ΓΚΙΝΑΛΗΣ ΟΡ. ΑΓΓΕΛΟΣ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ, ΤΟΜΕΑΣ ΑΝΑΤΟΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΝΑΤΟΜΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ ΕΜΒΡΥΟΛΟΓΙΑΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΜΑΝΘΟΣ ΠΑΝΕΠ.ΕΤΟΣ: ΑΡΙΘΜ ΥΠΕΡΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΟΥΣ ΟΔΟΝΤΕΣ ΚΑΙ ΣΤΟΥΣ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΥΣ ΤΗΣ ΣΤΟΜΑΤΙΚΗΣ ΚΟΙΛΟΤΗΤΑΣ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΗΣ ΔΟΣΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ γ. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΕ ΕΠΙΜΥΕΣ ΓΚΙΝΑΛΗΣ ΟΡ. ΑΓΓΕΛΟΣ ΟΔΟΝΤΙΑΤΡΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΚΑΝΕΛΛΑΚΗ ΚΥΠΑΡΙΣΣΗ ΜΑΡΙΑ, ΑΝ.ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΔΕΡΜΕΝΤΖΟΠΟΥΛΟΥ ΘΕΟΔΩΡΙΔΟΥ ΜΑΡΙΑ, ΑΝ.ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΟΥΖΗ ΚΟΛΙΑΚΟΥ ΚΟΚΚΩΝΑ, ΑΝ.ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΚΑΝΕΛΛΑΚΗ ΚΥΠΑΡΙΣΣΗ ΜΑΡΙΑ, ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΔΕΡΜΕΝΤΖΟΠΟΥΛΟΥ ΘΕΟΔΩΡΙΔΟΥ ΜΑΡΙΑ, ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΟΥΖΗ ΚΟΛΙΑΚΟΥ ΚΟΚΚΩΝΑ, ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΓΙΑΒΡΟΓΛΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΧΙΤΟΓΛΟΥ ΧΑΤΖΗ ΣΟΥΛΤΑΝΑ, ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΛΑΖΑΡΙΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΟΛΟΚΟΤΡΩΝΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ, ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Η έγκριση της διδακτορικής διατριβής από την Ιατρική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα. (Νόμος 5343/32, αρθρ και ν. 1268/82, αρθρ. 50 8) 2

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕΔΡΟΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΝΤΟΜΠΡΟΣ 3

4 4

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Η ΙΟΝΙΖΟΥΣΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΥΛΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΕΠΙΒΙΩΣΗΣ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ Η ΙΟΝΙΖΟΥΣΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑ ΤΩΝ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΤΡΑΧΗΛΟΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ ΧΩΡΑΣ ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΒΛΑΒΗ ΤΩΝ ΥΓΙΩΝ ΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΡΑ ΠΡΟΛΗΨΗΣ ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΣΤΗΝ ΤΡΑΧΗΛΟΠΡΟΣΩΠΙΚΗ ΧΩΡΑ 44 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΚΛΙΝΙΚΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΥΠΕΡΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΑ ΙΣΤΟΛΟΓΙΚΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ SUMMARY ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

6 6

7 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η ακτινοθεραπεία εφαρμόζεται σαν θεραπευτική μέθοδος των νεοπλασμάτων της τραχηλοπροσωπικής χώρας σε συνδυασμό με τη χειρουργική. Χορηγείται συνήθως μετεγχειρητικά και αποσκοπεί στην καταστροφή των νεοπλασματικών κυττάρων που παρέμειναν στα όρια του χειρουργικού πεδίου, καθώς και αυτών που διήθησαν σε υποκλινικό επίπεδο τους επιχώριους λεμφαδένες. Στο πεδίο της ακτινοβόλου δέσμης περιλαμβάνονται και υγιείς ιστοί της στοματικής κοιλότητας στους οποίους η ιονίζουσα ακτινοβολία προκαλεί ανεπιθύμητες ενέργειες. Η γνώση της συμπτωματολογίας από τον οδοντίατρο είναι σημαντική, καθότι αυτός συχνά καλείται να εκτελέσει θεραπευτικές πράξεις σε ακτινοβολημένο υπόστρωμα. Ακόμα φέρει αξιόλογο μέρος του βάρους των προληπτικών μέτρων που πρέπει να εφαρμοστούν πριν την θεραπεία και της αγωγής μετά από αυτήν. Στη παρούσα εργασία μελετήθηκαν σε μικροσκοπικό και υπερμικροσκοπικό επίπεδο οι ιστολογικές αλλοιώσεις που προκαλούνται στους υγιείς ιστούς της στοματικής κοιλότητας και συγκεκριμένα στον οδοντικό πολφό, την γλώσσα και τα ούλα, μετά από ακτινοβόληση με θεραπευτικές δόσεις ακτινοβολίας γ. Η εργασία διαιρείται σε δυο μέρη, το Γενικό και το Ειδικό. Το Γενικό Μέρος περιλαμβάνει στοιχεία ακτινοθεραπείας των όγκων της τραχηλοπροσωπικής χώρας και τις ανεπιθύμητες ενέργειες της στους υγιείς ιστούς της στοματικής κοιλότητας. Το Ειδικό Μέρος περιλαμβάνει την μέθοδο που χρησιμοποιήθηκε για την εκτέλεση της πειραματικής εργασίας, την περιγραφή των πειραματικών πράξεων και των αποτελεσμάτων, την συζήτηση και τα συμπεράσματα. Τέλος, παρατίθεται η περίληψη της εργασίας στην ελληνική και την αγγλική γλώσσα και η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές ευχαριστίες μου σε όλους όσους βοήθησαν στην εκπόνηση αυτής της μελέτης. Την καθηγήτρια κα Μαρία Κανελλάκη Κυπαρίσση, επιβλέπουσα της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, για το αδιάκοπο ενδιαφέρον της, την συνεχή επιστημονική καθοδήγηση και την πολύτιμη ηθική συμπαράσταση καθ όλη την διάρκεια της συγγραφής. Τις καθηγήτριες κυρίες Δερμεντζοπούλου Μαρία και Κολιάκου Κοκώνα, μέλη της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, για τις χρήσιμες υποδείξεις τους. Την παρασκευάστρια του Εργαστηρίου Ιστολογίας Εμβρυολογίας του Α.Π.Θ. κα Αναστασία Χατζή για την πολύτιμη βοήθειά της στην προετοιμασία των παρασκευασμάτων. Τον επιβλέποντα κτηνίατρο κ. Κωνσταντίνο 7

8 Γκούρτσα, λέκτορα του Εργαστηρίου Βιολογίας της Ιατρικής Σχολής του Α.Π.Θ. που με απίστευτη προθυμία και ευγένεια με βοήθησε στην εκτέλεση των πειραματικών πράξεων στα πειραματόζωα. Την κ. Α. Μακρίδου, Ακτινοφυσικό του Θεαγένειου Ιατρικού Ινστιτούτου, για την συνεργασία της στην εκτέλεση του πειραματικού μέρους. Τον επίκουρο καθηγητή Ακτινοθεραπευτικής κ. Γ. Τζιτζίκα για τις χρήσιμες διευκρινίσεις που μου έδωσε σε θέματα Ακτινοβιολογίας. Τέλος τον εκλεκτό φίλο και συνάδελφο κ. Σ. Στεφανίδη για τη βοήθειά του στον σχεδιασμό του πειραματικού μέρους και την συνεχή του στήριξη. 8

9 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 9

10 10

11 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Η ΙΟΝΙΖΟΥΣΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 1.1. ΓΕΝΙΚΑ Ιονίζουσα είναι η ακτινοβολία που έχει την ιδιότητα να αλληλεπιδρά με την ύλη, προκαλώντας κυρίως ιονισμούς, αλλά και διεγέρσεις ατόμων και μορίων. Είναι είτε ηλεκτρομαγνητικής φύσεως (ακτίνες x και γ), είτε σωματιδιακής (ηλεκτρόνια, νετρόνια, σωματίδια α κλπ). Όταν δοθεί εξωτερική ενέργεια σε ένα άτομο που βρίσκεται σε ευσταθή κατάσταση, ώστε ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια να μεταπηδήσουν από τη βασική τους τροχιά σε άλλη εξωτερική με μεγαλύτερη στάθμη ενέργειας, τότε έχουμε διέγερση του ατόμου. Αν η εξωτερική ενέργεια που θα δοθεί στο άτομο είναι τόσο μεγάλη ώστε να εκδιωχθεί εντελώς ένα ηλεκτρόνιο από αυτό και να μεταπέσει σε ιόν, λέμε πως το άτομο έχει ιονισθεί. Σημειωτέον ότι αν και έχουν διαφορετική προέλευση οι ακτίνες x και γ, είναι δυνατόν να μη διαφέρουν ως προς την ενέργεια, καθότι είναι δυνατόν να παραχθούν ακτίνες x πολύ μικρής ή πολύ μεγάλης ενέργειας. Η ιονίζουσα ακτινοβολία διακρίνεται επίσης σε αμέσως και εμμέσως ιονίζουσα. Τα φορτισμένα σωματίδια έχουν αρκετή κινητική ενέργεια για να προκαλέσουν άμεσα ιονισμούς ενώ τα νετρόνια και φωτόνια της ακτινοβολίας x και γ το κάνουν έμμεσα, απελευθερώνοντας πρώτα αμέσως ιονίζοντα σωματίδια. Η ιονίζουσα ακτινοβολία στην Ιατρική βρίσκει εφαρμογές στη Διαγνωστική απεικόνιση και στην Ακτινοθεραπευτική ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Η ενέργεια της ιονίζουσας ακτινοβολίας μετριέται σε ev και εκφράζεται ως η ενέργεια την οποία φέρει κάθε φωτόνιο ή σωματίδιο. 1eV είναι η ενέργεια που παράγεται όταν ένα ηλεκτρόνιο μετακινηθεί μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού πεδίου, όπου η διαφορά δυναμικού τους ισούται με 1 Volt. 1,2 Όταν ένα σώμα εκτίθεται στην ακτινοβολία, δημιουργούνται ιόντα από την αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας με την ύλη. Σαν έκθεση στην ακτινοβολία ορίζεται ο λόγος: x= dq/dm όπου dq η απόλυτη τιμή του ολικού φορτίου των ιόντων ενός σημείου που δημιουργούνται σε μάζα αέρος dm. Μονάδα έκθεσης είναι το Röentgen, που ισούται με 2, Coulombs/kgr ξηρού 11

12 αέρα σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Το Röentgen (R) επομένως είναι μονάδα ακτινοβολίας (x ή γ) που ορίζεται σύμφωνα με την ικανότητά της να ιονίζει τον αέρα. Αναφέρεται μόνο σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μέχρι 3MeV και ποτέ σε σωματιδιακή. Την ακτινοθεραπευτική ενδιαφέρει, αφ ενός η μέτρηση της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από διάφορες πηγές ενέργειας και αφ ετέρου η μέτρηση της ακτινοβολίας που απορροφάται από το ανθρώπινο σώμα. Σημειωτέον ότι υπάρχει διαφορά μεταξύ της ενέργειας της ακτινοβολίας στην οποία εκτίθεται ο άνθρωπος και του ποσού 3 ενέργειας που απορροφάται από το σώμα του. Ως απορροφηθείσα δόση ορίζεται το πηλίκο της μέσης ενέργειας de που απορροφάται από κάποιο υλικό στοιχειώδους όγκου, δια της μάζας dm του στοιχειώδους όγκου του υλικού: D = de/dm Μονάδα απορροφούμενης ενέργειας είναι το Gy (Gray) που ορίζεται ως 1Joule/kgr και είναι η απορροφούμενη ενέργεια ανά μονάδα μάζας. Το Gy αντικατέστησε την προηγούμενα χρησιμοποιούμενη μονάδα που ήταν το rad (radiation absorbed dose). Η αντιστοιχία είναι 1rad = 1cGy 4,5,6,7. Το rad είχε οριστεί το 1956 ως η δόση της απορροφούμενης ακτινοβολίας η οποία επιφέρει κατακράτηση ενέργειας ίση με 100erg ανά γραμμάριο ακτινοβολούμενου υλικού. Η δόση απορρόφησης αναφέρεται σε οποιοδήποτε είδος ιονίζουσας ακτινοβολίας, σωματιδιακής ή ηλεκτρομαγνητικής. Υπό ορισμένες προϋποθέσεις, η απορροφούμενη δόση D σε cgy είναι ανάλογη της δόσης σε R και ισχύει ο τύπος: D=F R Ο παράγων F έχει διαφορετικές τιμές για ακτινοβολίες διαφορετικής ενέργειας και διάφορους ιστούς 6. Στις ενέργειες που χρησιμοποιούνται στην ακτινοθεραπευτική 1R ακτινοβολίας αντιστοιχεί περίπου σε κάτι λιγότερο από 1cGy (ή 1 rad) απορροφούμενης δόσης. Το rem είναι μονάδα σχετικής ισοδύναμης δόσης και ορίζεται ως η ποσότητα οποιουδήποτε τύπου ακτινοβολίας που έχει την ίδια βιολογική δράση με 1 cgy ακτίνων x. Άλλη μονάδα σχετικής ισοδύναμης δόσης είναι το sievert που ισούται με 100 rem. 12

13 Ο αριθμός των δοσιμετρικών μονάδων αναθεωρείται από καιρό σε καιρό. Υπεύθυνος Οργανισμός για τον καθορισμό τους είναι ο I.C.R.U. (International Commission on Radiological Units) ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΥΛΗ Όταν μία δέσμη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ( x ή γ ) προσπίπτει σε κάποιο υλικό μέσο, τότε συμβαίνει αλληλεπίδραση των φωτονίων της δέσμης με τα σωματίδια και τα πεδία της ύλης, με αποτέλεσμα απώλεια ενέργειας της δέσμης. Η αλληλεπίδραση γίνεται με δύο τρόπους, την απορρόφηση και τη σκέδαση. Στις Ιατρικές εφαρμογές, τα μεγέθη της ενέργειας των φωτονίων που χρησιμοποιούνται, αλληλεπιδρούν με την ύλη με μηχανισμούς που οφείλονται κυρίως σε τρία φυσικά φαινόμενα: τη φωτοηλεκτρική απορρόφηση, τη σκέδαση Compton και την δίδυμη γένεση 6,7. Στα ανωτέρω φαινόμενα, η ενέργεια των φωτονίων ελαττώνεται καθότι μέρος της μεταφέρεται σε ηλεκτρόνιο των ατόμων της ύλης, με αποτέλεσμα δημιουργία ιόντων, παρόλο που τα φωτόνια δεν είναι φορτισμένα (εμμέσως ιονίζουσες ακτινοβολίες). Η φωτοηλεκτρική απορρόφηση είναι το φαινόμενο της αλληλεπίδρασης φωτονίου - ατόμου, όπου το φωτόνιο εξαφανίζεται προσδίδοντας όλη του την ενέργεια σε ένα ηλεκτρόνιο, το οποίο εξέρχεται από ηλεκτρονικό περίβλημα του ατόμου. Την κενή θέση του ηλεκτρονίου, που συνήθως είναι της Κ στιβάδας, καλύπτει ηλεκτρόνιο με μετάπτωση από την εξωτερικότερη στιβάδα, με σύγχρονη εκπομπή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας x. Το φωτόνιο της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας x μπορεί με τη σειρά του να αντιδράσει με άτομα του υλικού 6,7,8. Η σκέδαση Compton είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ φωτονίου της δέσμης και ενός περιφερικού ηλεκτρονίου κάποιου ατόμου με μικρή ενέργεια σύνδεσης (ελεύθερου ηλεκτρονίου), όπου το φωτόνιο με ενέργεια h ν, κατά τη σύγκρουσή του με το ηλεκτρόνιο χάνει ενέργεια και με ενέργεια h ν σκεδάζεται υπό γωνία θ (γωνία σκεδάσεως Compton). Μετά τη σύγκρουση, το ηλεκτρόνιο (ηλεκτρόνιο Compton) προσλαμβάνοντας ενέργεια ίση με h ν - h ν απομακρύνεται από το άτομο 6,7,8. Η δίδυμη γένεση είναι το φαινόμενο αλληλεπίδρασης, κατά το οποίο φωτόνιο υψηλής ενέργειας ( 1,022MeV) διερχόμενο κοντά από τον πυρήνα ενός ατόμου, υπό την επίδραση ισχυρού πυρηνικού πεδίου δυνατόν να εξαφανιστεί και να παραχθεί ένα ζεύγος, αποτελούμενο από ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο. Το 13

14 παραγόμενο ηλεκτρόνιο μετά από αλληλεπιδράσεις με παρακείμενα άτομα, τελικά ηρεμεί, ενώ το ποζιτρόνιο αφού χάσει μεγάλο μέρος της κινητικής του ενέργειας, εξουδετερώνεται συνδεόμενο με ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο με ταυτόχρονη παραγωγή δύο φωτονίων. Η πιθανότητα να συμβεί δίδυμη γένεση αυξάνει όταν η ακτινοβολία προσπίπτει σε στοιχείο με μεγάλο ατομικό αριθμό 1,6. Συμπερασματικά, ο μηχανισμός με τον οποίο το φωτόνιο θα χάσει την ενέργειά του, είναι συνάρτηση της ενέργειάς του και του ατομικού αριθμού του υλικού στο οποίο προσπίπτει. Παρακάτω παρατίθεται πίνακας αντιστοιχιών ενέργειας ακτινοβολίας και μηχανισμών αλληλεπίδρασης με την ύλη. ΕΝΕΡΓΕΙΑ 50 kev keV ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ φωτοηλεκτρική απορρόφηση φωτοηλεκτρική απορρόφηση και σκέδαση Compton σε ίσες πιθανότητες 100 kev- 5MeV σκέδαση Compton 5-10 MeV σκέδαση Compton και δίδυμη γένεση MeV κυρίως δίδυμη γένεση Στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο υπάρχει ισχυρή εξάρτηση της απορρόφησης από τον ατομικό αριθμό, η οποία βρίσκει εφαρμογή στην Ακτινοδιαγνωστική, όπου τα οστά λόγω του ασβεστίου που περιέχουν, απορροφούν εξαπλάσια ενέργεια από τους μαλακούς ιστούς, πράγμα που αποτυπώνεται εύκολα στα διάφορα μέσα απεικόνισης. Στις περιοχές ενέργειας όπου το φαινόμενο Compton είναι ο μηχανισμός εξασθενήσεως, η απορρόφηση από τα οστά και του μαλακούς ιστούς είναι περίπου ίση, ενώ στις περιοχές ενέργειας όπου υπάρχει σημαντική συμμετοχή της δίδυμης γένεσης, τα οστά απορροφούν περίπου διπλάσια ενέργεια από τους μαλακούς ιστούς. Στην Ακτινοθεραπευτική χρησιμοποιούνται ακτινοβολίες ενέργειας όπου το φαινόμενο Compton είναι ο κύριος μηχανισμός αλληλεπίδρασης φωτονίων-ιστών και στις υψηλές ενέργειες συμμετέχει σημαντικά και η δίδυμη γένεση 7. 14

15 2. ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ 2.1. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Κατά την αλληλεπίδραση ιονίζουσας ακτινοβολίας και ζώσης ύλης παρατηρείται απορρόφηση ενέργειας από την ζώσα ύλη. Οι βιολογικές επιδράσεις της ακτινοβολίας οφείλονται στην απορροφούμενη ενέργεια. Είναι γνωστό, ότι η απορρόφηση οποιασδήποτε μορφής ενέργειας από τους ιστούς, επιφέρει βιολογικά αποτελέσματα. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό όμως της ιονίζουσας ακτινοβολίας συνίσταται στην εμφάνιση εντόνων βιολογικών αποτελεσμάτων μετά από απορρόφηση σχετικά μικρών ποσών ενέργειας, πράγμα που πιθανά να οφείλεται στην ανομοιογενή κατανομή της απορρόφησής της, συνεπεία της πρόκλησης ιονισμών. Το κύτταρο που είναι η βασική μονάδα της ζώσης ύλης αποτελείται από 75-80% νερό,10-20% πρωτεΐνες, 2-3% λιπίδια, 1% υδατάνθρακες, 0,5-1% νουκλεϊνικά οξέα και 1% άλλα στοιχεία. Η βλάβη που προκαλείται στο κύτταρο είναι τόσο σοβαρότερη, όσο σημαντικότερο είναι το μόριο που επλήγη από την ακτινοβολία. Στην κορυφή της ιεραρχίας βρίσκονται τα μόρια του DNA και του RNA που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του κυττάρου και περιορισμένα στον αριθμό. Αντίθετα, άλλα μόρια όπως των ενζύμων και του νερού υπάρχουν σε αφθονία. Ευτυχώς, τα σπουδαία οργανικά μόρια δεν είναι εύκολος στόχος καθότι είναι λίγα, ενώ τα μόρια του νερού αποτελούν τον ευκολότερο στόχο. Η βλάβη του DNA μπορεί να συμβεί κατόπιν άμεσης ή έμμεσης δράσης της ακτινοβολίας. Κατά την άμεση δράση της ακτινοβολίας τα δευτερεύοντα ηλεκτρόνια που παράγονται από τον ιονισμό των ατόμων προσκρούουν στο μόριο του DNA και προξενούν βλάβες και ρήξεις στις έλικες (φυσική δράση). Κατά την έμμεση δράση, δημιουργούνται ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου από τον ιονισμό των μορίων του νερού, οι οποίες είναι χημικά δραστικές και επιφέρουν βλάβες στο DNA (βιοχημική δράση) 6. Είναι δυνατόν όμως, σε μεγαλύτερες δόσεις ακτινοβολίας, οι ελεύθερες ρίζες να δράσουν σαν παράγοντες έναρξης (initiator) και να προκαλέσουν βλάβη στις μεμβράνες του κυττάρου, με υπεροξείδωση (peroxidation) των λιπιδίων τους. Μία ελεύθερη ρίζα υδροξυλίου εκτοπίζει ένα άτομο υδρογόνου από τα ακόρεστα λιπαρά οξέα των φωσφολιπιδίων της μεμβράνης, με επακόλουθο την δημιουργία μιας ελεύθερης ρίζας λιπιδίου, η οποία αντιδρά με μοριακό οξυγόνο, με αποτέλεσμα την 15

16 δημιουργία μίας ρίζας υπεροξειδίου λιπιδίου (lipid peroxide radical). Η νέα αυτή ρίζα μπορεί να δράσει σαν παράγων έναρξης και να εκτοπίσει ένα άτομο υδρογόνου από ένα νέο ακόρεστο λιπαρό οξύ και να ξεκινήσει με αυτόν τον τρόπο μία αλυσιδωτή αντίδραση 9,10. Κατά την ακτινοθεραπεία, η δράση της ακτινοβολίας στα κύτταρα είναι κυρίως έμμεση 6. Το χρονικό διάστημα ανάμεσα στην ακτινοβόληση και την εμφάνιση των βιολογικών αποτελεσμάτων διακρίνεται αδρά σε τέσσερεις φάσεις: -ΡΑΔΙΟΧΗΜΙΚΗ ΦΑΣΗ Διαρκεί sec. Προκαλούνται ιονισμοί από την πρωτογενή ή την δευτερογενή ακτινοβολία και αφορούν κυρίως το μόριο του νερού Η 2 Ο -> Η 2 Ο + + e - -ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΗ ΦΑΣΗ Διαρκεί 10-6 sec. Παράγονται δραστικές ρίζες Η και ΟΗ Η 2 Ο + -> Η + + ΟH, Η 2 Ο + e - -> Η 2 Ο - -> Η + OH - -ΧΗΜΙΚΗ ΦΑΣΗ Διαρκεί μερικά δευτερόλεπτα. Οι ρίζες Η και ΟH μπορούν: α)να αντιδράσουν μεταξύ τους: Η + Η -> Η 2, ΟH + ΟH -> Η 2 Ο 2, ΟH + Η -> Η 2 Ο β)να αντιδράσουν με τα παράγωγα τους: ΟH + Η 2 Ο 2 -> Η 2 Ο + HO 2 γ)να αντιδράσουν με μόρια οργανικών ουσιών: RΗ + ΟH -> R + Η 2 Ο, RΗ + Η -> R + Η 2 δ)να αντιδράσουν με το Ο 2. Η + Ο 2 -> HO 2, HO 2 + Η - -> Η 2 Ο 2, R + Ο 2 -> RΟ 2 -ΒΙΟΧΗΜΙΚΗ ΦΑΣΗ Παρατηρούνται βιοχημικές μεταβολές στα κύτταρα. Δόσεις μεγαλύτερες των cgy προκαλούν τα εξής: Στα νουκλεϊνικά οξέα παρατηρείται καταστροφή των βάσεων και διασπάσεις δεσμών σακχάρου-φωσφορικού οξέος. Στις πρωτεΐνες μεταβάλλεται η δευτεροταγής και η τριτοταγής δομή, διασπώνται πεπτιδικοί δεσμοί και καταστρέφονται αμινοξέα. Τα ένζυμα υφίστανται αδρανοποίηση και στους πολυσακχαρίτες παρατηρούνται διασπάσεις και αποπολυμερισμός. Η φάση αυτή διαρκεί από μερικά δευτερόλεπτα ως πολλά χρόνια 1,11. Ο κύκλος ζωής του κυττάρου αποτελείται από την μεσόφαση και την μίτωση. Η μεσόφαση υποδιαιρείται σε τρείς φάσεις, τις G1, S και G2. Κατά τη φάση G1, το κύτταρο εκδηλώνει τις μεταβολικές δραστηριότητες στις οποίες είναι εξειδικευμένο. Ακολουθεί η φάση S, όπου πραγματοποιείται η σύνθεση του DΝΑ. Η μεσόφαση 16

