RADYASYON ONKOLOJİSİ TEMEL BİLGİLER KİTABI
Bölüm II - Radyoterapinin Radyobiyolojisi

Prof. Tbp. Kd. Alb. Yücel PAK


RADYOTERAPİ'NİN RADYOBİYOLOJİSİ

Radyasyon Onkolojisinde, tedavi aracı olarak iyonizan radyasyon kullanılmaktadır. İyonizan radyasyon biyolojik bir maddeden geçtiğinde o maddeyle etkileşir. Bu etkileşme sırasında birçok fiziksel, fiziko-kimyasal, kimyasal ve biyolojik olaylar zinciri sonucunda asıl biyolojik cevap oluşur.
Radyasyon etkisine bağlı olaylar 4 evreden oluşmaktadır :

    1. Fiziksel evre : Radyasyon eksite ve iyonize moleküller oluşturur. Ortalama süresi 10-18 saniyedir.
    2. Fiziko-kimyasal evre : Primer maddeler, kimyasal olarak reaktif serbest atomlar ve serbest radikaller meydana getirmek için, stabil molekül oluşturmak üzere sekonder reaksiyona girerler. Ortalama süresi 10-13 saniyedir.
    3. Kimyasal evre : Kimyasal olarak reaktif olan maddeler ortam içinde birbirleriyle reaksiyona girerler. Ortalama süresi 10-6 saniyedir.
    4. Biyolojik evre : Organizmanın ışınlama sonucu meydana gelen kimyasal ürünlerine vermiş olduğu biyolojik cevaptır. Ortalama süresi 10-6 sn. D en başlayıp yıllarca sürebilir.

Işınlanmaya bağlı Biyolojik cevaplar :

    1. Subsellüler cevap
    2. Hücresel cevap
    3. Doku cevabı
    4. Tümör cevabı başlıkları altında toplanabilir.

RADYASYONA BAĞLI FİZİKSEL OLAYLAR VE SUBSELLÜLER CEVAP

İyonizan radyasyonlar ister elektromagnetik, isterse partiküler olsun içinden geçtiği maddede enerjilerini aktarırlar. Bu enerji, hücre ve doku içerisinde absorbe edildiğinde eksitasyon ve iyonizasyona neden olurlar. Elektronlar ve protonlar gibi yüklü parçacıklar direkt olarak iyonizasyona yol açarlar. Bunlar yeterli kinetik enerjileri sayesinde kimyasal bağları koparabilirler. Elektromagnetik ışınlar (X ve gamma) ve nötronlar ise indirekt olarak iyonizasyon yaparlar. Yani kendileri kimyasal bağları kırmamakla birlikte bu işi yapan yüksek kinetik enerjili, yüklü parçacıklar oluşturarak iyonizasyon yaparlar. Nötronlar ise emildikleri maddedeki atomların çekirdekleriyle etkileşerek kinetik enerjilerini protonlara aktararak iyonizasyona neden olurlar.
İyonizan radyasyonun içinden geçtiği maddede takip ettiği yolun herbir birim uzunluğunda aktardığı enerji miktarına Linear enerji transferi(LET) adı verilir. Bu kantite için kullanılan birim, radyasyonun içinden geçtiği maddenin yoğunluk birimindeki herbir mikrona düşen KeV (KeV/mikron) ile ifade edilir. LET, farklı radyasyon tiplerinde farklı biyolojik etkinin oluştuğunu sayısal olarak gösteren fiziksel bir parametredir. Düşük LET'li radyasyon klinik uygulamada pek önemli değildir. Çünkü günümüzde radyoterapide kullanılan ışınların LET'leri çok az farklıdır. Sadece yüksek LET'e sahip nötron, alfa ve beta ışınlarının biyolojik etkinliği biraz daha fazla olup farklılık gösterir. B u nedenle radyoterapide Rölatif Biyolojik Etkinlik(RBE) konsepti ortaya çıkmıştır. Çünkü değişik LET li ışınların genellikle başlangıçtaki etkileri kalitatif olarak benzer (iyonizasyon) olmasına rağmen kantitatif ve sonuçsal biyolojik etkileri farklıdır. Yani eşit dozlarda uygulanan farklı LET teki radyasyonlar farklı biyolojik etki oluştururlar. Çoğu hücresel sistemlerde LET arttıkça RBE de artmaktadır. Bunun yanında hücreyi inaktive etmek için hücrenin içinde birden fazla partikülün getirdiği dozların gerektiğini ifade etmek gerekir.

