2) нейтроны
3) протоны
4) гамма-излучение (+)
К низкоЛПЭ-излучению относят гамма-излучение, поскольку оно состоит из незаряженных фотонов и вызывает относительно редкую ионизацию вещества вдоль траектории. Линейная передача энергии (ЛПЭ) — это количество энергии, переданное излучением среде на единицу длины пробега; для низкоЛПЭ-излучения характерно преимущественно разреженное распределение ионизаций. Повреждение ДНК при действии гамма-квантов реализуется главным образом косвенно — через радиолиз воды с образованием свободных радикалов, а также непосредственно при взаимодействии фотонов с атомами биологических молекул.
Для гамма-излучения относительная биологическая эффективность обычно близка к единице, поэтому стандартные радиобиологические расчёты дозы основаны на поглощённой дозе в греях. В отличие от него, альфа-частицы создают плотные кластеры ионизаций и вызывают трудно репарируемые двунитевые разрывы ДНК; нейтроны повреждают клетки преимущественно через вторичные заряженные частицы, а ЛПЭ протонов возрастает по мере приближения к пику Брэгга. Поэтому гамма-излучение является правильным примером низкоЛПЭ-излучения, несмотря на его способность формировать тяжёлые повреждения ДНК при достаточно высокой поглощённой дозе.
| Вид излучения | Заряд частицы | Характер ЛПЭ | Основной механизм повреждения | Радиобиологическая особенность |
|---|---|---|---|---|
| Гамма-излучение | Нет | Низкая, разреженная ионизация | Радиолиз воды и частично прямое повреждение ДНК | Относительная биологическая эффективность обычно близка к 1 |
| Рентгеновское излучение | Нет | Низкая | Образование вторичных электронов и свободных радикалов | Радиобиологически сходно с гамма-излучением |
| Электроны | Отрицательный | Низкая | Преимущественно косвенное повреждение ДНК через активные формы кислорода | Ограниченная глубина проникновения, применяются для поверхностных очагов |
| Протоны | Положительный | Обычно низкая; повышается в области пика Брэгга | Ионизация вдоль трека с максимальным энерговыделением в конце пробега | Позволяют снижать выходную дозу за опухоль; ЛПЭ неодинакова по глубине |
| Альфа-частицы | Положительный | Высокая | Плотные кластеры ионизаций и сложные повреждения ДНК | Высокая биологическая эффективность и малый пробег в тканях |
| Нейтроны | Нет | Эффективно высокая за счёт вторичных заряженных частиц | Упругое рассеяние и образование быстрых ядер отдачи, включая протоны | Повышенная относительная биологическая эффективность по сравнению с фотонами |
В клинической радиотерапии гамма- и рентгеновские фотоны относятся к фотонному низкоЛПЭ-излучению и обычно оцениваются по стандартным дозиметрическим величинам. ВысокоЛПЭ-излучение формирует более плотное распределение повреждений, что повышает вероятность летального поражения клетки и снижает зависимость эффекта от кислорода. При выборе метода облучения учитывают не только ЛПЭ, но и глубинное распределение дозы, радиочувствительность опухоли и толерантность окружающих органов.