Effecten van ioniserende straling in de cel
Bij radiotherapie wordt gebruikgemaakt van ioneserende straling. De straling wordt gedeeltelijk in weefsel geabsorbeerd. De eenheid van geabsorbeerde stralendosis in de gray ( 1 Gy = 1J/kg). Bij die absorptie worden elektronen uit de atomen en moleculen in het lichaam vrijgemaakt (ionisatie). De vrijgemaakte elektronen en de bij dit proces gevormde radicalen kunnen het erfelijk materiaal in een cel beschadigen.
Biologische effect van de ionisaties hangt af van een aantal factoren:
I. De aanwezigheid van antioxidanten die radicalen wegvangen
II. Het aantal ionisaties in de buurt van DNA
III. DNA-herstelprocessen
Acute reactie; snel delende cellen (bijv in de huid) tonen de bestralingsschade binnen enkele weken na de bestraling.
Late reactie; traag delende cellen (endotheel, fibroblasten) daarentegen soms pas na vele maanden.
Cellen verschillen in hun vermogen om schade te herstellen, en veelal beschikken normale cellen over een betere herstelcapaciteit dan tumorcellen. Deze verschillen in het vermogen tot herstel van subletale schade worden in de radiotherapie uitgebuit door middel van fractionering.
! Als de schade wel wordt hersteld maar foutief, ontstaat een mutatie en kan ioniserende straling zelf oorzaak zijn van maligne ontaarding --> secundaire tumoren.
Celoverlevingcurve
Straling dosis-effectrelatie kan grafisch worden weergegeven in een zgn. celoverlevingcurve. Hierbij wordt de fractie cellen die nog ongelimiteerd delen en tot een kolonie uitgroeien uitgezet tegen de dosis.
De typische overlevende fractie cellen bij bestraling met een dosis van 2 Gy is 50%, bij 4Gy neemt de kans dat de cel het overleeft af naar 25%.
! De celoverlevingcurve verschilt per celtype.
Is de overlevingscurve steil? Dan is het celtype gevoelig voor ioniserende straling. Loop de curce vlakker? celtype minder gevoelig voor ioniserende straling. Niet alleen de intrinsieke gevoeligheid van de cel maar ook uitwendige omstandigheden kunnen de gevoeligheid van cellen voor straling beïnvloeden. Zo blijkt dat cellen in een zuurstofarm milieu minder gevoelig zijn voor bestraling dan in een zuurstofrijk milieu.
Gefractioneerde bestraling
Het eerst deel van de overlevingscurve vertoont kromming. Hier is de relatie tussen dosis en overlevende fractie dus niet lineair. Deze kromming of 'schouder' weerspiegelt het vermogen van de cellen om subletale schade te herstellen. Indien men bestraat met twee doses (fracties) die na elkaar met een zeker tijdsinterval worden gegeven, dan blijkt dat de 'schouder' wordt herhaalt.
Het verschil in vermogen van cellen tot herstel van subletale schade zien we terug in verschillen in de grootte van de 'schouder' van hun overlevingscurven. Door een totale dosis te splitsen in een kleine dagelijkse dosis verspreid over verschillende weken (fractionering) kunnen deze verschillen worden uitgebuit. De overlevende fractie van cellen met een groot herstelvermogen zal uiteindelijk hoger zijn dan van cellen met een geringer vermogen tot herstel. Door fractionering kunnen tumoren effectief wordet vernietigd en kan de late litekensvorming relatief worden beperkt.
Hyperfractionering = kleine fracties van 1.2-1.6 Gy 2x tot 3x daags.
FYSISCHE EN TECHNISCHE ASPECTEN VAN RADIOTHERAPIE
Soorten radiotheapie
Bij brachytherapie worden gesloten radioactieve bronnen met gamma-straling dicht bij of in de tumor gebracht.
- Intracavitaire/ intraluminale brachytherapie = radioactieve bronnen worden in pre-existente lichaamsholten gebracht (bijv. vagina, cavum uteri, oesofagus)
- Interstitiele brachytherapie = radioactieve naalden of draden direht in de tumor of het chirurgische tumorbed aanbrengen. O.a. toegepast bij mammacarcinoom, hoofd-hals tumoren, prostaatcarcinoom.
Kanttekening 1. Prostaattumoren worden soms behandeld met radioactieve jodiumzaadjes, die in de prostaat worden ingebracht, niet worden verwijderd en gedurende een periode van weken een steeds lagere dosis afgeven.
Bij uitwendige bestraling wordt in een afgeschermde bestralingsruimte de bundel van buiten de patient op het te bestralen gebied gericht, achtereenvolgens vanuit verschillende richtingen. Hiervoor worden lineaire versneller gebruikt. Lineaire versnellers produceren elektronen- en fotonen bundels.
- Elektronenbundels: energie van 5-15 MeV dringen niet diep het lichaam binnen en worden dan ook gebruikt voor oppervlakkig gelegen tumoren (bijv. basoliomen)
- Fotonenbundels (rontenbundels) dringt veel dieper door in weefsel dan een elektronenbundel van dezelfde energie.