RADYASYONA BAĞLI FİZİKO-KİMYASAL, KİMYASAL OLAYLAR VE SUBSELLÜLER CEVAP

Radyasyon hücrenin kritik moleküllerine etki ederek hücre biyolojisinde önemli değişikliklere neden olur. Bu şekilde molekülde meydana gelen hasar, ya molekülün direkt olarak iyonizasyonu veya indirekt etkisi ile ortaya çıkar. Burada iyonizasyon ilk önce başka bir molekül içerisinde oluşmakta, enerji daha sonra hedef moleküle aktarılmaktadır. Radyasyon hasarının büyük bir kısmını indirekt etki oluşturur. DNA en önemli hedef moleküldür. Molekül içi ve moleküller arası enerji transferi, triptofan ve benzen halkaları, alfa-heliks, DNA heliks gibi özel yapılar ve dissosiye olmuş küçük moleküler fragmanların migrasyonu ile olur. Hücrelerin en azından % 70’i su olduğuna göre çoğu indirekt etkileşmeler su moleküllerinden türemiş reaktif maddeleri içermektedir. Işın su ile etkileşerek diğer solid moleküllerle reaksiyona girer. Bu solid moleküllerin radikalleri ise stabil maddeleri oluşturur.
Radyasyona maruz kalan hücrelerde en belirgin etki ve değişikliğin gözlendiği hedef makromoleküller şunlardır :
NÜKLEİK ASİTLER :
Biyolojik maddedeki radyasyon etkisinde en önemli hedef molekül DNA'dır. Işınlanma sonucu DNA'nın bazında değişiklik veya yok olma, şeritler arasındaki hidrojen bağlarında kopma, tek veya çift şerit kopması, dimerizasyon, diğer DNA molekülleri ve kromozom proteinlerinde çift heliks halinde çapraz bağ teşekkülü gibi olaylar gelişir. Bunlar moleküler yapı ve fonksiyonda değişikliklere neden olurlar. Sıklıkla kromozom bozukluğuna rastlanır. DNA'da oluşan etki, hücre ölümünde en önemli faktör olarak kabul edilir. Radyasyondan etkilenen DNA kendini tamire çalışır. DNA tamir olayı birçok değişik şekilde olabilir. Bunlar, eksizyon tamiri, S-fazı veya replikasyon sonrası tamir, fotoreaktivasyon ve heliks kopma tamiri şeklinde olabilir.
PROTEİNLER : Radyasyon proteinlerde yan zincir gruplarında tahribat ve konformasyona neden olur.
LİPİTLER : Doymamış yağ asitlerin peroksitleri meydana gelir.
KARBONHİDRATLAR : Zincirlerde kopma görülür.

Radyasyonun yaptığı molekül hasarını değiştiren faktörler :
Radyasyonun neden olduğu molekül hasarı ısı, ph, oksijen konsantrasyonu ve hedef molekül konsantrasyonu gibi intrasellüler faktörler tarafından değiştirilebilir. Oksijen, serbest radikallerin teşekkülünde sayısal ve tip olarak değişiklik yaptığından radyasyon hasarı oluşumunda çok önemlidir. Bu ise hedef moleküllerdeki serbest radikal hasarın kimyasal tamiri evresinde olur. Radyoprotektif ve radyosensitizer ilaçlarda radyasyon hasarını değiştirebilir.

RADYASYONA HÜCRESEL CEVAP ve BİYOLOJİK OLAY

Radyasyon etkisine bağlı hücresel ölüme giden hücreler sıklıkla şişkin, boyanma kapasitesinde azalmayla birlikte vakuol ve fibrotik çekirdekli olup karyoliz gösterirler. Hücreler normal hacimlerinin birçok katı büyüyerek dev hücre şekline gelebilirler. Genellikle bunu hasarlı hücrelerin dejenerasyon ve fagositozu takip eder.
Radyoterapi sonrası hücrelerde görülen iki önemli etki vardır :

