Биологична основа на радиотерапия, биологичния ефект на AI - физичните и биологичните основи

В основата на приложение AI в радиотерапия на злокачествени тумори са задълбочени знания на биологичните действия на AI на различни органи, тъкани и тумори, което е изключително сложен процес придружава от специфични морфологични и функционални промени в облъчваната тъкан. Когато тази комбинация е ясно разбираема регресивна явления с намаляването намира в непосредствена зависимост от абсорбираната енергия и времето, изминало от облъчването. Ясно разбиране на тези процеси условие основа за успешно използване на радиация за медицински цели, като средство за унищожаване на туморната тъкан и подтискане на растежа, докато в същото време да се избегне необратими промени след радиация около туморните нормални органи и тъкани.

Биологичното действие на AI

Биологичното действие на първата връзка AI е абсорбцията на енергията на облъчване, последвано от взаимодействие с тъкан материал, който протича много кратко време - от секундата. В резултат на това взаимодействие в клетки на тъкан и органи разработи цялата верига на биофизични, биохимични, функционални и морфологични промени, които, в зависимост от конкретните условия се появяват в различни времена - минути, дни, години. При взаимодействието на радиация с материята като йонизация и възбуждане на атоми и молекули на облъчени материал и генерира топлина. При облъчване на йонизация и възбуждане процеси настъпи само по пътя на йонизиращи частици.

В резултат на йонизация на атом или молекула настъпва две йони с положителен и отрицателен заряд. Както йон нестабилна, химически активни, те имат значително тенденция да се асоциира с централните молекули при възбуждане което променя Електронната конфигурация на молекулата, което може да доведе до разрушаване на неговите молекулни връзки. Разцепване продукти на взаимодействие молекули също са реактивни и, на свой ред, влиза в химични реакции с неутрални молекули. Йонизация на водни молекули в тялото, които повече от 80%, води до разкъсването и образуването на Н +. OH, Н 2О 2. H2. със значителна химическа активност, и причинява окисляването на водоразтворими вещества.

Така първичните физически процеси - йонизация и възбуждане на атоми и молекули - резултата на химически преструктуриране облъчени молекули. Основният механизъм на биологично действие прави разлика директни ефекти (промените, които настъпват в молекулите на клетки в резултат на йонизация или възбуждане) и непряко (комбинира всички химически реакции, проявяващи се с химически активни, но не йонизирани продукти от разпадането на йонизирани молекули).

Процесите на възбуждане и йонизация са праговите механизми, които определят всички последващи промени в облъчваната тъкан. Възможността за йонизация зависи от размера на молекулата: по-голямата си размер, по-голяма вероятността от неговото взаимодействие с йонизиращо частиците. Всички най-важните молекули имат голям обем. Примери са ДНК молекули, които участват в предаването на наследственост в възпроизвеждащи процеси и в регулирането на клетъчния метаболизъм. Облъчване води до разкъсване на молекулите на прекъсването на ДНК структура. Облъчените клетки нарушава регулирането и дейността на своите отделни компоненти (мембрана, митохондрии и т.н.). Клетъчната смърт, дори и при високи дози на облъчване може да се удължи за дълго време. Има два вида на клетъчна смърт в резултат на радиация: митотичен смърт (инактивиране на клетки след облъчване след първата или след митоза) и интерфазата смърт (смърт преди влизането му в митоза).

В косвен ефект на лъчение е по-малко сериозни нарушения, често обратими, но те обхващат голям брой молекули в обема на тъкан, значително надвишава размера на полето за облъчване. Пример за непряко действие, може да служи като общ отговор на тялото, радиация и развитие в случаите, когато на костен мозък се отстраняват от зоната на излъчване.

Интензитетът на реакции, свързани с преки или косвени механизми на действие на AI, зависи освен от първоначалното състояние на организма от редица физични и химични фактори. Физическите фактори включват дозата и силата - с тяхното нарастване увеличава биологичен ефект. Също така, биологичен ефект зависи от качеството на излъчване, което се характеризира с нека и ЛПИ, тъй като ефектът на облъчване се дължи не само от количеството на абсорбирания енергия, но също така неговото макро - и Microdistribution тъкан.

Въвеждане на кислород в тъканите след облъчване има никакъв ефект върху radiosensitivity на клетките, а напротив, тя насърчава по-бързо възстановяване след излагането им на радиация. Обратния ефект - понижено radiosensitivity тъкани - са така наречените протектори - свързващи кислородни радикал и групата и по този начин потиска развитието на реакцията непряко действие.

Промяна на химичната структура на атоми и молекули под въздействието на облъчване води до развитието на биохимични реакции в клетките, не са специфични за тях в нормално състояние. Развиващите биохимични промени са много разнообразни и тяхното значение за живота на клетките не е същото. Нарушава окислителни процеси, протеини, мазнини, въглехидрати обмен, инактивирани ензими и ензими.