Экспериментальные и клинические наблюдения более чем за полувековой период применения рентгеновых лучей и гамма-лучей позволили накопить факты и сделать ряд выводов, которые в настоящее время положены в основу теоретического обоснования и практического использования лучевой терапии.
К чести отечественной науки надо сказать, что уже с первых шагов развития рентгенологии и радиологии в нашей стране И. Р. Тарханов, М. Н. Жуковский, Е. С. Лондон, С. В. Гольдберг, Л. М. Горовиц-Власова и др. показали, какое значение имеет нервная система при воздействии на организм проникающего излучения, и заложили основы правильного понимания биологического действия ионизирующих излучений на организм. Это прогрессивное направление было в дальнейшем продолжено М. И. Неменовым, П. С. Купаловым, Ф. П. Майоровым, Б. Н. Могильницким, Л. Д. Подлящуком, Е. И. Бакиным, М. Н. Побединским и др.
Механизм действия ионизирующего излучения, хотя многое в нем еще далеко не полностью изучено, в общих чертах представляется в настоящее время в следующем виде.
Под действием рентгеновых и гамма-лучей в тканях имеет место ионизация атомов живой материи, в результате которой они приобретают весьма значительную химическую активность. В молекулах воды, являющейся растворителем и составляющей в некоторых тканях более 80% их массы, происходят процессы ионизации. Поэтому ряд изменений, возникающих в тканях под влиянием облучения, может быть результатом появления водородных и гидроксильных ионов, а также свободных радикалов, приводящих
к образованию веществ, обладающих ярко выраженными окислительными свойствами и высокой токсичностью по отношению к тканям.
Кроме того, под влиянием облучения в тканях резко увеличивается количество «возбужденных» или способных к реакциям молекул, что создает предпосылку для возникновения реакций, которые в обычных условиях протекают либо медленно, либо совсем не наблюдаются. Таким образом, в структуре сложных химических соединений могут происходить глубокие изменения.
Следует указать на свойство отдельных тканей повреждаться в различной степени под действием ионизирующих излучений, что, по-видимому, находится в связи с разной интенсивностью происходящих в них биохимических и обменных процессов. Так, например, элементы злокачественных опухолей, обладающие более интенсивным по сравнению со здоровыми тканями обменом веществ, могут быть разрушены проникающим излучением, в то время как окружающие их нормальные ткани при этом повреждаются в меньшей степени.
Наблюдения показали, что клетки быстро растущих тканей наименее устойчивы к ионизирующему излучению. В основе столь большой чувствительности лежит высокая интенсивность синтеза нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов. Вследствие нарушения указанного синтеза, который является существенной функциональной особенностью этих клеток, клеточные элементы разрушаются. Следует иметь также в виду, что одной из причин деструктивных изменений клеток является повреждение ферментных систем, сконцентрированных в различных структурах клетки и, в частности, в ее ядерном аппарате.
Облучение тканей, как правило, сопровождается угнетающим действием. В зависимости от дозы возникающие изменения могут быть обратимыми или необратимыми. Вместе с тем ионизирующее излучение никогда не оказывает стимулирующего действия непосредственно на ткани. Облученные клетки и ткани никогда не приобретают новых функций и изменяться могут лишь функции, которыми они уже обладают.
Тщательными исследованиями облученной раковой опухоли установлено, что наиболее ранним проявлением лучевого повреждения являются функциональные нарушения, выражающиеся в понижении митотической активности. Изменения в тканях вначале проявляются в виде нарушения проницаемости клеток и увеличения онкотического давления, что ведет к их набуханию. Степень набухания неодинакова не только для клеток различного гистологического строения, но и для клеток одной и той же опухоли. В последующем наступает вакуолизация протоплазмы; морфологические изменения в ядре выражаются в неравномерности распределения хроматина, изменении конфигурации ядра и расщеплении его на отдельные глыбки, которые в дальнейшем подвергаются растворению. Поврежденная клетка подвергается аутолизу. Разрушающаяся под влиянием облучения опухолевая ткань замещается врастающей в нее соединительной тканью. Появляются в значительном количестве фагоциты, уничтожающие поврежденные опухолевые клетки.
Дегенеративные изменения в разных клетках развиваются с различной скоростью. Так, в одних клетках, например в клетках лимфоидной ткани, все указанные изменения могут протекать в течение одних суток, в других, например в клетках плоскоклеточного рака, конечная стадия дегенерации наблюдается через 2—3 недели. В малочувствительных к излучению клетках морфологические изменения могут сказываться только в ближайшей генерации. Эти клетки увеличиваются до гигантских размеров, имеют гиперхромные ядра и лишены способности к дальнейшему размножению. Следует отметить, что отдельные клетки даже так называемых, высокочувствительных к лучевому воздействию опухолей в виде исключения могут оказаться весьма устойчивыми к ионизирующему излучению.
Одновременно с повреждением опухолевых клеток наблюдаются изменения в сосудах и в соединительной строме опухоли. Рядом исследований установлено, что сразу же после облучения опухоли повышается проницаемость эндотелия капилляров, сопровождающаяся экссудацией и выходом за пределы этих сосудов в ткань опухоли лейкоцитов, лимфоцитов и даже эритроцитов. Повреждение эндотелия капилляров может достигать больших степеней и сопровождаться образованием тромбов и их облитерацией.