    1. Fonksiyon kaybı
    2. Reprodüktivite kaybı.


Fonksiyon kaybı :
Birçok, bölünmeyen veya bölünme kabiliyeti kısıtlı hücreler sonuçta fonksiyon kaybına uğrayarak interfaz ölümüne giderler. Bölünmeyen hücrelerde(adult sinir ve kas hücreleri) interfaz ölümü sadece yüksek doz(100 cGy’den yüksek) radyasyon verilişinden sonra görülür. Lenfositler ise küçük dozlarda(100 cGy’den az) interfaz ölümüne giderler. İnterfaz ölümünün klinik önemi Tüm Beden Işınlamasında ortaya çıkar.
Üreme kabiliyetinin kaybı(Reprodüktif ölüm) :
Bölünen hücrelerde radyasyonun yaptığı en önemli etkidir. Hücrelerin devamlı reprodüksiyon ile canlı yeni nesil yapabilme kabiliyeti ortadan kalkması ile sonuçlanır.
Radyasyon etkisinin gösterilmesinde Hücre Sağkalım Eğrileri kullanılmaktadır.
Hücre Sağkalım Eğrileri :
Memelilerde ister normal hücre olsun, ister tümör hücresi olsun genel bir karekteristik şekil gösterir. Başlangıç kısmı veya eğrinin omuzu hasarın miktarını gösterir. Bu, öldürücü hasar görülmeden önceki kısımdır. Doz yükseldikçe eğri düzleşir ve sabit eğim hattı(-1/Do) şekline gelir. Bu eğri direkt bir logaritmik doz-cevap ilişkisini gösterir. Bu ilişkinin anlamı verilen dozdaki artışın daima aynı fraksiyonel hücre ölümüne neden olmasıdır. Bu doz(1-1/e) fraksiyonel hücre ölümü veya sağkalım eğrisinin bu linear kısmında %63 hücre ölümüne sebep olan dozdur. Farklı hücre eğrileri arasındaki yaşam eğrisinde spesifik sayısal farklılıklar vardır. Birikim veya hücre radyasyon hasarının tamirine daha yetenekli hücrelerde daha geniş omuzlu sağkalım eğrisi ortaya çıkar. Daha yüksek doz oranında, daha radyosensitif hücrelerde omuz daha diktir. Sağkalım eğrisi sigmoidal olup S=1-(1-e-D/Do)n formulüyle gösterilir.

Şekil 1 : Sağkalım eğrisi
Dq : "quasi-threshold" (yarıeşik) doz. Do : Ortalama letal doz. n : Dq ve Do eşitliğinde ln n ‘deki eksplorasyondur.


Son yıllarda radyasyon etkisini göstermede Linear Quadratic Survival Formulation önem kazanmıştır. Linear Quadratik Model radyasyonla hücre öldürmede iki komponentin varlığını gözönüne alır ki, bunlardan biri doz ile orantılı, diğeri dozun karesi ile orantılıdır. Dozun karesiyle değişen hücre inaktivasyon komponenti "dual radyasyon aksiyonu" kavramını getirir. Bu fikir, iki ayrı kırılmanın net sonucu olan birçok kromozom aberrasyonlarının olduğu erken kromozom çalışmalarına kadar gider. Bu modelde hücre sağkalım ifadesi:
dir
S, D dozunda sağkalan hücrelerin fraksiyonudur. Doz ve dozun karesiyle orantılı olan hücre öldürmenin komponentleri aD=bD2 veya D=a/b durumunda eşittir. a/b oranı hücre ölümünde linear ve quadratik komponentlerin eşit olduğu dozdur. a/b oranı, dozu(aD) ve dozun karesi (bD2) ile orantılı olaylarda hücre öldürümündeki rölatif önemi gösterir. Fraksiyonasyonun bir fonksiyonu olarak izoeffekt dozunda varyasyonu yönlendirir. Ancak sağkalım fraksiyonu ile hiçbir direkt ilişkisi olmadığı gibi, radyosensitiviteye benzer şekilde a ve b ‘nin mutlak değerlerinin bir fonksiyonudur. Linear quadratik formulasyonun bir özelliği de sonuç sağkalım eğrisinin devamlı bükülmesidir ve hiç nihai düz kısım yoktur. Kural olarak dokuların erken reaksiyonları için a/b geniştir(7-15 Gy) ve geç reaksiyonlar için düşüktür(1-7 Gy). a/b modeli değişik dokuların reaksiyonlarını tahmin için uygundur. Ancak Linear Quadratik model sağkalım eğrilerinin mükemmel bir tanımını vermez.

Şekil 2 :Linear-Quadratik Sağkalım Modeli
alfa=Radyasyon etkisi altında kalan hücre populasyonunun tek vuruşta kendini yenileyemeyen kompenentidir(Linear). b=Birçok vuruştan sonra çoğalması duran, ancak bu aralarda kendini yeniliyebilen kompenent(Quadratic). d=Fraksiyon dozu. İntersept : alfa/loge S=eğrinin y eksenini kestiği nokta, yani radyasyon sonrası kendini yenilemeyen kısım. Eğim : b/loge S=karşı dik kenar/komşu dik kenar. (a/loge S/(b/loge S)=a/b. *Akut cevap veren dokuların a/b oranı yüksek, geç cevap verenlerin düşüktür.
BED : Biyolojik ortamda Effektif Doz veya tahmin edilen Total Doz veya Biyolojik Cevap Dozu: -Ln S/a=D(1+d/(a/b)
D=Total Dozdur.
1+d/(a/b) =rölatif effektiflik tir.
-LnS = n(ad+bd) = and+bnd = nd(a+bd)
nd=Total Doz(D) ise -LnS = D(a+bd) ise -LnS/D=a+bd dir. Bu eşitlikte "a" intersept'i, "bd" ise eğimi gösterir.