17 ολοκληρώνεται με τη φάση G2 κατά την οποία το κύτταρο προετοιμάζεται για το στάδιο της μίτωσης που ακολουθεί. Κατά την μίτωση, το κύτταρο διαιρείται σε δύο θυγατρικά για το καθένα από τα οποία αρχίζει νέος κύκλος 12,13. Η ευαισθησία του κυττάρου στην ακτινοβολία είναι υψηλή κατά τη φάση G2, το τέλος της G1 την αρχή της S και κατά την μίτωση 14. Ο κυτταρικός θάνατος μετά από ακτινοβόληση μπορεί να διακριθεί σε δύο κατηγορίες: θάνατος μεσόφασης και αναπαραγωγικός θάνατος. Η πρώτη παρατηρείται μετά από πολύ υψηλές δόσεις ακτινοβολίας 14. Συνήθως τα κύτταρα αποθνήσκουν κατά την προσπάθειά τους να αναδιπλασιαστούν (αναπαραγωγικός θάνατος, proliferative death). Ο θάνατος δεν επέρχεται απαραίτητα κατά την πρώτη μετά την ακτινοβόληση προσπάθεια, αλλά μπορεί να επέλθει σε μία από τις επόμενες μιτωτικές επεξεργασίες. Αν χορηγηθεί πολύ μεγάλη δόση, είναι δυνατόν να παρατηρηθεί άμεσος θάνατος του κυττάρου, ανεξάρτητος αναπαραγωγικών δραστηριοτήτων. Κατ εξαίρεση, στα λεμφοκύτταρα και τα ωοκύτταρα, που παρουσιάζουν μεγάλη ευαισθησία, μπορεί να παρουσιαστεί άμεσος θάνατος μετά από ακτινοβόληση με μικρές δόσεις (μεσοφασικός θάνατος, interphase death) και συγκεκριμένα μεσομιτωτικός (intermitotic) για τα λεμφοκύτταρα και μεσομειωτικός (intermeiotic) για τα ωοκύτταρα 1.Ως θάνατος του κυττάρου στην ακτινοβιολογία ορίζεται η απώλεια της αναπαραγωγικής του ικανότητας. Κατά σύμβαση, κριτήριο της ακεραιότητας ενός κυττάρου είναι να ολοκληρώσει 5-6 μιτώσεις, να δώσει κατά μέσο όρο 50 περίπου κύτταρα (2 5 =32, 2 6 =64). Κύτταρα που διατηρούν μικρό μέρος της αναπαραγωγικής τους ικανότητας χαρακτηρίζονται επίσης ως νεκρά. Ο χαρακτηρισμός ως νεκρών των κυττάρων που παρουσιάζουν περιορισμένη αναπαραγωγική δραστηριότητα έχει σημασία στην ακτινοθεραπευτική, όταν πρόκειται για καρκινικά κύτταρα. Αυτά, αν και μπορούν να δώσουν έναν μικρό αριθμό απογόνων κυττάρων, δεν είναι ικανά να προκαλέσουν μεταστάσεις ή υποτροπές του νεοπλάσματος. Η παρουσία τους οφείλεται στο γεγονός ότι παρά τη βλάβη του DNA υπάρχει σε μερικά κύτταρα εναπομείναν RNA, το οποίο μπορεί να συνθέσει πρωτεΐνη συνεχίζοντας για λίγο τις κυτταρικές λειτουργίες 1,3. Το αποτέλεσμα της βιολογικής δράσης των ακτίνων πάνω στο κύτταρο εκδηλώνεται με κατακερματισμό των χρωματομεριδίων. Οι πιθανές εξελίξεις του κατακερματισμού αυτού μετά την παύση της δράσης των ακτίνων είναι: α) Επανασύνδεση των χρωματομεριδίων όπως ήταν πριν, με αποτέλεσμα την επάνοδο του κυττάρου στην αρχική του κατάσταση. 17

18 β) Σύνδεση χρωματομεριδίων διαφόρων χρωματοσωμάτων, οπότε, αν πρόκειται για γεννητικά κύτταρα, είναι πιθανή η εκδήλωση μεταβολών στο στάδιο της οργανογένεσης (π.χ. αμαρτώματα). γ) Απώλεια τμήματος χρωματοσώματος, οπότε είναι δυνατό να προκύψει «υπολειπόμενος χαρακτήρας» από κανονικό χρωματόσωμα, με αποτέλεσμα δημιουργία μεταλλάξεων. δ) Πλήρης, άμεση ή βαθμιαία αποδιοργάνωση των χρωματοσωμάτων, μόνιμος κατακερματισμός και διάλυση του κυττάρου με αποτέλεσμα τη νέκρωσή του 3. Η θανατηφόρα επίδραση της ακτινοβολίας είναι περίπου η ίδια σε όλα τα κύτταρα των θηλαστικών, όταν ως κριτήριο για τον θάνατο του κυττάρου λαμβάνεται η ελάττωση της αναπαραγωγικής του ικανότητας. Οι ιστοί παρουσιάζουν διαφορά στην ακτινοευαισθησία τους, επειδή η θανατηφόρα επίδραση της ακτινοβολίας εκδηλώνεται μόνο στους ιστούς με αναπαραγωγικές δραστηριότητες 1. Έτσι, ο μυελός των οστών είναι έντονα ακτινοευαίσθητος ενώ ο νευρικός ιστός παρουσιάζει χαμηλή ακτινοευαισθησία 15. Στην τραχηλοπροσωπική χώρα, οι ιστοί κατατάσσονται κατά σειρά αύξουσας ακτινοευαισθησίας ως εξής: Σκελετικοί μύες, οστίτης ιστός, συνδετικός ιστός, δέρμα, στοματικός βλεννογόνος, επιθήλιο των ανωτέρων αναπνευστικών οδών, σιαλογόνοι αδένες, ΚΝΣ, λεμφαγγεία, μυελός των οστών, φακός του οφθαλμού 5. Η ακτινοευαισθησία του ενδοθηλίου των αγγείων, και του ινώδους συνδετικού ιστού, έχει ιδιαίτερη σημασία στην παθογένεια της ακτινικής βλάβης. 2.2 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ Όπως προαναφέρθηκε, η θανατηφόρος επίδραση της ακτινοβολίας είναι περίπου η ίδια για όλα τα κύτταρα των θηλαστικών, εφ όσον το κριτήριο για τον θάνατο του κυττάρου είναι η ελάττωση της ικανότητάς του για αναπαραγωγή, ενώ η ακτινοευαισθησία των διαφόρων τύπων ιστών είναι διαφορετική. Το 1906 οι Bergonié και Tribondeau 16 διατύπωσαν ένα νόμο κατά τον οποίο «τα κύτταρα είναι ακτινοευαίσθητα όταν είναι μιτωτικά ενεργά και μορφολογικά και λειτουργικά αδιαφοροποίητα. Η ακτινοευαισθησία ενός ιστού είναι ανάλογη της μιτωτικής του δραστηριότητας και αντιστρόφως ανάλογη του βαθμού διαφοροποίησης των κυττάρων του». Ο νόμος των Bergonié και Tribondeau ισχύει ακόμα και σήμερα, με τον όρο ότι η θανατηφόρος επίδραση της ακτινοβολίας, υπό την έννοια της μείωσης της ικανότητας αναπαραγωγής, είναι δυνατόν να παρουσιαστεί μόνο σε ιστούς που έχουν μιτωτική δραστηριότητα 1. 18

19 Στον ενήλικα, στους φυσιολογικούς ιστούς, υπάρχει μία ισορροπία μεταξύ απώλειας και αντικατάστασης κυττάρων, προκειμένου να διατηρηθεί το μέγεθος και η λειτουργικότητά τους. Στην ακτινοθεραπευτική, οι φυσιολογικοί ιστοί του ενήλικα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με τον τρόπο οργάνωσης του μηχανισμού της ανανέωσης και λειτουργίας τους. Στους ιεραρχικού τύπου ιστούς (Hierarchical, H) και στους ευέλικτους (Flexible, F). Στους ιστούς τύπου H, στους οποίους ανήκουν ιστοί αποτελούμενοι από ταχέως αναγεννώμενο πληθυσμό κυττάρων όπως επιθήλια, αιμοποιητικός ιστός, όρχεις κλπ, η λειτουργία και η ανανέωση γίνονται από διαφορετικούς κυτταρικούς πληθυσμούς ενώ στους ιστούς τύπου F, που απαντώνται σε όργανα όπως το ήπαρ, οι πνεύμονες, οι νεφροί, ο νωτιαίος μυελός κλπ, η ανανέωση και η λειτουργία επιτελούνται από τους ίδιους κυτταρικούς πληθυσμούς. Ως πληθυσμός κυττάρων (cell population), χαρακτηρίζεται το σύνολο των κυττάρων που έχουν ορισμένες κοινές ιδιότητες. Ο όρος του κυτταρικού πληθυσμού είναι λειτουργικός και όχι ανατομικός. Στους ιστούς τύπου H υπάρχει μία ιεραρχική δομή καθότι αποτελούνται από τρία συνεχόμενα λειτουργικά διαμερίσματα. Το πρώτο από αυτά είναι το διαμέρισμα των αρχέγονων πολυδύναμων ή στελεχιαίων κυττάρων (stem cells) τα οποία είναι αδιαφοροποίητα κύτταρα - πρόγονοι και αποτελούν το 1% περίπου του κυτταρικού πληθυσμού του ιστού. Η αναπαραγωγική τους δραστηριότητα είναι αργή, με χαμηλό αριθμό μιτώσεων, ή ακόμα βρίσκονται εκτός κύκλου, στη φάση G 0. Τα βραδέως πολλαπλασιαζόμενα στελεχιαία κύτταρα τροφοδοτούν το δεύτερο λειτουργικό διαμέρισμα, παράγοντας τα μεταβατικά εντεταλμένα ή πρόδρομα κύτταρα (precursor cells, progenitor cells). Αυτά εμφανίζουν έντονη μιτωτική δραστηριότητα (3 4 μιτώσεις ανά κύτταρο στην επιδερμίδα, και τουλάχιστον 8 στον αιμοποιητικό ιστό) και μετά από σταδιακή ωρίμανση και διαφοροποίηση δίνουν τα λειτουργικά κύτταρα (mature cells) του τρίτου διαμερίσματος, που είναι υπεύθυνα για τις λειτουργίες των ιστών. Τα λειτουργικά κύτταρα έχουν χάσει την αναπαραγωγική τους ικανότητα και όταν ολοκληρώσουν τον κύκλο της ζωής τους καταστρέφονται και αντικαθίστανται από κύτταρα προερχόμενα από το δεύτερο λειτουργικό διαμέρισμα 3,7,17,18,19. Οι ιστοί τύπου F παρουσιάζουν μία «ευελιξία» στην βιολογική τους συμπεριφορά καθότι λειτουργία και ανανέωση επιτελούνται από τους ίδιους κυτταρικούς πληθυσμούς, υπάρχει δηλαδή μία αμφίδρομη άμεση επικοινωνία μεταξύ αρχέγονων και ώριμων κυττάρων των ιστών αυτών. Τα κύτταρά τους υπό φυσιολογικές 19

20 συνθήκες παρουσιάζουν πολύ μικρή μιτωτική δραστηριότητα, η οποία συνήθως υπαγορεύεται από τον φυσιολογικό ρυθμό ανανέωσης του ιστού και είναι ικανά, μετά από ερεθίσματα, να συνθέτουν DNA και να πολλαπλασιάζονται. Η ιονίζουσα ακτινοβολία στους ιστούς τύπου Η προσβάλλει τα κύτταρα που παρουσιάζουν μιτωτική δραστηριότητα, κυρίως τα πρόδρομα κύτταρα. Η ακτινοβολία ελαττώνει τα αποθέματα των στελεχιαίων και των προδρόμων κυττάρων. Ο ιστός παραμένει λειτουργικός, μέχρι να ελαττωθούν και τα λειτουργικά κύτταρα λόγω φυσιολογικής φθοράς και καταστροφής τους, οπότε εκδηλώνεται η ακτινική βλάβη στον ιστό, η οποία θα παραμείνει μέχρι να αποκατασταθεί ο αριθμός τους. Η αποκατάσταση θα γίνει από τα εναπομείναντα ελαττωμένα στελεχιαία και πρόδρομα κύτταρα, με επιπτώσεις στη διαφοροποίησή τους. Επομένως η σοβαρότητα της ακτινικής βλάβης είναι ανάλογη της δόσης και εξαρτάται αφ ενός από την έκταση της ελάττωσης των πληθυσμών των στελεχιαίων και προδρόμων κυττάρων, αφ ετέρου από τη χρονική καθυστέρηση μέχρι την δημιουργία λειτουργικών κυττάρων. Με την προϋπόθεση ότι η αναπαραγωγή δεν θα ελαττωθεί κάτω από μια κρίσιμη τιμή, τα συμπτώματα είναι προσωρινά και η αποκατάσταση πλήρης 20. Όπως γίνεται αντιληπτό, ο χρόνος εκδήλωσης της ακτινικής βλάβης μετά την ακτινοβόληση, είναι άμεση συνάρτηση της διάρκειας ζωής των λειτουργικών κυττάρων. Επειδή στους ιστούς του τύπου H ο φυσιολογικός χρόνος ζωής των λειτουργικών κυττάρων είναι μικρός (ημέρες ή λίγες εβδομάδες), οι βλάβες εμφανίζονται σύντομα, συνήθως 2 8 εβδομάδες από την έναρξη της θεραπείας και γι αυτό χαρακτηρίζονται ως οξείες και οι ιστοί ως οξέως αντιδρώντες ιστοί. Στους ιστούς τύπου F που αποτελούνται από κύτταρα με μικρή μιτωτική δραστηριότητα, οι βλάβες εμφανίζονται μετά αρκετό χρονικό διάστημα από την ακτινοβόληση και γι αυτό χαρακτηρίζονται ως όψιμες και οι ιστοί ως όψιμα αντιδρώντες ιστοί. Κλινικά η εμφάνισή τους τοποθετείται λίγους μήνες μέχρι και αρκετά χρόνια από την λήψη της ακτινοβολίας. Τυπικό παράδειγμα αποτελεί το ήπαρ, στο οποίο ελάχιστα κύτταρα βρίσκονται σε ενεργό φάση του κυτταρικού κύκλου. Η ακτινοβολία μπορεί να επιφέρει αναπαραγωγικό θάνατο των ηπατικών κυττάρων, αλλά η βλάβη δεν εκδηλώνεται για μεγάλο χρονικό διάστημα γιατί η κυτταρική ομοιόσταση στο ήπαρ διατηρείται χωρίς παραγωγή νέων κυττάρων. Βλάβη θα εκδηλωθεί μόνο εάν επιχειρηθεί μίτωση, ανάλογα με τις ανάγκες του ιστού. Ιδιαίτερη σημασία στην εμφάνιση των όψιμων αντιδράσεων έχει η βλάβη του ενδοθηλίου, 20

21 ιδίως των μικρών αγγείων, η οποία προκαλεί διαταραχές στη θρέψη των αντίστοιχων ιστών με συνέπεια ισχαιμία και νέκρωση 3, ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΕΠΙΒΙΩΣΗΣ ΚΥΤΤΑΡΩΝ Μετά από ακτινοβόληση κυττάρων με διάφορες δόσεις ακτινοβολίας και καταγραφή του ποσοστού επιβίωσής τους σε κάθε μία από αυτές, σχηματίζονται οι καμπύλες επιβίωσης. Η διατήρηση της αναπαραγωγικής ικανότητας των κυττάρων μετά την ακτινοβόλησή τους είναι το κριτήριο επιβίωσης. Οι πρώτες πειραματικές μελέτες αυτού του είδους έγιναν σε καλλιέργειες βακτηρίων. Η λήψη πειραματικών δεδομένων για κατασκευή καμπυλών επιβίωσης κυττάρων μετά από ακτινοβόληση στηρίζεται στον προσδιορισμό του κλάσματος επιβίωσης (survival fraction). Ως κλάσμα επιβίωσης ορίζεται το ποσοστό του κυτταρικού πληθυσμού που επιβιώνει μετά από ακτινοβόλησή του με κάποια δόση ακτινοβολίας 1. Η επιβίωση στα βακτήρια μειώνεται γεωμετρικά, αυξανόμενης της δόσης. Μία δόση μετά από την οποία επιβιώνει το 50% των ακτινοβοληθέντων κυττάρων, διπλασιαζόμενη έχει σαν αποτέλεσμα την επιβίωση του 25% αυτών, τριπλασιαζόμενη την επιβίωση του 12,5% κοκ. Αν αυτή η εκθετική σχέση καταγραφεί σε ημιλογαριθμικό χαρτί, το αποτέλεσμα είναι μία ευθεία γραφική παράσταση 20. Μία παραστατική προσέγγιση ερμηνείας των καμπυλών επιβίωσης αυτού του τύπου, αποτελεί η θεωρία των ευαίσθητων θέσεων (στόχων) του κυττάρου που πρέπει να αδρανοποιηθούν από την ακτινοβολία για να θανατωθεί αυτό. Οι ευαίσθητες αυτές θέσεις στόχοι θεωρείται ότι αντιστοιχούν σε περιοχές του DNA των κυττάρων που είναι απαραίτητες για την αναπαραγωγική δραστηριότητά του. Στην απλούστερη εκδοχή της θεωρίας αυτής, γίνεται δεκτό ότι ένα και μοναδικό πλήγμα σε ένα στόχο, αρκεί για να προκαλέσει τον θάνατο του κυττάρου. Η θεωρία αυτή δέχεται δηλαδή το πρότυπο του ενός πλήγματος ενός στόχου (single hit single target model). Στη μελέτη των καμπυλών επιβίωσης χρησιμοποιείται η έννοια της D 0 ή D 37 ή μέσης θανατηφόρου δόσης (mean lethal dose) που είναι η δόση ακτινοβολίας που επιτρέπει επιβίωση των ακτινοβοληθέντων κυττάρων σε ποσοστό ίσο με e -1 ( 0,37 ή 37%) όπου e η βάση των φυσικών λογαρίθμων. Η D 37 επικράτησε της D 50 που είναι η δόση που επιτρέπει την επιβίωση στο 50% των κυττάρων και της D 10 που αναφέρεται σε επιβίωση σε ποσοστό 21

22 10-1. Οι δόσεις αυτές αναφέρονται πάντα στο εκθετικές καμπύλες επιβίωσης. Η σχέση δόσης επιβίωσης αυτού του τύπου αντανακλά την τυχαία φύση του κυτταρικού θανάτου. Κατ αυτήν 100 θανατηφόρα πλήγματα τυχαία κατανεμημένα σε 100 ίσης ακτινοευαισθησίας κύτταρα δεν θα τα θανατώσουν όλα. Κατά μέσο όρο 37 από αυτά δεν θα δεχτούν κανένα θανατηφόρο πλήγμα και θα επιβιώσουν, 37 θα δεχτούν από ένα θανατηφόρο πλήγμα, 18 θα δεχτούν από 2 πλήγματα, 6 θα δεχτούν από 3 πλήγματα και ένα θα δεχτεί 4 ή 5 πλήγματα κατά την περίσταση. Ενώ δηλαδή έχουμε αντιστοιχία 100 θανατηφόρων συμβάντων για 100 θανατηφόρα πλήγματα, έχουμε επιβίωση 37 κυττάρων. Όπως είναι φυσικό, ο θάνατος ενός κυττάρου δεν έχει σημασία αν προκληθεί από ένα ή πέντε θανατηφόρα πλήγματα, αλλά το ποσοστό επιβίωσης του 37% (e -1 ) για κάθε 100 πλήγματα αντιστοιχεί σε ημιλογαριθμική σχέση δόσης κυτταρικής επιβίωσης 20. Είναι προφανές ότι αν μπορούσε η δόση να κατανεμηθεί ισομερώς μεταξύ των 100 κυττάρων (ένα θανατηφόρο πλήγμα ανά κύτταρο) τότε κάθε κύτταρο θα δέχονταν την ελάχιστη θανατηφόρο δόση και όλα τα κύτταρα θα φονεύονταν. Μετά από 100 νέα πλήγματα θα έχουμε ποσοστό επιβίωσης 0,37 x 0,37 13% (e -2 ), μετά νέα δόση 0,37 x 0,37 x 0,37 5% (e -3 ), κοκ. Εννοείται ότι η D 37 είναι αντίστροφα ανάλογη της ακτινοευαισθησίας. Σε έναν ακτινοβοληθέντα κυτταρικό πληθυσμό, η πιθανότητα επιβίωσης κάθε κυττάρου του είναι ίση με την πιθανότητα μη πλήξης του και ίση με το κλάσμα επιβίωσης S που για δόση ακτινοβόλησης D δίνεται από τη σχέση: S = e -D/D 0 όπου D 0 η μέση θανατηφόρος δόση 7. Το πρότυπο κυτταρικής επιβίωσης του ενός πλήγματος ενός στόχου βρίσκει εφαρμογή μόνο στα βακτήρια και τους ιούς, αλλά όχι στα κύτταρα των θηλαστικών, όπου παρεμβαίνουν μηχανισμοί επιδιόρθωσης της ακτινικής βλάβης, που μεταβάλλουν την απόκριση στην δόση. 22

23 Σχήμα 1. Εκθετική καμπύλη επιβίωσης κυττάρων χωρίς ώμο. Οι καμπύλες αυτού του τύπου βρίσκουν εφαρμογή μόνο σε βακτήρια και ιούς. D Δόση ακτινοβολίας S.F. Κλάσμα επιβίωσης D 0 Μέση θανατηφόρος δόση Οι Puck και Marcus 21 εφάρμοσαν το 1956 μία πρωτοποριακή μέθοδο, με την οποία παρουσίασαν για πρώτη φορά καμπύλες επιβίωσης κυττάρων θηλαστικών, προερχομένων από καλλιέργειες. Στα κύτταρα των θηλαστικών, η πιθανότητα επιβίωσης ενός κυττάρου είναι εκθετική συνάρτηση της δόσης που χορηγήθηκε, εκτός από το αρχικό τμήμα της καμπύλης επιβίωσης. Η καμπύλη επιβίωσης αυτή λέγεται και σιγμοειδής, επειδή σχεδιαζόμενη σε γραμμική κλίμακα έχει σχήμα τελικού σίγμα. Σχεδιαζόμενη σε ημιλογαριθμικό χαρτί, η τυπική μορφή της καμπύλης επιβίωσης των κυττάρων των θηλαστικών, παρουσιάζει μία αρχική καμπύλη περιοχή και ακολουθεί ένα ευθύγραμμο τμήμα. Η αρχική καμπύλη που ονομάζεται ψευδο-ουδός (pseudothreshold) ή ώμος (shoulder) παριστά μία αρχική περιοχή αυξημένης αντοχής στην ακτινοβόληση, ενώ η ευθύγραμμη περιοχή παριστά μία εκθετική σχέση δόσης ποσοστού επιβίωσης, όπως συμβαίνει και στα βακτήρια. Ο ώμος αντιπροσωπεύει την υποθανατηφόρο βλάβη του κυττάρου, η οποία είναι δυνατόν να επιδιορθωθεί. Η συσσώρευση όμως πολλών υποθανατηφόρων βλαβών επιφέρει τελικά τον θάνατο του κυττάρου. Προκειμένου να ερμηνευτούν καμπύλες αυτού του είδους, θεωρείται ότι στην περιοχή του ώμου κάθε κύτταρο έχει έναν σχετικά μεγάλο αριθμό ευαίσθητων κυτταρικών θέσεων (στόχων) που πρέπει να αδρανοποιηθούν για να φονευθεί. Κάθε 23

24 στόχος (target) καταστρέφεται με ένα πλήγμα (hit). Στην περιοχή του ώμου η επιβίωση του κυττάρου εξαρτάται από πολλούς στόχους, οι οποίοι πρέπει να πληγούν όλοι για να φονευθεί το κύτταρο. Το πρότυπο αυτό χαρακτηρίζεται ως πρότυπο πολλαπλών στόχων (multi target model). Πάνω από κάποια δόση ξεκινάει η εκθετική περιοχή της καμπύλης επιβίωσης. Θεωρείται ότι στην περιοχή αυτή, σε κάθε κύτταρο, έχουν αδρανοποιηθεί όλοι οι στόχοι εκτός από έναν, οπότε ο θάνατος του κυττάρου επέρχεται με ένα πλήγμα 1,7. Εάν ένα κύτταρο έχει n στόχους, η πιθανότητα να πληγούν όλοι δίνεται από τη σχέση Ε=(1- e - D/D0 ) n, ενώ η πιθανότητα να μη συμβεί αυτό, που ισούται με το κλάσμα επιβίωσης S είναι S=1-E, ή S = 1-(1- e - D/D 0 ) n όπου S είναι το ποσοστό επιβίωσης, D η δόση σε rad (ή cgy), D 0 η δόση ακτινοβολίας που επιτρέπει επιβίωση των ακτινοβοληθέντων κυττάρων σε ποσοστό ίσο με e -1 ( 0,37 ή 37%) και n ο αριθμός εκπόλωσης 7,8,20. Σχήμα 2. Καμπύλη επιβίωσης κυττάρων θηλαστικών. Αριστερά η γραμμική απεικόνιση (σιγμοειδής καμπύλη) και δεξιά η απεικόνιση σε ημιλογαριθμική κλίμακα. Αν στην καμπύλη επιβίωσης προεκτείνουμε το ευθύγραμμο τμήμα (που αντιστοιχεί στο εκθετικό μέρος), μέχρι να συναντηθεί με την τεταγμένη του ποσοστού επιβίωσης σε ένα σημείο που αντιστοιχεί σε δόση ακτινοβολίας ίση με 0, λαμβάνουμε μία φανταστική τιμή επιβίωσης. Ο λόγος της κατ αυτό τον τρόπο οριζόμενης υποθετικής τιμής επιβίωσης προς την πραγματική τιμή της αρχικής επιβίωσης (100% ή 1) ονομάζεται αριθμός προεκβολής ή αριθμός εκπόλωσης (extrapolation number) εκφράζει δε το εύρος του ώμου της καμπύλης και θεωρείται ότι δείχνει τον μέσο αριθμό των ευαίσθητων θέσεων- στόχων των κυττάρων. Όσο μεγαλύτερος 24

25 είναι ο αριθμός εκπόλωσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή του ώμου. Οι τιμές που λαμβάνει ο n για κύτταρα θηλαστικών κυμαίνονται μεταξύ Εννοείται ότι τιμή αριθμού προεκβολής ίση με 1 σημαίνει ότι δεν υπάρχει ώμος στην καμπύλη, ενώ τιμή κάτω του 1 δεν έχει νόημα. Ένας άλλος ποσοτικός δείκτης του εύρους του ώμου είναι η δόση κατωφλίου D q (quasithreshold dose) η οποία βρίσκεται ως εξής: Είναι η δόση εκείνη που αντιστοιχεί στο αρχικό ποσοστό επιβίωσης (100%) στην γραφική παράσταση που προκύπτει από την προέκταση της ευθείας του εκθετικού μέρους της καμπύλης επιβίωσης. Παριστά την δόση της ακτινοβολίας που αναλώνεται λόγω της επιδιόρθωσης της μη θανατηφόρας βλάβης. Αν ο αριθμός εκπόλωσης είναι ίσος με 1, δηλαδή δεν υπάρχει ώμος, τότε η τιμή της D q μηδενίζεται 1. Σχήμα 3. Καμπύλη επιβίωσης κυττάρων θηλαστικών σε ημιλογαριθμική κλίμακα. Αποτελείται από τον ώμο και το εκθετικό μέρος. Διακρίνονται ο αριθμός εκπόλωσης n και η τιμή D q της δόσης κατωφλίου. Για να εξηγηθεί η ύπαρξη κυτταρικής βλάβης στις μικρές δόσεις οι οποίες και χρησιμοποιούνται στην κερματισμένη ακτινοθεραπεία, δημιουργήθηκε το πρότυπο των δύο συνιστωσών. Το πρότυπο των δύο συνιστωσών (TC - two component) συνδυάζει δύο τμήματα όπως δηλώνει και το όνομά του. Το πρώτο τμήμα αντιστοιχεί σε ένα πρότυπο ενός πλήγματος ενός στόχου όπου ισχύει ο τύπος: S = e - D D/1 0 και το δεύτερο σε ένα πρότυπο 0 ) n όπως οι πολλαπλών στόχων όπου ισχύει ο τύπος S = 1-(1- e - D D/n 25

