Как следует из названия, при воздействии излучений на биологические объекты происходит ионизация, запускающая цепь радиационно-химических реакций. При этом одну из основных ролей играет радиолиз воды. Цепная реакция завершается выходом свободных радикалов, одинаково токсичных для опухолевых и нормальных клеток.
Согласно мнению экспертов ВОЗ, успех лучевой терапии примерно на 50% зависит от радиочувствительности опухоли, на 25% - от аппаратного оснащения и на 25% - от выбора рационального плана лечения и точности его воспроизведения от сеанса к сеансу облучения.
Лучевая терапия долгое время оставалась эмпирической дисциплиной. Современная лучевая терапия - строго научная дисциплина, базирующаяся на фундаментальном физико-техническом обеспечении, радиобиологическом обосновании и достижениях экспериментальной и клинической онкологии.
Лучевая терапия основана на способности ионизирующих излучений повреждать жизненно важные структуры клетки, прежде всего ДНК, в результате которых эти клетки теряют способность к делению и погибают. Различают летальные, сублетальные и потенциально летальные виды повреждений.
Как следует из названий, летальные повреждения необратимы, что касается суб- и потенциально летальных повреждений, судьба их может быть двоякой, от полного восстановления до суммации и перехода в летальные. Окружающие опухоль нормальные ткани, в первую очередь соединительная, могут обеспечить резорбцию (рассасывание) погибших опухолевых клеток и замещение образовавшегося дефекта рубцом (репарация). По этой причине стремятся к избирательному уничтожению опухолевых клеток и сохранению окружающих их нормальных тканей.
Под воздействием ионизирующих излучений как в опухоли, так и в нормальных тканях развиваются противоположные процессы, повреждение и восстановление. Успех лучевой терапии возможен лишь тогда, когда в опухоли преобладают процессы повреждения, а в окружающих ее тканях - восстановления. Реакцию любой ткани на воздействие ионизирующих излучений определяют многие факторы, среди которых основными являются: способность к репарации (восстановлению суб- и потенциально летальных повреждений), репопуляция, оксигенация и реоксигенация и фаза жизненного цикла клеток в момент их облучения.