История развития радиохирургических методов в онкологии

Северо-Восточное окружное управление образованием города Москвы

ГБОУ Лицей № 1568

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УЧЕБНО-СОЦИАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

«История развития радиохирургических методов в онкологии»

 

 

                                                                                                      

                                                                                                        Выполнила                                                                                                                     ученица 9 «В» класса

ГБОУ  лицей  №1568

Жиганшина Адель

Руководители:

Учитель биологии Дмитриева О.А.

К.м.н. Ветлова Елена Рэмовна

 

                                       

 

Москва 2013 год 

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. 4

Что такое рак. 4

Онкогенез или Канцерогенез 4

Использование радиоактивного излучения для лечения рака. 5

Механизм действия радиации на клетку. 5

Воздействие радиации на организм. 7

Расчет количества радиации, полученного организмом  человека. 9

Эволюция приборов, основанных на использовании радиоактивного излучения. 9

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 15

Приложение 1. 16

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ. 17

   

 

 

АННОТАЦИЯ.

Моя работа посвящена исследованию действия радиохирургических приборов, используемых для лечения раковой опухоли. Действие этих приборов основано на замедлении или прекращении митотического деления клеток под действием радиационного облучения. Мною рассмотрены механизмы действия радиационного облучения на клеточном и организменном уровне. Анализ данных по радиационному лечению позволил выявить, что положительный результат радиационного лечения основан на точечном воздействии пучка радиации. При воздействии 50 Грей на организм возникает лучевая болезнь, приводящая к летальному исходу, а точечное воздействие такого же уровня радиации - к уничтожению раковой опухоли без тяжелых последствий для всего организма.

В работе мною рассмотрена  история развития радиохирургических приборов и дано подробное описания наиболее совершенного из них –  Кибер-ножа.

В качестве практической части  мною был проанализирован анамнез  больного Ж., в ходе лечения которого были применены различные радиохирургические приборы. Чтобы понять и проанализировать анамнез я проконсультировалась с врачем – радиологом Ветловой Еленой Рэмовной Анализ показал, что современные методы радиологического лечения могут значительно продлить жиснь, а в некоторых случаях и спасти.

ВВЕДЕНИЕ

Рак, страшная болезнь, которой  пугают детей чуть ли не с первого  класса. Страх закладывается из-за фильмов и сериалов, в которых  кто-то умирает из-за этой болезни. Да и статистика не утешительная около 300 тысяч людей в год уносит это болезнь. Но всё же уже есть способы борьбы с чумой двадцать первого века. И я хочу рассказать вам об одном из этих способов. Это Кибер-нож. Работа этого инструмента основана на использовании гамма-излучения в медицинских целях.

Цель проекта: Всесторонне разобравшись в вопросе использование новых методик лечения рака донести эту информацию до широкого круга людей.

Задачи  исследования:

Анализ информации об использовании радиоактивного излучения в медицинских целях.

1. Проследить развитие использования радиоактивного излучения, вплоть до Кибер-ножа.
2. Проанализировать имеющиеся эпикризы по факту использования кибер-ножа.
3. Составить лекцию для учащихся лицея о радиационных методах лечения рака.

Составленную лекцию и  сопровождающую презентацию может  использовать как учитель, так и  ученик, не имеющий серьёзной подготовки по данному вопросу.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

Что такое рак.

Рак – это  злокачественная  опухоль, исходящая из эпителиальных клеток покровов или желез, имеющая наклонность к распадению с образованием язв. Обычная клетка имеет предел Хейфлика.  Этот предел показывает сколько раз за свою жизнь клетка может делиться, а когда клетка доходит своего предела она стареет и умирает. У раковых клеток этот предел отсутствует и его отсутствие приводит к следующим последствиям :

 

1. Раковые клетки могут делиться без  соответствующих внешних сигналов . Это аналогично движению машины без давления на педаль газа.
2. Раковые клетки не проявляют контактного торможения . В то время как большинство клеток может сообщать, что они «стиснуты» прилежащими клетками, раковые клетки больше не отвечают на этот сигнал остановки деления. Продолжающийся рост приводит к накоплению клеток и образованию опухолевой массы.
3. Раковые клетки могут делиться без поучения сигнала «все чисто». В то время как нормальные клетки прекращают деление в присутствии генетических повреждений, раковые клетки продолжают делиться. В результате этого дочерние клетки содержат измененную ДНК или даже ненормальное количество хромосом. Таким способом раковые клетки могут эволюционировать, постепенно становясь все более отклоняющимися от нормы.

Онкогенез или Канцерогенез

Онкогенез или канцерогенез - это слова синонимы, оброзначающие процесс образования опухоли в организме человека.

Множество генов, изменения которых может привести к образованию рака называют протоонкогенами. Если протоонкогены будут с деффектом, то они будут называться онкогены. Многие из этих генов ответственны за передачу сигналов, ведущих к клеточному делению. Некоторые из потненциально раковых генов ответственны за клеточную гибель. Дефектные версии этих генов, называемые онкогенами, могут привести к нерегулируемому клеточному делению. Такое деление может происходить в отсутствии нормальных ростовых сигналов, обеспечиваемых факторами роста. Основным признаком активности  деффектного протонкогена является то, что изменения протоонкогена лишь в одной аллели из двух ведут к нерегулируемому росту. Помимо протоонкогенов существуют гены подавления опухолевого роста. Они отличаются тем, что к аномальному клеточному делению ведёт дефект обеих аллелей в двух гомологичных хромосомах.

Использование радиоактивного излучения для лечения  рака.

Современные методы лечения рака во многом основаны на замедление деления клеток. Один из методов замедления деления является воздействие радиации на клетку.

