El fraccionamiento de la dosis parecería a primera vista una idea descabellada: aunque permite la recuperación de los tejidos normales, permite que el material neoplásico repita la parte inicial y favorable de la curva de supervivencia, reduciendo así el efecto de la radiación.
Sin embargo, la realidad no es tan fácil por la siguiente razón. Los tumores tienen una muerte rápida inicial, que luego se ralentiza, es decir, una decadencia bifásica. Esto se debe a que los tumores no tienen una vasculatura normal: hay una zona central de necrosis o hipoxia relativa que, por tanto, es menos resistente a los efectos de las radiaciones ionizantes. Una dosis de radiación mata las células sensibles de la periferia, permitiendo la aireación del centro hipóxico. Éstas pueden ser eliminadas por la siguiente dosis, es decir, el tumor tiene la posibilidad de oxigenarse entre cada dosis, lo que facilita la eficacia de la siguiente dosis de radiación.
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