Kwestie tolerancji

Sekwencje ekspozycji na promieniowanie oka różnią się w zależności od rodzaju radioterapii (fotonowa, elektronowa lub brachyterapia), dawki całkowitej, wielkości frakcji radioterapeutycznej oraz części oka objętej ekspozycją na promieniowanie. Niepowiązane schorzenia, takie jak cukrzyca, nadciśnienie i kolagenowe choroby naczyniowe, mogą wpływać na tolerancję struktur oka na promieniowanie. Chemioterapia systemowa lub steroidy mogą zwiększać toksyczność promieniowania lub przyczyniać się do wystąpienia dodatkowych objawów.

Najbardziej wrażliwą strukturą w oku jest soczewka, która znajduje się bezpośrednio za źrenicą. Warstwa germinalna soczewki znajdująca się na równiku jest warstwą najbardziej wrażliwą na promieniowanie. Komórki te ulegają podziałom mitotycznym, wydłużają się, tracą jądra i migrują w kierunku tylnym do centrum soczewki. Ta tylna migracja i proliferacja komórek nabłonka soczewki zmniejsza przejrzystość soczewki, powodując zaćmę i często pewien stopień utraty wzroku. Zaćma popromienna zwykle objawia się najpierw jako tylne, centralne, podtorebkowe zmętnienie. Czas wystąpienia i częstość występowania zmętnień soczewki są funkcją dawki i frakcjonowania radioterapii.

W większości badań u ludzi całkowite dawki frakcjonowane poniżej 5 Gy nie spowodowały wizualnie istotnych zmętnień soczewki. Merriam i Focht325 zgłosili powstawanie zaćmy po zastosowaniu frakcji EBRT od 1,5 Gy do 2 Gy, do dawki całkowitej 12 Gy. W przypadku napromieniania całego ciała pojedynczą dawką zaćma rozwinęła się u 80% pacjentów, którzy przeżyli; częstość ta zmniejszyła się do 20% po podaniu frakcjonowanej EBRT do dawki całkowitej 13 Gy.325 Zmniejszenie dawki na soczewkę może być możliwe dzięki zastosowaniu dostosowanych do potrzeb osłon na soczewkę, bloków ołowianych wiązek ołówkowych lub bardziej złożonego planowania leczenia za pomocą IMRT. Ekstrakcja soczewki w przypadku rozwoju zaćmy może skorygować widzenie w sprawnym oku po napromieniowaniu.

Inne struktury przedniej części globu obejmują rogówkę i spojówkę. Spojówka to błona śluzowa zbudowana z nierogowaciejącego nabłonka płaskiego z komórkami zwojowymi, pokrywająca cienką substantia propria.326 Pokrywa ona wewnętrzną powierzchnię powieki i zewnętrzną powierzchnię oka, sięgając do obwodowej części rogówki. Rogówka zbudowana jest z nierogowaciałego nabłonka płaskiego warstwowego. Jej najbardziej zewnętrzna powierzchnia składa się z nieregularnych mikrowypustek, które są optycznie gładkie dzięki przedrogówkowemu filmowi łzowemu. Komórki podstawne przylegają do warstwy Bowmana, która zbudowana jest z przypadkowo rozproszonych włókien kolagenowych, które mogą zostać zmętniałe przez tkankę bliznowatą. Stroma, która stanowi 90% całkowitej grubości rogówki, składa się z fibroblastów i blaszek kolagenowych.

Dotkliwe skutki frakcjonowanej radioterapii obejmują wstrzyknięcie i rumień spojówki z podrażnieniem, które jest zwykle samoograniczające się. Frakcjonowane dawki promieniowania do dawki całkowitej powyżej 40-50 Gy na rogówkę mogą powodować obrzęk z punkcikowatym zapaleniem rogówki.327 Postępowanie polega na agresywnym smarowaniu, łataniu i podawaniu kropli z antybiotykami. Nawracające nadżerki rogówki mogą przejść w owrzodzenie i zakażenie prowadzące do opakeracji lub perforacji. Owrzodzenia rogówki zgłaszano w przypadku frakcjonowanej radioterapii dawkami powyżej 40 Gy.207,328 Podobnie owrzodzenia, teleangiektazje i rogowacenie mogą rozwinąć się w spojówce.

Skóra powiek jest najcieńsza w organizmie. Powieki zawierają gruczoły łojowe, surowicze i apokrynowe, które przyczyniają się do tworzenia filmu łzowego. Na przyśrodkowych brzegach powiek znajdują się punkciki, które tworzą otwór do systemu drenażu nosowo-krwionośnego. Przemijające efekty utraty rzęs i rumienia występują przy dawkach 30-40 Gy przy konwencjonalnym frakcjonowaniu, natomiast trwała utrata rzęs występuje przy dawkach powyżej 50 Gy.167,171 Bliznowacenie i zwłóknienie może rozwinąć się przy dawkach powyżej 50 Gy, co może skutkować ektropionem lub entropionem powieki, jak również zwężeniem punkcików powiekowych.

