Les lésions cellulaires provoquées par les radiations ont lieu essentiellement sur l’ADN du noyau de la cellule. Ces lésions peuvent conduire à la mort cellulaire, le plus souvent différée dans le temps, car survenant après quelques divisions de la cellule.

La majorité des lésions au niveau de l'ADN sont cependant réparées. Cette restauration des lésions cellulaires est différente entre cellule saine et cellule cancéreuse : la restauration des lésions de l’ADN s’effectue de façon plus satisfaisante pour les cellules saines que pour les cellules cancéreuses.
Cet effet différentiel entre tissu sain et tissu malin est conditionné par différents paramètres.
Le facteur temps est un des principaux paramètres influençant l’effet biologique des radiations.

Les effets de l’irradiation sur les tissus sains limitent la dose que l’on peut délivrer. Le développement récent de la radiothérapie conformationnelle permet, dans certains cas, de réduire la toxicité aux organes sains.
Les effets de la radiothérapie peuvent être accentués par ceux de thérapeutiques associées comme la chimiothérapie.
L’association de cette dernière peut s’effectuer de deux manières différentes :

•     Soit séquentielle : les deux traitements sont délivrés de façon décalée dans le temps.
•     Soit concomitante : les deux traitements sont délivrés en même temps.

L’irradiation se définit par :

•     Sa dose totale
•     Son fractionnement
•     Son étalement

Dose totale :
C’est la dose délivrée dans le volume tumoral. Son effet dépend de la radiosensibilité des cellules cancéreuses et de l’importance de la repopulation cellulaire. Elle peut induire des effets secondaires.

Fractionnement :
Nombre de séances nécessaires pour délivrer la dose totale. Fractionnement classique : 1.8 Gy ( Gray ) , 2 Gy ou 2.25 Gy par séance à raison de 4 ou 5 fractions par semaine.
Hypo fractionnement : réduction du nombre de séances (la dose par séance est plus élevée).
Hyper fractionnement : dose journalière répartie en 2 ou 3 séances quotidiennes.

Etalement :
Durée totale de l’irradiation quel que soit le nombre de fractions.
C’est le nombre de jours écoulés entre la première et la dernière séance.
Selon la dose prescrite par le médecin radiothérapeute, la durée du traitement va s’étaler, de manière générale, sur plusieurs semaines : de 4 à 8 semaines pour un traitement classique.