човешкото тяло (от 65 до 80%)
•Поради тази причина, статистически най-
вероятно е йонизиращите лъчения да
взаимодействат с водната молекула
•Краен продукт от радиолизата на водата е
водородният пероксид (Н
2О
2)

ДНК – клетъчният “hard disk”

ДНК – леталната мишена


ДНК
Четвъртична структура
(пространствен модел)

ДНК - Четвъртична структура
(детайли)

ДНК - Вторична структура

ДНК – Митотична фаза
(репликация)

ДНК репарация
•При увреждане на едната верига на
молекулата на ДНК се задейства
репарационния механизъм на клетката
(комплементарна репарация)
•При увреждане на едно и също място и
на двете вериги на ДНК комплементар-
ната репарация е невъзможна

ДНК репарация и клетъчна
смърт
•При невъзможност да се възстанови
увреждането на ДНК се задейства
механизма за клетъчна смърт и клетка-
та загива при опит за делене
(митотична смърт)

Лъчеви ефекти (реакции)
•Отговор на нормалните тъканите в
организма на въздействието на
йонизиращите лъчения
•Лъчевите ефекти се дължат на загива-
нето на достатъчна част от клетъчната
популация на тъканите, което води до
нарушения в техните функции
•Зависят от реализираната доза и
облъчения обем тъкани

Ранни лъчеви ефекти
(реакции)
•Характерни са за бързо пролифериращи
тъкани (епителна, кръвотворна)
•Проявяват се от няколко дни до няколко
седмици след въздействието на лъчевата
нокса
•Най-често се наблюдава пълно
възстановяване

Късни лъчеви ефекти
(промени)
•Характерни са за бавно пролифериращи
или непролифериращи тъкани - нервна
тъкан, бъбречен паренхим, белодробен
паренхим, чернодробен паренхим,
сърдечен мускул.
•Проявяват се от месеци до години след
въздействието на лъчевата нокса
•Не се достига до пълно въстановяване

Късни лъчеви ефекти
(промени)
•При непролифериращите тъкани късните
лъчеви ефекти се дължат на паренхимни
некрози, предизвикани от лъчево уврежда-
не на хранещите кръвоносни съдове

Критични органи
•Органи, необхванати от туморния
процес, но поради своето анатомично
разположение попадащи в облъчвания
обем могат да бъдат дефинирани като
критични органи

Видове критични органи
•Критични органи със серийна организация
Функционалните единици на тези органи са
разположени в линеарна последователност
една след друга, като звената на верига.
Отпадането на всяка една функционална
единица, поради увреждане, би довело до
сериозно нарушаване функциите на органа

Видове критични органи
•Критични органи със серийна организация
Отговорът на лъчевата нокса е прагов и
бинарен – т.е. при превишаване на
определена доза в неголям обем настъпва
пълна загуба на функцията на органа
Големината на лъчевата доза е по-критичен
фактор от големината на облъчения обем
Типичен пример е гръбначният мозък

•Критични органи с паралелна организация
Функционалните единици на тези органи са
разположени паралелно една до друга
Отпадането на която и да е от функционални-
те единици, поради увреждане, не оказва
влияние на останалите
За да бъде нарушена сериозно функцията на
тези критични органи, е необходимо да бъдат
увредени голям брой функционални единици
Видове критични органи

Видове критични органи
•Критични органи с паралелна организация
Големината на облъченият обем е по-критичен
фактор от големината на лъчевата доза
Обикновено не настъпва сериозно нарушаване
на функциите на органа, докато не бъдат
увредени голям брой функционални единици

Типичен пример са бъбреците и белият дроб

Толерансни дози
•Дози (в Gy) за определен обем тъкан, при
достигането на които, съществува
определена вероятност (в проценти) да
настъпят усложнения, изразяващи се в
сериозно нарушаване функциите на
органа
•Толерансните дози са дефинирани при
нормофракционирано облъчване
(ДОД=2Gy)

Толерансни дози
•При всяко друго фракциониране е
необходимо да се изчисли биологично
еквивалентната доза
•Толерансните дози са органно специфич-
ни
•За удобство при използването, толеранс-
ните дози за най-важните органи са
групирани в таблици (приложение №1)

Толерансни дози
•В таблиците за толерансни дози е
представена статистическата вероятност,
да настъпят определени лъчеви ефекти,
при реализирането на дадена доза в
конкретен орган или част от него

Толерансни дози
•Някои таблици дефинират две толерансни
дози – TD5/5 и TD50/5 – т.е. дози, при
достигането на които, статистическата
вероятност в рамките на следващите пет
години да настъпи даден лъчевоиндуциран
ефект е съответно 5% или 50%

Толерансни дози
•Толерансните дози са достоверни на
популационно ниво
•Индивидуалната лъчечувствителност
оказва влияние върху прогнозирането на
лъчевите ефекти при конкретен пациент

Степени на лъчевите
ефекти
•RTOG & EORTC съвместно са разработи-
ли и одобрили критерии, подреждащи
лъчевите промени по критични органи и по
тежест, в шест степенна скала - от нулева
до пета степен (приложение №2)