Istnieje kilka struktur niezbędnych do odpowiedniej produkcji filmu łzowego, do których należą gruczoł łzowy, komórki zwojowe, gruczoły rzęskowe i dodatkowe gruczoły łzowe. Zespół suchego oka może być spowodowany uszkodzeniem któregokolwiek z elementów filmu łzowego. Objawy obejmują pieczenie, pogorszenie widzenia, nadmierne łzawienie i uczucie ciała obcego. W badaniu przedmiotowym stwierdza się zmiany w rogówce od zapalenia rogówki po bliznowacenie i opakerację rogówki. W jednym z doniesień opisano, że u 19% pacjentów, którzy otrzymali dawki mniejsze lub równe 45 Gy w 25 frakcjach, wystąpił zespół suchego oka, w porównaniu ze 100% w przypadku dawek większych lub równych 57 Gy w 30 frakcjach.230 Ciężkie keratitis sicca może prowadzić do owrzodzenia rogówki i perforacji globusa. Zapobieganie uszkodzeniu gruczołu łzowego wymaga uwzględnienia jego lokalizacji podczas projektowania pól podawania radioterapii.329

Twardówka pokrywa tylne 80% powierzchni globu. Jest w znacznym stopniu unaczyniona i składa się z włókien kolagenowych, fibroblastów i substancji mielinowej. Jest odporna na promieniowanie i wytrzymuje dawki ponad 150 Gy, które są dostarczane w radioterapii plazmowej stosowanej w leczeniu czerniaków naczyniówki. Przerzedzenie twardówki, martwica i owrzodzenie są nietypowymi powikłaniami wysokich dawek radioterapii.275,330

Siatkówka składa się z rozległej sieci elementów nerwowych, glejowych i naczyniowych. Dopływ krwi do zewnętrznych warstw siatkówki odbywa się przez choriocapillaris. Wewnętrzne warstwy siatkówki są zaopatrywane przez gałęzie tętnicy środkowej siatkówki, z których największe odgałęzienia stanowią arkady skroniowa i nosowa. Patologia dotycząca obszaru w obrębie arkad skroniowych ma większe znaczenie wzrokowe niż ta występująca w innych miejscach. Retinopatia popromienna spowodowana jest mikroangiopatią okluzyjną objawiającą się plamkami waty, mikrotętniakami, teleangiektazjami, krwotokami, obrzękiem plamki, wysiękami, neowaskularyzacją, krwotokami do ciała szklistego i zmianami barwnikowymi. Objawy wzrokowe wtórne do retinopatii popromiennej zależą od obszaru siatkówki, który został dotknięty chorobą. Historia cukrzycy, kolagenowej choroby naczyniowej, nadciśnienia i leczenia chemioterapią predysponuje pacjentów do uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem.230 W jednym z doniesień retinopatia popromienna nie była obserwowana przy dawkach poniżej 45 Gy w 25 frakcjach, ale stale wzrastała powyżej tej dawki.230 Pacjenci wydawali się być również narażeni na zwiększone ryzyko, jeśli byli leczeni dawkami na frakcję większymi lub równymi 1,9 Gy.230 Chociaż szacowana dawka tolerancji przy 5% ryzyku w ciągu 5 lat (TD5/5) wynosi 45 Gy, a TD50/5 – 65 Gy, uważa się, że dawka progowa dla siatkówki wynosi od 30 Gy do 35 Gy.211 W metaanalizie dotyczącej radioterapii w odniesieniu do retinopatii w zwyrodnieniu plamki żółtej nie stwierdzono uszkodzeń u pacjentów leczonych dawką do 24 Gy, chociaż wydaje się, że ryzyko to gwałtownie wzrasta po dawce 45 Gy do 50 Gy.331

Uszkodzenie nerwu wzrokowego jest wtórne do niedokrwienia i na ogół objawia się bezbolesną jednooczną utratą wzroku. Uszkodzenie rozpoczyna się od obrzęku limfocytów okołonaczyniowych, utraty komórek śródbłonka i hialinizacji, z włóknieniem, zakrzepicą i zawałem tkanki nerwowej. Frakcjonowanie odgrywa kluczową rolę w modulowaniu rozwoju uszkodzenia nerwu wzrokowego. U 18% chorych leczonych dawką całkowitą od 45 Gy do 50 Gy i otrzymujących dzienną wielkość frakcji powyżej 2,5 Gy rozwinęły się istotne wizualnie zmiany, natomiast u chorych, którzy otrzymali frakcje poniżej 2,5 Gy, nie rozwinęła się neuropatia nerwu wzrokowego.332 Radiochirurgia stereotaktyczna, w której podaje się duże wielkości frakcji, może powodować neuropatię nerwu wzrokowego przy pojedynczych dawkach 8 Gy, chociaż małe objętości do dużych dawek podawano bez toksyczności.333 Przy konwencjonalnym frakcjonowaniu za TD5/5 nerwu wzrokowego uważa się 60 Gy.230

.