2) уменьшения репопуляции
3) повышения радиочувствительности опухолей (+)
4) уменьшения клеточной репарации
Гипербарическая оксигенация повышает содержание физически растворённого кислорода в плазме и увеличивает его диффузию в ткани, в том числе в зоны опухолевой гипоксии. При облучении ионизирующая радиация образует свободные радикалы в молекулах ДНК; кислород взаимодействует с радиационно-индуцированными ДНК-радикалами и фиксирует повреждение, превращая его в более стабильное и труднее репарируемое. Поэтому гипоксические опухолевые клетки, обычно более радиорезистентные, становятся чувствительнее к лучевому воздействию.
Основной радиобиологический эффект гипербарической оксигенации связан с усилением кислородного эффекта и повышением радиочувствительности, особенно при воздействии редкоионизирующего излучения. Этот механизм не следует смешивать с перераспределением клеток по фазам клеточного цикла, подавлением репопуляции или прямым воздействием на системы репарации: указанные процессы регулируются преимущественно режимом фракционирования, продолжительностью курса и собственно радиомодифицирующими препаратами.
| Фактор или состояние | Ключевой механизм | Значение для лучевой терапии |
|---|---|---|
| Нормоксия | Достаточная концентрация кислорода для фиксации радиационно-индуцированных повреждений ДНК | Более высокая эффективность облучения по сравнению с выраженной гипоксией |
| Гипоксия опухоли | Недостаток кислорода ограничивает образование и фиксацию свободнорадикальных повреждений | Формирование радиорезистентного клеточного пула и снижение ответа на облучение |
| Гипербарическая оксигенация | Вдыхание кислорода при повышенном давлении увеличивает его растворение в плазме и тканевую диффузию | Устранение или уменьшение гипоксического компонента радиорезистентности, повышение радиочувствительности опухоли |
| Кислородная фиксация повреждения | Образование стойких перекисных и других окисленных производных в зоне повреждения ДНК | Снижение вероятности восстановления потенциально летального повреждения |
| Перераспределение клеток в цикле | Изменение доли клеток в радиочувствительных и радиорезистентных фазах G1, S, G2 и M | Достигается главным образом фракционированием и интервалами между сеансами, а не гипербарической оксигенацией |
| Репопуляция опухоли | Размножение выживших опухолевых клеток в процессе или после курса лечения | Ограничивается сокращением общего времени лечения и своевременным проведением фракций |
| Репарация сублетальных повреждений | Ферментативное восстановление повреждённой ДНК между фракциями | Зависит от интервала между фракциями, дозы за фракцию и молекулярных радиосенсибилизаторов; не является ведущей мишенью гипербарической оксигенации |
Таким образом, правильный ответ основан на усилении кислородного эффекта, а не на изменении кинетики клеточного цикла. Наиболее выраженное значение метод имеет при наличии гипоксических участков, поскольку именно гипоксия ограничивает образование фиксированных радиационных повреждений. В современной практике гипербарическая оксигенация не является универсальным стандартом усиления противоопухолевой лучевой терапии и применяется по специализированным протоколам с учётом показаний и рисков. Ее необходимо отличать от использования гипербарической оксигенации для лечения поздних лучевых повреждений нормальных тканей.