26 τύποι αυτοί περιγράφηκαν προηγουμένως. Ο συνδυασμός των δύο αυτών στοιχείων έχει την μορφή: S = e - D/1 D0 [1-(1- e - D/ D n 0 ) n ] όπου S το κλάσμα επιβίωσης, D η δόση ακτινοβόλησης, 1 D 0 η δόση ακτινοβολίας που επιτρέπει επιβίωση των ακτινοβοληθέντων κυττάρων σε ποσοστό ίσο με e -1 ( 0,37 ή 37%) με απλά πλήγματα, n D 0 η δόση ακτινοβολίας που επιτρέπει επιβίωση των ακτινοβοληθέντων κυττάρων σε ποσοστό ίσο με e -1 με πολλαπλά πλήγματα και n ο αριθμός εκπόλωσης 7,8,20. Ένα άλλο πρότυπο που δημιουργήθηκε για να περιγράψει καλύτερα τα πειραματικά δεδομένα στην περιοχή των δόσεων που χρησιμοποιούνται στην κερματισμένη ακτινοθεραπεία, αλλά και να αποδώσει την επίδραση των βιολογικών παραμέτρων που μεταβάλλουν το κλάσμα επιβίωσης, είναι το ευθύγραμμο τετραγωνικό πρότυπο (LN Linear Quadratic). Σύμφωνα με αυτό, το βιολογικό αποτέλεσμα της ακτινοβόλησης είναι συνδυασμός μίας γραμμικής συνάρτησης της δόσης (α D) και μίας τετραγωνικής (β D 2 ). Το κλάσμα επιβίωσης δίνεται από τον τύπο 7,8,20 : S = e 2 -(αd + βd ) Το πρότυπο αυτό ερμηνεύεται με την υπόθεση ότι στο κύτταρο υπάρχουν πολλοί ισοδύναμοι ευαίσθητοι στόχοι, από τους οποίους ακόμη και ένας αν προσβληθεί, το κύτταρο καταστρέφεται. Οι στόχοι αυτοί είναι διπλοί, αποτελούνται δηλαδή από δύο θέσεις, οι οποίες ενδεχομένως αντιστοιχούν στην διπλή έλικα του DNA. Έτσι οι βλάβες ενδέχεται να προκληθούν με τους εξής δύο τρόπους: α) βλάβη με απλό ακτινικό πλήγμα, το οποίο καταστρέφει ταυτόχρονα και τις δύο θέσεις (θανατηφόρα βλάβη) και β) βλάβη των δύο θέσεων με ξεχωριστά πλήγματα, που πρέπει να αλληλεπιδράσουν για να προκύψει θανατηφόρα βλάβη (δυνητικά θανατηφόρα βλάβη). Αν δεν λάβει χώρα αλληλεπίδραση, η βλάβη είναι μη θανατηφόρος και επιδιορθώσιμη. Το γραμμικό τμήμα της συνάρτησης αντιστοιχεί στις βλάβες του πρώτου τύπου ενώ το εκθετικό στις βλάβες του δεύτερου τύπου 8. Το σχήμα της καμπύλης καθορίζεται από τον λόγο α/β. Εφόσον ο συντελεστής α αντιστοιχεί σε Gy -1 και ο συντελεστής β σε Gy -2, ο λόγος α/β αντιστοιχεί σε Gy. Η δόση α/β είναι εκείνη στην οποία ο γραμμικός όρος αd και ο τετραγωνικός όρος βd 2 είναι ίσοι στην λογαριθμική κλίμακα της γραφικής παράστασης και αντιστοιχεί 26

27 στην δόση όπου ο κυτταρικός θάνατος είναι ίσος και στα δύο κλάσματα: το κλάσμα κυτταρικών θανάτων χωρίς επιδιόρθωση α και εκείνο με επιδιόρθωση β 7,20. Σε μία περιορισμένη κλίμακα τιμών απορρόφησης ακτινοβολίας (2 8 Gy) τα δύο πρότυπα LQ και TC δίνουν ανάλογα αποτελέσματα. Δυστυχώς σε τιμές δόσεων ακτινοβολίας κάτω των 2 Gy, οι οποίες έχουν και κλινική σημασία στην Ακτινοθεραπευτική, τα αποτελέσματα μπορεί να παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές. Οι διαφορές αυτές μεγεθύνονται ακόμα περισσότερο μετά από επαναλαμβανόμενες ακτινοβολήσεις όπως συμβαίνει στην κλασματοποιημένη ακτινοβόληση και ειδικά στα υπερκλασματοποιημένα θεραπευτικά σχήματα. Το πρότυπο LQ είναι πιο διαδεδομένο επειδή προτιμάται λόγω της μεγαλύτερης μαθηματικής απλότητάς του αλλά και της δυνατότητας προσδιορισμού του κλάσματος α/β (από το οποίο εξαρτάται η ανταπόκριση του ιστού στην τροποποίηση της δόσης) μέσα από in vivo πειραματικά δεδομένα ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ Τροποποιητικοί μηχανισμοί είναι παράγοντες που μεταβάλλουν ποσοτικά το βιολογικό αποτέλεσμα της ακτινοβολίας. Μπορεί να είναι φυσικοί, βιολογικοί και χημικοί. Οι τροποποιητικοί μηχανισμοί έχουν μεγάλη σημασία στην ακτινοθεραπευτική, διότι μέσω αυτών επιδιώκεται η ενίσχυση της βιολογικής δράσης της ακτινοβολίας στα νεοπλάσματα και η μείωση της δράσης της στους φυσιολογικούς ιστούς. Οι κυριότεροι απ αυτούς είναι: Κατάτμηση της δόσης. Όταν μία δόση ακτινοβολίας χορηγείται σε κλάσματα και ανάμεσα σε αυτά παρεμβάλλεται κάποιο χρονικό διάστημα, τότε το βιολογικό αποτέλεσμα είναι μικρότερο σε σχέση με αυτό που θα προκαλούσε η ίδια δόση χορηγούμενη εφ άπαξ. Αυτό συμβαίνει διότι στο χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ των δόσεων, δίνεται η ευκαιρία στα ακτινοβολημένα κύτταρα να επιδιορθώσουν τις υποθανατηφόρες βλάβες. Η σχέση μεταξύ της τιμής επιβίωσης μετά από χορήγηση μίας δόσης ακτινοβολίας σε δύο ίσα κλάσματα, προς την τιμή της επιβίωσης μετά από χορήγηση της ίδιας δόσης εφ άπαξ, ονομάζεται λόγος επιβίωσης. Οι τιμές που παίρνει ο λόγος επιβίωσης κυμαίνονται μεταξύ του 1 και του 2 και εξαρτώνται από 27

28 το μεσοδιάστημα που παρεμβάλλεται μεταξύ της χορήγησης των δύο κλασμάτων, η διάρκεια του οποίου έχει διαφορετική επίδραση στους διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Σε γενικές γραμμές, με την αύξηση του μεσολαβούντος χρονικού διαστήματος, παρατηρούνται τρεις φάσεις όσον αφορά στον λόγο επιβίωσης: αρχικά μία άνοδός του, στη συνέχεια μία πτώση και μετά μία νέα άνοδος. Το χρονικό διάστημα για την εμφάνιση των ανωτέρω φάσεων διαφέρει από κύτταρο σε κύτταρο και κυμαίνεται από 8 ως 24 ώρες. Στη μελέτη της κυτταρικής ανάνηψης δεν χορηγούνται δόσεις ακτινοβολίας σε μεσοδιαστήματα μεγαλύτερα των 24 ωρών, διότι τότε στην συνολική ανάνηψη συμβάλλει και η αναγέννηση του κυτταρικού πληθυσμού 1. Η κλασματοποίηση της δόσης, σχηματικά αποδίδεται με επανάληψη του ώμου της καμπύλης επιβίωσης, ο οποίος ως γνωστόν παριστά την υποθανατηφόρο βλάβη. Όσο μεγαλύτερη είναι η κατάτμηση της δόσης, τόσο ελαττώνεται το βιολογικό αποτέλεσμα σε σχέση με την εφ άπαξ χορήγηση της δόσης, με άλλα λόγια τόσο αυξάνει η συνολική δόση που πρέπει να χορηγηθεί για να επιφέρει το αυτό αποτέλεσμα. Δόσεις που επιφέρουν το ίδιο βιολογικό αποτέλεσμα, λέγονται ισοδραστικές δόσεις (isoeffective doses) και οι καμπύλες επιβίωσης που αντιστοιχούν σε αυτές, ισοδραστικές καμπύλες (isoeffect curves). Σχήμα 4. Κλασματοποίηση της δόσης D σε τρία τμήματα. Παρατηρείται επανάληψη του ώμου της καμπύλης σε κάθε κλάσμα, με την προϋπόθεση ότι οι δόσεις απέχουν αρκετό χρονικό διάστημα ώστε να επέλθει η επιδιόρθωση της υποθανατηφόρου βλάβης. 28

29 Από τα πρώτα χρόνια εφαρμογής της ακτινοθεραπείας είχε παρατηρηθεί η μείωση της δραστικότητας της ακτινοβολίας με την κλασματοποίηση της δόσης. Ο Reisner στη δεκαετία του 30 έδωσε τον τύπο: D T = D 1 RF όπου D T η συνολική δόση χορηγούμενη σε Τ ημέρες, D 1 η εφάπαξ δόση και RF (Recovery Factor) ένας συντελεστής ανάνηψης (μεγαλύτερος του 1). Ο Standqvist δημοσίευσε το 1944 την ιστορική μονογραφία του, που ήταν λογαριθμική απεικόνιση διαφόρων αλλοιώσεων του δέρματος μετά από ακτινοθεραπεία, σε συνάρτηση με τον χρόνο σε ημέρες από την έναρξη της θεραπείας. Σχεδιάζοντας τις ισοδραστικές καμπύλες νέκρωσης του δέρματος για εφάπαξ ακτινοβόληση με δόση 2250 R και κερματισμένη ακτινοβόληση 4200 R σχημάτισε ευθεία γραμμή με κλίση 0,22. Ο Cohen το 1949 βρήκε κλίση για το δέρμα 0,33 και για το νεόπλασμα 0,22. Έτσι οδηγήθηκε στο συμπέρασμα ότι οι φυσιολογικοί ιστοί ανανήπτουν πιο γρήγορα από τους νεοπλασματικούς, πράγμα που ισχύει όπως αποδείχτηκε αργότερα. Αυτά συμβαίνουν πριν Puck και Marcus παρουσιάσουν το 1956 τις καμπύλες επιβίωσης με ώμο των θηλαστικών και πριν οι Elkind και Sutton που περιγράψουν το 1959 την ενδοκυττάρια ανάνηψη 8. Ακολούθησαν τα πειραματικά ευρήματα των Fowler και συν το 1963, σύμφωνα με τα οποία ο αριθμός των κλασμάτων είναι ο σπουδαιότερος παράγων στην διαμόρφωση της συνολικής δόσης και όχι τόσο ο συνολικός χρόνος της ακτινοβόλησης 22. Ο Ellis εισήγαγε το 1967 την έννοια της Nominal Standard Dose (NSD) η οποία μετά από διόρθωση του Oliver πήρε την εξής μορφή: D = NSD N 0,24 T 0,11 όπου: D : η συνολική δόση Ν : ο αριθμός των συνεδριών T : η συνολική διάρκεια της ακτινοθεραπείας σε ημέρες και είναι η εφάπαξ ισοδραστική δόση που προκαλεί το αυτό βιολογικό αποτέλεσμα στους υγιείς ιστούς με μία συνολική δόση κατανεμημένη σε συνεδρίες. Η μονάδα μέτρησης του NSD είναι το ret - rad equivalent therapy 23,24,25. 29

30 Εξέλιξη του NSD από τους Orton και Ellis ήταν το TDF (Time, Dose and Fractionation factor) που ορίζονταν ως: -3 TDF = n d 1,538 x -0, όπου n είναι ο αριθμός των κλασμάτων, d είναι η δόση ανά συνεδρία και x είναι μία συνάρτηση του αριθμού των ημερών θεραπείας ανά εβδομάδα. Καταρτίστηκαν πίνακες των τιμών του TDF για 5,4,3,2 και 1 συνεδρίες ανά εβδομάδα, σε συνάρτηση με την δόση ανά συνεδρία και τον συνολικό αριθμό των συνεδριών, στους οποίους ανέτρεχε ο ακτινοθεραπευτής προκειμένου να βρει το εκάστοτε ισοδραστικό σχήμα 26. Τα πρότυπα NSD TDF είχαν μεγάλη επίδραση στην κλινική πράξη, καθότι διαχώρισαν τους ρόλους του συνολικού χρόνου θεραπείας και του αριθμού των κλασμάτων στην διαμόρφωση της συνολικής δόσης. Στηρίχτηκαν όμως σε μικρό αριθμό κλινικών παρατηρήσεων και δεν λάμβαναν υπ όψιν βιολογικούς παράγοντες όπως η επιδιόρθωση της μη θανατηφόρου βλάβης, ο κυτταρικός πολλαπλασιασμός κ.α. 8 Ο σημαντικότερος βιολογικός παράγων μεταξύ αυτών που επηρεάζουν την αντίδραση των ιστών στην κλασματοποίηση, είναι η ικανότητα επιδιόρθωσης της υποθανατηφόρου βλάβης. Οι όψιμα αντιδρώντες ιστοί είναι αυτοί που επηρεάζονται περισσότερο από την κλασματοποίηση της δόσης. Οι καμπύλες επιβίωσης των κυττάρων των όψιμα αντιδρώντων ιστών παρουσιάζουν μεγαλύτερη κλίση, που σημαίνει ότι κυριαρχεί η βλάβη τύπου β (με επιδιόρθωση) έναντι της βλάβης τύπου α (χωρίς επιδιόρθωση). Σε σχέση με το πρότυπο κυτταρικής επιβίωσης LQ, τα κύτταρα των όψιμα αντιδρώντων ιστών παρουσιάζουν χαμηλή τιμή του κλάσματος α/β, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη κλίση της καμπύλης επιβίωσης συγκριτικά με τα κύτταρα των οξέως αντιδρώντων ιστών. Έτσι, αυξανόμενης της δόσης του κλάσματος, η καμπύλη που προκύπτει για τα κύτταρα των όψιμα αντιδρώντων ιστών παρουσιάζει μεγαλύτερη κλίση από εκείνη των κυττάρων των οξέως αντιδρώντων ιστών. Αντίθετα, μείωση της δόσης του κλάσματος ευνοεί περισσότερο την επιβίωση των κυττάρων των όψιμα αντιδρώντων ιστών 20.Ο λόγος α/β έχει μεγάλη κλινική σημασία αφού αποτελεί την βιολογική βάση του τρόπου αντίδρασης των διαφόρων ιστών στην κερματισμένη ακτινοθεραπεία. Έτσι, σύμφωνα με όσα είπαμε προηγουμένως, μειώνοντας για παράδειγμα την δόση ανά συνεδρία, μειώνουμε εκλεκτικά τις βλάβες που προξενούνται στους όψιμα αντιδρώντες ιστούς 8. 30

31 Η ακτινοθεραπεία αξιοποιεί το γεγονός ότι τα φυσιολογικά κύτταρα παρουσιάζουν αυξημένη ικανότητα επιδιόρθωσης της υποθανατηφόρου βλάβης σε σχέση με τα νεοπλασματικά. Έτσι ο κερματισμός της δόσης προκαλεί μεγαλύτερη βιολογική βλάβη στα νεοπλασματικά κύτταρα απ ότι στα φυσιολογικά. Η διαφορά αυτή επιτείνεται όσο μεγαλύτερη είναι η κλασματοποίηση της δόσης. Διάφορα ισοδραστικά σχήματα ακτινοβόλησης έχουν κατά καιρούς προταθεί, από τα οποία άλλα στηρίζονται αποκλειστικά στις καμπύλες επιβίωσης, ενώ άλλα λαμβάνουν υπ όψη και άλλες βιολογικές παραμέτρους. Σήμερα είναι κατανοητό ότι δεν υπάρχει απόλυτος γενικά εφαρμόσιμος τύπος για τον υπολογισμό ισοδραστικών σχημάτων ή καμπυλών, καθότι οι ιστοί και οι όγκοι διαφέρουν στις αντιδράσεις τους στον κερματισμό της δόσης και στην κινητική του επαναποικισμού τους. Τα θεραπευτικά σχήματα που ακολουθούνται αναλόγως του στόχου και του επιδιωκόμενου αποτελέσματος είναι: 1. Ο κλασικός κερματισμός περιλαμβάνει μία συνεδρία των cgy την ημέρα για πέντε μέρες την εβδομάδα. 2. Ο υπερκερματισμός, κατά τον οποίο τα κλάσματα είναι της τάξης των cgy, η συνολική δόση 10 15% μεγαλύτερη και η συνολική διάρκεια της θεραπείας η ίδια με αυτή του κλασικού κερματισμού. 3. Ο επιταχυνόμενος κερματισμός κατά τον οποίο τα κλάσματα και η συνολική δόση είναι περίπου ίδια με εκείνα του κλασικού κερματισμού, αλλά χορηγούνται σε 2-3 συνεδρίες την ημέρα και έτσι η συνολική διάρκεια της θεραπείας είναι μικρότερη. 4. Ο υποκερματισμός, κατά τον οποίο χορηγούνται δόσεις ανά συνεδρία μεγαλύτερες των 250 cgy και η συνολική δόση και διάρκεια της θεραπείας είναι μικρότερες εκείνων του κλασικού κερματισμού 3. Η ανταπόκριση των φυσιολογικών ιστών και των νεοπλασμάτων στον κερματισμό της ακτινοβόλησης, εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων που είναι γνωστοί στην Ακτινοθεραπευτική σαν τα πέντε R. Η επιδιόρθωση (Repair) της υποθανατηφόρου βλάβης στην οποία έχουμε ήδη αναφερθεί. Να σημειωθεί ότι η επιδιόρθωση λαμβάνει χώρα κατά την φάση G 0 του κυτταρικού κύκλου και σταματάει όταν τα κύτταρα αρχίζουν να διαιρούνται. Επομένως η δυνητικά θανατηφόρος βλάβη επιδιορθώνεται σε μη διαιρούμενους ιστούς όπως είναι οι όψιμα αντιδρώντες, στους οποίους η διαδικασία 31

32 μπορεί να διαρκέσει εβδομάδες ή και μήνες μετά την ακτινοβόληση. Η επιδιόρθωση της δυνητικά θανατηφόρου βλάβης έχει μελετηθεί πειραματικά με κλασματική χορήγηση ακτινοβολίας και προοδευτική αύξηση του μεσοδιαστήματος ανάμεσα στα κλάσματα. Βρέθηκε έτσι ότι στα περισσότερα είδη κυττάρων παρατηρείται μεγάλη αύξηση της επιβίωσης την πρώτη ώρα μετά την ακτινοβόληση, ενώ 4 ώρες μετά δεν παρατηρείται σημαντική αύξηση. Αυτό συμβαίνει γιατί έχει ολοκληρωθεί σε μεγάλο βαθμό η επιδιόρθωση και μετά από αυτό το χρονικό διάστημα, τα κύτταρα θα αντιδράσουν σε μία νέα ακτινοβόληση, όπως ακριβώς στην πρώτη, σαν να μην είχαν ακτινοβοληθεί προηγουμένως. Αυτό αποδίδεται γραφικά με επανάληψη του σχήματος της καμπύλης επιβίωσης των κυττάρων για κάθε κλάσμα της ακτινοβολίας 8. Η επανοξυγόνωση (Reoxygenation). Τα ανοξικά κύτταρα παρουσιάζουν μειωμένη ακινοευαισθησία. Η επανοξυγόνωση που επέρχεται με την κλασματοποίηση της δόσης, αυξάνει την ακτινοευαισθησία λόγω καταστροφής νεοπλασματικών κυττάρων και βαθμιαίας μείωσης των διατροφικών απαιτήσεων του όγκου. Την σημασία της μερικής τάσης του οξυγόνου στην ακτινοευαισθησία θα αναλύσουμε εκτενέστερα σε επόμενο κεφάλαιο. Επαναποικισμός (Repopulation). Ο ακτινοβολούμενος φυσιολογικός ιστός στο μεσοδιάστημα μεταξύ των συνεδριών ανανήπτει εν μέρει. Αυτό συμβαίνει με αντικατάσταση των κατεστραμμένων κυττάρων από τις διαθέσιμες κυτταρικές δεξαμενές, με την βοήθεια ομοιοστατικών μηχανισμών ως εξής: Α) Με μείωση του χρόνου του κυτταρικού κύκλου. Β) Με αύξηση του κλάσματος υπό αναπαραγωγή. Γ) Με μείωση του ποσοστού απώλειας κυττάρων. Ορισμένοι κακοήθεις όγκοι επίσης, μετά από ακτινοβόληση αναπαράγονται με μηχανισμούς αυξημένης κυτταρικής αναγέννησης. Γι αυτό στους ταχέως αναγεννώμενους όγκους ενδείκνυνται ακτινοθεραπευτικά σχήματα βραχείας διαρκείας 3,8. Η ανακατανομή (Redistribution) στον κυτταρικό κύκλο. Η ακτινοευαισθησία των κυττάρων είναι μεγαλύτερη κατά την μίτωση και κατά τη μεσόφαση στο στάδιο G 2, στο τέλος του G 1 και στην αρχή του S 14. Με την ακτινοβόληση, θανατώνονται εκλεκτικά τα κύτταρα που βρίσκονται στις ακτινοευαίσθητες φάσεις. Τα επιβιώσαντα κύτταρα, που βρίσκονται σε ακτινοάντοχη φάση, συνεχίζοντας τον κυτταρικό τους κύκλο, συσσωρεύονται στην προμιτωτική φάση G2, επέρχεται δηλαδή ένας συγχρονισμός τους σε φάση αυξημένης ακτινοευαισθησίας. Εάν τότε χορηγηθεί μία νέα δόση ακτινοβολίας, θα έχει την μέγιστη αποτελεσματικότητα. 32

33 Δυστυχώς, ο χρονικός προσδιορισμός της φάσης αυτής δεν είναι δυνατός, ώστε να γίνει εκμετάλλευση της ανακατανομής των νεοπλασματικών κυττάρων στον κυτταρικό κύκλο 3,8. Ο κερματισμός όμως της δόσης, αυξάνει τις πιθανότητες ανακατανομής των νεοπλασματικών κυττάρων σε φάσεις αυξημένης ακτινοευαισθησίας, καθότι αυτά παρουσιάζουν αυξημένη μιτωτική δραστηριότητα. Αυτό δεν συμβαίνει σε κύτταρα με μικρή μιτωτική δραστηριότητα, όπως αυτά των όψιμα αντιδρώντων ιστών. Επιδιώκεται δηλαδή με τον κερματισμό αύξηση του θεραπευτικού αποτελέσματος, με την εκμετάλλευση της διαφοράς της συχνότητας που επέρχεται η ευαισθητοποίηση λόγω ανακατανομής στον κυτταρικό κύκλο, των διαφόρων κυτταρικών πληθυσμών 20. Η κλινική σημασία του φαινομένου της ανακατανομής είναι αμφίβολη και πολλές φορές αντισταθμίζεται από το φαινόμενο του επαναποικισμού. Οι διαφορές εξ άλλου στην ακτινοευαισθησία σε συνάρτηση με την φάση του κυτταρικού κύκλου, δεν είναι σημαντικές στις δόσεις 1-3 Gy που χρησιμοποιούνται στην κλινική πράξη 8,20. Να σημειωθεί ότι η επιδιόρθωση και ο επαναποικισμός αυξάνουν τη αντοχή των ιστών σε επόμενη ακτινοβόληση, ενώ η ανακατανομή και η επανοξυγόνωση αυξάνουν την ακτινοευαισθησία τους 3. Τέλος, η ενδογενής ακτινοευαισθησία (Radiosensitivity) ενός ιστού, περιγράφεται ως το 5ο R της Ακτινοθεραπευτικής. Ως μέτρο της ενδογενούς ακτινοευαισθησίας συνήθως χρησιμοποιείται το κλάσμα κυτταρικής επιβίωσης μετά από χορήγηση δόσης ακτινοβολίας 2 Gy - Survival Fraction 2Gy, SF 8 2. Η μερική τάση του οξυγόνου. Τα ανοξικά κύτταρα παρουσιάζουν ελαττωμένη ακτινοευαισθησία. Οι συμπαγείς όγκοι περιέχουν κύτταρα με τάση οξυγόνου χαμηλότερη από εκείνη που θα τους προσέδιδε την ιδανική ακτινοευαισθησία. Ένας ποσοτικός δείκτης της επίδρασης της μερικής πίεσης του οξυγόνου στην ακτινοευαισθησία των κυττάρων είναι ο λόγος αύξησης της ακτινοευαισθησίας μετά από οξυγόνωση (Oxygen Enhancement Ratio, O.E.R.). Ως O.E.R. ορίζεται ο λόγος της δόσης ακτινοβολίας που προκαλεί ένα συγκεκριμένο βιολογικό αποτέλεσμα υπό ανοξικές συνθήκες, προς την δόση που προκαλεί το ίδιο αποτέλεσμα υπό κανονικές συνθήκες οξυγόνωσης 1. Σε μικροσκοπικό επίπεδο, η οξυγόνωση των ιστών εξαρτάται από την ροή του αίματος στα τριχοειδή. Αν το αίμα είναι στάσιμο ή 33

34 σχεδόν στάσιμο, όπως πολλές φορές συμβαίνει στα τριχοειδή των νεοπλαμάτων, τότε η τιμή της μερικής πίεσης του οξυγόνου στα αρτηρίδια και στα φλεβίδια έχει δεύτερεύουσα σημασία για την ακτινοευαισθησία. Οι υποξικές εστίες των όγκων αντιπροσωπεύουν όχι μόνο χαμηλή σχέση επιφάνειας δικτύου τριχοειδών προς όγκο ιστού, αλλά και επιβραδυμένη ροή αίματος 20,27. Οι καμπύλες επιβίωσης των όγκων που περιέχουν υποξικά κύτταρα, παρουσιάζουν δύο περιοχές: μία αρχική, όπου η επιβίωση μειώνεται σχετικά γρήγορα, λόγω της ελάττωσης των ακτινοευαίσθητων ευοξικών κυττάρων και μετά παρουσιάζεται μία κάμψη, όπου η επιβίωση πέφτει με βραδύτερο ρυθμό, λόγω της ύπαρξης των ακτινοάντοχων υποξικών κυττάρων. Οι περισσότεροι όγκοι στον άνθρωπο περιέχουν κάποιο ποσοστό υποξικών κυττάρων. Το ph του φλεβικού αίματος των όγκων είναι συνήθως χαμηλότερο από αυτό των φυσιολογικών ιστών, που σημαίνει ότι μέσα στον όγκο γίνεται αναερόβια γλυκόλυση 20,27,28. Ιστολογικά στοιχεία νέκρωσης βρίσκονται μέσα σε πολλούς όγκους καθώς επίσης μειωμένες μέσες τιμές po 2 σε σχέση με τους φυσιολογικούς ιστούς, μετά από μετρήσεις με ηλεκτρόδια οξυγόνου. Παρά την αναμφισβήτητη ύπαρξη υποξικών κυττάρων στους περισσότερους, αν όχι όλους τους όγκους, η υποξία δεν φαίνεται να είναι ο βασικός λόγος αποτυχίας της ακτινοθεραπείας. Αυτό συμβαίνει γιατί η οξυγόνωση ενός όγκου παρουσιάζει διακυμάνσεις κατά την διάρκεια της ακτινοθεραπείας, καθότι κύτταρα που την μία μέρα είναι ανοξικά, την άλλη μπορεί να είναι ευοξικά 29. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται επανοξυγόνωση (Reoxygenation). Είναι πιθανόν η επανοξυγόνωση κατά τη διάρκεια της ακτινοθεραπείας σε κλάσματα, να οφείλεται σε ελάττωση του μεγέθους των ανοξικών κυττάρων και επομένως μείωση των απαιτήσεών τους σε οξυγόνο, μετά τις πρώτες δόσεις ακτινοβολίας. Γίνονται προσπάθειες βελτίωσης της οξυγόνωσης των κακοήθων όγκων κατά την διάρκεια της ακτινοθεραπείας, με διάφορους τρόπους, όπως υπερβαρικό οξυγόνο, ακτινοευαισθητοποιές ουσίες, εισπνοή οξυγόνου υπό πίεση, τοπική έγχυση H 2 O 2 κ.α. 1,3 Η ευθύγραμμη μετάδοση της ενέργειας. Ο αριθμός των ιόντων που δημιουργεί μια ιονίζουσα ακτινοβολία κατά τη διαδρομή της μέσα στην ύλη εξαρτάται από το είδος της ακτινοβολίας και από τη σύσταση και το πάχος του υλικού. Ευθύγραμμη μετάδοση ενέργειας (Linear Energy Transfer, L.E.T.) 34

