2) покоя
3) пресинтетическая
4) синтетическая
Наиболее высокая радиочувствительность опухолевых клеток отмечается в митозе, особенно в периоде перехода G2/M. В этой фазе хроматин максимально конденсирован, репарационные процессы ограничены, а повреждения ДНК и хромосом легко приводят к нарушению формирования веретена деления, неправильной сегрегации хромосом и образованию летальных аберраций. Результатом может стать митотическая катастрофа — гибель клетки вследствие неудачного прохождения деления.
В пресинтетической фазе G1 и в синтетической фазе S клетка сохраняет более высокую способность к восстановлению радиационно-индуцированных повреждений ДНК. Особенно устойчивыми часто оказываются клетки в поздней S-фазе, поскольку активны механизмы репликационной и гомологичной репарации. Клетки покоящейся фракции G0 также обычно менее чувствительны к облучению, хотя их радиорезистентность зависит от типа опухоли, степени дифференцировки, гипоксии и эффективности репарационных механизмов.
| Фаза клеточного цикла | Основные процессы | Относительная радиочувствительность | Биологическое обоснование |
|---|---|---|---|
| Митоз (M) | Конденсация хромосом и их расхождение | Наиболее высокая | Ограничение репарации, уязвимость хромосом и веретена деления; высокая вероятность митотической катастрофы |
| Переход G2/M | Подготовка к делению, контроль целостности ДНК | Очень высокая | Повреждения ДНК могут блокировать вход в митоз и приводить к гибели клетки; чувствительность близка к митотической |
| G1, пресинтетическая фаза | Рост клетки и подготовка к репликации | Промежуточная | Сохраняются контрольные точки и возможность репарации повреждений до начала синтеза ДНК |
| Ранняя S-фаза | Начало репликации генома | Относительно низкая | Активируются механизмы восстановления репликационных повреждений и контроль репликационных вилок |
| Поздняя S-фаза | Завершение репликации ДНК | Одна из наиболее низких | Высокая репарационная активность и наличие сестринских хроматид способствуют точному восстановлению ДНК |
| G0, покоящаяся фаза | Отсутствие активного деления | Чаще сниженная | Меньшая пролиферативная активность уменьшает вероятность репродуктивной гибели после облучения |
| Фракционированная лучевая терапия | Серия облучений с интервалами | Использует различия фазовой чувствительности | Интервалы позволяют выжившим клеткам перераспределиться в более чувствительные фазы, а также способствуют репарации нормальных тканей и реоксигенации опухоли |
Фазоспецифичность радиочувствительности является одной из причин применения фракционирования дозы при лучевой терапии. Повторные фракции увеличивают вероятность поражения опухолевых клеток, которые на момент предыдущего сеанса находились в относительно устойчивой фазе и затем вошли в G2/M. На эффективность облучения также влияют содержание кислорода, степень гипоксии, скорость пролиферации и способность опухоли к репарации ДНК. Поэтому митоз рассматривается как наиболее радиочувствительная фаза, а не как единственный фактор, определяющий ответ опухоли на лечение.