Conformatietherapie is een vorm van uitwendige bestraling waarbij de vorm van de stralingsbundels in elke stralingsrichting wordt aangepast aan de vorm van het tumorgebied.
Intensiteitsgemoduleerde conformatietherapie verschilt van conformatietherapie, omdat tijdens de bestraling de multi-leafcollimatoren (MLF) van vorm kan veranderen. Daardoor is het mogelijk in de standaardbehandelingstijd een bestraling uit te voeren vanuit 5-9 richtingen met vanuit elke richting ca. 15 bundelsegmenten.
Intensiteitsgemoduleerde radiotherapie (IMRT); voor kleinere tumoren gadlt dat door het gebruik van IMRT veilig een hogere dosis op de tumor kan worden toegediend dan vroeger.
Bestralingsvoorbereiding
Voordat met de bestralingsbehandeling kan worden begonnen dienen het te bestralen volume en de bestralingsopzet te worden gekozen aan de hand van beschikbare gegevens over de tumor en de kennis van anatomie en pathologie. De bestralingsopzet wordt tegenwoordig veelal in 'virtual reality' geoptimaliseerd en vastgesteld.
Kanttekening 2. De feitelijke positie van een patiënt kan tijdens de bestraling worden geverifieerd met een elektrisch (megavolt) afbeeldingssysteem of electronic portal imaging systeem (EPID)
KLINISCHE ASPECTEN VAN RADIOTHERAPIE
Opzet curatieve radiotherapie
Een aantal vroege stadia van solide tumoren zijn met bestraling alleen curatief te behandelen, mede gezien het beperkte tumorvolume (vb. larynxcarcinoom en het cervixcarcinoom). Bovendien kan dan vaak ernstige mutilatie worden voorkomen.
Een aparte plaats wordt ingenomen door de adjuvante of electieve bestraling als onderdeel van een curatieve behandeling. Radiotherapie wordt in dergelijke gevallen gebruikt om micrometastasen in regionale lymfeklierstations te vernietigen of om eventueel achtergebleven cellen in het operatieterrein op te ruimen. De electieve behandeling kan ook reoperatief worden gegeven, dit wordt neoadjuvante therapie genoemd.
De rol van radiotherapie bij palliatieve behandeling
Botmetasten: Door bestraling kan de pijn van botmetastasen in 70-80% van de gevallen adequaat worden bestreden. Bovendien wordt verdere osteolyse voorkomen en daarmee de kans op een pathologische fractuur. Ook pijn die het gevolg is van tumoringroei in een zenuwplexus.
Hersenmetastasen: Neurologische verschijnselen t.g.v. myelumcompressie of hersenmetastasen
Opheffen van obstructies, vooral in de tractus digestivus en tractus respiratorius.
Druk op v.cava superior; het kan leiden tot v.cava superior syndroom.
Bijwerking van bestraling
Bijwerking van bestraling kunnen worden onderverdeeld in algemene en lokale, en in acute en late effecten.
Acute effecten:
De algemene bijwerkingen zijn vermoeidheid, misselijkheid, braken of algemene malaise. De meeste klachten verdwijnen spontaan 2-3 weken na behandeling.
De belangrijkste acute lokale bijwerkingen zijn die van huid en slijmvliezen. de acute radiodermatitis begint als ontstekingsreactie met erytheem, gevolgd door droge schilfering. Na de behandeling herstelt de huid spontaan in 1-2 weken.
Andere bijwerkingen:
- Alopecia van de behaarde huid (meestal tijdelijk bij een hoegere dosis dan 40 gy blijvend)
- Mucositis van bestraalde slijmvlies
- Pijn
- Dysfagie
- Superinfectie met candida
- Denudatie gespaard met misselijkheid, braken en diarree.
Late effecten:
De late lokale schade van de huid begint meestal zo'n 6 maanden na behandeling met een oedemateuze verdikking als uiting van endotheelbeschadiging van de microvasculatuur. Dit oedeem verdwijnt veelal spontaan. Later ontstaat een langzaam progresssieve fibrose. In de huid kan deze vaatschade zich uiten in tteleangiëctasieën na zeer hoge doses. Daarnaast kan ook pigmentschuiving optreden (depigmentatie/ hyperpigmentatie)
Andere bijwerkingen:
- Xerostomie (bestraling hoofd-halsgebied)
- Verandering in defecatie patroon --> chronische proctitis of enteritis
- Interstitiele alveolitis --> fibrose van de longen
- Demyelinisatie --> syndroom van Lhermitte
- Cataract (bestraling lens)
- Infertiliteit/steriliteit (bestraling gonaden)
- Groeistoornis bij kinderen
Bron: Velde, C.J.H van de. (2011) Oncologie. Hoofdstuk 7
Geen opmerkingen:
Een reactie posten