35 λέγεται η μέση απώλεια ενέργειας κατά μήκος της διαδρομής της ακτινοβολίας και κατά μονάδα μήκους της διαδρομής. Η L.E.T. εκφράζεται συνήθως σε KeV/μ. Η επιβλαβής δραστηριότητα μιας ακτινοβολίας εξαρτάται από την πυκνότητα ιονισμών που προκαλεί σε κάποιο ιστό, στη μονάδα του μήκους της πορείας της, δηλαδή από την τιμή της L.E.T. Με βάση την L.E.T. μιας ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να υπολογιστεί ο αριθμός των πρωτογενών ιονισμών, αφού η δημιουργία ζεύγους ιόντων στον αέρα απαιτεί ενέργεια 33 ev περίπου. Αύξηση της L.E.T. προκαλεί συνήθως αύξηση και της σχετικής βιολογικής δραστικότητας (Relative Biological Effect, R.B.E.) ως κάποιο όριο. Η έννοια της R.B.E. χρησιμοποιείται για τη σύγκριση του βιολογικού αποτελέσματος διαφόρων μορφών ακτινοβολιών και είναι ο λόγος της απορροφούμενης δόσης μιας πρότυπης ακτινοβολίας x 220kVp που απαιτείται για την πρόκληση ορισμένου βιολογικού αποτελέσματος, προς την δόση της υπό σύγκριση ακτινοβολίας, που προκαλεί το ίδιο βιολογικό αποτέλεσμα. Οι ακτινοβολίες x και γ έχουν μικρή τιμή L.E.T. και παράγουν λιγότερους ιονισμούς ανά μονάδα μήκους της διαδρομής τους. Είναι περισσότερο διεισδυτικές και λιγότερο βλαπτικές για τη ζώσα ύλη. Οι σωματιδιακές ακτινοβολίες έχουν υψηλότερες τιμές L.E.T. από τις ηλεκτρομαγνητικές. Η L.E.T. μιας σωματιδιακής ακτινοβολίας είναι ανάλογη του φορτίου των σωματιδίων και αντιστρόφως ανάλογη της ταχύτητάς τους. Η τιμή της L.E.T. επηρεάζει και την τιμή του O.E.R. καθότι μετά από χορήγηση ακτινοβολίας συνηθισμένης L.E.T. η τιμή του O.E.R. είναι περίπου 2,5, ενώ μετά από χορήγηση ακτινοβολίας υψηλής L.E.T. η τιμή του O.E.R. είναι μικρότερη του 2,5 αλλά μεγαλύτερη του 1. Αυτό σημαίνει ότι όταν χορηγείται ακτινοβολία υψηλής L.E.T., οι διαφορές της ακτινοευαισθησίας μεταξύ ανοξικών και ευοξικών κυττάρων είναι μικρότερες 1,6. Ο ρυθμός χορήγησης της δόσης. Συνήθως ο χαμηλός ρυθμός χορήγησης προκαλεί μικρότερο βιολογικό αποτέλεσμα από τον υψηλό. Η φάση του κυτταρικού κύκλου. Έχουμε ήδη αναφέρει ότι η ακτινοευαισθησία των κυττάρων είναι μεγαλύτερη κατά την μίτωση και κατά τη μεσόφαση στο στάδιο G 2, στο τέλος του G 1 και στην αρχή του S

36 Χημικές ουσίες. Υπάρχει ένας πολύ μεγάλος αριθμός χημικών ουσιών που προστατεύουν από την ακτινοβολία τόσο σε επίπεδο κυττάρου, όσο και ολόκληρου οργανισμού. Υπάρχουν εξ άλλου και ουσίες που επαυξάνουν το βιολογικό αποτέλεσμα της ακτινοβολίας. Και στις δύο περιπτώσεις απαραίτητη προϋπόθεση για την δράση αυτών είναι η συνύπαρξή τους κατά την ακτινοβόληση 1. Άλλοι παράγοντες. Η ηλικία, το φύλο, ο ρυθμός του μεταβολισμού, κάποιοι ενδοκρινικοί παράγοντες, ακόμα και η ώρα του 24ώρου που γίνεται η ακτινοβόληση μπορούν να επηρεάσουν την ακτινοευαισθησία Η ΙΟΝΙΖΟΥΣΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΗ 3.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεταδίδεται στον χώρο με συνδυασμό ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που μεταβάλλουν την τιμή τους σε συνάρτηση με το χρόνο. Εάν προέρχεται από πυρήνες ατόμων ονομάζεται ακτινοβολία γ, ενώ αν προέρχεται από τα ηλεκτρόνια των στιβάδων του ατόμου, ονομάζεται ακτινοβολία x. Η σωματιδιακή ακτινοβολία που παρουσιάζει ενδιαφέρον στην ακτινοθεραπευτική περιλαμβάνει ηλεκτρόνια, πρωτόνια, σωματίδια-α, νετρόνια και βαριά φορτισμένα ιόντα 14. Η πηγή της ακτινοβολίας μπορεί να είναι εσωτερική ή εξωτερική. Η εσωτερική ακτινοβόληση περιλαμβάνει την βραχυθεραπεία που γίνεται ενδοκοιλοτικά ή ενδοϊστικά και την ακτινοθεραπεία με ραδιοφάρμακα. Στην ενδοκοιλοτική βραχυθεραπεία το ραδιενεργό ισότοπο εισάγεται με κατάλληλες τεχνικές σε κοιλότητα του σώματος ενώ η ενδοϊστική βραχυθεραπεία συνίσταται στην εμφύτευση βελονών που περιέχουν ραδιενεργή ουσία, εντός του όγκου 3. Ενδοϊστικές πηγές χρησιμοποιούνται συνήθως στην θεραπεία όγκων που εντοπίζονται στο έδαφος του στόματος και στη γλώσσα 30,31. Η ακτινοθεραπεία με ραδιοφάρμακα στηρίζεται στην ιδιότητα της εκλεκτικής πρόσληψης κάποιας ουσίας (π.χ. κάποιου αντισώματος) από ορισμένα καρκινικά κύτταρα. Συνδέοντας αυτή την ουσία με ένα ραδιενεργό ισότοπο, είναι δυνατόν αυτό να προσληφθεί εκλεκτικά από τα απανταχού πρωτοπαθή ή μεταστατικά καρκινικά κύτταρα και να τα 36

37 ακτινοβολεί. Τυπικό παράδειγμα αποτελεί το 131 J σε καρκίνους του θυρεοειδούς. Η ακτινοθεραπεία με εξωτερική πηγή μπορεί να διακριθεί με κριτήριο την ενέργεια της ακτινοβολίας σε τρείς ομάδες: α) Ορθοδυναμική (Orthovoltage) ακτινοβολία, ενέργειας KeV, β) Υπερδυναμική (Supervoltage) ακτινοβολία ενέργειας 500 KeV - 8 MeV, και γ) Μεγαδυναμική (Megavoltage) ακτινοβολία ενέργειας μεγαλύτερης των 8 MeV 32,33,34,35. Οι συσκευές που παρέχουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία για θεραπευτικούς σκοπούς είναι οι συσκευές παραγωγής ακτίνων x και οι συσκευές που περιέχουν ραδιονουκλίδια με μεγάλη φυσική ημιπερίοδο ζωής 60 Co και 137 Cs 1. Επίσης χρησιμοποιείται σωματιδιακή ακτινοβολία, όπως ακτινοβολία β που παράγεται από 1,34,36 γραμμικούς επιταχυντές και βητατρόνια δέσμη ταχέων 32,37 νετρονίων, πι-μεσόνια κ.α. Τα μηχανήματα κλασσικής ακτινοθεραπείας παράγουν ακτίνες x χαμηλής ενέργειας, της τάξης KVp (orthovoltage). Χρησιμοποιούνται κυρίως στη θεραπεία επιφανειακών όγκων. Οι συσκευές ραδιοϊσοτόπων ( 60 Co, 137 Cs) εκπέμπουν ακτίνες γ ενέργειας 0,66 1,33 Mev (supervoltage). Έχουν ευρύτατη εφαρμογή και μεγαλύτερη διεισδυτικότητα που τους δίνει την δυνατότητα ακτινοβόλησης εν τω βάθει όγκων. Είναι επίσης απλές και οικονομικά συμφέρουσες συσκευές με εύκολη συντήρηση. Μειονέκτημά τους είναι η δημιουργία παρασκιάς (penumbra) γύρω από την ακτινοβολούμενη περιοχή, επειδή η πηγή της ακτινοβολίας είναι ογκώδης. Η παρασκιά ελαττώνεται με την χρήση δορυφόρων κατευθυντήρων. Οι δορυφόροι κατευθυντήρες δεν πρέπει να τοποθετούνται κοντά στο σώμα του ασθενούς, γιατί υπάρχει κίνδυνος σκεδασμού ηλεκτρονίων από αυτούς, λόγω ακτινοβόλησής τους και πρόκλησης δερματικών βλαβών στον ασθενή. Η απόσταση μεταξύ πηγής και δέρματος (SSD, Source to Skin Distance) είναι cm για τις συσκευές 60 Co και μέχρι 35 cm για τις συσκευές 137 Cs. Οι γραμμικοί επιταχυντές και το βητατρόνιο παράγουν ακτίνες x πολύ υψηλών ενεργειών 4 25 MeV και ακόμη υψηλότερων προκειμένου για το βητατρόνιο (megavoltage). Είναι ακριβά μηχανήματα και πολυδάπανα στη συντήρηση αλλά υπερτερούν των συσκευών ραδιοϊσοτόπων προσφέροντας μεγαλύτερη διεισδυτικότητα και καλύτερη ακτινοπροστασία 1,3. Η ακτινοβολία χαμηλής ενέργειας παρουσιάζει την μέγιστη απορρόφηση από τους ιστούς στην επιφάνεια του δέρματος. Ακτινοβολίες υψηλότερης ενέργειας των 400 KeV εναποθέτουν την μέγιστη δόση τους σε μεγαλύτερο βάθος στους ιστούς. Σε συσκευή 37

38 137 Cs (0,662 MeV) η μέγιστη δόση είναι σε βάθος 2mm κάτω από την επιφάνεια, σε συσκευή 60 Co (1,25 MeV) 5mm κάτω από την επιφάνεια και σε ακτίνες x από πηγή 25MVp περίπου 10 mm κάτω από την επιφάνεια. Οι γραμμές κατά μήκος της διόδου της ακτινοβολίας που λαμβάνουν την αυτή δόση ονομάζονται ισοδοσικές καμπύλες (Σχήμα 1) και χρησιμεύουν στην ακτινοθεραπευτική τόσο για την ακτινοβόληση του όγκου με την επιθυμητή δόση, όσο και για την αποφυγή υπέρμετρης ακτινοβόλησης παρακείμενων ακτινοευαίσθητων υγιών ιστών Orthovoltage 60 Co 22 mev Betatron Α. Συσκευή Orthovoltage Β. Συσκευή 60-Co Γ. Βητατρόνιο (22 MeV) (250 KVp) (1.33, 1.17 MeV) Σχήμα 5. Ισοδοσικές καμπύλες 3.2 ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑ ΤΩΝ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΤΡΑΧΗΛΟΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ ΧΩΡΑΣ Τα κακοήθη νεοπλάσματα της τραχηλοπροσωπικής χώρας αποτελούν το 5% του συνόλου των κακοήθων όγκων στον άνθρωπο και εμφανίζονται στους άνδρες συχνότερα από τις γυναίκες, με αναλογία 4:1. Η σειρά κατά συχνότητα εντόπισης είναι: λάρυγγας, στοματική κοιλότητα, φάρυγγας, σιελογόνοι αδένες. Ιστολογικά, το 95% αυτών είναι επιθηλιακής προέλευσης (squamus). Τα υπόλοιπα είναι κυρίως αδενοκαρκινώματα (σιελογόνων αδένων και σκληρής υπερώας), λεμφοεπιθηλίωμα του ρινοφάρυγγα και σπάνια λεμφώματα, σαρκώματα, μελανώματα κ.ά. Πολλά από αυτά εμφανίζουν συχνά και πρώιμα λεμφαδενικές μεταστάσεις 3. 38

39 Η θεραπεία τους μπορεί να περιλαμβάνει χειρουργική αφαίρεση, ακτινοθεραπεία, συνδυασμό των δύο ή και συνδυασμό με χημειοθεραπεία. Για την επιλογή του θεραπευτικού σχήματος πρέπει να λαμβάνεται υπ όψιν ένας μεγάλος αριθμός παραγόντων. Η επιλογή της ακτινοθεραπείας εξαρτάται από την ακτινοευαισθησία του όγκου. Το λέμφωμα και το αδιαφοροποίητο καρκίνωμα του ρινοφάρυγγα, παρουσιάζουν υψηλή ακτινοευαισθησία και αντιμετωπίζονται με ακτινοθεραπεία ενώ οι ακτινοάντοχοι όγκοι των σιελογόνων αδένων αντιμετωπίζονται χειρουργικά 3. Τα επιθηλιακά νεοπλάσματα της τραχηλοπροσωπικής χώρας που αποτελούν την συντριπτική πλειοψηφία, είναι μέτριας ακτινοευαισθησίας και η αντιμετώπισή τους εξαρτάται κυρίως από το στάδιό τους. Σε αρχικά στάδια είναι σε μεγάλο βαθμό θεραπεύσιμα με ακτινοβολία. Το ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα, ο συχνότερα συναντώμενος όγκος στη στοματική κοιλότητα, είναι ακτινοευαίσθητο. Επέκτασή του στον μυϊκό και στον οστίτη ιστό, συνεπάγεται μείωση της ακτινοευαισθησίας του. Σε περίπτωση διήθησης των τραχηλικών λεμφαδένων, η θεραπεία είναι συνδυασμός χειρουργικής και ακτινοβόλησης 34,38. Το πρόβλημα της χειρουργικής θεραπείας είναι η αδυναμία να αφαιρεθούν μη αναγνωρίσιμες, μικροσκοπικού επιπέδου, νεοπλασματικές προσεκβολές στα όρια του χειρουργικού πεδίου. Εξ άλλου, κάθε κακοήθης όγκος ακτίνας μεγαλύτερης των μm έχει στο κέντρο του υποξικά ακτινοάντοχα κύτταρα, ενώ τα καλά οξυγονωμένα και ταχέως αναπαραγόμενα κύτταρα της περιφέρειας είναι ακτινοευαίσθητα. Το πρόβλημα της ακτινοθεραπείας είναι η παραμονή στο κέντρο του όγκου, κυττάρων που διατηρούν την αναπαραγωγική τους ικανότητα μετά την ακτινοβόληση. Ο συνδυασμός χειρουργικής και ακτινοθεραπείας δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα 38. Στον συνδυασμό χειρουργικής και ακτινοθεραπείας, η ακτινοθεραπεία μπορεί να είναι προεγχειρητική ή μετεγχειρητική. Η επιλογή του χρόνου της ακτινοβόλησης, πριν ή μετά την εγχείρηση έχει γίνει αντικείμενο διχογνωμιών. Στην προεγχειρητική ακτινοθεραπεία χορηγούνται 4000 ως 5000 cgy σε 4 εβδομάδες. Σκοπός της είναι ο περιορισμός του όγκου αλλά και της πιθανότητας να δώσει μεταστάσεις. Μειονεκτήματά της αποτελούν η αδυναμία προσδιορισμού της έκτασης του όγκου κατά την εγχείρηση, η καθυστέρηση της εγχείρησης και η επιδείνωση τυχόν μετεγχειρητικών επιπλοκών. Ακολουθεί ριζική χειρουργική θεραπεία, που γίνεται ένα μήνα μετά την ακτινοβόληση σε ευρύ 39

40 πεδίο, με σκοπό να περιλάβει κάθε πιθανή πάσχουσα περιοχή, σαν να μην είχε προηγηθεί ακτινοθεραπεία 20. Η μετεγχειρητική ακτινοθεραπεία έχει σαν σκοπό την καταστροφή νεοπλασματικών στοιχείων που παρέμειναν στα όρια του χειρουργικού πεδίου και ξεκινάει συνήθως 3-4 εβδομάδες μετά την εγχείρηση. Τα συνήθη σχήματα είναι τα εξής: cgy σε 6 εβδομάδες όταν κλινικά δεν ανιχνεύονται υπολείμματα της νεοπλασματικής βλάβης στο χειρουργικό πεδίο και ως cgy σε 7 εβδομάδες σε περιπτώσεις οπού έχει αφαιρεθεί το μεγαλύτερο μέρος της πρωτοπαθούς εστίας, άλλα υπάρχουν κλινικά ανιχνεύσιμα υπολείμματα της στο χειρουργικό πεδίο 38. Πλεονεκτήματα της μετεγχειρητικής ακτινοθεραπείας είναι τα ακόλουθα: α) η έκταση της βλάβης γίνεται καλύτερα αντιληπτή και β)είναι δυνατή η χορήγηση υψηλών δόσεων ακτινοβολίας σε πεδία με υπολειμματικές αλλοιώσεις 20. Στις περιπτώσεις που η αντιμετώπιση γίνεται αποκλειστικά με ακτινοθεραπεία, το κλασικό θεραπευτικό σχήμα περιλαμβάνει cgy σε 6,5 ως 7 εβδομάδες με ρυθμό cgy την ημέρα 3,38. Σε ορισμένες περιπτώσεις καλύτερα αποτελέσματα δίνει η υπερκλασματοποίηση (hyperfractionation), με την οποία η συνολική δόση μπορεί να αυξηθεί σε cgy χωρίς περαιτέρω επιβάρυνση των φυσιολογικών ιστών. Το θεραπευτικό σχήμα εδώ περιλαμβάνει δύο δόσεις των cgy την ημέρα, σε χρονική απόσταση 6-8 ωρών μεταξύ τους. Τέλος ο επιταχυνόμενος κερματισμός εφαρμόζεται σε ορισμένα ταχείας ανάπτυξης νεοπλάσματα για να αντισταθμιστεί ο επαναποικισμός (repopulation) αυτών. Η συνολική δόση είναι ανάλογη εκείνης του κλασικού σχήματος αλλά χορηγείται με εντατικότερο ρυθμό (2-3 συνεδρίες των cgy ημερησίως) σε συντομότερο χρονικό διάστημα ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ 4.1 ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΒΛΑΒΗ ΤΩΝ ΥΓΙΩΝ ΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΡΑ ΠΡΟΛΗΨΗΣ Η επιτυχία της ακτινοθεραπευτικής έγκειται στην χορήγηση της υψηλότερης δυνατής δόσης στους νεοπλασματικούς ιστούς, με σκοπό την εξάλειψη του όγκου, χωρίς αυτή να είναι ασυμβίβαστη με την επιβίωση του ασθενούς και με την ελάχιστη δυνατή βλάβη στους παρακείμενους υγιείς ιστούς. Γι' αυτό το λόγο καταβάλλεται κάθε προσπάθεια ώστε το νεόπλασμα να λάβει την μεγαλύτερη δόση ακτινοβολίας και οι γύρω ιστοί την μικρότερη δυνατή. Σε κάθε 40

41 περίπτωση όμως η ακτινοβόλος δέσμη θα φθάσει στους νεοπλασματικούς ιστούς, μόνο αφού προηγουμένως περάσει μέσα από το δέρμα και υγιείς ιστούς, στους οποίους θα εναποθέσει μέρος της ενέργειάς της 1. Καθώς η θεραπευτική δόση ακτινοβολίας πρέπει συχνά να συσχετιστεί με ανεπιθύμητη καταστροφή των γύρω από την βλάβη φυσιολογικών ιστών, αυτός ο κίνδυνος θα πρέπει να γίνει αποδεκτός από τον ασθενή εάν πρόκειται να σωθεί η ζωή του 39. Οι ανεπιθύμητες ενέργειες της ακτινοθεραπείας είναι αναμενόμενες. Υπάρχουν ελάσσονες επιπλοκές που οδηγούνται σε πλήρη ή μερική ίαση, καθώς και μείζονες επιπλοκές, συνήθως μη αντιστρεπτές, που ορισμένες από αυτές απαιτούν διορθωτική επέμβαση και άλλες που προκαλούν τον θάνατο του ασθενούς όπως η ρήξη της καρωτίδας κ.α. 38 Δύο επομένως ίσης σημασίας παράμετροι καθορίζουν το αποτέλεσμα της ακτινοθεραπείας: η ανταπόκριση του όγκου και οι αντιδράσεις των φυσιολογικών ιστών. Ως μέτρο εκτίμησης των κλινικών αποτελεσμάτων, λαμβάνεται ο θεραπευτικός δείκτης, ο οποίος ορίζεται ως ο λόγος της απόκρισης του καρκινικού όγκου προς την απόκριση των υγιών ιστών: Πιθανότητα ελέγχου όγκου Θ.Δ.= Πιθανότητα αντίδρασης φυσιολογικού ιστού Στόχος της ακτινοθεραπείας είναι η μεγιστοποίηση του θεραπευτικού δείκτη 7. Όπως στους φυσιολογικούς ιστούς, έτσι και στα νεοπλάσματα, η σχέση πιθανότητας επιβίωσης ιστού και δόσης εκφράζεται από μία σιγμοειδή καμπύλη. Σύμφωνα με όσα προαναφέρθηκαν, για να έχει επιτυχία η θεραπεία, θα πρέπει η καμπύλη επιβίωσης του όγκου να βρίσκεται αριστερά της καμπύλης των φυσιολογικών ιστών και στη μεγαλύτερη δυνατή απόσταση, η οποία αντιστοιχεί προς τον θεραπευτικό δείκτη 3. Παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την εμφάνιση των ανεπιθύμητων ενεργειών της ακτινοβολίας είναι: Άλλες θεραπευτικές μέθοδοι. Η ταυτόχρονη ή πρόσφατη χημειοθεραπεία μπορεί να επιβαρύνει τις μετακτινικές αντιδράσεις όπως επίσης η χειρουργική επέμβαση (αφαίρεση ιστών και διαταραχές στην αγγείωση) και η υπερθερμία (έλκη, εγκαύματα, δερματικές αντιδράσεις). 41

42 Το θεραπευτικό σχήμα της ακτινοβόλησης. Το μέγεθος του πεδίου, το μέγεθος της δόσης και το σχήμα του κερματισμού. Παράγοντες σχετιζόμενοι με την κατάσταση του ασθενή. Οι μικρές και μεγάλες ηλικίες είναι πιο ευαίσθητες στην ακτινοβολία. Αγγειοπάθεια οφειλόμενη σε νόσους όπως ο διαβήτης ή βλαπτικές συνήθειες όπως το κάπνισμα επιβαρύνουν την ακτινική βλάβη. Επίσης κακή θρέψη αρνητική ισορροπία αζώτου ιδιαίτερα σε αλκοολικούς. Συγγενής υπερευαισθησία: σύνδρομο αταξίας τελαγγειεκτασίας 3,6. Επίσης φαίνεται ότι το στρες που ασκούν οι όγκοι στους όμορους ιστούς επηρεάζει την βαρύτητα της όψιμης βλάβης. Έχει παρατηρηθεί ότι μεγαλύτεροι πρωτοπαθείς όγκοι αντιστοιχούν σε μεγαλύτερης βαρύτητας όψιμες βλάβες 40. Σχήμα 6. Η δόση D έχει μεγάλη πιθανότητα να καταστρέψει τον όγκο (γαλάζια σιγμοειδής καμπύλη) με πολύ μικρή πιθανότητα αντίδρασης του φυσιολογικού ιστού (κόκκινη σιγμοειδής καμπύλη). 42

43 Σχήμα 7. Η δόση D που καταστρέφει τον όγκο (γαλάζια σιγμοειδής καμπύλη) προκαλεί μεγάλη ακτινική βλάβη του φυσιολογικού ιστού (κόκκινη σιγμοειδής καμπύλη). Η ιστοπαθολογική αλληλουχία των μεταβολών σε ένα όργανο ή ιστό μετά την ακτινοβόληση, διακρίνεται κατά τους Rubin και Cassaret σε τέσσερεις φάσεις: Η φάση Ι χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη οξείας βλάβης των κυττάρων και ιστών που είναι ευαίσθητοι στην δόση που χορηγήθηκε. Συνυπάρχει βλάβη των μικρών αγγείων και του συνδετικού ιστού. Στη φάση II κυριαρχούν οι διαδικασίες ανάνηψης από την οξεία βλάβη. Παρατηρείται αναγεννητική διαδικασία των κυττάρων, τόσο πρωτογενής -αντικατάσταση των κατεστραμμένων κυττάρων από κύτταρα του ίδιου τύπου- όσο και δευτερογενής -αντικατάσταση από κύτταρα άλλου τύπου, συνήθως χαμηλότερου βαθμού εξειδίκευσης-. Καθώς αυξάνεται η συνολική δόση ακτινοβολίας, ο λόγος πρωτογενούς προς δευτερογενή επανορθωτική διαδικασία μειώνεται. Παρόμοιες διαδικασίες παρατηρούνται και στο αγγειακό δίκτυο. Στη φάση III παρατηρείται μικρή ή ανύπαρκτη μεταβολή στο παρέγχυμα, καθώς η αναγεννητική διαδικασία έχει ολοκληρωθεί. Η διάρκεια της φάσης αυτής είναι αντιστρόφως ανάλογη με την συνολική δόση. Κατά την φάση IV εμφανίζεται υποπλασία, ατροφία και ίνωση του ιστού ή οργάνου, είτε ταχεία κατάρρευση και νέκρωση. Οι μεταβολές που παρατηρούνται σ' αυτή τη φάση είναι αποτέλεσμα της αγγειακής βλάβης και του σχηματισμού ινώδους συνδετικού ιστού