Sağkalım Eğrisini(Radyasyonun etkisini) değiştiren faktörler

    1. OKSİJEN : Oksijen radyasyon tarafından oluşturulan serbest radikaller vasıtasıyla harabiyet oluşumuna yardım eder. Bu nedenle hipoksik veya anoksik hücreler düşük LET'li radyasyona nisbeten daha dirençlidir. Hipoksik ve oksik hücrelerde aynı yaşamı sağlayan doz oranı OER(oksijen artırma oranı) olarak bilinir ve yüksek enerjide düşük radyasyon enerjisindekinin üç katıdır. Bu nedenle yüksek LET 'li radyasyon hasar meydana getirmede daha etkilidir ve bu etkide oksijen ile olan bağımlılık daha azdır. Hipoksik tümör hücrelerinin daha radyorezistansının yüksek olması nedeniyle radyosensitizerler kullanılır. Bunlar oksijen etkisini taklit ederler ve oksijen ihtiyacını azaltırlar. Bir kür radyasyon süresince tümörler reoksijene olabilir. Çünkü tümör hücre yatağı azalır. K alan canlı hücrelerin oksijenden yararlanması artar.
    2. SUBLETAL RADYASYON HASDARININ TAMİRİ : Hücreler tarafından normal şekilde tamir edilebilen hasara Subletal Hasar denir. Subletal hasar genellikle radyasyon verilişinden sonraki 2-6 saat içinde tamir edilir. Subletal hasar öldürücü değil,fakat daha sonraki ışınlamaya olan sensitiviteyi artırıcıdır. Eğer bir radyasyon dozundan sonra uygun tamir için gerekli zaman peryodu yoksa öldürücü olabilir. Normal dokularda ve tümör dokusundaki tamir kabiliyetindeki farklılıkların bilinmesi etkin fraksiyon şemalarının geliştirilmesinde faydalı olmuştur.
    3. POTANSİYEL LETAL HASARIN TAMİRİ : Normal büyüme halindeki hücrelere öldürücü olan bazı hasarlar suboptimal veya huzursuz büyüme durumunda tamir edilebilir. Böyle bir hasara Potansiyel Letal Hasar denir. Klinik radyoterapide böyle bir hasarın tamirinin önemi henüz tam bilinmemektedir.
    4. DOZ ORANI : Doz oranı azaldığı zaman verilen bir radyasyon dozunda hücre sağkalımı daha fazla olur. Bunun nedeni radyoterapi süresince subletal hasarın tamiridir. Aynı zamanda, zarar görmemiş ve henüz canlı olan hücrelerin çok düşük dozlara maruz kalmaları nedeniyle prolifere olmalarıdır. Bu etki, sadece doz oranları tipik olarak 40 cGy/saat üzerinde olan intrakaviter veya interstisyer brakiterapi uygulamasında önemlidir. Kıyaslama yapılacak olursa, eksternal tedavide doz oranı 100 cGy/dk dır. Brakiterapide düşük doz oranında devamlı uygulama ile daha yüksek toplam doz verilebilir. Normal dokuların tamir ve repopulasyonu buna müsaittir.
    5. HÜCRE SİKLUS FAZIYLA İLİŞKİ : Radyasyona hücrenin yanıtı, hücrelerin ışınlandıkları sırada bulundukları hücre siklusunun fazına bağlıdır. Bu siklus M (Mitoz) ile başlayarak G1 (1. ara), S (DNA sentezi) ve G2 (2. ara) olarak 4 evredir. Uzun süreler bölünmeyen hücreler için Go süresinin belirtilmesi adet olmuştur. Genellikle hücre populasyonlarının jenerasyon zamanı 8 ile 30 saat arasında değişmektedir. Faz süreleri ise : G1=1.5-14 saat, S=6-9 saat, G2=1-5 saat, M=0.5-1 saattir. Değişik fazlardaki hücrelerin radyasyona cevabı değişik olmaktadır.
    1. Hücreler genellikle en çok mitozda veya mitoza yakın fazda duyarlıdır.
    2. Eğer G1 oldukça uzun sürmekte ise genellikle dirençli süre erken ortaya çıkar. Sonra S fazına doğru sağkalımda düşme meydana gelir. G1 in sonu M kadar duyarlı olabilir.
    3. Çoğu hücrelerde direnç S fazı sırasında gelişir, ve S fazının sonuna doğru maksimuma erişir. Bu faz genellikle, siklusun en dirençli bölümüdür.
    4. Çoğu hücrelerde G2 süresi en duyarlı süredir. Belkide M kadar duyarlıdır. Bazı hücrelerde direnç normal olarak S de görülür ve G2 ye kadar ertelenebilir.


