Baza biologică de radioterapie, efectul biologic al AI-ului - bazele fizice și biologice

Baza de aplicare AI in radioterapie a tumorilor maligne sunt cunoașterea profundă a acțiunilor biologice ale AI pe diferite organe, țesuturi și tumori, care este un proces extrem de complicat însoțită de modificări morfologice și funcționale specifice în țesutul iradiat. Când această combinație este în mod clar fenomenele regresive aparente cu situate în apropierea reducând în funcție de energia absorbită și timpul scurs de iradiere. O înțelegere clară a acestor procese au oferit baza pentru utilizarea cu succes a radiațiilor în scopuri medicale, ca un mijloc de a distruge țesutul tumoral și suprima creșterea acesteia, în timp ce în același timp, pentru a evita schimbări ireversibile post-radiații din jurul tumorii organe si tesuturi normale.

Acțiunea biologică a AI

Acțiunea biologică a primei legături AI este absorbția energiei radiației, urmată de reacția acestuia cu un material țesut care curge foarte scurt timp - de secundă. Ca urmare a acestei interacțiuni în celulele de țesuturi și organe dezvolta un întreg lanț de modificări biofizice, biochimice, funcționale și morfologice, care, în funcție de condițiile specifice apar într-o varietate de timp - minute, zile, ani. În interacțiunea radiațiilor cu materia având ionizarea și excitarea atomilor și moleculelor ale materialului iradiat și generează căldură. După iradiere proceselor de ionizare și de excitație apar numai de-a lungul căii de particule ionizante.

Ca rezultat al ionizarea atomului sau moleculei are loc doi ioni cu sarcină pozitivă și negativă. Atât ion instabil, activ chimic, ele au o tendință marcată de a se asocia cu moleculele centrale sub excitare care modifică configurația electronică a moleculei, ceea ce poate duce la ruperea legăturilor sale moleculare. produsele disocierii de reacție a moleculelor sunt de asemenea reactive și, la rândul lor, intră în reacții chimice cu moleculele neutre. Ionizarea moleculelor de apă în organism, care mai mult de 80%, conduce la scindarea și formarea de H +. OH, H2 O2. H2. cu activitate chimică semnificativă și care provoacă oxidarea substanțelor solubile în apă.

Astfel, procesele fizice primare - Ionizarea si excitarea atomilor si moleculelor - conduc la molecule iradiate restructurare chimice. Mecanismul principal de acțiune biologică distinge efecte directe (modificări care apar în moleculele de celule ca rezultat al ionizare sau excitație) și indirect (combină toate reacțiile chimice care au loc cu activ chimic, dar nu și produsele ionizate de disociere ale moleculelor ionizate).

Procesele de excitație și ionizarea sunt mecanisme de declanșare care determină toate modificările ulterioare ale țesutului iradiat. Posibilitatea de ionizare depinde de dimensiunea moleculei: mai mare dimensiunea sa, cu atât mai mare probabilitatea interacțiunii cu particula ionizantă. Toate cele mai importante molecule au un volum mare. Exemple sunt molecule de ADN care sunt implicate în transmiterea eredității în procesele de reproducere și în reglarea metabolismului celular. Iradierea duce la spargerea moleculelor perturbării structurii ADN-ului. Celula iradiat perturbă reglarea și activitatea componentelor sale separate (membrane, mitocondrii, etc.). Moartea celulelor, chiar și la doze mari de iradiere poate fi întins pentru o lungă perioadă de timp. Există două tipuri de celule moarte din cauza radiațiilor: moarte mitotică (inactivarea celulelor după iradiere după prima sau ulterior mitoză) și moarte interfază (moarte înainte de intrarea în mitoză).

Efectul indirect al radiațiilor este încălcări mai puțin grave, adesea reversibile, dar ele acoperă un număr mai mare de molecule în volumul de țesut, depășind semnificativ dimensiunea câmpului de iradiere. Un exemplu de o acțiune indirectă poate servi drept un răspuns general al organismului, radiația, și în curs de dezvoltare, în cazurile în care măduva osoasă este scos din zona de radiație.

Intensitatea reacțiilor legate de mecanisme directe sau indirecte de acțiune al AI, depinde în afară de starea inițială a corpului dintr-o serie de factori fizici și chimici. Factorii fizici includ doza și puterea sa - cu creșterea lor crește efectul biologic. De asemenea, efectul biologic este dependentă de calitatea radiațiilor, care se caracterizează prin LET și LPI, deoarece efectul iradierii este cauzată nu numai de cantitatea de energie absorbită, dar, de asemenea, macro ei - si tesut Microdistribution.

Introducerea oxigenului in tesuturi dupa iradiere nu are nici un efect asupra celulelor radiosensibilitatea, dimpotrivă, promovează recuperarea mai rapidă după expunerea la radiații. Opusul efect - a redus țesuturile radiosensibilitate - au așa-numitele protectori - lianți radical oxigen și a grupei și suprimând astfel progresul acțiunii indirecte de reacție.

Alterarea structura chimică a atomilor și moleculelor sub influența radiaților conduce la dezvoltarea de reacții biochimice din celule, nu este specific pentru ei în stare normală. Dezvoltarea modificări biochimice sunt foarte diverse, precum și importanța lor pentru viața celulelor nu este același lucru. Încălcat procesele oxidative, proteine, grăsimi, carbohidrați schimburi, enzime inactivate și enzime.