44 4.2. ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΣΤΗΝ ΤΡΑΧΗΛΟΠΡΟΣΩΠΙΚΗ ΧΩΡΑ Οι ανεπιθύμητες ενέργειες που έχουν ενδιαφέρον για τον κλινικό Στοματολόγο και Γναθοχειρουργό είναι οι παρακάτω: ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ Τα πρώτα χρόνια της εφαρμογής της ακτινοθεραπείας, όταν η ακτινοβολία περιορίζονταν σε ενέργεια κάτω των 250 kv και είχε επιφανειακή δράση, οι αλλοιώσεις του δέρματος ήταν πολύ σημαντικές και χρησιμοποιούνταν για τη μέτρηση της παρεχόμενης ακτινοβολίας (δόση ερυθήματος). Με την εφαρμογή των υπερδυναμικών (supervoltage) ακτινοβολιών (συσκευές 60 Co, γραμμικοί επιταχυντές) στις οποίες η μέγιστη δόση δρα κάτω από το δέρμα, οι αλλοιώσεις του δέρματος έχασαν τη σπουδαιότητά τους 6. Η οξεία ακτινική βλάβη του δέρματος είναι η ακτινοδερματίτιδα. Μετά από ακτινοβόληση με μεγάλη εφάπαξ δόση ορθοδυναμικής ακτινοβολίας ( cgy) ή κλασματοποιημένη δόση ( cgy την ημέρα), είναι δυνατόν να εμφανιστεί ερύθημα μέσα σε 24 ώρες. Το ερύθημα οφείλεται σε διάταση των τριχοειδών, λόγω έκκρισης ισταμίνης υπό την επίδραση της ακτινοβολίας. Υποχωρεί μέσα στις επόμενες 2-3 μέρες για να εμφανιστεί νέο ερύθημα μεταξύ της δεύτερης και τρίτης εβδομάδας της θεραπείας, το οποίο επιδεινώνεται την τέταρτη εβδομάδα. Η διάταση των τριχοειδών και η συμφόρηση έχουν ως αποτέλεσμα τοπική αύξηση της θερμοκρασίας του δέρματος. Περαιτέρω ακτινοβόληση μπορεί να προκαλέσει βλάβη στη βασική στιβάδα της επιδερμίδας και αναστολή της μιτωτικής διαδικασίας 41. Κλινικά παρουσιάζεται ξηρά απολέπιση του δέρματος 3-4 εβδομάδες μετά την έναρξη της θεραπείας. Τα νεκρά κερατινοποιημένα κύτταρα αποκτούν σκοτεινή απόχρωση πριν αποπέσουν. Αν η βλάβη στη βασική στιβάδα δεν είναι σημαντική, θα αποκατασταθεί η κυτταρική δομή και η λειτουργία. Σε περίπτωση όμως που συνεχιστεί η ακτινοβόληση, τα κύτταρα της βασικής στιβάδας δεν εμφανίζουν μιτώσεις και αδυνατούν να αναπληρώσουν τα χαμένα κερατινοποιημένα κύτταρα, οπότε παρουσιάζεται υγρά απολέπιση και εμφανίζεται στο δέρμα ένα απογυμνωμένο τμήμα. Παρατηρείται επαναποικισμός των κυττάρων της βασικής στιβάδας της επιδερμίδας τα οποία αναπαράγονται ταχέως και αναπληρώνουν την απογυμνωμένη περιοχή στις επόμενες 3-4 εβδομάδες. Η νεοσχηματισμένη επιδερμίδα είναι λεπτή και έχει ρόδινη χροιά. Βαθμιαία το πάχος 44

45 της αυξάνει χωρίς όμως ποτέ να φτάσει εκείνο της φυσιολογικής. Παραμένει ατροφική και αχρωμική, με λίγες ή καθόλου τρίχες, και λίγους ιδρωτοποιούς και σμηγματογόνους αδένες 6,41,42. Η αντοχή αυτού του ατροφικού δέρματος σε μελλοντικούς τραυματισμούς (χειρουργικές επεμβάσεις, χημικά ή θερμικά ερεθίσματα, περαιτέρω ακτινοβόληση), είναι σαφώς μειωμένη. Αν τώρα η δόση της ακτινοβολίας είναι μεγαλύτερη από τη δόση ανοχής του δέρματος, η βλάβη στη βασική στιβάδα δεν αποκαθίσταται, ούτε και η υγρά απολέπιση οπότε παρουσιάζεται οξεία ακτινική νέκρωση. Η βλάβη αυτή δεν παρατηρείται σε κανονικά ακτινοθεραπευτικά σχήματα 6,41. Τα εξαρτήματα του δέρματος προσβάλλονται επίσης από την ακτινοβολία. Προσωρινή αποτρίχωση συνοδεύει την ξηρά απολέπιση και μόνιμη την υγρά. Η ξηρά εξ άλλου και λεία υφή του δέρματος που εμφανίζεται μετά την υγρή απολέπιση, οφείλεται στην καταστροφή των ιδρωτοποιών και σμηγματογόνων αδένων. Η ακτινοβολία επηρεάζει την εναπόθεση χρωστικών στο δέρμα. Η ξηρά απολέπιση συνοδεύεται από αυξημένη εναπόθεση χρωστικών, ενώ απώλεια χρωστικών παρατηρείται στην υγρή απολέπιση 6,41. Στην οξεία φάση της ακτινικής βλάβης, στο χόριο παρουσιάζεται συμφόρηση των τριχοειδών, οίδημα και λευκοκυτταρική διήθηση. Οι αλλοιώσεις που περιγράφηκαν εμφανίζονται με τη χρήση ορθοδυναμικής ακτινοβολίας που δρα επιφανειακά. Με τη χρήση μεγαδυναμικής ακτινοβολίας, σπανιότατα εμφανίζονται στις συνήθεις θεραπευτικές δόσεις βλάβες πέραν μίας ελαφριάς μορφής ξηράς απολέπισης. Απώτερες βλάβες επίσης σπάνια εμφανίζονται με τη χρήση μεγαδυναμικής ακτινοβολίας εφόσον η υγρά απολέπιση είναι εξαιρετικά σπάνια. Μεγαλύτερη σημασία έχουν οι αλλοιώσεις στο χόριο, διότι σ αυτό το βάθος φτάνει το μέγιστο της δόσης. Οι όψιμες βλάβες περιλαμβάνουν ίνωση του χορίου, η οποία προσδίδει στο δέρμα μία ξυλώδη υφή. Τα αγγεία παρουσιάζουν υπενδοθηλιακή ίνωση, υαλοποίηση ή και απόφραξη και τα εξαρτήματα του δέρματος εξαφανίζονται εντελώς ή παραμένουν σε μη λειτουργική κατάσταση. Το δέρμα είναι ευάλωτο σε ρήξη ή έλκωση υπό την επίδραση οποιουδήποτε ερεθίσματος (μηχανικού, θερμικού κλπ). Η νέκρωση είναι σπάνια και οι βαριές βλάβες εμφανίζονται στο 5% των ασθενών που δέχτηκαν θεραπευτικές δόσεις ακτινοβολίας 6,41. 45

46 ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΣΤΟΜΑΤΙΚΟΥ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΥ Και ο στοματικός βλεννογόνος επηρεάζεται από την ακτινοβολία σε συνάρτηση βέβαια με την συνολική δόση και την διάρκεια της ακτινοθεραπείας 4. Το επιθήλιο της στοματικής κοιλότητας είναι μέτρια ακτινοευαίσθητο 42, πιο ακτινοευαίσθητο από το δέρμα, επειδή ο ρυθμός αναγέννησης είναι ταχύτερος 5. Η ράχη και η βάση της γλώσσας, καθώς και οι παρειές, έχουν πιο ανθεκτικό στην ακτινοβολία επιθήλιο από τη μαλακή υπερώα και το έδαφος του στόματος 6. Λόγω του αυξημένου μεταβολισμού σε σχέση με το δέρμα, οι αλλοιώσεις του βλεννογόνου προηγούνται των αντίστοιχων του δέρματος. Η οξεία ακτινική βλάβη ή ακτινοβλεννογονίτιδα, αρχικά εμφανίζεται στην περιοχή της υπερώας, επεκτείνεται στην περιοχή των αμυγδαλών και στο τέλος της ακτινοθεραπείας καταλαμβάνει όλη τη στοματική κοιλότητα 5. Οφείλεται στην λέπτυνση του βλεννογόνου που είναι αποτέλεσμα καταστροφής της βασικής στιβάδας του επιθηλίου του, οπότε τα κύτταρα που αποπίπτουν δεν αντικαθίστανται 42. Δεδομένου ότι ο χρόνος ωρίμανσης των κυττάρων της βασικής στιβάδας είναι 2 εβδομάδες περίπου, σε 2-3 εβδομάδες από την έναρξη της θεραπείας εμφανίζονται και οι αλλοιώσεις. Αν ο ρυθμός δόσης της ακτινοβολίας δεν ξεπερνάει την ικανότητα κυτταρικής αναγέννησης του βλεννογόνου, οι αλλοιώσεις είναι ήπιας μορφής 40. Μετά από χορήγηση cgy με ρυθμό cgy την ημέρα, ο βλεννογόνος γίνεται ερυθρός, οιδηματώδης και λείος και μετά από ακόμα cgy εμφανίζονται τοπικά ψευδομεμβράνες συνεπεία μυκητιάσεως 39,40,43. Όσο προχωράει η θεραπεία οι ψευδομεμβράνες επεκτείνονται και συρρέουν. Στο δέρμα, η ακτινοδερματίτιδα εμφανίζεται μετά την ακτινοβλεννογονίτιδα με μια υστέρηση της τάξης των 1 2 εβδομάδων, οπότε παρουσιάζεται ερύθημα και στη συνέχεια αντίστοιχα με τις ψευδομεμβράνες στον βλεννογόνο παρουσιάζει απολέπιση. Ένα άλλο χαρακτηριστικό κλινικό σύμπτωμα είναι η μείωση της γευστικής ικανότητας, σαν αποτέλεσμα της ακτινοβόλησης των γευστικών καλύκων. Σε δόση cgy, παρατηρούνται αλλοιώσεις της γεύσης. Ο βαθμός απώλειας της γεύσης εξαρτάται από την συνολική δόση. Σε δόσεις άνω των cgy, η απώλεια είναι σχεδόν ολική 44. Η βλάβη οφείλεται στην καταστροφή από την ακτινοβολία αφ ενός μεν των κυττάρων των γευστικών καλύκων, αφ ετέρου των νευρικών ινών που τους νευρώνουν 45. Έρευνες σε πειραματόζωα δείχνουν ότι μετά από δόση 2000 cgy το 20-30% των κυττάρων των γευστικών καλύκων καταστρέφονται 46

47 47. Τα κύτταρα αυτά έχουν την ικανότητα επαναποικισμού σε διάστημα 4 μηνών μετά το πέρας της θεραπείας, ωστόσο σε κάποιες περιπτώσεις η γευστική ικανότητα δεν επανέρχεται πλήρως. Πάντως ο βαθμός αλλοίωσης της γεύσης του γλυκού, ξινού, πικρού και αλμυρού διαφέρει από ασθενή σε ασθενή. Από κλινική σκοπιά εξ άλλου είναι δύσκολο να διαχωριστούν οι διαταραχές της γεύσης που οφείλονται αποκλειστικά στις βλάβες των γευστικών οργάνων, από εκείνες που παρουσιάζονται δευτερογενώς σαν συνέπεια της ξηροστομίας, λόγω της ταυτόχρονης βλάβης των σιελογόνων αδένων, συνεπεία της ανατομικής γειτνίασής τους. Οι ασθενείς συνήθως αναφέρουν σχετική μόνο βελτίωση της γεύσης μέχρι να αποκατασταθεί η λειτουργία των σιελογόνων αδένων 47. Η όψιμη βλάβη περιλαμβάνει λέπτυνση του επιθηλίου που παρουσιάζει ωχρή όψη, απώλεια της ελαστικότητας του βλεννογόνου, υποβλεννογόνια σκλήρυνση και σε μερικές περιπτώσεις χρόνια έλκη και νέκρωση με έκθεση του υποκείμενου οστού και μαλακών ιστών. Η απώλεια της ελαστικότητας του βλεννογόνου συνεπεία της ίνωσης μπορεί να γίνει ενοχλητική για τους ασθενείς. Ιδιαίτερο πρόβλημα αποτελούν αυτές οι αλλοιώσεις σε περιπτώσεις όπου για τον έλεγχο του όγκου απαιτείται συνδυασμός χειρουργικής και ακτινοθεραπείας 40. ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΒΛΑΒΗ ΤΩΝ ΑΓΓΕΙΩΝ ΟΞΕΙΑ ΒΛΑΒΗ Η ακτινοβολία προκαλεί διόγκωση εκφύλιση και θάνατο των ενδοθηλιακών κυττάρων. Η διόγκωση έχει ως αποτέλεσμα την στένωση και την απόφραξη των τριχοειδών αγγείων. Η νέκρωση των ενδοθηλιακών κυττάρων των μικρών αγγείων επιτρέπει την επαφή του αίματος με τον υπενδοθηλιακό συνδετικό ιστό, με αποτέλεσμα το σχηματισμό θρόμβων οι οποίοι είναι δυνατόν να αποφράξουν τα μικρά αγγεία. Τα κύτταρα του ενδοθηλίου έχουν την ικανότητα να πολλαπλασιάζονται με ταχύ ρυθμό κάτω από παθολογικές συνθήκες. Μετά την ακτινοβόληση, ο πολλαπλασιασμός των εναπομεινάντων ενδοθηλιακών κυττάρων με σκοπό την αποκατάσταση της βλάβης μπορεί να είναι υπέρμετρος, ώστε να προκαλέσει απόφραξη του αυλού 15. Η ακτινική βλάβη του ενδοθηλίου προκαλεί υπεραιμία και αύξηση της διαπερατότητας του τοιχώματος του αγγείου. Ακολουθεί έξοδος υγρού στον εξωαγγειακό χώρο ή σε μεγαλύτερα αγγεία συγκεντρώνεται στον υπενδοθηλιακό ινώδη ιστό και τον μέσο 47

48 χιτώνα. Επίσης παρατηρείται έξοδος λευκοκυττάρων ή και ερυθροκυττάρων από τα αγγεία. Σε μεγαλύτερη καταστροφή μπορεί να υπάρξει ρήξη του τοιχώματος, με αποτέλεσμα αιμορραγία. Η έξοδος υγρού στον εξωαγγειακό χώρο σε μεγάλες ποσότητες συνεπάγεται αύξηση της εξωτερικής πίεσης στα τοιχώματα του αγγείου. Για τα μικρά αγγεία και τα τριχοειδή αυτό σημαίνει συμπίεση των τοιχωμάτων και περιορισμό της ροής αίματος 5,15. Γενικά, το ενδοθήλιο των τριχοειδών και των μικρών αγγείων είναι περισσότερο ακτινοευαίσθητο από αυτό των μεγάλων αγγείων. Υπάρχουν δυο πιθανές εξηγήσεις γι' αυτό: α) Βαρύτερες αλλοιώσεις παρατηρούνται στο ενδοθήλιο μικρών αγγείων που αιματώνουν όργανα ή ιστούς των οποίων το παρέγχυμα είναι ακτινοευαίσθητο και παρουσιάζει έντονη φλεγμονώδη αντίδραση στην ακτινοβολία, απ ότι σε αγγεία που αιματώνουν όργανα με ακτινoάντοχο παρέγχυμα. Συνεπώς η ακτινοευαισθησία του παρεγχύματος καθορίζει τον βαθμό ακτινικής βλάβης του αγγείου, το μέγεθος της φλεγμονώδους αντίδρασης και τελικά τον βαθμό αλλοίωσης του ενδοθηλίου των αγγείων από την ακτινοβολία. β) Η διαφορά ακτινοευαισθησίας σχετίζεται με την διάμετρο του αυλού. Η μείωση της διαμέτρου των μικρών αγγείων ακόμη και σε ελάχιστο βαθμό είναι δυνατόν να σταματήσει την κυκλοφορία, ενώ στα μεγάλα αγγεία ανάλογη στένωση του αυλού απλά επιβραδύνει την ροή του αίματος 15. ΟΨΙΜΗ ΒΛΑΒΗ Το περιαγγειακό ή υπενδοθηλιακό οίδημα ακολουθείται από αύξηση της ινοβλαστικής δραστηριότητας, με συνέπεια αύξηση της πυκνότητας και της ποσότητας των κολλαγόνων ινών του συνδετικού ιστού. Η διαδικασία αυτή μπορεί να συνεχίζεται αργά για αρκετά χρόνια και να προκαλέσει σταδιακά αύξηση του πάχους του τοιχώματος του αγγείου, την αντικατάσταση του μέσου χιτώνα των μικρών αγγείων από συνδετικό ιστό και την στένωση ή την απόφραξη του αυλού. (Σχήμα 8) Η ένταση της αντίδρασης είναι ανάλογη της συνολικής δόσης της ακτινοβολίας 5. Η αντικατάσταση του τοιχώματος των αρτηριδίων από ινώδη ιστό που είναι λιγότερο ευένδοτος και ανθεκτικός στην διάταση, τα καθιστά ευάλωτα στη νέκρωση που προκαλείται από αυξημένη πίεση. Παρόλο που υπάρχει κάποιος βαθμός αποκατάστασης με την μορφή του σχηματισμού νέων τριχοειδών, συνήθως τελικό αποτέλεσμα της ακτινοβόλησης είναι η μείωση του συνολικού αριθμού των τριχοειδών της περιοχής. 48

49 Οι βλάβες από την ακτινοβολία στα αγγεία δεν είναι ομοιόμορφες και συνεχείς, αλλά εμφανίζονται διάσπαρτα κατά περιοχές. Με την πρόοδο της αγγειακής βλάβης και τον σχηματισμό ουλής σε περισσότερες περιοχές κατά μήκος των αγγείων, πιθανώς να παρουσιαστούν εκφυλιστικές αλλοιώσεις 15. Το μέγεθος της βλάβης στους αιματούμενους από τα προσβεβλημένα αγγεία ιστούς, εξαρτάται από τον ρυθμό και τον βαθμό μείωσης της αιμάτωσης καθώς και από την ταχύτητα με την οποία δημιουργείται παράπλευρη κυκλοφορία. Εάν η αιμάτωση σταματήσει πλήρως και απότομα, όπως συμβαίνει στην περίπτωση της αγγειακής θρόμβωσης, η προκαλούμενη καταστροφή του αιματούμενου ιστού θα είναι μαζική και ταχεία. Εάν όμως η διακοπή γίνει σταδιακά, τότε προκαλείται αντίστοιχα βαθμιαία ατροφία του αιματούμενου ιστού 5,15. Σχήμα 8. Σχηματική παράσταση της ακτινικής βλάβης των τριχοειδών (1),των αρτηριδίων (2) και των μικρών αρτηριών (3). ( Mettler και Moseley 1985) Ο ρυθμός και το είδος της αποκατάστασης των ιστών που υπέστησαν ακτινική βλάβη, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αγγείωοη τους. Η μειωμένη ελαστικότητα και επανορθωτική ικανότητα των προσβεβλημένων μικρών αγγείων σε συνδυασμό με την ίνωση, μπορούν να παρεμποδίσουν τόσο την αιμάτωση, ώστε αν οι ιστοί αυτοί υποστούν τραυματισμό ή εκτεθούν σε αυξημένες λειτουργικές απαιτήσεις, να μην μπορέσουν να ανταποκριθούν και να υποστούν οξεία νέκρωση αρκετό διάστημα μετά την ακτινοβόληση 14,15,48. Κατά τους Marx και Johnson ένας παράγοντας μεγάλης σημασίας στην αντίδραση ή στην επιδεκτικότητα των ιστών και οργάνων στην ανάπτυξη απώτερων βλαβών σημαντικής κλινικής σημασίας, 49

50 είναι η ικανότητα που παρέμεινε στα ακτινοβολημένα μικρά αγγεία να αναγενώνται και να σχηματίζουν νέα δίκτυα κάτω από συνθήκες νέου τραυματισμού 14. Οι Mervin και Hill παρατήρησαν περιορισμένη ικανότητα του ακτινοβολημένου ενδοθηλίου να σχηματίζει νέα τριχοειδή μετά από τραυματισμό, η οποία πιθανώς οφείλεται σε υαλοειδή εκφύλισή του και σχηματισμό φράγματος από ινώδη ιστό γύρω από τα αγγεία 49. Παρόμοια ευρήματα αναφέρει και ο Fleming 50. Μόλυνση ή διάχυτο τραύμα ακτινοβολημένου οργάνου ή ιστού, όπου η αγγείωση έχει προσβληθεί και η ανταλλαγή της ύλης περιορίζεται, είναι συνήθως σημαντικός παράγων για απώτερη ακτινονέκρωσή του 15. Οι Brady και Cutright, ακτινοβόλησαν με συνολική δόση cgy τα βραχιόνια οστά επιμύων. Η αγγείωση περιορίστηκε 2 μήνες μετά την χορήγηση cgy, στο 28% του μη ακτινοβολημένου αντίστοιχου οστού. Μετά από 8 μήνες δεν υπήρξε αποκατάσταση της αγγείωσης. Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν στα πειραματόζωα που είχαν δεχθεί υψηλότερες δόσεις ακτινοβολίας 51. Οι Hoffmeister και συν. αναφέρουν 50% μείωση της κυκλοφορίας σε οστά επίμυος μετά από συνολική δόση cgy 52. Οι Rohrer και συν. παρατήρησαν στον μυελό ακτινοβολημένων γνάθων πιθήκων, ότι τα αγγεία όλων των μεγεθών, με πιθανή εξαίρεση των τριχοειδών, εμφάνισαν έντονες βλάβες. Σχηματίστηκε ινώδης πλάκα στον έσω χιτώνα των αγγείων η οποία αυξάνονταν σε μέγεθος, ώστε να προκαλέσει την απόφραξη του αυλού. Οι ινώδεις αυτές πλάκες καλύπτονταν από ενδοθήλιο. Δεν παρατηρήθηκαν ελκώσεις, θρόμβοι ή εναπόθεση λιπιδίων, όπως συμβαίνει στην περίπτωση αθηρωμάτωσης των αγγείων. Οι φλέβες αντίθετα, δεν φάνηκαν να επηρεάζονται, εκτός από αυτές που είχαν μυϊκά κύτταρα στο τοίχωμα τους, οι οποίες ανέπτυξαν σχηματισμό πλάκας, άλλα ποτέ στον βαθμό που παρατηρήθηκε στις αρτηρίες και τα αρτηρίδια. Στα συστήματα Havers παρουσιάστηκε στένωση του αυλού των αγγείων λόγω σχηματισμού ινώδους πλάκας, που οδηγούσε στην πλήρη απόφραξη του 53. Οι Mettler και Moseley, αναφέρουν ότι στις περισσότερες βλάβες των αγγείων που οφείλονται στην ακτινοβολία, δεν παρατηρείται διήθηση από λεμφοκύτταρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις παρατηρούνται μακροφάγα με το κυτταρόπλασμα τους πλήρες από κενοτόπια που περιέχουν λιπίδια (foam cells) και θεωρούνται από τους ίδιους παθογνωμονικά στοιχειά της ακτινικής βλάβης 5. Ο όρος foamy degeneration χρησιμοποιήθηκε από τον Flemming για την περιγραφή της εκφυλιστικής διαδικασίας του ενδοθηλίου 50

51 των αγγείων, η οποία χαρακτηρίζεται από την διόγκωση των ενδοθηλιακών κυττάρων, την απόσπαση τους από την βασική μεμβράνη τον σχηματισμό θρόμβων ινικής και τελικά την 50 απόφραξη (Σχήμα 8). Οι βλάβες αυτού του είδους προσομοιάζουν με εκείνες της αρτηριοσκλήρωσης που παρατηρείται κατά την γήρανση 40. Οι Lamberts και De Boer παρατήρησαν εναπόθεση μακροφάγων στον εσωτερικό χιτώνα της καρωτίδας ακτινοβολημένων κουνελιών που οδήγησε στον σχηματισμό αθηρωματικής πλάκας 54. Φαίνεται πως υπάρχει μία συνέργεια μεταξύ ακτινοβόλησης και χοληστερόλης του ορού, στον σχηματισμό της αθηρωματικής πλάκας των μεγάλων αγγείων των κουνελιών, περιστεριών και επιμύων 55. Η ακτινική βλάβη στην μικροκυκλοφορία αποτελεί ίσως τον σημαντικότερο παράγοντα των απώτερων αποτελεσμάτων της ακτινοβολίας, ιδιαίτερα στους ιστούς εκείνους που τα κύτταρά τους εμφανίζουν αργό ρυθμό πολλαπλασιασμού 5. ΒΛΑΒΗ ΤΩΝ ΣΙΕΛΟΓΟΝΩΝ ΑΔΕΝΩΝ - ΞΗΡΟΣΤΟΜΙΑ Όταν σιελογόνος αδένας ή μέρος του βρίσκεται στην πορεία της ακτινοβόλου δέσμης, υφίσταται εκφυλιστικές αλλοιώσεις και νέκρωση των αδενικών κυττάρων τα οποία αντικαθίστανται από ινώδη συνδετικό ιστό, διηθημένο από κύτταρα χρόνιας φλεγμονής 56. Η ξηροστομία εμφανίζεται σε σύντομο χρονικό διάστημα και δεν είναι πλήρως αντιστρεπτή 57. Η ροή του σιέλου μειώνεται δραστικά και μεταβάλλεται το ΡΗ και η σύνθεσή του 4. Η δράση του ως βακτηριοστατικό ελαττώνεται και διευκολύνεται ο πολλαπλασιασμός μικροοργανισμών που ευνοούν την ανάπτυξη τερηδόνας 58,59. Ιστολογική μελέτη των σιελογόνων αδένων του ανθρώπου 24 ώρες μετά από ακτινοβόληση με εφάπαξ δόσεις cgy έδειξε πύκνωση των πυρήνων, κενοτόπια στο κυτταρόπλασμα και απώλεια ζυμογόνων κοκκίων. Οι αλλοιώσεις αφορούσαν κυρίως στις ορογόνες αδενοκυψέλες και συνοδεύονταν από φλεγμονώδη κυτταρική διήθηση. Νεκρωτικά υπολείμματα παρατηρήθηκαν στους διεσταλμένους εκφορητικούς πόρους. Τα βλεννογόνα κύτταρα αντίθετα, παρουσίαζαν ελάχιστες ή καθόλου αλλοιώσεις 60. Οι Stephens και συν. παρατήρησαν οξεία εκφύλιση και νέκρωση των ορογόνων κυττάρων παρωτίδας και υπογναθίου αδένα πιθήκων, 24 μόλις ώρες μετά ακτινοβόληση με εφάπαξ δόση cgy ή 1020 cgy σε 6 δόσεις. Βλάβη των βλεννογόνων 51