Mitoz ve Sentez fazı arasındaki radyosensitivite oranı 2.5 veya daha fazla olabilmektedir. Ancak, hücre siklus ilişkisini klinik olarak ortaya koymak zordur. Çünkü ne tümör hücresi ne de normal hücrelerin siklusları kolayca senkronize olmazlar. Senkron olmayan hücreleri senkronize olarak siklusa sokmak da zordur.

RADYASYONA DOKU CEVABI

Radyasyona dokunun cevabı deyince hem parankimal hücreler hem de vasküler stroma hücrelerinin teşkil ettiği dokulardaki hücresel etkinin tamamı akla gelir. Statik populasyonlu dokularda yani, yenilenemiyen sistemlerde, mesela santral sinir sistemindeki nöronlar ve çizgili kas hücrelerinde olduğu gibi bölünmeyen parankimal hücrelerde konvansiyonel fraksiyonda radyoterapinin kritik hasarı muhtemelen vasküler kompartmanda ortaya çıkar. Böyle dokulardaki parankimal hücreler radyasyona nisbeten daha dirençlidirler. Çünkü kapiller permeabilitede artış 100 cGy den daha az dozlarda görülebilir. Patolojik olarak akut hasar; vasküler dilatasyon, lokal ödem ve inflamasyon ile karekterizedir. Kronik hasar fibrozisle birlikte küçük damarların daralması ve tıkanması şeklinde görülür, ve sıklıkla parankimal hücrelerin miktarında bir azalma ile birliktedir. Homeostatik kontrol (yenilenme sistemi) altındaki, bölünebilen parankimal hücrelere sahip dokular sıklıkla vasküler stromal kompartmandaki gibi, parankimal kompartmanda görülen belirgin radyasyon hasarına destek yapar. Normal olarak yenilenme sisteminde hücre dengesi mevcuttur(Tablo 1). Yani; matür hücrelerin göçü veya hücre ölümü ile yeni hücre yapımı (Turnover zamanı) denge halindedir. Parankimal kompartmanın stem hücrelerinin çoğunu öldüren bir radyasyon dozu, fonksiyon yapan matür hücrelerin repopulasyonu ve stem hücrelerinden gelişen matür hücreler radyasyon etkisi sonrası doku fonksiyonunun yeniden kazanılmasında önemli bir rol oynar.


SİSTEM TURNOVER ZAMANI
Kan
-Eritrosit
-Granülosit
-Lenfosit

120 gün
10 saat
Gün - yıl
Sindirim Sistemi
-Ağız Boşluğu
-Mide
-İnce Barsak
-Kolon

5 gün
3 - 9 gün
1 - 5 gün
10 gün
Solunum Sistemi
-Trakea Epiteli
-Alveol

50 gün
10-30 gün
Deri 20 gün
Mesane 50 gün
Testis 20 gün
Kornea 7 gün

Tablo I: Başlıca yenilenme sistemleri için yaklaşık turnover zamanları
*Turnover zamanı:Tüm hücre populasyonuna eşit hücre sayısının yeniden yapımı için geçen zaman.


RADYASYONA ORGAN CEVABI

Radyasyona doku ve organların toleransı önemli bir klinik parametredir. Genellikle radyoterapistler, tümörü çevreleyen normal doku ve organların tolerans dozuna kadar olan bir tümör dozunu limit almalıdır. M inimum tolerans dozu TD5/5 ile belirlenir. Bu; 5 yılda hastaların % 5’inden daha azında komplikasyon meydana getiren dozdur. M aksimum Tolerans dozu ise TD50/5 ise 5 yılda % 50 olguda komplikasyon yapan dozdur. Tolerans dozu, kullanılan fraksiyon ve ışınlanan dokunun volümüne bağlıdır.
Doz sınırlayıcı organlar radyasyona olan toleranslarına göre 3 sınıfta toplanr(Tablo 2). Sınıf I organlar radyasyon hasarının şiddetli morbidite veya mortalite oluşturduğu organlardır. Sınıf II organlar ise radyasyon hasarının hafiften ortaya kadar morbidite, nadiren mortalite oluşturduğu ve genellikle geç etkileri sürviyi etkilemiyenlerdir. Sınıf III organlar da ise radyasyon hasarı ya morbidite yaratmaz ya da hafif, veya reversibl'dir. Tablo’da günlük 200 cGy, tek doz ile haftada 5 gün, konvensiyonel fraksiyondaki radyoterapi esas alınarak organ tolerans dozları sıralanmıştır.

