2) повышается при любых дозах облучения
3) снижается при любых дозах облучения (+)
4) снижается при дозах меньше критической, а затем повышается
При одинаковой суммарной поглощённой дозе увеличение числа фракций означает уменьшение дозы, приходящейся на одно облучение. Между фракциями клетки успевают репарировать сублетальные повреждения ДНК, прежде всего однонитевые и часть потенциально летальных повреждений. Поэтому суммарное биологическое повреждение нормальных тканей обычно уменьшается, что соответствует принципу фракционирования лучевой терапии.
Это положение отражается линейно-квадратичной моделью: при однократном воздействии эффект описывается выражением αD + βD², а при распределении той же дозы на n фракций — αD + βD²/n. Линейная составляющая практически не зависит от числа фракций, тогда как квадратичная уменьшается. Наиболее выражено снижение поздних лучевых повреждений тканей с низким отношением α/β, поскольку они особенно чувствительны к величине разовой дозы.
Фракционирование лежит в основе терапевтического окна радиотерапии: оно позволяет ограничивать вероятность осложнений со стороны здоровых органов при сохранении необходимого противоопухолевого эффекта. Помимо репарации, при многократном облучении имеют значение перераспределение клеток по фазам клеточного цикла, реоксигенация опухоли и репопуляция клеточных популяций. Поэтому биологический эффект определяется не только суммарной дозой, но и разовой дозой, интервалами между фракциями и радиочувствительностью ткани.
| Фактор | Однократное воздействие | Многофракционное воздействие | Радиобиологическое значение |
|---|---|---|---|
| Разовая доза | Высокая | Меньше при той же суммарной дозе | Снижение дозозависимого квадратичного компонента повреждения |
| Репарация сублетальных повреждений | Практически отсутствует до завершения воздействия | Происходит в интервалах между фракциями | Уменьшение повреждения нормальных тканей |
| Линейно-квадратичная модель | E = αD + βD² | E = αD + βD²/n | При увеличении n уменьшается вклад β-компонента |
| Поздно реагирующие ткани | Высокий риск поздних осложнений при большой разовой дозе | Более выраженное щажение | Профилактика фиброза, атрофии, стенозов и других поздних реакций |
| Рано реагирующие ткани | Также повреждаются при высокой разовой дозе | Повреждение обычно уменьшается, но зависит от общего времени лечения | Важны репарация и клеточная репопуляция |
| Опухолевая ткань | Выраженное повреждение при достаточной дозе | Эффект зависит от α/β, реоксигенации и репопуляции | Фракционирование используют для оптимизации соотношения эффективность/токсичность |
| Клинический принцип | Подходит для специальных режимов и стереотаксических методик | Стандартный способ щажения критических органов | Выбор режима определяется толерантностью органов и биологией опухоли |
Таким образом, при неизменной суммарной дозе увеличение числа фракций в стандартных условиях приводит к снижению радиобиологического повреждения организма. Наиболее существенное значение имеет время для восстановления клеток между сеансами. Практическая величина эффекта зависит от отношения α/β, интервалов между фракциями и общего времени курса. Именно поэтому режим фракционирования подбирают с учётом радиочувствительности опухоли и толерантности здоровых органов.