52 κυττάρων του υπογναθίου αδένα παρουσιάστηκε μετά από δόσεις από cgy σε σημαντικά μικρότερο βαθμό σε σχέση με τα αντίστοιχα ορογόνα κύτταρα. Μετά την 16 η εβδομάδα από την ακτινοβόληση παρατηρήθηκε ατροφία, που οφείλονταν σε καταστροφή των ορογόνων αδενοκυψελών, λόγω μη αντικατάστασης των λειτουργικών ορογόνων κυττάρων που καταστράφηκαν λίγες μέρες μετά την ακτινοβόληση 61. Αν και δεν αποκλείεται η συμμετοχή της αγγειακής βλάβης στην ανάπτυξη της ατροφίας, φαίνεται ότι τα κύτταρα στόχοι της ακτινοβολίας στους σιελογόνους αδένες είναι τα ορογόνα αδενικά κύτταρα. Επειδή τα κύτταρα αυτά δεν πολλαπλασιάζονται, ο θάνατός τους αμέσως μετά την ακτινοβόληση δεν μπορεί να είναι μιτωτικός, αλλά μάλλον θάνατος μεσόφασης. Στον άνθρωπο, οι ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις εμφανίζονται εβδομάδες μετά την θεραπεία του κλασσικού κερματισμού και επί συνολικής δόσης cgy. Συνίστανται κυρίως σε απώλεια ορογόνων αδενοκυψελών, παραμόρφωση ή διάταση των εκφορητικών πόρων, συγκέντρωση πλασματοκυττάρων και λεμφοκυττάρων και σε ήπιας μορφής ίνωση 62. Τα βλεννογόνα κύτταρα επηρεάζονται σε μικρότερο βαθμό. Έξη μήνες μετά την ακτινοβόληση με συνολική δόση 6000 cgy, ο υπογνάθιος αδένας παρουσιάζει ίνωση, με πολλούς διεσταλμένους εκφορητικούς πόρους, πυκνό κολλαγόνο και κάποια πλασματοκύτταρα. Η βαρύτητα των ευρημάτων πάντως, παρουσιάζει σημαντικές διαφορές από άτομο σε άτομο. Στους ελάσσονες σιελογόνους αδένες, οι ιστολογικές αλλοιώσεις εμφανίζονται μετά την δεύτερη εβδομάδα από την έναρξη της ακτινοβόλησης. Οι αδενοκυψέλες εμφανίζονται διογκωμένες λόγω υπερέκκρισης βλέννας και διάτασης κάποιων κυττάρων. Άλλα αδενικά κύτταρα εμφανίζονται ατροφικά. Τα διογκωμένα κύτταρα ρήγνυνται και ο αυλός γεμίζει βλέννα. Ακολουθεί εκφύλιση των αδενοκυψελών και στις περισσότερες περιπτώσεις ίνωση με διήθηση από κυτταρικά στοιχεία χρόνιας φλεγμονής στον συνδετικό ιστό. Στο κυτταρόπλασμα των κυλινδρικών κυττάρων των εκφορητικών πόρων εμφανίζονται εωσινόφιλα κοκκία, ενώ στο επιθήλιο της βασικής στιβάδας παρατηρούνται κύτταρα με ακανόνιστο σχήμα και μέγεθος. Μετά από 4 περίπου εβδομάδες, τα βασικά κύτταρα των αδενοκυψελών και των αδενοσωλήνων πολλαπλασιάζονται, δίνοντας κυβοειδή και πλακώδη κύτταρα που συνδέονται με μεσοκυττάριες γέφυρες. Το μεταπλαστικό αυτό πλακώδες επιθήλιο, σε σπάνιες περιπτώσεις μπορεί να παρουσιάσει υπερπλασία, ή ακόμα και να δίνει εικόνα καλά 52

53 διαφοροποιημένου καρκινώματος. Μετά την 10η εβδομάδα από την έναρξη της θεραπείας, επέρχεται ίνωση που καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του αδένα 63. Κλινικά, τα συμπτώματα εμφανίζονται άμεσα, ακόμα και τις πρώτες ώρες μετά την πρώτη δόση κλασματοποιημένης ακτινοθεραπείας της κεφαλής και του τραχήλου και συνίστανται σε ευαισθησία και μερικές φορές σημαντικό οίδημα των σιελογόνων αδένων που συνοδεύεται από έντονο πόνο 40,63. Τα οξέα αυτά συμπτώματα συνήθως υποχωρούν σε λίγες μέρες. Με την πρόοδο της θεραπείας, το σάλιο γίνεται λιγοστό και πηχτό. Μείωση της ροής παρατηρήθηκε από το πρώτο 24ωρο μετά από εφ άπαξ ακτινοβόληση 2250 cgy 64. Μείωση της τάξης του 50% του σιέλου διέγερσης παρατηρείται μετά την πρώτη εβδομάδα τυπικής κλασματοποιημένης ακτινοθεραπείας κεφαλής και τραχήλου 56,65,66,67. Η μείωση συνεχίζεται σε σημείο που η ροή μόλις που ανιχνεύεται προς το τέλος μιας τυπικής θεραπείας 6-8 εβδομάδων 47,66,68. Εκτός από την ελάττωση της έκκρισης παρατηρείται αύξηση του ιξώδους, πτώση του ph, αυξημένη συγκέντρωση νατρίου, χλωρίου, ασβεστίου, μαγνησίου και πρωτεϊνών, μειωμένη δε συγκέντρωση διττανθρκικών και IgA 66,69. Η ξηροστομία καθιστά δύσκολη την μάσηση, κατάποση, ομιλία, και τη χρήση οδοντοστοιχιών. Συνήθως επιμένει αρκετούς μήνες ή και χρόνια μετά το πέρας της θεραπείας και πολλές φορές δεν υποχωρεί, ανάλογα με τον όγκο των ακτινοβοληθέντων αδένων, την συνολική δόση και την ιδιοσυγκρασία του ατόμου. Οι ασθενείς χρησιμοποιούν υγρά για να διευκολύνουν την κατάποση και πολλές φορές απομυζούν ζαχαρωτά για να καταπολεμήσουν τη στεγνή αίσθηση στο στόμα 41. Επέρχεται αλλαγή στις διαιτητικές συνήθειες που συνίσταται σε στροφή προς τις μαλακές τροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες. Η αλλαγή του ph και της σύστασης του σάλιου έχει ως αποτέλεσμα μεταβολές στην χλωρίδα του στόματος. ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΒΛΑΒΗ ΤΩΝ ΟΔΟΝΤΩΝ Η έκθεση στην ακτινοβολία οδόντων κατά την περίοδο της ανάπτυξής τους, δηλαδή πριν από την ηλικία των 10 ετών, έχει ως αποτέλεσμα ανωμαλίες στην σύνταξη, στην ενασβεστίωση και στην ανατολή. Η μορφή των αλλοιώσεων εξαρτάται από την ηλικία κατά την περίοδο της ακτινοβόλησης και την δόση της ακτινοβολίας και περιλαμβάνουν υποπλασία της αδαμαντίνης, μικροδοντία, αναστολή ανάπτυξης των ριζών, καθυστέρηση ή 53

54 αναστολή της ανατολής και αγενεσία των οδόντων 40,63. Οι περισσότερες περιπτώσεις αφορούν σε ανωμαλίες περί την διάπλαση των ριζών. Αυτό αποδίδεται όχι σε κάποια ιεραρχία ακτινοευαισθησίας, αλλά στην ηλικία κατά την εποχή της ακτινοβόλησης. Η άποψη αυτή ενισχύεται από την παρατήρηση ότι στο ίδιο άτομο η ανάπτυξη των ριζών όλων των ακτινοβοληθέντων οδόντων σταματά την ίδια χρονική στιγμή με αποτέλεσμα κάποια δόντια να αναπτυχθούν περισσότερο από τα άλλα. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο μηχανισμός της ανατολής των οδόντων, φαίνεται να είναι ανεξάρτητος από την διάπλαση, εφόσον οδόντες στους οποίους η ανάπτυξη της ρίζας έχει εντελώς ανασταλεί, συνεχίζουν να ανατέλλουν. Η έκθεση στην ακτινοβολία οδόντων ενήλικα ανθρώπου μπορεί να εμφανίζει άμεσα και έμμεσα αποτελέσματα. Τα άμεσα οφείλονται στην απ ευθείας δράση της ακτινοβολίας στους ιστούς, ενώ τα έμμεσα οφείλονται στην άρση της προστατευτικής και ρυθμιστικής δράσης του σιέλου, λόγω της μειωμένης ροής του αλλά και της αλλοιωμένης σύστασής του, εξαιτίας της ακτινικής βλάβης των σιελογόνων αδένων. Η απ ευθείας επίδραση της ακτινοβολίας στα ανόργανα και οργανικά συστατικά των οδόντων, δεν έχει πλήρως αποσαφηνιστεί. Η ακτινοβολία, από μόνη της, δεν φαίνεται να αυξάνει την διαλυτότητα της αδαμαντίνης, ούτε να αποδυναμώνει τα δομικά χαρακτηριστικά των δοντιών με οποιονδήποτε τρόπο 35,63,70 αν και ορισμένοι συγγραφείς αναφέρουν ότι οι ακτινοβολημένοι οδόντες ίσως έχουν μεγαλύτερη τάση απασβεστίωσης από τους μη ακτινοβολημένους 71. Τα πιο χαρακτηριστικά ευρήματα στους ακτινοβοληθέντες οδόντες του ενήλικα είναι οι πολλαπλές τερηδόνες και τα κατάγματα μύλης. Κατά τη διάρκεια της θεραπείας οι ασθενείς συνήθως παρατηρούν ευαισθησία των οδόντων στο κρύο και στο ζεστό, καθώς και στις γλυκές τροφές. Η ευαισθησία αυτή παρέρχεται μετά το τέλος της θεραπείας και τότε οι οδόντες αρχίζουν να χάνουν τη λάμψη τους και εμφανίζουν δυσχρωμίες. Αποκτούν αρχικά μία γκρίζα απόχρωση και μετέπειτα καφέ. Ένα περίπου χρόνο μετά την έναρξη της θεραπείας εμφανίζονται πολλαπλές τερηδόνες οι οποίες ξεκινούν από τον αυχένα του οδόντος και βαθμιαία επεκτείνονται καθ όλη την περίμετρό του. Στη συνέχεια εξαπλώνονται σε όλες τις επιφάνειες της μύλης, εμφανίζοντας σκούρα χροιά και σκληρή σύσταση. Τα κοπτικά χείλη και οι επιφάνειες σύγκλισης παρουσιάζουν αποτριβή και κατάγματα. Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι η ολική καταστροφή της μύλης 54

55 μερικών οδόντων, εν τούτοις οι ασθενείς συνήθως δεν πονούν, παρά την αποκάλυψη του πολφού 63. Η εμφάνιση των τερηδόνων δεν οφείλεται σε άμεση επίδραση της ακτινοβολίας στους οδόντες, αλλά στην ποσοτική και ποιοτική αλλαγή του σιέλου, λόγω της ακτινικής βλάβης των σιελογόνων αδένων. Ο μηχανικός καθαρισμός των οδόντων και η δράση του σιέλου ως ρυθμιστικό διάλυμα, περιορίζονται 4,72. Κατά τους Rubin και Doku, η ακτινοβολία δεν επηρεάζει τους οδοντικούς ιστούς, καθώς τερηδόνες παρατηρούνται και σε οδόντες έξω από το ακτινοβολημένο τμήμα της γνάθου 32. Η ανάπτυξη μικροοργανισμών με τερηδονογόνο δράση αποδίδεται κυρίως στις μεταβολές της συγκέντρωσης των ηλεκτρολυτών και των ανοσοσφαιρινών, που περιέχονται στον σίελο 73. Παρατηρείται αύξηση του streptococcus mutans και του lactobacillus σε βάρος άλλων λιγότερο τερηδονογόνων μικροοργανισμών. Παρόλο που η ανοσοβιολογική ανταπόκριση του σιέλου απέναντι στους παραπάνω μικροοργανισμούς αυξάνει, η δράση του στην πραγματικότητα περιορίζεται λόγω της μειωμένης του έκκρισης 70. Παρατηρείται συνήθως αλλαγή στις διαιτητικές συνήθειες των ασθενών, που συνίσταται σε στροφή προς μαλακές τροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες. Αυτή οφείλεται στην ακτινοβλεννογονίτιδα και στην ξηροστομία, οι οποίες καθιστούν επώδυνη τη μάσηση και δύσκολη την κατάποση αντίστοιχα. Οι αλλαγές αυτές συμβάλλουν στην αλλοίωση της στοματικής χλωρίδας και στην αύξηση του δείκτη τερηδόνας 59,73,74. Οι απόψεις διχάζονται επίσης όσον αφορά στην επίδραση της ακτινοβολίας στον πολφό του οδόντος. Πολλοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι δεν υπάρχουν κλινικά ή ιστολογικά παθολογικά ευρήματα στους ακτινοβολημένους οδόντες ενηλίκων, οι οποίοι δεν έφεραν αλλοιώσεις πριν από την ακτινοβόληση 40. Οι Hutton και συν. και οι Nickens και συν. μετά από πειραματικές έρευνες σε πιθήκους των οποίων οι γνάθοι ακτινοβολήθηκαν με συνολικές χορηγηθείσες δόσεις έως 7600 cgy, δεν αναφέρουν αλλοιώσεις στους οδοντικούς πολφούς, ανιχνεύσιμες με το οπτικό μικροσκόπιο. Οι Nickens και συν. παρατηρούν ότι ίσως οι σκληροί ιστοί του οδόντος παρέχουν ένα τείχος προστασίας από την ακτινοβολία. Από την άλλη μεριά όμως, λόγω της υψηλής LET της ακτινοβολίας της συσκευής 60 Co, το φαινόμενο της σκέδασης Compton είναι ο κύριος μηχανισμός αλληλεπίδρασης των ιστών με την ακτινοβολία. Οι Hutton και συν. θεωρούν ότι η αντοχή του πολφού στην ακτινοβολία, οφείλεται στον υψηλό βαθμό ωριμότητας του συγκεκριμένου ιστού 75,76. Οι Knowles και συν. εξέτασαν με το οπτικό και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο εξαχθέντες 55

56 οδόντες ασθενών οι οποίοι είχαν υποβληθεί σε ακτινοθεραπεία, οι οποίοι ήταν απολύτως υγιείς κατά την έναρξη της θεραπείας. Η εξέταση στο οπτικό μικροσκόπιο δεν έδειξε παρά μικρή μεταβολή του πάχους του τοιχώματος των αγγείων. Εξέταση με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM), έδειξε σημαντική πάχυνση του τοιχώματος των αρτηρηδίων (ενδαρτηρίτιδα). Στον συνδετικό ιστό παρατηρήθηκε ίνωση και πυκνή ινώδης κάψα γύρω από τα τριχοειδή, η οποία πιθανόν να περιορίζει περαιτέρω την θρέψη του ιστού. Δεν παρατηρήθηκαν αλλοιώσεις στον νευρικό ιστό, παρόλο που τα δόντια κλινικά παρουσίαζαν μειωμένη αισθητικότητα. Ο νευρικός ιστός θεωρείται ακτινοάντοχος και έτσι δικαιολογείται η απουσία αλλοιώσεων. Η μειωμένη λειτουργικότητά του είναι μάλλον επακόλουθο της μειωμένης θρέψης, συνεπεία της βλάβης των αγγείων, η οποία δεν μπορεί να του εξασφαλίσει την ενέργεια και τα ιόντα που απαιτούνται για την σωστή αγωγή των ερεθισμάτων 77. Ο πολφός είναι δυνατόν να παρουσιάσει αιμορραγία και οίδημα, ειδικά κοντά στην στιβάδα των οδοντινοβλαστών, οι οποίοι εμφανίζονται λεπτοί και ατροφικοί. Στα αγγεία εμφανίζεται οίδημα του ενδοθηλίου, απόφραξη κάποιων αυλών και ακολούθως ίνωση. Η μειωμένη παροχή αίματος λόγω της αγγειακής βλάβης και η αναστολή της λειτουργίας των οδοντινοβλαστών, έχουν ως αποτέλεσμα δυσχρωμίες των δοντιών και μειωμένη ζωτικότητα των πολφών. Η μείωση της ζωτικότητας, θεωρείται υπεύθυνη για την ευθραυστότητα της μύλης που παρατηρείται στους ακτινοβολημένους οδόντες. Τα κατάγματα της μύλης, μπορεί να είναι και επακόλουθα του πολλαπλού τερηδονισμού, ο οποίος παρουσιάζεται σαν έμμεσο σύμπτωμα, λόγω της μειωμένης ροής του σιέλου συνεπεία της ακτινικής βλάβης των σιελογόνων αδένων 63,71. Η παρουσία τερηδονισμένων οδόντων στην στοματική κοιλότητα, αποτελεί πιθανή πύλη εισόδου μικροοργανισμών στο νεκρωμένο οστούν μέσω της πολφικής κοιλότητας, των ριζοσωλήνων και του περιοδοντίου 78. Ο βαθμός αλλαγής των διαιτητικών συνηθειών και η ικανότητα του ασθενή να διατηρεί τη στοματική υγιεινή, καθορίζουν την πιθανή ή όχι ακεραιότητα των οδόντων στο μέλλον και συνεπώς την πιθανότητα εμφάνισης ακτινικής οστεομυελίτιδας 58,79. ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΒΛΑΒΗ ΤΩΝ ΜΥΩΝ - ΤΡΙΣΜΟΣ Η ακτινοβόληση των μυών της στοματικής κοιλότητας προκαλεί αλλοιώσεις στην υπερμικροσκοπική δομή των γραμμωτών μυϊκών ινών. Παρατηρούνται υπερχρωματικοί πυρήνες με μεταβολές στο 56

57 σχήμα τους, πύκνωση και καρυόλυση. Επίσης παρουσιάζεται οίδημα, απώλεια της κάθετης γράμμωσης και θρυμματισμός των μυϊκών ινιδίων. Στη συνέχεια μπορεί να εμφανιστεί ατροφία των μυϊκών ινών και αντικατάστασή τους με επανορθωτικό συνδετικό ιστό. Αποτέλεσμα της ίνωσης των μασητηρίων μυών είναι η εμφάνιση τρισμού 4,63,80. ΟΣΤΕΟΑΚΤΙΝΟΝΕΚΡΩΣΗ ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΟΣΤΕΟΜΥΕΛΙΤΙΔΑ Αποτελεί μια από τις πιο σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες της ακτινοθεραπείας όγκων της τραχηλοπροσωπικής χώρας. Η βαρύτητά της ποικίλει από εκείνη της ήπιας μορφής, που εμφανίζεται ως μικρή περιοχή απογυμνωμένου νεκρού οστού που συνοδεύεται με νέκρωση του υπερκείμενου βλεννογόνου και που ιάται αργά σε χρόνο μερικών μηνών, μέχρι αυτή της ταχείας καταστροφικής διαδικασίας που καταλήγει σε απώλεια μεγάλου τμήματος του οστού, δημιουργώντας λειτουργικά και αισθητικά προβλήματα 78. Ο Pappas την περιγράφει ως μια παθολογική διαδικασία, που έπεται ισχυρής ακτινοβόλησης και συνίσταται στη διαταραχή της φυσιολογικής ισορροπίας που υπάρχει μεταξύ οστεοσύνθεσης και οστεόλυσης 81. Κάποιοι συγγραφείς την διακρίνουν σε δυο ξεχωριστές παθολογικές οντότητες, ανάλογα με την παρουσία ή όχι μόλυνσης, την άσηπτη και την σηπτική ακτινική οστεομυελίτιδα 58,81,82. Πολλοί όροι έχουν κατά καιρούς χρησιμοποιηθεί για να την περιγράψουν. Σήμερα επικρατεί στην διεθνή βιβλιογραφία ο όρος "osteoradionecrosis" και στην ελληνική ο όρος "οστεοακτινονέκρωση", ο οποίος από πολλούς συγγραφείς χρησιμοποιείται με την ευρύτερη έννοια, ενώ άλλοι χρησιμοποιούν τον όρο αυτό μόνο για την άσηπτη μορφή της νόσου και για την σηπτική χρησιμοποιούν τον όρο "ακτινική οστεομυελίτιδα" 83. Για την ανάπτυξη της σηπτικής μορφής της νόσου απαιτείται, πέραν της ακτινοβόλησης και η συμβολή του τραύματος και της μόλυνσης 39. Οι λοιμογόνοι παράγοντες φθάνουν στο οστούν μέσω ενός μετεξακτικού φατνίου, περιοδοντικής λοίμωξης, τραυματικού έλκους από οδοντοστοιχία, δοθιήνος κ.α. Εγκαθίσταται τότε μια οξεία πυώδης οστεομυελίτιδα, η οποία μπορεί να προκαλέσει ταχεία καταστροφή σε μεγάλη έκταση του οστού της γνάθου 72,83,84. Υπάρχει άμεσος συσχετισμός ανάμεσα στην λύση της συνέχειας του βλεννογόνου και την ανάπτυξη της λοίμωξης. Ο υγιής βλεννογόνος και ο επιθηλιακός σύνδεσμος αποτελούν φραγμό για τους μικροοργανισμούς 85,86. Η ακτινοβολία, εκτός από τα οστά, προκαλεί βλάβες στα μαλακά μόρια, το δέρμα, τον βλεννογόνο της 57

58 στοματικής κοιλότητας, τους σιαλογόνους αδένες και τα δόντια. Κάθε μια από τις βλάβες αυτές, συνεισφέρει στο τελικό αποτέλεσμα 58,87. Η συχνότητα εμφάνισης της νόσου σε άτομα που υποβλήθηκαν σε ακτινοθεραπεία της γνάθου κυμαίνεται από 5% - 10% κατά τον Καρακάση 85. Άλλοι συγγραφείς όμως δίνουν πολύ διαφορετικά ποσοστά, από 0,70% 88 έως 44,20% 89,90. Αυτό εξηγείται από τις ιδιαιτερότητες της κάθε ομάδας που μελετήθηκε καθότι είναι πολλοί οι παράγοντες που επηρεάζουν την εμφάνιση της νόσου. Συγκεκριμένα είναι παράγοντες που έχουν σχέση με την γενική κατάσταση του ασθενούς, όπως προϋπάρχουσες χρόνιες λοιμώξεις, ξηροστομία, τερηδόνες, τραυματισμοί, εξαγωγές οδόντων, ηλικία, φύλο, στοματική υγιεινή, όπως και παράγοντες που έχουν σχέση με το σχήμα της ακτινοθεραπείας, όπως το είδος και η δόση της ακτινοβολίας, η θέση της πηγής και η θέση και το στάδιο του όγκου. Η εμφάνιση της ακτινικής οστεομυελίτιδας είναι συχνότερη στην κάτω παρά στην άνω γνάθο 78,81,83,88,91,92. Ο λόγος ίσως είναι η μεγαλύτερη περιεκτικότητα της κάτω γνάθου σε συμπαγή οστεΐνη ουσία από την άνω, πράγμα που συνεπάγεται αυξημένη δευτερογενή ακτινοβολία και τελικά μεγαλύτερη συνολική δόση 81,93. Κατά τους Μάρτη και συν. τις περισσότερες φορές εντοπίζεται στην περιοχή των προγομφίων της κάτω γνάθου. Αυτό γιατί από την περιοχή αυτή συνήθως διέρχεται η ακτινοβόλος δέσμη κατά την θεραπεία του ακανθοκυτταρικού καρκινώματος των χειλέων 94. Η παθοφυσιολογία της ακτινικής βλάβης των οστών έχει αποτελέσει αντικείμενο πλήθους μελετών σε πολλές από τις οποίες παρατηρείται διάσταση απόψεων. Οι απόψεις των ερευνητών διχάζονται κυρίως ανάμεσα σε αυτές των Rubin και Cassaret, οι οποίοι υποστηρίζουν ότι ο κύριος παράγοντας της ακτινικής βλάβης του οστού είναι η ακτινική βλάβη των αγγείων του 15, και σε εκείνες του Gowgiel ο οποίος πιστεύει ότι η οστεοακτινονέκρωση είναι κυρίως αποτέλεσμα της επίδρασης της ακτινοβολίας στα κύτταρα του οστίτη ιστού 85. Η παθοφυσιολογική αλληλουχία των ακτινικών αλλοιώσεων υπήρξε αντικείμενο διχογνωμίας. Ορισμένοι συγγραφείς θεωρούν ότι οι αλλοιώσεις των μικρών αγγείων προηγούνται χρονικά της βλάβης των οστικών κυττάρων 15,95,96, 97,98. Άλλοι, πιστεύουν ότι προηγείται η πύκνωση και η καταστροφή των οστεοκυττάρων και των οστεοβλαστών, ενώ η αγγειακή βλάβη εμφανίζεται αργότερα 85,99. Επικρατέστερη είναι η άποψη ότι ο βασικός παράγοντας που προκαλεί τις παρατηρούμενες αλλοιώσεις στα οστά είναι η ακτινική βλάβη των αγγείων, χωρίς όμως να αγνοείται η ακτινική βλάβη των οστικών κυττάρων 53,100,101. Φαίνεται ότι η ακτινική βλάβη στην μικροκυκλοφορία αποτελεί τον σημαντικότερο παράγοντα των 58

59 απώτερων αποτελεσμάτων της ακτινοβολίας, ιδιαίτερα στους ιστούς που έχουν κύτταρα με αργό ρυθμό πολλαπλασιασμού 5. Οι ακτινικές βλάβες των φυσιολογικών ιστών που σχετίζονται με την ακτινοθεραπεία, έχουν επανειλημμένα καταγραφεί με διάφορες μεθόδους. Ένα αξιόπιστο σύστημα βαθμονόμησης των βλαβών είναι αυτό που από κοινού προτείνουν οι RTOG (RADIATION THERAPY ONCOLOGY GROUP) και EORTC (EUROPEAN ORGANIZATION for RESEARCH and TREATMENT of CANCER), το SOMA (Subjective, Objective, Medical Management and Analytical Estimates). Το σύστημα αυτό αξιολογεί ταυτόχρονα: - Υποκειμενικά κριτήρια - Αντικειμενικά κλινικά ευρήματα - Την απαιτούμενη θεραπευτική αντιμετώπιση - Αναλυτικές μεθόδους για την εκτίμηση της προκαλούμενης ακτινικής βλάβης. Παρακάτω παρατίθεται ο πίνακας βαθμονόμησης της τοξικότητας στους ιστούς της στοματογναθικής περιοχής κατά RTOG EORTC. RTOG/EORTC Late Radiation Morbidity Scoring Schema 59

60 RTOG/EORTC Late Radiation Morbidity Scoring Schema ORGAN TISSUE 0 Grade 1 Grade 2 Grade 3 Grade 4 5 Slight atrophy Patch atrophy; Marked atrophy; Pigmentation Moderate SKIN None Gross Ulceration change telangiectasia; telangiectasia Some hair loss Total hair loss SUBCUTANEOUS TISSUE MUCOUS MEMBRANE SALIVARY GLANDS BONE JOINT None None None None None Slight induration (fibrosis) and loss of subcutaneous fat Slight atrophy and dryness Slight dryness of mouth Good response on stimulation Asymptomatic No growth retardation Reduced bone density Mild joint stiffness Slight limitation of movement Moderate fibrosis but asymptomatic Slight field contracture <10% linear reduction Moderate atrophy and telangiectasia Little mucous Moderate dryness of mouth Poor response on stimulation Moderate pain or tenderness Growth retardation Irregular bone sclerosis Moderate stiffness Intermittent or moderate joint pain Moderate limitation of movement Severe induration and loss of subcutaneous Necrosis tissue Field contracture >10% linear measurement Marked atrophy with complete dryness Ulceration Severe telangiectasia Complete dryness of mouth Fibrosis No response on stimulation Severe pain or tenderness Complete arrest of bone growth Dense bone sclerosis Severe joint stiffness Pain with severe limitation of movement D E A T H D I R E C T L Y R E L A T E D TO L Necrosis/ A Spontaneous T fracture E Necrosis/ Complete fixation E F F E C T S 60

