Іонізуюча радіація викликає утворення вільних іонів водню і гідроксильних радикалів (ОН). При наявності достатньої кількості кисню утворюється перекис водню, яка пошкоджує ДНК і за рахунок цього порушує здатність клітин до поділу. Як і при хіміотерапії, знищуютьсяклітини кінетики першого порядку. Так як діляться клітини є більш уразливими до радіації і оскільки не всі клітини даної пухлини діляться одночасно, то розділене на кілька доз опромінення є більш ефективним, ніж одноразове. Використання множинних малих доз опромінення також зменшує пошкодження нормальних тканин.
Фракціонування доз опромінення базується на чотирьох правилах радіобіології.
1. Відновлення сублетальних поразок. Коли загальна доза опромінення ділиться на дрібні, кількість виживають клітин більше, ніж якщо б доза давалася одноразово (що дозволяє переносити більш високу загальну дозу опромінення).
2. Репопуляціі. Коли опромінення припиняється, відбувається повторна активація стовбурових клітин; регенеративна здатність залежить від кількості тих, що вижили стовбурових клітин.
3. Реоксигенації. Клітини є більш уразливими для опромінення в присутності кисню; в міру знищення пухлинних клітин виживають клітини входять в контакт з капілярами, стаючи більш чутливими до опромінення.
4. Перерозподіл клітинного циклу. Оскільки ракові клітини знаходяться в різних фазах клітинного циклу, використання фракціонованих доз дає більшу ймовірність того, що дана клітина буде опромінені в той момент, коли вона є найбільш вразливою.
Одиниця виміру « радий »Визначається як міра кількості енергії, поглиненої одиницею маси тканини. Нової стандартною мірою поглиненої дози є «Грей», який визначається як 1 Дж /кг; 1 Грей -100 Рад. Опромінення здійснюється двома шляхами: дистанційне опромінення (телетерапія) і контактна опромінення (брахітерапія). Телетерапія базується на використанні променів з високою енергією (більше 1 млн. eV), так як це щадить шкіру і робить менший шкідливу дію на кістки. Толерантність до дистанційного опромінення залежить від стійкості навколишніх нормальних тканин. Телетерапія зазвичай використовується для зменшення розмірів пухлини перед проведенням контактного опромінення.
Брахітерапія підкоряється закону зворотних квадратів: доза опромінення в даній точці обернено пропорційна квадрату відстані від джерела радіації. Для підбиття радіоактивного матеріалу як можна ближче до вогнища при брахітерапії використовуються інкапсульовані джерела випромінювання, які імплантуються безпосередньо в тканини (інтерстиціальний метод) або поміщаються в природні порожнини тіла (внутрішньопорожнинної метод). Пристрої для внутрішньопорожнинного опромінення без джерел випромінювання можуть бути розміщені всередині матки або піхви і потім заповнені радіоактивним матеріалом (цезієм-137).
Такий метод захищає обслуговуючий персонал від опромінення. Для інтерстиціальної імплантації використовуються ізотопи (іридій 192 йод-125) у вигляді дроту або зерен. Ці імплантати зазвичай вводяться на певний час.
Ускладнення, викликані променевою терапією, Можуть бути ранніми (гострими) або пізніми (хронічними). Гострі ускладнення пов'язані з ураженням швидко діляться тканин, таких як епітеліальні (шкіра, слизова шлунково-кишкового тракту, кістковий мозок і репродуктивні клітини). Вони проявляються припиненням мітотичної активності, набуханням клітин, набряком і некрозом тканин. Першими ускладненнями променевої терапії онкогінекологічних захворювань є ентерити, гострі цистити, вульвіти, ректосігмоідіти, а іноді і пригнічення кістковомозкового кровотворення.
Хронічні ускладнення виникають через місяці або роки після завершення променевої терапії. Вони включають облітерацію дрібних кровоносних судин або потовщення стінок судин, фіброз і зменшення популяцій епітеліальних і паренхіматозних клітин. Це призводить до розвитку хронічного проктиту, геморагічного циститу, освіти матково-піхв-них або міхурово-піхвових нориць, стенозу сигмовидної і прямої кишок, а також формуванню свищів шлунково-кишкового тракту.
При вивченні раку молочної залози були виявлені клітинні рецептори до естрогену (ЕР) і була встановлена їх терапевтична значущість. Між присутністю ЕР і реакцією пацієнток на гормональну терапію існує висока кореляція. У нормальних умовах естрогени проникають у клітини і зв'язуються з ЕР в цитоплазмі. Цей комплекс переміщається до ядра, де він зв'язується з акцепторами хромосом, що призводить до активації РНК і синтезу білка. Препарат тамоксифен конкурентно інгібує процеси зв'язування естрогенів.
Комплекс ЕР-тамоксифен також зв'язується з хромосомами, але не активує клітинний метаболізм, а зменшує клітинну активність і ділення клітин, сповільнюючи таким чином зростання пухлини. Тамоксифен використовується як додатковий засіб при лікуванні раку молочної залози.
Існують також прогестинові рецептори (ПР), які, мабуть, розташовуються в ядрах клітин, чутливих до прогестини. Прогестини, ймовірно, перешкоджають дії естрогену, андрогенів і гонадотропінів.