SINIF I ORGANLAR HASAR TD5/5(cGy) TD50/5(cGy) TÜM VEYA PARSIYEL
Kemik iliği Aplazi,pansitopeni 250
3500
450
4000
Tüm
Segmental
Karaciğer Akut ve kronik hepatit 2500
1500
4000
2000
Tüm
Tüm şerit
Mide Perforasyon, kanama 4500 5500 100 cm2
İnce Barsak Ülser,perforasyon
kanama
4500
5000
5500
6500
400 cm2
100 cm2
Beyin İnfarkt,nekroz 6000
7000
7000
8000
Tüm
% 25
M. Spinalis İnfarkt,nekroz 4500 5500 10 cm
Kalp Perikardit,pankardit 4500 5500 100 cm2
Akciğer Akut ve kronik pnömoni 3000
1500
3500
2500
% 60
Tüm
Böbrek Akut ve kronik nefroskleroz 500
2000
2000
2500
Tüm şerit
Tüm
Fetüs Ölüm 200 400 Tüm

Tablo 2(a) : Işın Lezyonlarının Öldürücü olduğu veya Ciddi Hasara Uğrattığı Organlar:

SINIF II ORGANLAR HASAR TD5/5(cGY) TD50/5(cGy) TÜM VEYA PARSIYEL
Ağız Boşluğu ve farenks Mukozit Ülserasyon 6000 7500 50 cm2
Deri Akut ve kronik dermatit 5500 7000 100 cm2
Özefagus Özefajit,ülserasyon 6000 7500 75 cm2
Rektum Ülser,darlık 6000 8000 100 cm2
Tükrük Bezleri Kserostomi 5000 7000 50 cm2
Mesane Kasılma 6000 8000 Tüm
Üreterler Darlık 7500 10000 5-10 cm.
Testisler Sterlizasyon 100 200 Tüm
Overler Sterlizasyon 200-300 625-1200 Tüm
Büyüyen kıkırdak Büyüme durması 1000 3000 Tüm
Kemik(çocuk) Cüceleşme 1000 3000 10 cm2
Yetişkin kıkırdak Nekroz 6000 10000 Tüm
Kemik(yetişkin) Fraktür,skleroz 6000 10000 10 cm2
Göz
-Retina
-Kornea
-Lens
 
5500
5000
500

7000
6000
1200

Tüm
Tüm
Tüm/parsiyel
Endokrin Bezler
Tiroid
Sürrenal
Hipofiz

Hipotiroidizm
Hipoadrenalizm
Hipopitüitarizm

4500
6000
4500

15000

20-30000

Tüm
Tüm
Tüm/TD>
Periferik Sinir Nöritis 6000 10000  
Kulak
Orta kulak
Vestibüler

Seröz otit
Menier Sendromu

5000
6000

7000
7000

Tüm
Tüm


Tablo 2(b) : Işın Lezyonlarının ortadan hafif dereceye kadar hasar yaptığı ve nadiren ölüme neden olduğu organlar.

SINIF III ORGANLAR HASAR TD5/5(cGY) TD50/5(cGy) TÜM VEYA PARSIYEL
Adele(Çocuk) Atrofi 2000-3000 4-5000 Tüm
Adele(yetişkin) Fibrozis 6000 8000 Tüm
Lenf Bezi ve lenfatikler Atrofi,skleroz 5000 7000 Tüm
Geniş arter-ven Skleroz 8000 10000 10 cm2
Eklem kıkırdağı Yok 50000 500000 eklem(mm2)
Uterus Perforasyon, Nekroz 10000 20000 Tüm
Vajina Ülser,Fistül 9000 10000 Tüm
Meme (Çocuk) Gelişme yok 1000 1500 Tüm
Meme(yetişkin) Atrofi,Nekroz 5000 10000 Tüm


Tablo 3(b) :Işın Lezyonlarının hafif, geçici, düzelebilen veya h,ç hasar yapmadığı organlar