61 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 61

62 62

63 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Α. Πειραματόζωα. Χρησιμοποιήθηκαν άρρενες λευκοί επίμυες της φυλής Wistar, ηλικίας14 εβδομάδων. Ο μόνιμος οδοντικός φραγμός του επίμυος αποτελείται από 16 δόντια: έναν τομέα και τρεις γομφίους ανά τεταρτημόριο. Οι τομείς παρουσιάζουν συνεχή ανατολή καθ όλη τη διάρκεια της ζωής, 5,5 6,0 mm ανά εβδομάδα, με συνεχή πολλαπλασιασμό και διαφοροποίηση αδαμαντινοβλαστών και οδοντινοβλαστών στον πολφό τους. Η εξισορρόπηση της σύγκλεισης επιτυγχάνεται με συνεχή αποτριβή των κοπτικών ακμών των τομέων. Οι γομφίοι δεν παρουσιάζουν συνεχή ανατολή και η οδοντογονία τους είναι παρόμοια με εκείνη του ανθρώπου. Τα πειραματόζωα προήλθαν από τις αποικίες του Εργαστηρίου Βιολογίας του Ιατρικού τμήματος της Σχολής Επιστημών Υγείας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Μετά τον απογαλακτισμό, τα νεαρά ζώα χωρίστηκαν ανά φύλο και τοποθετήθηκαν ανά 4-6 σε πλαστικά κλουβιά από Makrolon, στο δάπεδο των οποίων υπήρχε λεπτό στρώμα αποστειρωμένου ροκανιδιού. Στα πειραματόζωα χορηγήθηκε συνθετική τροφή (φύραμα 510 του εργοστασίου ΕΛ.ΒΙ.Ζ.) νερό ύδρευσης ad libitum, παρακολουθούνταν δε από εξειδικευμένο ζωοκόμο. Κατά τη διάρκεια του πειράματος τα ζώα φυλάσσονταν σε ειδικό χώρο του ιδίου εργαστηρίου, τοποθετημένα ανά 4 σε κλουβιά από Makrolon (μέγεθος ΙΙΙ). Ανά τετραήμερο αντικαθίστατο η τροφή, το νερό και το ξηραντικό και επίσης καθαρίζονταν και απολυμαίνονταν τα κλουβιά και οι πλαστικές φιάλες του νερού. Επίσης τα επιστόμια των φιαλών απολυμαίνονταν και ξεπλένονταν. Ως αντισηπτικό χρησιμοποιούνταν υδατικό διάλυμα κετυλοτριμεθυλοαμμωνίου 1% (Cetavlon). Τα πειραματόζωα σημαδεύτηκαν με ανεξίτηλη μελάνη και κρατήθηκε για το καθένα ατομικό ιστορικό που συμπληρώνονταν καθημερινά. Το ατομικό ιστορικό περιλάμβανε: -- Ημερομηνία γέννησης και μεταβολές του βάρους -- Ημερομηνία και περιγραφή των πειραματικών πράξεων που έγιναν σ αυτό. -- Συμπεριφορά (λήψη τροφής, ζωηρότητα, κατάσταση 63

64 τριχώματος). -- Μακροσκοπική εικόνα (απόπτωση τριχώματος, εμφάνιση οιδήματος, αιμορραγία κλπ). Για την προμήθεια των πειραματόζωων χορηγήθηκε άδεια από την Κτηνιατρική Υπηρεσία Θεσσαλονίκης με την Απόφαση αρ. Πρωτ. 13/10248 σύμφωνα με τις διατάξεις του Π.Δ.160/91 «περί προστασίας ζώων που χρησιμοποιούνται για πειραματικούς ή άλλους επιστημονικούς σκοπούς, σε συμμόρφωση με την Οδηγία 86/609/ΕΟΚ του Συμβουλίου». Κατά την διάρκεια του πειράματος υπεύθυνος κτηνίατρος ήταν ο Δρ Κωνσταντίνος Γκούρτσας. Β. Ανάπτυξη Πειραματικού σχεδίου. Συνολικός αριθμός πειραματόζωων : 32 Συνολική διάρκεια του πειράματος : 180 ημέρες Τα πειραματόζωα χωρίστηκαν ανά τέσσερα σε 8 ομάδες (1,2,3,4,5,6,7,8) ως εξής: Τρία ζώα από κάθε ομάδα ακτινοβολήθηκαν την πρώτη ημέρα του πειράματος στη περιοχή της κάτω γνάθου με εφάπαξ δόση 2000 cgy ακτινοβολίας- γ, από συσκευή 60 Co, με ρυθμό δόσης 198 cgy / min και απόσταση πηγής- δέρματος (SSD) 80 cm. Ο χρόνος ακτινοβόλησης ήταν 10 min και 6 sec σε πεδίο διαστάσεων 16 Χ 16 cm. Χρησιμοποιήθηκε η συσκευή Alcyon II του οίκου General Electric, του Θεαγενείου Α.Ν. Θεσσαλονίκης. Ένα ζώο από κάθε ομάδα χρησιμοποιήθηκε ως μάρτυρας. Η θυσία των πειραματόζωων έγινε ως εξής: Ομάδα 1 θυσιάστηκε την 15η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Ομάδα 2.»» 30η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Ομάδα 3.»» 45η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Ομάδα 4.»» 60η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Ομάδα 5»» 75η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Ομάδα 6»» 90η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Ομάδα 7»» 135η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Ομάδα 8...»» 180η ημέρα μετά την ακτινοβόληση. Γ. Πειραματικές πράξεις. Γ1) Νάρκωση. Αρχικά τα πειραματόζωα τοποθετήθηκαν επί 1-2 λεπτά, σε γυάλινο κώδωνα, μέσα στον οποίο υπήρχε τολύπιο από βαμβάκι εμποτισμένο με αιθέρα, προκειμένου να επιτευχθεί μία προνάρκωση. Στη συνέχεια μεταφέρθηκαν στη χειρουργική τράπεζα, όπου έγινε ένεση του αναισθητικού. Ως αναισθητικό 64

65 χρησιμοποιήθηκε νατριούχος θειοπεντάλη σε δόση 5 mgr/100 gr βάρους σώματος ( Pentothal, του οίκου Abott ), που επέφερε ικανοποιητικού βάθους αναισθησία για 45 λεπτά της ώρας περίπου. Η ένεση έγινε στη κοιλιά, ενδοπεριτοναϊκά, 1 περίπου cm πλάγια από τη μέση γραμμή, μετά από αναρρόφηση, ώστε να αποφευχθεί έγχυση του φαρμάκου στον εντερικό σωλήνα. Γ2) Ακτινοβόληση με συσκευή 60 Co. Τα πειραματόζωα αναισθητοποιήθηκαν και ακινητοποιήθηκαν ανά τετράδες σε ειδικά σχεδιασμένη συσκευή, η οποία έφερε θωράκιση μολύβδου πάχους 80 mm, αφήνοντας εκτεθειμένη στην ακτινοβόλο δέσμη αποκλειστικά την περιοχή της κάτω γνάθου. Η μέγιστη απορρόφηση από τους μαλθακούς ιστούς, της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από συσκευή Co-60, λαμβάνει χώρα σε βάθος 5 mm περίπου από την επιφάνεια του δέρματος 71. Έτσι, υπολογιζόμενου του πάχους των μαλθακών μορίων που καλύπτουν τη κάτω γνάθο του επίμυος σε 4 mm, τα πειραματόζωα τοποθετήθηκαν με την αριστερή πλευρά απέναντι από τη πηγή, ώστε το δεξιό ημιμόριο της γνάθου να απορροφά το σύνολο της δόσης. Για τον υπολογισμό της εφάπαξ δόσης χρησιμοποιήθηκε η έννοια της Nominal Standard Dose (NSD) η οποία βάσει του τύπου: D = NSD x N 0,24 x T 0,11 όπου: D : η συνολική δόση Ν : ο αριθμός των συνεδριών T : η συνολική διάρκεια της ακτινοθεραπείας σε ημέρες είναι η εφάπαξ ισοδραστική (isoeffective) δόση που προκαλεί το αυτό βιολογικό αποτέλεσμα στους υγιείς ιστούς με μία συνολική δόση κατατετμημένη σε συνεδρίες 5,102. Σύμφωνα με τα παραπάνω, η εφάπαξ δόση των 2000 cgy έχει το αυτό βιολογικό αποτέλεσμα στους υγιείς ιστούς με συνολική δόση 7400 cgy, χορηγούμενη με ρυθμό 200 cgy ανά συνεδρία και με 5 συνεδρίες την εβδομάδα. Γ3) Ευθανασία. Η ευθανασία έλαβε χώρα σε ειδική συσκευή του Εργαστηρίου Βιολογίας του Ιατρικού τμήματος της Σχολής Επιστημών Υγείας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Η συσκευή αυτή περιελάμβανε γυάλινο κώδωνα μέσα στον οποίο τοποθετούνταν το ζώο, συνδεδεμένο με φιάλη διοξειδίου του άνθρακα. Ανοίγοντας τη στρόφιγγα της φιάλης, το διοξείδιο του άνθρακα ως βαρύτερο του αέρα καταλάμβανε το κάτω μέρος του κώδωνα προκαλώντας στο ζώο ασφυξία, με 65

66 αποτέλεσμα να επέρχεται απώλεια των αισθήσεων σε 30 περίπου δευτερόλεπτα και σε 2 περίπου λεπτά ο θάνατος. Το ζώο παρέμενε στον κώδωνα 5 επί πλέον λεπτά για λόγους ασφαλείας και στη συνέχεια ο υπεύθυνος κτηνίατρος, ο οποίος ήταν παρών στην διαδικασία, διαπίστωνε τον θάνατό του. Γ4) Εκτομή της κάτω γνάθου. Το πειραματόζωο τοποθετήθηκε σε ύπτια θέση στην χειρουργική τράπεζα και έγινε τομή κατά μήκος της μέσης γραμμής από τον πώγωνα μέχρι την αρχή του στέρνου και αποκόλληση του δέρματος. Ακολούθησε τομή με ψαλίδι των καταφύσεων των μυών από το σώμα και τους κλάδους της κάτω γνάθου, αρχικά από την εξωτερική και μετά από την εσωτερική επιφάνεια, απελευθέρωση των κονδύλων και αφαίρεση της κάτω γνάθου. Μετά από αποκοπή των κλάδων εντοπίστηκαν τα ακροριζικά τρήματα των τομέων οδόντων. Οι ρίζες των κάτω τομέων του επίμυος, διατρέχουν το σώμα της κάτω γνάθου κατά το μεγαλύτερο μέρος του. Έτσι, αποκόπτοντας με το ψαλίδι μικρό τμήμα οστού από το οπίσθιο μέρος του σώματος της κάτω γνάθου, αποκαλύφθηκαν τα ακροριζικά τρήματα των τομέων, μέσω των οποίων χορηγήθηκε στον πολφό διάλυμα γλουταραλδεΰδης 3% ως σκληρυντικό, με τη βοήθεια σύριγγας ινσουλίνης το οποίο αφέθηκε να δράσει επί δύο λεπτά. Η λεπτομέρεια αυτή είχε μεγάλη σημασία διότι έκανε δυνατή την αφαίρεση του πολφού, χωρίς αυτός να τεμαχιστεί. Αποκόπτοντας 1 2 mm περίπου από το ακροριζικό τμήμα της ρίζας του δοντιού κατέστη άνετη η ακροριζική πρόσβαση στον πολφό, ο οποίος αφαιρέθηκε με τη χρήση μικροεργαλείου (πολφουλκού) κατάλληλου μεγέθους (συνήθως το Νο 30). Η σωστή επιλογή του μεγέθους του ήταν απαραίτητη καθότι ένα πολύ λεπτό μικροεργαλείο αφαιρεί μικρό τμήμα του πολφού τεμαχίζοντάς τον, ενώ ένα πολύ ευρύ τον συμπιέζει και τον παραμορφώνει. Η επιλογή του κατάλληλου πολφουλκού είχε σαν αποτέλεσμα με μια μικρή βύθιση του μικροεργαλείου, της τάξης των 2 3 mm, να εμπλακεί ο πολφός αρκετά ώστε έλκοντας το εργαλείο προς τα πίσω να αφαιρεθεί ολόκληρος και χωρίς παραμόρφωση. Οι πολφοί μετά την αφαίρεσή τους τοποθετήθηκαν σε διάλυμα γλουταραλδεΰδης 3% μέχρι την προετοιμασία τους για παρατήρηση στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Ιστοτεμάχια ελήφθησαν επίσης από τα ούλα και την γλώσσα, τα οποία διατηρήθηκαν σε διάλυμα γλουταραλδεΰδης 3% εφόσον προορίζονταν για παρατήρηση στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και σε διάλυμα φορμόλης 10% εφόσον προορίζονταν για παρατήρηση στο οπτικό μικροσκόπιο. 66

67 Γ5) Εργαστηριακές τεχνικές. Γ5α. Προετοιμασία των παρασκευασμάτων για παρατήρηση στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης: 1. Τεμαχισμός των ιστικών παρασκευασμάτων σε τεμάχια πάχους 0,5mm. 2. Αρχική μονιμοποίηση με ρυθμιστικό διάλυμα γλουταραλδεΰδης 3% ( μία ώρα). 3. Πλύσιμο με ρυθμιστικό διάλυμα. 4. Δεύτερη μονιμοποίηση με ρυθμιστικό διάλυμα τετροξειδίου του Οσμίου ( μία ώρα). 5. Πλύσιμο με ρυθμιστικό διάλυμα και κατόπιν με δισαπεσταγμένο νερό. 6. In tissue staining με εμβάπτιση σε υδατικό διάλυμα 1% ουρανυλλίου (12 ώρες). 7. Πλύσιμο με δισαπεσταγμένο νερό. 8. Αφυδάτωση με αυξανόμενης πυκνότητας υδατικά διαλύματα αιθυλικής αλκοόλης (30%, 50%, 70%, 96%, 100% από 5 λεπτά) 9. Τοποθέτηση σε μείγμα 50% εποξικών ρητινών και αιθυλικής αλκοόλης (10 λεπτά). 10. Τοποθέτηση σε εποξικές ρητίνες και φυγοκέντρηση για 20 λεπτά μέχρι τις 2000 στροφές/λεπτό. 11. Σκήνωση των ιστοτεμαχίων μέσα στις μήτρες, σε καθαρές εποξικές ρητίνες και τοποθέτηση στον κλίβανο (65-70 C) για 24 ώρες. 12. Λήψη λεπτών τομών ( nm) των παρασκευασμάτων στον υπερμικροτόμο. 13. «Χρώση» των ιστολογικών τομών με κιτρικό μόλυβδο (25 λεπτά. 67

68 14. Υπερμικροσκόπηση και φωτογράφηση των τομών στο Η.Μ. διέλευσης τύπου Jeol 2000 FX II του Εργαστηρίου Ιστολογίας και Εμβρυολογίας του Α.Π.Θ. Γ5β. Προετοιμασία των παρασκευασμάτων για παρατήρηση στο οπτικό μικροσκόπιο. 1. Μονιμοποίηση σε διάλυμα φορμόλης 10% (παραμονή για 5 μέρες). 2. Πλύσιμο με τρεχούμενο νερό βρύσης για 3 ώρες περίπου. 3. Αφυδάτωση με ανιούσας πυκνότητας σειρά αλκοολών ( 70% για 24 ώρες, 96% για ώρες και 100% για 3 ώρες). 4. Παραμονή σε τολουόλη για 5-7 λεπτά. 5. Λουτρό παραφίνης στους 56 C για ώρες. 6. Δεύτερο λουτρό παραφίνης στους 56 C για 3 ώρες. 7. Σκήνωση των ιστοτεμαχίων σε μπλοκ παραφίνης 8. Λήψη τομών πάχους 4μm στον μικροτόμο. 9. Χρώση των τομών. Η χρώση των τομών έγινε με αιματοξυλίνη εωσίνη ως εξής: α. Τοποθέτηση των τομών σε κλίβανο για 15 λεπτά. β. Εμβάπτιση σε ξυλόλη για 10 λεπτά. γ. Εμβάπτιση σε κατιούσας πυκνότητας σειρά αλκοολών (100%, 96%, 70% επί 5 λεπτά). δ. Πλύσιμο με νερό βρύσης. ε. Χρώση των τομών με αιματοξυλίνη. στ. Πλύσιμο με νερό βρύσης. ζ. Χρώση των τομών με εωσίνη. η. Πλύσιμο με νερό βρύσης. θ. Εμβάπτιση σε διάλυμα αιθυλικής αλκοόλης 96% δύο φορές. 68

69 ι. Εμβάπτιση σε καρβοξυλόλη. ια. Εμβάπτιση σε ξυλόλη ( 10 λεπτά). ιβ. Κάλυψη με βάλσαμο του Καναδά και τοποθέτηση καλυπτρίδας. Εικόνα 1. Αναισθητοποίηση των πειραματόζωων πριν την ακτινοβόληση. 69

70 Εικόνα 2. Πειραματόζωο αναισθητοποιημένο και ακινητοποιημένο, με την κάτω γνάθο εκτεθειμένη στην ακτινοβόλο δέσμη και το υπόλοιπο σώμα προστατευμένο με θωράκιση μολύβδου. Εικόνα 3. Τέσσερα πειραματόζωα αναισθητοποιημένα και ακινητοποιημένα, πριν την ακτινοβόληση. 70

71 Εικόνα 4. Η συσκευή 60 Co τύπου Alcyon II του οίκου General Electric, του Θεαγενείου Α.Ν. Θεσσαλονίκης, με τα τέσσερα πειραματόζωα στο πεδίο της ακτινοβόλησης. 71

72 72

73 2. ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΚΛΙΝΙΚΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ Κατά την έναρξη του πειράματος, όλα τα πειραματόζωα παρουσίαζαν φυσιολογική συμπεριφορά, όσον αφορούσε στην λήψη τροφής και στην ζωτικότητα. Όλα τα ακτινοβοληθέντα πειραματόζωα ανάνηψαν 4 6 ώρες μετά την νάρκωση και την ακτινοβόληση και παρουσίασαν φυσιολογική συμπεριφορά για περίπου δύο ημέρες. Κατά την τρίτη ημέρα εν τούτοις, παρατηρήθηκαν ελαφρώς μειωμένη ζωτικότητα και ελαττωμένη λήψη τροφής, που διήρκεσαν μία εβδομάδα περίπου, με ακόλουθη σταδιακή επάνοδο στα φυσιολογικά επίπεδα. Σε όλο το διάστημα αυτό, δεν παρατηρήθηκαν αξιόλογες μεταβολές του βάρους των ακτινοβοληθέντων πειραματόζωων. Στον στοματικό βλεννογόνο παρουσιάστηκε ελαφρά ερυθρότητα και στην γλώσσα ελαφρό οίδημα, την δεύτερη ημέρα μετά την ακτινοβόληση που υποχώρησε δύο περίπου ημέρες αργότερα. Οι γομφίοι καλύπτονταν από υπόλευκη ουσία, πιθανώς αποτελούμενη από υπολείμματα τροφής. Τα συμπτώματα αυτά ήταν ήπια και παρέρχονταν σταδιακά μετά από 2-3 ημέρες, για να εμφανιστεί ένα νέο ερύθημα κατά την δεύτερη εβδομάδα από την ακτινοβόληση. Απόπτωση τριχών παρατηρήθηκε σε μικρές περιοχές διαμέτρου 1 2 mm της παρειάς, 2-3 εβδομάδες μετά την ακτινοβόληση. Οι βλάβες στο τρίχωμα παρέμειναν καθ όλη την διάρκεια του πειράματος. Επομένως η εφ άπαξ ακτινοβόληση των επιμύων στην περιοχή της κάτω γνάθου με δόση ακτινοβολίας γ 2000 cgy από συσκευή 60 Co, προκάλεσε κλινική εικόνα ακτινοβλεννογονίτιδας, στο σύνολο σχεδόν των ακτινοβοληθέντων πειραματόζωων. Δεν παρατηρήθηκαν σοβαρά κλινικά συμπτώματα όπως ακτινική οστεομυελίτιδα, νέκρωση στοματικού βλεννογόνου, αποκάλυψη του οστού της κάτω γνάθου, ή στοματοδερμικό συρίγγιο σε κανένα από τα ακτινοβοληθέντα πειραματόζωα. 73

74 74

75 2.2 ΥΠΕΡΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΑ ΙΣΤΟΛΟΓΙΚΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ α) ΠΟΛΦΟΣ Ομάδα 1. Παρατηρούνται κατά περιοχές υπερμικροσκοπικές αλλοιώσεις στους οδοντοβλάστες, οι οποίες χαρακτηρίζονται από σημαντική διεύρυνση του ενδοπλασματικού δικτύου, αλλοιώσεις της δομής των μιτοχονδρίων (οίδημα, καταστροφή ακρολοφιών), και πύκνωση του πυρήνα. Σε μερικές περιπτώσεις παρατηρείται πλήρης καταστροφή του κυττάρου με έξοδο οργανυλλίων στον μεσοκυττάριο χώρο (εικ. 8) Στον συνδετικό ιστό του πολφού παρατηρούνται φυσιολογικοί ινοβλάστες, αλλά και ινοκύτταρα με εκφυλιστικές αλλοιώσεις οι οποίες ποικίλλουν από απλή διόγκωση του Ε.Δ. μέχρι πύκνωση του πυρήνα ή την πλήρη καταστροφή του κυττάρου (εικ. 10). Σε μερικές περιοχές παρατηρείται πύκνωση του συνδετικού ιστού με ανάπτυξη κολλαγόνων δεσμίδων ενώ τα παρακείμενα ινοκύτταρα παρουσιάζουν πλήρη εκφύλιση (εικ. 9). Στα τριχοειδή αγγεία, τα ενδοθηλιακά κύτταρα παρουσιάζουν μεγάλη λειτουργική δραστηριότητα, με σημαντικό αριθμό μεταφορικών κυστιδίων στο κυτταρόπλασμά τους και ευμεγέθη μιτοχόνδρια. Ωστόσο, σε μερικά τριχοειδή παρατηρείται θρόμβωση και σημαντικές αλλοιώσεις στα ενδοθηλιακά κύτταρα (εικ. 11). Στον περιαγγειακό χώρο συχνό εύρημα είναι η εμφάνιση υπερμικροσκοπικών αλλοιώσεων στα περιαγγειακά κύτταρα και στους ινοβλάστες (εικ. 6,7,11). Ομάδα 2. Παρατηρούνται οδοντοβλάστες με φυσιολογική δομή (εικ.12), με έντονη λειτουργική δραστηριότητα, όπως προκύπτει από τα μεγάλα μιτοχόνδρια και το διευρυμένο ενδοπλασματικό δίκτυο (εικ.13,15). Όπως είναι γνωστό, η λειτουργική τους δραστηριότητα αφορά στην παραγωγή οργανικών στοιχείων της οδοντίνης. Παρομοίως λειτουργικά δραστήριοι, με έντονη παραγωγή κολλαγόνου παρουσιάζονται οι ινοβλάστες, με επίσης πλούσιο ενδοπλασματικό δίκτυο και άφθονα μεγάλα μιτοχόνδρια (εικ.16). Εν τούτοις, σε μερικές περιοχές βρίσκονται οδοντοβλάστες σε διάφορα στάδια εκφύλισης, τα οποία κυμαίνονται από μεγάλη διεύρυνση του ενδοπλασματικού δικτύου και παρουσία μυελινοειδών σωματίων (εικ.18), μέχρι και πλήρη καταστροφή του κυττάρου με έξοδο των οργανυλλίων στον περικυττάριο χώρο και συρρίκνωση των πυρήνων (εικ.14). Χαρακτηριστική είναι η 75

76 παρουσία πολφολίθων, γνήσιων (εικ.19) είτε νόθων (εικ.17) και μάλιστα σε γειτονία με τα εκφυλισμένα κύτταρα. Ομάδα 3. Παρατηρούνται ινοβλάστες με έντονη λειτουργική δραστηριότητα (εικ. 20,21). Υπάρχουν εν τούτοις κατά περιοχές και ινοβλάστες με εκφυλιστικές αλλοιώσεις, όπως λιποειδή έγκλειστα και κατεστραμμένα μιτοχόνδρια. στους οποίους διακρίνονται διεύρυνση του μεσοκυττάριου χώρου και μορφολογικές αλλοιώσεις των μιτοχονδρίων. Στο ενδοθήλιο των τριχοειδών αγγείων παρατηρούνται συχνά μιτοχόνδρια με λίγες ακρολοφίες, καθώς και οιδηματώδη μιτοχόνδρια, κυστίδια, κυτταροπλασματικές προσεκβολές και διακοπές της συνέχειας του ενδοθηλιακού τοιχώματος (εικ. 22,23). Ομάδα 4. Παρατηρούνται ινοβλάστες με λειτουργική υπερδραστηριότητα (εικ.28) οι οποίοι εμφανίζουν πολλά κυστίδια εξωκυττάρωσης, σημαντική διεύρυνση του ενδοπλασματικού δικτύου και μορφολογικές διαταραχές στα μιτοχόνδρια (εικ.24,25). Στα ενδοθηλιακά κύτταρα των αγγείων παρατηρείται λειτουργική δραστηριότητα η οποία εκφράζεται με πινοκυττάρωση (εικ.27). Ωστόσο στα μιτοχόνδρια παρατηρούνται αλλοιώσεις όπως οίδημα, διεύρυνση των δεξαμενών και περιορισμός του αριθμού των ακρολοφιών (Εικ. 26,29). Ομάδα 5. Στους οδοντοβλάστες παρατηρούνται εκφυλιστικές αλλοιώσεις όπως οίδημα, διεύρυνση του ενδοπλασματικού δικτύου, πύκνωση των μιτοχονδρίων και πύκνωση της χρωματίνης του πυρήνα. Συχνό εύρημα αποτελεί η διεύρυνση του μεσοκυττάριου χώρου (εικ. 31,32,35). Στον διάμεσο συνδετικό ιστό υπάρχει αιμορραγική διήθηση (εικ. 30,32) και παρουσία μακροφάγων (εικ.37,38). Παρατηρείται εκφύλιση του ενδοθηλίου των τριχοειδών και σε κάποια αγγεία θρόμβωση (εικ. 33,34,36). Ομάδα 6. Παρατηρείται μεγάλος αριθμός κολλαγόνων ινών (εικ.40). Επίσης σημαντικός αριθμός φαγοκυττάρων και άλλων κυττάρων του αίματος στον συνδετικό ιστό (εικ. 39). Υπάρχουν αλλοιώσεις σε ομάδες εμμύελων νευρικών ινών οι οποίες συνίστανται σε οιδηματώδεις κυστικές διευρύνσεις στο έλυτρο, οίδημα των μιτοχονδρίων και οίδημα μεταξύ ελύτρου μυελίνης και νευρικής ίνας (εικ.41). Ομάδα 7. Παρατηρούνται ινοβλάστες με διευρυμένο ενδοπλασματικό δίκτυο και λυσσοσωμάτια (εικ.42). Επίσης 76

