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A radiosensibilidade relativa de cada tumor está relacionada com características específicas das suas células, que ditam a sua capacidade para reparar as lesões no genoma, induzida pelas radiações. Há, no entanto, factores moduláveis, externos, nos quais podemos interferir com vista a aumentar o índice terapêutico. A intervenção no ciclo celular e o emprego de fármacos moduladores da fase físico-química, alterando a quantidade de radicais livres formados, são medidas possíveis.
Sabe-se há muito que uma boa oxigenação é fundamental, sendo a hipoxia local um importante factor de resistência tumoral. Um tecido em hipoxia pode ter uma resistência à irradiação três vezes superior à de um tecido bem oxigenado. Diferentes tipos de radiação capazes de produzir maior número de ionizações ao longo do seu trajecto (maior transferência linear de energia/LET – linear energy transfer), são igualmente mais eficazes (neutrões, mesões pi, partículas alfa). Estes tipos de partículas, pela relativa dificuldade técnica na sua produção, não são usadas em rotina, limitando-se o seu uso a alguns centros de referência.
A possibilidade real de controlar um tumor com RT, ou radiocurabilidade, depende de factores que vão desde a sensibilidade intrínseca do tumor e do seu volume, até ao estado geral do doente, que faz variar a capacidade de recuperação dos tecidos normais. A extensão tumoral a tecidos como o osso ou a cartilagem determinam alterações na perfusão, levando à hipoxia relativa, factor de resistência. A localização tumoral nas imediações de estruturas vitais com baixa tolerância às radiações dificulta a administração de doses eficazes.
Os termos radiosensibilidade e radiocurabilidade podem ser difíceis de integrar, tal o número de variáveis considerado. Na prática é possível estabelecer uma escala de sensibilidades para os tumores malignos mais frequentes. Os tumores hemolinfáticos, leucemias e linfomas são tipicamente os mais sensíveis, sendo frequentemente controlados com doses da ordem dos 40 Gy em 4 semanas, o mesmo acontecendo com neoplasias da série germinal. No extremo oposto encontramos os melanomas, que evidenciam uma excepcional resistência à RT convencional. A meio da escala encontram-se os tumores sólidos, que entre si apresentam sensibilidades diversas, fazendo juz a alguns dos factores determinantes da sensibilidade e curabilidade, atrás enumerados.

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