Через 1 1/2—2 месяца после облучения как в опухоли, так и в окружающих нормальных тканях отмечается уменьшение количества капилляров, в результате чего нарушается питание опухоли, а также окружающих опухоль нормальных тканей. В соединительнотканной строме опухоли наблюдается увеличение количества коллагенового вещества. Соединительнотканные волокна набухают, а затем расплавляются. Постепенно образуется гиалиновый слой, нарушающий обменные процессы в опухоли.
Изменения, происходящие в опухоли при облучении ее рентгеновыми и гамма-лучами, можно свести к следующей схеме: 1) снижение воспалительных явлений в самой опухоли и вокруг нее; 2) уменьшение размеров опухоли в результате частичной гибели наиболее чувствительных элементов и понижение жизнеспособности оставшихся клеток; 3) развитие соединительной ткани и инкапсуляция раковых гнезд; 4) понижение васкуляризации всей стромы опухоли вследствие облитерации мелких сосудов как результат пролиферирующего эндартериита, эндофлебита и гиалинизация стенок артериол.
Само собой разумеется, что схематично перечисленные выше изменения следует рассматривать в динамическом аспекте. Высокие дозы влекут большие изменения вплоть до полного некроза всех элементов опухоли. При проведении радикальной лучевой терапии имеется в виду именно эта цель; малые дозы при предоперационном и паллиативном лучевом лечении вызывают относительно меньшие изменения. В последнем случае вначале наблюдается иногда весьма значительное уменьшение размеров опухоли и возобновление ее роста спустя некоторое время.
Описанные выше разнообразные морфологические изменения, наступающие в результате облучения, так же как бесконечно разнообразные и изменчивые реакции целостного организма на облучение, связаны с состоянием основного реактивного аппарата — нервной системы. Функциональное состояние нервной системы, а также место приложения, качество и длительность воздействия проникающего излучения определяют своеобразность течения реакции.
Необходимым условием при проведении лучевой терапии является максимальное щажение окружающих опухоль здоровых тканей и сохранение их способности к регенерации, в то время как опухолевые ткани гибнут. Способность окружающих опухоль тканей к восстановлению после облучения является всегда важным фактором в деле лечения злокачественных новообразований. Особое значение имеет среда, где происходят «местные» процессы воздействия ионизирующего излучения на опухоль. Представляется вероятным, что относительно большой эффект фракционированного облучения на злокачественные новообразования и относительно слабый на здоровые ткани объясняется более быстрой репарацией повреждения в последних (Е. И. Бакин, П. Н. Киселев, Л. Ф. Ларионов, Е. Г. Манойлов, М. Н. Побединский, Г. С. Стрелин).
Лучевое лечение всякой опухоли должно проводиться в срок, в течение которого разрушение опухоли одновременно сопровождается замещением ее молодой соединительной тканью. Эти сроки неодинаковы для опухолей различной чувствительности. Кроме того, они зависят от состояния организма. У ослабленных больных с пониженной регенеративной способностью эти сроки должны быть больше, чем у больных, находящихся в хорошем состоянии, здоровые ткани которых сохранили нормальную способность к регенерации.
Следует указать, что до последнего времени при оценке биологического эффекта не учитывалась взаимосвязь тканей и органов в целостном организме. Чувствительность опухоли ставилась в зависимость лишь от ее гистогенеза и гистологической характеристики. Последняя зависимость действительно в ряде случаев может иметь место, однако — и это нужно подчеркнуть — далеко не всегда. Имеются наблюдения, когда опухоли одной и той же гистологической характеристики и локализации (например, плоскоклеточный рак пищевода) у разных больных по-разному реагируют на одно и то же количество ионизирующего излучения и когда у одного и того же больного гистологически однотипные опухоли, но разных локализаций, например аденокарцинома пищевода и прямой кишки, реагируют на одинаковые дозы совершенно по-разному.
В вопросе о величине дозы, необходимой для уничтожения рака пищевода (во всяком случае плоскоклеточного, составляющего более 90% всех злокачественных опухолей этого органа), существуют различные мнения. Большинство авторов рекомендует очаговую дозу от 6000 до 8000 r [Л. Д. Подляшук, Смитерс (Smithers) и др.].
Наряду с этим указываются и 10 000—12 000 r и даже еще большие дозы [Я. Г. Диллон, Накаидзуми и Миякава (Nakaidzumi, Mijakawa) и дp.]. Стремление к повышению очаговой дозы нужно признать вполне оправданным, поскольку высокие очаговые дозы создают большую вероятность уничтожения всех опухолевых элементов.
Однако следует напомнить, что чрезмерно высокие дозы излучения вызывают подавление регенераторных функций окружающих опухоль здоровых тканей и оказывают угнетающее действие на весь организм больного со всеми нежелательными последствиями. Вопрос о величине дозы в каждом отдельном случае решается индивидуально, с учетом как общей, так и местной реакции больного на облучение. При проведении предоперационного лучевого лечения, когда не ставится цель уничтожить все опухолевые элементы, очаговая доза обычно снижается.
ПРИЧИНЫ И СИМПТОМЫ