77 σημαντικός αριθμός κολλαγόνων και δικτυωτών ινών. Εμφανίζονται πολλά αδρανή ινοκύτταρα με μεγάλους πυρήνες και λίγο κυτταρόπλασμα (εικ. 45). Σε πολλά μικρά αγγεία παρατηρείται μεγάλος αριθμός ερυθρών αιμοσφαιρίων. Σε μερικές περιπτώσεις τα ερυθρά προσκολλώνται στο ενδοθήλιο και σε άλλες παρατηρείται πλήρης θρόμβωση των αγγείων. Σύνηθες εύρημα αποτελεί η πάχυνση του βασικού υμένα των τριχοειδών (εικ.43,44,46). Ομάδα 8. Παρατηρούνται αλλοιώσεις στα αγγεία οι οποίες εντοπίζονται στα ενδοθηλιακά κύτταρα αλλά και στα περιαγγειακά κύτταρα, όπου παρατηρούνται οιδηματώδη μιτοχόνδρια και διαυγείς σχηματισμοί στον πυρήνα. Συχνό εύρημα είναι η προσκόλληση ερυθρών στο ενδοθήλιο των αγγείων στο οποίο εμφανίζονται πινοκυτταρικά κυστίδια (εικ.47,48,49,50). Τέλος στον συνδετικό ιστό παρατηρούνται κυτταροβρίθεια και αύξηση του κολλαγόνου. 77

78 Εικόνα 5. Ομάδα 1. Τριχοειδές αγγείο με ανώμαλους πυρήνες των ενδοθηλιακών κυττάρων, και μορφολογικές αλλοιώσεις στα μιτοχόνδρια. Στον περιβάλλοντα συνδετικό ιστό παρατηρούνται κατεστραμμένοι ινοβλάστες καθώς και έξοδος οργανυλλίων στον μεσοκυττάριο χώρο (Αρχική μεγέθυνση Χ8000). 78

79 Εικόνα 6. Ομάδα 1. Τριχοειδή αγγεία με θρόμβωση και καταστροφή του ενδοθηλίου τους. Στον περιαγγειακό χώρο παρατηρούνται κατεστραμμένα ινοκύτταρα. (Αρχική μεγέθυνση Χ4000) Εικόνα 7. Ομάδα 1. Πλήρως κατεστραμμένο τριχοειδές αγγείο με εκφυλιστικές αλλοιώσεις των κυττάρων του συνδετικού ιστού του περιαγγειακού χώρου (Αρχική μεγέθυνση Χ6000). 79

80 Εικόνα 8. Ομάδα 1. Κατεστραμμένοι οδοντοβλάστες με πυρηνολυσία και έξοδο οργανυλλίων στον περικυττάριο χώρο (Αρχική μεγέθυνση Χ10.000). 80

81 Εικόνα 9. Ομάδα 1. Πλήρως εκφυλισμένο ινοκύτταρο (συρρίκνωση) και σημαντική αύξηση του κολλαγόνου του πολφού (Αρχική μεγέθυνση Χ8000). Εικόνα 10. Ομάδα 1. Ινοβλάστες σε διάφορα στάδια λειτουργικότητας, μέχρι το στάδιο της πλήρους εκφύλισης (Αρχική μεγέθυνση Χ4000). 81

82 Εικόνα 11. Ομάδα 1. Τριχοειδές αγγείο με ενδοθήλιο που εμφανίζει έντονη λειτουργικότητα με πολλά μεταφορικά κυστίδια. Εν τούτοις παρατηρούνται αλλοιώσεις στη μορφολογία των πυρήνων των ενδοθηλιακών κυττάρων και αλλοιώσεις σε ορισμένα μιτοχόνδρια ( οίδημα, ανωμαλίες στο σχήμα). Ανάλογες ανωμαλίες εμφανίζονται στα περικύτταρα και τους ινοβλάστες του περιαγγειακού χώρου (Αρχική μεγέθυνση Χ8000). 82

83 Εικόνα 12. Ομάδα 2: Οδοντοβλάστες με φυσιολογική μορφολογία (αρχική μεγέθυνση Χ8000). 83

84 Εικόνα 13. Ομάδα 2: Οδοντοβλάστες με φυσιολογική μορφολογία και πλούσιο Ε.Δ. (αρχική μεγέθυνση Χ6000). 84

85 Εικόνα 14. Ομάδα 2: Οδοντοβλάστες σε εκφύλιση (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). Εικόνα 15. Ομάδα 2: Οδοντοβλάστες με κατά περιοχές σημαντική διεύρυνση του ΕΔ (αρχική μεγέθυνση Χ 10000). 85

86 Εικόνα 16. Ομάδα 2: Ινοβλάστης δραστήριος με άφθονα μεγάλα μιτοχόνδρια (αρχική μεγέθυνση Χ10000). 86

87 Εικόνα 17. Ομάδα 2: Οδοντοβλάστης δραστήριος, νόθος πολφόλιθος (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). 87

88 Εικόνα 18. Ομάδα 2: Οδοντοβλάστης με διευρυμένο Ε.Δ., κυστίδια και πολυμεμβρανώδη σωμάτια (αρχική μεγέθυνση Χ 10000). Εικόνα 19. Ομάδα 2: Πολφόλιθοι γνήσιοι και κατεστραμμένα κύτταρα (αρχική μεγέθυνση Χ8000). 88

89 Εικόνα 20. Ομάδα 3: Ινοβλάστες σε λειτουργική δραστηριότητα (αρχική μεγέθυνση Χ 5000). 89

90 Εικόνα 21. Ομάδα 3: Οδοντοβλάστες σε λειτουργική δραστηριότητα (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). Εικόνα 22. Ομάδα 3: Τριχοειδές αγγείο θυριδωτού τύπου και περιαγγειακά κύτταρα. Παρατηρούνται λίγα μεταφορικά κυστίδια και κυτταροπλασματικές προσεκβολές στα ενδοθηλιακά κύτταρα (Αρχική μεγέθυνση Χ 8000). 90

91 Εικόνα 23. Ομάδα 3: Τριχοειδές αγγείο θυριδωτού τύπου. Παρατηρούνται οιδηματώδη μιτοχόνδρια με λίγες ακρολοφίες, μεγάλα κυστίδια και μικρές κυτταροπλασματικές προσεκβολές. Επάνω δεξιά παρατηρείται αδιαφοροποίητο μεσεγχυματικό κύτταρο (αρχική μεγέθυνση Χ 4000). 91

92 Εικόνα 24. Ομάδα 4: Ινοβλάστης με κυτταροπλασματικές προσεκβολές και ινοκύτταρα σε διάφορα στάδια εκφύλισης (αρχική μεγέθυνση Χ 5000). Εικόνα 25. Ομάδα 4: Ινοβλάστης σε λειτουργική υπερδραστηριότητα (εξωκυττάρωση) και ινοβλάστες υπό εκφύλιση με σημαντική διεύρυνση του ΕΔ και μορφολογικές αλλοιώσεις στα μιτοχόνδρια, όπως λίγες ακρολοφίες και κοκκώδες ίζημα στις δεξαμενές (αρχική μεγέθυνση Χ 10000). 92

93 Εικόνα 26. Ομάδα 4: Αγγείο και περιαγγειακός χώρος με αδιαφοροποίητα μεσεγχυματικά κύτταρα (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). Εικόνα 27. Ομάδα 4: Ενδοθηλιακό κύτταρο με πινοκυττάρωση στην επιφάνειά του. Παρατηρούνται οιδηματώδεις αλλοιώσεις των μιτοχονδρίων (αρχική μεγέθυνση Χ 15000). 93

94 Εικόνα 28. Ομάδα 4: Ινοβλάστες σε εύρυθμη λειτουργική δραστηριότητα, συνδεδεμένοι με δεσμοσωμάτια σε δίκτυο. Σύνηθες στον φυσιολογικό οδοντικό πολφό (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). Εικόνα 29. Ομάδα 4: Περικύτταρο αγγείου με διεύρυνση ΕΔ και οιδηματώδη μιτοχόνδρια (αρχική μεγέθυνση Χ 12000). 94

95 Εικόνα 30. Ομάδα 5: Οδοντοβλάστες υπό εκφύλιση και αιμορραγική διήθηση στον διάμεσο ιστό (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). 95

96 Εικόνα 31. Ομάδα 5: Οδοντοβλάστες φυσιολογικοί (αρχική μεγέθυνση Χ 8000). Εικόνα 32. Ομάδα 5: Οδοντοβλάστες εκφυλισμένοι και αιμορραγική διήθηση στον διάμεσο ιστό (αρχική μεγέθυνση Χ 4000). 96

97 Εικόνα 33. Ομάδα 5: Αγγείο με ερυθρά αιμοσφαίρια, εκφυλισμένο ενδοθήλιο και περιαγγειακό κύτταρο με μορφολογικές αλλοιώσεις (αρχική μεγέθυνση Χ 5000). Εικόνα 34. Ομάδα 5: Αγγείο με ερυθρά αιμοσφαίρια και κατεστραμμένο ενδοθήλιο (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). 97

98 Εικόνα 35. Ομάδα 5: Οδοντοβλάστες με διεύρυνση του ΕΔ και οιδηματώδη μιτοχόνδρια. Παρατηρείται διεύρυνση του μεσοκυττάριου χώρου (αρχική μεγέθυνση Χ 8000). Εικόνα 36. Ομάδα 5: Αγγείο με ερυθρά αιμοσφαίρια και ενδοθήλιο υπό εκφύλιση, με αλλοιώσεις μιτοχονδρίων και αραιοχρωματικό πυρήνα (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). 98

99 Εικόνα 37. Ομάδα 5: μεγέθυνση Χ 6000). Μακροφάγο στον διάμεσο συνδετικό ιστό (αρχική Εικόνα 38. Ομάδα 5: Μακροφάγα με φαγοκυτταρική δραστηριότητα στον διάμεσο συνδετικό ιστό (αρχική μεγέθυνση Χ 4000). 99

100 Εικόνα 39. Ομάδα 6: Ιστιοκύτταρο με φαγοκυτταρική δραστηριότητα (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). Εικόνα 40. Ομάδα 6: Κολλαγόνες δεσμίδες και ινοκύτταρα (αρχική μεγέθυνση Χ 5000). 100

101 Εικόνα 41.Ομάδα 6: Εμμύελες νευρικές ίνες με εκφυλιστικές αλλοιώσεις. Παρατηρούνται οιδηματώδεις κυστικές διευρύνσεις στο έλυτρο, οίδημα των μιτοχονδρίων και οίδημα μεταξύ ελύτρου μυελίνης και νευρικής ίνας (αρχική μεγέθυνση Χ 5000). 101

102 Εικόνα 42. Ομάδα 7: Ινοβλάστες με διευρυμένο ΕΔ και λυσσοσωμάτια. Κολλαγόνο και δικτυωτές ίνες (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). Εικόνα 43. Ομάδα 7: Αγγείο θρομβωμένο με ερυθρά αιμοσφαίρια και πλήρως κατεστραμμένο ενδοθήλιο (αρχική μεγέθυνση Χ 8000). 102

103 Εικόνα 44. Ομάδα 7: Αγγείο με προσκόλληση ερυθρών αιμοσφαιρίων στο ενδοθήλιο. Στον περιβάλλοντα συνδετικό ιστό παρατηρούνται ινοβλάστες με μορφολογικές αλλοιώσεις (αρχική μεγέθυνση Χ 5000). 103

104 Εικόνα 45. Ομάδα 7: Ινοκύτταρα αδρανή με πυρήνες με ανώμαλο σχήμα και λίγα οργανύλλια στο κυτταρόπλασμα (αρχική μεγέθυνση Χ 10000). Εικόνα 46. Ομάδα 7: Αγγείο και ινοκύτταρα. Προσκόλληση ερυθρών στο ενδοθήλιο και διασπορά οργανυλλίων στον περιβάλλοντα συνδετικό ιστό (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). 104

105 Εικόνα 47. Ομάδα 8: Ενδοθηλιακά κύτταρα με αλλοιώσεις στον πυρήνα. Παρατηρείται διεύρυνση του ΕΔ στα περιαγγειακά κύτταρα και τους ινοβλάστες (αρχική μεγέθυνση Χ 6000). Εικόνα 48. Ομάδα 8: Αγγείο με περιεχόμενο πολλών αιμοπεταλίων. Περιαγγειακά κύτταρα και ινοβλάστες σε φυσιολογική κατάσταση (αρχική μεγέθυνση Χ 8000). 105

106 Εικόνα 49. Ομάδα 8: Αγγείο υπεραιμικό. Παρατηρείται εκφυλιστική αλλοίωση του ενδοθηλίου και των περικυττάρων (αρχική μεγέθυνση Χ 8000). Εικόνα 50. Ομάδα 8: Ενδοθηλιακά και περιαγγειακά κύτταρα με μικρό αριθμό οργανυλλίων και αύξηση των ινιδίων του κυτταροπλάσματος. (αρχική μεγέθυνση Χ 8000). 106

107 β) ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΣ ΟΥΛΩΝ Ομάδα 1. Στο επιθήλιο του βλεννογόνου παρατηρείται διεύρυνση των μεσοκυττάριων χώρων στην βασική και στην ακανθωτή στιβάδα. Τα κύτταρα παρουσιάζουν οιδηματώδη μιτοχόνδρια με σκοτεινά κοκκία και πυρήνες με ανώμαλο σχήμα (εικ. 50,51,52,53). Στο κυτταρόπλασμα εμφανίζονται στρογγυλά σκοτεινά κοκκία (μελανίνης). Τα μιτοχόνδρια είναι οιδηματώδη και οι πυρήνες παρουσιάζουν ανωμαλίες στο σχήμα (εικ.54). Στο χόριο παρατηρούνται πυκνές ίνες κολλαγόνου, ινοβλάστες με έντονη λειτουργική δραστηριότητα αλλά και ινοκύτταρα με εκφυλιστικές αλλοιώσεις (εικ.55,56). Στο ενδοθήλιο των αγγείων εμφανίζεται πάχυνση του βασικού υμένα και πινοκυτταρική δραστηριότητα. Στον αυλό ορισμένων αγγείων είναι εμφανής συγκόλληση ερυθρών αιμοσφαιρίων (εικ.57). Ομάδα 2. Στους μεσοκυττάριους χώρους του επιθηλίου παρατηρείται κοκκώδες ίζημα. Η κεράτινη στιβάδα εμφανίζει σημαντική πάχυνση. Ομάδα 3. Τα κύτταρα της βασικής στιβάδας του επιθηλίου εμφανίζουν ανώμαλο σχήμα και πυρήνα με εγκολπώσεις. Στον συνδετικό ιστό του χορίου παρατηρούνται ινοβλάστες με σημαντική διεύρυνση του ΕΔ, οιδηματώδη μιτοχόνδρια και ανωμαλίες στο σχήμα του πυρήνα. Στο ενδοθήλιο των αγγείων παρατηρούνται άφθονα πινοκυτταρικά κυστίδια και οιδηματώδη μιτοχόνδρια. Διευρυμένο τραχύ ΕΔ και ευμεγέθη μιτοχόνδρια παρουσιάζουν και τα περιαγγειακά κύτταρα. Τα ευρήματα από τα ούλα στα πειραματόζωα της 2 ης και 3 ης ομάδας ήταν παρόμοια με εκείνα της 1 ης ομάδας σε μεγαλύτερη όμως έκταση. Ομάδες 4 και 5. Στον συνδετικό ιστό του χορίου παρατηρείται ίνωση και αιμορραγική διήθηση. Εμφανίζονται παχιές κολλαγόνες δεσμίδες με διάσπαρτα ινοκύτταρα και λίγα ερυθροκύτταρα ανάμεσα στις δεσμίδες (εικ.58,59). Ομάδα 6. Στον συνδετικό ιστό του χορίου παραμένει η εικόνα της ίνωσης. Το ενδοθήλιο των αγγείων του χορίου παρουσιάζει πάχυνση της βασικής μεμβράνης, λίγα κυστίδια και κύτταρα με οιδηματώδη μιτοχόνδρια και ανώμαλους πυρήνες. Πολλά τριχοειδή εμφανίζουν υπεραιμία ή θρόμβωση (εικ.60). Ομάδες 7 και 8. Χαρακτηριστικό εύρημα στις ομάδες αυτές είναι η εκτεταμένη ίνωση του συνδετικού ιστού του χορίου. Σε πολλούς ινοβλάστες υπάρχουν εκφυλιστικές αλλοιώσεις όπως κυστική διεύρυνση του ΕΔ και ποικίλες βλάβες των μιτοχονδρίων. Συχνό 107

108 εύρημα είναι η ρήξη της κυτταρικής μεμβράνης και η έξοδος των οργανυλλίων στον εξωκυττάριο χώρο (εικ. 61,62). Να σημειωθεί ότι η εξέταση του χορίου του βλεννογόνου των ούλων στο οπτικό μικροσκόπιο, αποκαλύπτει εμφάνιση σημαντικού αριθμού νεόπλαστων τριχοειδών στα παρασκευάσματα των τριών τελευταίων ομάδων (εικ.63). Εικόνα 50. Ομάδα 1. Κερατινοποιημένο επιθήλιο. Διακρίνονται κοκκία κερατοϋαλίνης (Αρχική μεγέθυνση Χ5000). 108

109 Εικόνα 51. Ομάδα 1. Κερατινοποιημένο επιθήλιο με κύτταρα τα οποία και συνδέονται με δεσμοσωμάτια (Αρχική μεγέθυνση Χ12000). Εικόνα 52. Ομάδα 1. Βασική στιβάδα επιθηλίου στην οποία διακρίνονται διευρυμένοι μεσοκυττάριοι χώροι. Στο κυτταρόπλασμα παρατηρούνται οιδηματώδη μιτοχόνδρια, ενώ οι πυρήνες των κυττάρων εμφανίζουν ανώμαλο λοβωτό σχήμα (Αρχική μεγέθυνση Χ5000). 109

110 Εικόνα 53. Ομάδα 1. Βασική στιβάδα επιθηλίου με διευρυμένους μεσοκυττάριους χώρους, οιδηματώδη μιτοχόνδρια και πυρήνες με ανώμαλο σχήμα. Στο χόριο παρατηρείται οίδημα και ινοβλάστης με αυξημένη λειτουργική δραστηριότητα (Αρχική μεγέθυνση Χ5000). 110

111 Εικόνα 54. Ομάδα 1. Στην ακανθωτή στιβάδα επιθηλίου παρατηρούνται, κατά περιοχές, διευρυμένοι μεσοκυττάριου χώροι, σκοτεινά στρογγυλά κοκκία μέσα στα κύτταρα, οιδηματώδη μιτοχόνδρια και πυρήνες με ανώμαλο σχήμα (Αρχική μεγέθυνση Χ5000). Εικόνα 55. Ομάδα 1. Χόριο, συνδετικός ιστός: ινοβλάστης με σημαντική διεύρυνση του ΕΔ (Αρχική μεγέθυνση Χ6000). 111

112 Εικόνα 56. Ομάδα 1. Χόριο, συνδετικός ιστός: Πυκνό κολλαγόνο, ινοκύτταρο και εκφυλισμένος ινοβλάστης (Αρχική μεγέθυνση Χ5000) 112

113 . Εικόνα 57. Ομάδα 1. Μικρό τριχοειδές αγγείο στον αυλό του οποίου παρατηρείται θρόμβος. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα παρουσιάζουν εκφυλιστικές διεργασίες όπως πύκνωση του πυρήνα, οιδηματώδη μιτοχόνδρια και ελάχιστα κυστίδια. Παρατηρείται μεγάλη πάχυνση του βασικού υμένα ο οποίος περιβάλλει εκφυλισμένο περικύτταρο. (Αρχική μεγέθυνση Χ5000). 113

114 Εικόνα 58. Ομάδα 4. Παχιές κολλαγόνες δεσμίδες (ίνωση) και μικρός αριθμός ινοκυττάρων στον συνδετικό ιστό του χορίου των ούλων (Αρχική μεγέθυνση Χ6000). Εικόνα 59. Ομάδα 4. Παρουσία ερυθοκυττάρων ανάμεσα στις κολλαγόνες δεσμίδες (αιμορραγική διήθηση) (Αρχική μεγέθυνση Χ6000). 114

115 Εικόνα 60. Ομάδα 6. Τριχοειδές αγγείο στο οποίο το ενδοθήλιο χαρακτηρίζεται από παχιά βασική μεμβράνη, οιδηματώδη μιτοχόνδρια, λίγα κυστίδια και ανώμαλο πυρήνα. Μέσα στον αυλό παρατηρείται συγκόλληση ερυθρών αιμοσφαιρίων (θρόμβωση) (Αρχική μεγέθυνση Χ8000). 115

116 Εικόνα 61. Ομάδα 8. Στον συνδετικό ιστό του χορίου του βλεννογόνου παρατηρούνται ίνωση και εκφυλισμένα ινοκύτταρα (Αρχική μεγέθυνση Χ6000). Εικόνα 62. Ομάδα 8. Ρήξη κυττάρου του συνδετικού ιστού και έξοδος οργανυλλίων στον εξωκυττάριο χώρο (Αρχική μεγέθυνση Χ12000). 116

117 Εικόνα 63. Ομάδα 6, βλεννογόνος ούλων. Παρατηρείται στο χόριο σημαντικός αριθμός νεόπλαστων τριχοειδών. Χρώση αιματοξυλίνη εωσίνη, Χ

118 118

119 γ) ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΣ ΓΛΩΣΣΑΣ Τα ευρήματα από τον βλεννογόνο της γλώσσας είναι παρόμοια με αυτά του βλεννογόνου των ούλων. Ομάδα 1. Χαρακτηριστικά ευρήματα από το επιθήλιο είναι τα οιδηματώδη μιτοχόνδρια και οι ανωμαλίες στο σχήμα του πυρήνα των κυττάρων της βασικής (εικ.64) και της ακανθωτής στιβάδας (εικ.65). Κατά τόπους εμφανίζεται διεύρυνση των μεσοκυττάριων χώρων. Στο χόριο παρατηρούνται πυκνές ίνες κολλαγόνου, ινοβλάστες με έντονη λειτουργική δραστηριότητα αλλά και ινοκύτταρα με εκφυλιστικές αλλοιώσεις (εικ.66). Στο ενδοθήλιο των αγγείων παρατηρούνται πάχυνση του βασικού υμένα, οιδηματώδη μιτοχόνδρια και άφθονα πινοκυτταρικά κυστίδια. Ομάδες 2 και 3. Τα ευρήματα από τον βλεννογόνο της γλώσσας των πειραματόζωων των ομάδων αυτών δεν διέφεραν σημαντικά από τα ευρήματα της προηγούμενης ομάδας (εικ.67,68). Ομάδα 4, 5 και 6. Τα σημαντικότερα ευρήματα στην ομάδα αυτή εντοπίζονται στο χόριο. Στον συνδετικό ιστό παρουσιάζεται ίνωση και αιμορραγική διήθηση. Εμφανίζονται παχιές κολλαγόνες δεσμίδες και λίγα ερυθροκύτταρα ανάμεσά τους. Επίσης παρατηρούνται ινοκύτταρα με οιδηματώδη μιτοχόνδρια και πυκνωτικούς πυρήνες. Σημαντικές είναι οι αλλοιώσεις στα τριχοειδή αγγεία του συνδετικού ιστού. Η βασική μεμβράνη παρουσιάζει πάχυνση και στο ενδοθήλιο παρατηρούνται άφθονα πινοκυτταρικά κυστίδια (εικ.69). Τα μιτοχόνδρια των ενδοθηλιακών κυττάρων παρουσιάζουν διάφορου τύπου εκφυλιστικές αλλοιώσεις (οίδημα έως μυελινοειδή σωμάτια). Σε ορισμένα τριχοειδή παρατηρείται πολλαπλασιασμός του ενδοθηλίου (εικ.71). Συχνό εύρημα είναι η υπεραιμία αλλά και η πλήρης απόφραξη τριχοειδών αγγείων (εικ.70). Ομάδες 7 και 8. Το πιο χαρακτηριστικό εύρημα στις ομάδες αυτές είναι η εκτεταμένη ίνωση του συνδετικού ιστού του χορίου (εικ.72). Τέλος, η εξέταση του χορίου του βλεννογόνου της γλώσσας στο οπτικό μικροσκόπιο, αποκαλύπτει εμφάνιση σημαντικού βαθμού νεοαγγειογένεση στα πειραματόζωα της 6 ης, 7 ης και 8 ης ομάδας (εικ.73). 119

120 Εικόνα 64. Ομάδα 1. Βασική στιβάδα βλεννογόνου γλώσσας, ακανθωτά κύτταρα και μελανοκύτταρο. Παρατηρούνται οιδηματώδη μιτοχόνδρια και κατά περιοχές διεύρυνση των μεσοκυττάριων χώρων. Αρχική μεγέθυνση Χ

121 Εικόνα 65. Ομάδα 1. Σε μερικά κύτταρα της ακανθωτής στιβάδας του επιθηλίου του βλεννογόνου της γλώσσας, υπάρχουν οιδηματώδη μιτοχόνδρια και ανωμαλίες στο σχήμα του πυρήνα. Αρχική μεγέθυνση Χ

122 Εικόνα 66. Ομάδα 1. Παχιές κολλαγόνες δεσμίδες στον συνδετικό ιστό του χορίου του βλεννογόνου της γλώσσας. Διακρίνονται ινοκύτταρο με οίδημα και τριχοειδές αγγείο με άφθονα μεταφορικά κυστίδια. Αρχική μεγέθυνση Χ

123 Εικόνα 67. Ομάδα 3. Σε μερικά κύτταρα της ακανθωτής στιβάδας του επιθηλίου της γλώσσας τα μιτοχόνδρια είναι οιδηματώδη και οι πυρήνες ανώμαλου σχήματος. Αρχική μεγέθυνση Χ

124 Εικόνα 68. Ομάδα 3. Ινοκύτταρα με οιδηματώδη μιτοχόνδρια, κολλαγόνες ίνες και μυϊκές ίνες. Παρατηρείται οίδημα στον συνδετικό ιστό. Αρχική μεγέθυνση Χ

125 Εικόνα 69. Ομάδα 4. Υπεραιμικό τριχοειδές αγγείο με άφθονα πινοκυτταρικά κυστίδια στο ενδοθήλιο. Παρατηρείται αύξηση του πάχους της βασικής μεμβράνης. Αρχική μεγέθυνση Χ Εικόνα 70. Ομάδα 4. Απόφραξη μικρού τριχοειδούς αγγείου. Περικύτταρα και ινοκύτταρα με οιδηματώδη μιτοχόνδρια. Αρχική μεγέθυνση Χ

126 Εικόνα 71. Ομάδα 4. Τριχοειδή αγγεία με παχύ βασικό υμένα και πολλαπλασιασμό του ενδοθηλίου. Διάφορου τύπου εκφυλιστικές αλλοιώσεις (οίδημα έως μυελινοειδή σωμάτια) στα μιτοχόνδρια του ενδοθηλίου. Αρχική μεγέθυνση Χ Εικόνα 72. Ομάδα 7. Παχιές κολλαγόνες δεσμίδες, ινοκύτταρα και ινοβλάστες. Αιμορραγική διήθηση στον συνδετικό ιστό. Αρχική μεγέθυνση Χ

127 Εικόνα 73. Ομάδα 7. Βλεννογόνος γλώσσας, χόριο. Αγγείο με αιμορραγική συμφόρηση και βλάβη του τοιχώματος. Χρώση αιματοξυλίνη εωσίνη, Χ