TÜMÖRÜN RADYASYONA CEVABI

Bir tümörün tedavi edilebilirliliği yüksek ölçüde bu tümörün büyüklüğü ve tümörün radyosensitivitesine bağlıdır. Tümörün radyasyona cevabında rol oynayan diğer faktörler ise hücre tamiri, yeni hücre yapımı, reoksijenasyon ve reassortmandır. Ayrıca tümörün büyüme fonksiyonu ve hücre tipi faktörü de önemlidir.
TÜMÖRÜN BÜYÜKLÜĞÜ : Bir tümörün tedavi edilebiliriğinde çok önemli bir faktördür. Radyasyonun hücre öldürme özelliği dozun eksponansiyel bir fonksiyonudur. Bu nedenle mikroskopik bir hastalık daha düşük bir doz ve daha küçük fraksiyon ile tedavi edilebilir. Tümör kontrolü için verilen radyasyon doz gereksinimi tümör volümüyle ilişkilidir.
IŞIN DUYARLILIĞI : Bu kavram çeşitli tümör tiplerinin ve normal dokuların ışınlamaya karşı verdiği cevaplarındaki farklılığı tanımlamaktadır. Bu farklılıklar :

    a)Tümör hücreleriyle normal hücreler arasındaki ışın duyarlılığı farkı,
    b)Tümöral ve normal hücreler arasındaki intrasellüler tamir yeteneği farkı (tümör hücrelerindeki ışın tahribatı hücreyi ölüme götürürken, normal hücrelerde iyileşme oranı yüksek olduğundan yaşamını sürdürür)
    c)Normal ve tümöral dokuların tamir yeteneği farkı (normal dokular fibröz dokuya değişerek kendilerini tamir eder,fakat tümör dokusondaki bu fenomen ölümle sonuçlanır)

Tümörü çevreleyen normal yapılar tarafından iyi tolere edilen ışınlama dozlarıyla tamamen kaybolan tümör klinik olarak ışına duyarlı kabul edilir.
REOKSİJENASYON : Tümörler için geçerlidir. Normal dokularda hipoksik hücre çok azdır, veya yoktur. Halbuki tümörlerde sıklıkla bozuk damar yapısı nedeniyle oksijenin diffüzyon mesafesi sınırlı(yaklaşık 180m) olduğundan %5-20 oranında hipoksik hücre mevcuttur. Radyoterapi süresince tümörün yeniden oksijenlenebilme ihtimali bu tümörlerin radyokürabilitesini tahmine yardımcı olabilir. RADYOKÜRABİLİTE : Tümörlerin ışın ile tedavi edilebilirliğini ifade etmektedir. Radyokürabilitede tümörün hücre tipi, diferansiyasyonu, tümör büyüklüğü ve tedavi oranı kritik faktörlerdir. Radyokürabıl tümörlerin tedavisinde, genellikle radyoterapi önde gelen tedavi yöntemidir.
TEDAVI ORANI : Normal dokunun tolerans dozu ile tümör letal dozu arasındaki ilişki tedavi oranını göstermektedir. Eğer bu oran 1'den yüksekse tümör başarıyla tedavi edilebilir. Tedavi oranı 1'den az olan tümörlerin ışınla tedavi edilebilme olasılığı azdır.
TEDAVİ ORANI = Normal Dokunun Tolerans dozu/Tümör Letal Dozu dur.
Tümör Letal Dozu : Herbir tümör için, büyük oranda hücreleri tahrip edecek dozdur. Çeşitli tümörler için belirlenen doz sabit bir doz olmayıp, tümörün büyüklüğü, volümü, tümör tipi, patolojik grade veya diferansiyasyon ve ışına cevabı ile değişmektedir. Tümör letal dozu; tümörde %95 kontrol(kür)sağlayan(TCD-95) doz olarak tarif edilebilir.

TÜMÖRLERDE RADYOKÜRABİLİTE :

    a)Yüksek oranda Radyokürabl(Işınla tam iyileştirilebilen) Tümörler(TCD-95'I 3500-6000 cGy): Seminoma, Lenfosarkomlar, Hodgkin's Hastalığı, Nöroblastoma, Wilms’ tümörü, Medulloblastoma, retinoblastoma, disgerminoma ve Ewing Sarkomu bu dozlar arasında tedavi edilir. Aynı dozlarda, adenokanser ve yassı hücreli kanserlerin insitu ve postoperatif şüpheli kalıntı ve rezidüler faydalanır. Deri ve larinks kanserlerinin T1 olanları tamamen kontrol altına alınabilirler. M akrodepozitleri içeren metastatik lenf bezleri de bu dozlarda tedavi edilmektedir.
    b)Işınla Tam İyileşebilir, ancak Yüksek tolerans riski oluşturan tümörler (TCD-95’i 6000-7500 cGy) : Bunlar akciğer over,serviks, mesane,farinks ve ağız boşluğunun T2-3 tümörleridir.
    c)En az tedavi edilebilen tümörler (TCD-95’i 8000 cGy ve üzeri):gerek klinik gerekse ışınla tam tedavi olanağı olmayan tümörlerdir. Yassı epitel hücreli ve adenokanserlerin büyük olanlarının(T3-4) yalnız radyoterapi ile tedavi edilebilme olasılıkları %95’lik bir seviyeye henüz ulaşmamıştır. Tümör kontrolünün ışınlama ile gerçekleştirilememesi hücre kinetiği değişikliklerine, oksijenlenmeye, proliferatif bölümler ve proliferatif olmayan bölümler arasındaki farklara bağlıdır.

TÜM BEDEN IŞINLANMASINDA CEVAP

Tüm vücuda radyasyon verilmesinde; birkaç yüz cGy verilmesinde ölüm hematopoetik sistem hasarı nedeniyle olur. İnsanlarda ölüm bu dozda radyasyon verilmesinden 30-60 gün içinde olur. Radyasyon nedeniyle 60 gün içinde %50 oranda ölüme sebep olan doz LD50/60 olarak bilinir ve insanlarda bu doz 400 cGy'dır. 200 cGy'ın altındaki dozlarda insanlar semptomsuz veya az semptomla yaşayabilirler. 200-600 cGy alan hastalarda görülen ölümün azalmasında tedavinin etkinliğine inanılır. 700 cGyı'ın üzerinde doz verilen hastaların ölümü hastalıktan değil, radyasyon etkisiyledir.
Tüm Vücut Işınlanmasında Ortaya Çıkan Sendromlar:
Tüm Vücut Işınlanmasına bağlı sendromlar hematopoetik sistem dışında gastroentestinal sistem ve santral sinir sisteminde ortaya çıkar. Tedavi amacıyla ışınlanan hastalarda başlıca ölüm sebebi infeksiyondur. Hastalar hastaneye yatırılıp izole edilmelidir. Uygun bölgelerden kültür ve antibiyogram yapılmalıdır. Hematolojik parametreler bunu takip etmelidir. Enfeksiyonlar ağır antibiyotik tedavisine ihtiyaç gösterirler. Kanamalar eritrosit ve trombosit transfüzyonu ile tedavi edilir. Beslenme bozukluğu ihtiyaca göre su ve elektrolit replasmanı gerektirebilir.
Tablo-3.Tüm Vücut Radyasyon Sendromu : (Tek-akut radyasyona maruz kalma sonrası)

  Santral Sinir Sistemi Gastro İntestinal Sistem Hematopoetik Sistem
Hedef Organ Beyin İnce Barsak Kemik İliği
Eşik Doz(semptom) 2000 500 150
Eşik Doz(ölüm) 5000 1000 250
LD50 10.000 2.000 400
Latent Süre dk-saat 3-5 gün 2-3 hafta
Ölüm ilk 2 gün 2 gün -2 hafta 3-6 hafta
Semptomlar(klinik) Konfüzyon Ataksi Koma Konvülzyon Malezya Anoreksi Bulantı Kusma ishal Dehidratasyon Malezya Ateş Purpura İnfeksiyon
Major Patoloji Ensefalit Menenjit Ödem Barsak Epitel bozulması Kemik İliği Hiposellüleritesi


KAYNAKLAR
1. Hall JE: Radiobiology for the Radiologist. Third Edition. J.B. Lippincott Company, 1988.
2. Tubiana M, Dutreix J: Introduction to Radiobiology. Taylor&Francis, 1990.
3. Sokol GH, Maickel RP: Radiation-Drug Interactions in the Treatment of Cancer. John Wiley & Sons., 1980.
4. Steel GG, Adams GE, Peckham MJ: The Biological Basis of Radiotherapy. Elsevier,1983.
5. Bomford CK, Kunkler IH, Sherrif SB: Walter and Miller’s Textbook of Radiotherapy. Churchill Livingstone, 1994.
6. Coia LR, Moylan DJ: Therapeutic Radiology for the House Officer. Waverly,1984.


Aklınıza takılan hertürlü soruyu Radyasyon Onkolojisi ABD'na iletirseniz enkısa sürede cevaplandırılacaktır.

Ana Sayfaya Dönüş

Dr.Kaan OYSUL tarafından hazırlanmaktadır