Механизм действия радиации на клетку.

Если клетку облучить, то клетка начнёт делиться медленнее, независимо от её дальнейшей судьбы (выживет или умрёт). Длительность задержки деления зависит от дозы ионизирующего излучения и различна у разных видов клеток.  Но стоит заметить, что многочисленные исследования показали, при облучении задержка деления в среднем составляет 1 час на каждый Грей (единица измерения поглощённой дозы радиаци, ионизирующего излучения в системе СИ, привычный Рад=10^-2) .

В результате облучения повреждаются внутриклеточные структуры, в клетке можно заметить самые разные реакции: задержку деления, угнетения синтеза ДНК, повреждения мембран и другие.

Степень выраженности этих реакций  зависит и от стадии жизненного цикла клетки на которой произведено облучение. Для начала,  разберёмся какие стадии бывают.

Митоз   (M) – это фаза деления клетки.

G0 – это фаза в которой клетка активно функционирует.

G1 – это фаза  активного синтеза белков.

S – это синтетический период. Фаза удвоение  ДНК.

G2 – фаза удвоения органоидов.

В активно обновляющихся тканях, а также в быстрорастущих опухолях продолжительность цикла составляет от 10 до 48 часов.

Возникающие под действием ионизирующего излучения повреждения довольно быстро восстанавливаются клеткой. Наиболее универсальная из механизмов восстановления— временная задержка (угнетение) клеточного деления, часто называемая в литературе радиационным блокированием митозов. Снижение числа делящихся клеток после облучения было замечено уже вскоре после открытия рентгеновских лучей, что и послужило одним из оснований к применению этих лучей для подавления опухолевого роста. Эта реакция к настоящему времени наиболее хорошо изучена в количественном отношении на самых разнообразных объектах в экспериментах in vivo и in vitro для большого числа нормальных клеток и тканей, а также для опухолей человека и животных.

Особенности задержки митоза заключаются в следующем:

• воздействие ионизирующим излучением в момент митоза практически равна нулю, то есть облучение клетки в момент митоза не влияет на скорость деления клеток.
• Самая длинная задержка деления происходит при облучении клетки  в фазе G2.

К сожалению, мы не можем  облучить  все клетки в фазу G2, так как каждая клетка развивается отдельно, независимо от остальных.

На графике можно видеть динамику митотической активности костного мозга мышей после общего облучения. ( по Давыдову М.Г.)

Цифрами у начала кривых обозначены дозы облучения.

 

Восстановление идёт волнообразно, причем картина после деления однотипна. После облучения митотический индекс (процент делящихся клеток) то резко увеличивается, то резко уменьшается.  С увеличением дозы облучения требуется большее время, для возвращения митотического индекса к нормальному, из чего мы делаем вывод подавления способности клеток к делению. Чем больше уровень радиации, тем больше уровень задержки митотического деления. Самое удивительное, что при облучении мы можем заметить, что повреждения хромосом не обнаруживается. Задержка деления не влияет на дальнейшую жизнеспособность клеток. При действии больших доз радиации происходит не приостановка митоза, а полное её прекращение, что ведёт к возникновению патологически гигантских клеток.

На основание изученной  литературы, можно сделать вывод, что облучение отдельных клеток целесообразно, для воздействие  на развитие раковой опухоли.

Воздействие радиации на организм.

Люди боятся воздействия  радиации, и боятся не зря. Даже если полученная доза облучения не смертельна, она все равно вызовет определенные симптомы заболевания.

Ниже перечислены шесть из них.

1. Тошнота и рвота.

Тошнота и рвота обычно являются самыми ранними симптомами лучевой болезни. Чем выше полученная доза облучения, тем быстрее они  проявляются и тем хуже общий  прогноз. Очень часто люди, пострадавшие от облучения, сначала чувствуют  себя ужасно, а потом их состояние  улучшается. Но как правило, появляются другие, еще более тяжелые симптомы — уже через несколько часов, дней или даже недель.

2. Произвольные кровотечения.

Лучевая болезнь может  вызвать носовое кровотечение, а  так же кровь горлом, кровоточивость десен или кровь из прямой кишки. Также, у людей, подвергшиеся облучению, начинают кровоточить ушибы, и бывает кровавая рвота. Эти симптомы возникают  из-за того, что облучение уменьшает  число тромбоцитов, которые отвечают за свертываемость крови в организме.

3 Шелушение и облезание кожи.

Участки кожи, которые подверглись  воздействию радиации, краснеют и  покрываются волдырями, как после  сильного солнечного ожога. В некоторых  случаях появляются язвы. Кожа может  облазить. Потеря волос. Радиация повреждает фолликулы волос. Вследствие этого, человек, получивший дозу облучения, как  правило, облысеет через две или  три недели, иногда такая потеря волос будет уже невосполнима.

3. Усталость и изнеможение.

Лучевая болезнь заставляет людей чувствовать слабость –  чем-то похожую на ту, которой сопровождается течение гриппа. В крови уменьшается  количество красных кровяных телец, вследствие чего развивается анемия и повышается риск обмороков.

4. Язвы во рту.

Лучевая болезнь вызывает появление язв на поверхности  губ или во рту. Такие же язвы появляются в пищеводе, желудке и кишечнике.

5. Подверженность инфекциям.

Радиация уменьшает не только количество эритроцитов. Она действует и на лейкоциты, отвечающие за сопротивляемость организма инфекциям. Вследствие этого, человек больше подвержен воздействию вирусов, бактерий и грибковых заболеваний.

 

Последствия облучения всего организма при разных дозах наглядно представлена в этой таблице.

Значение поглощенной дозы, рад	Степень воздействия на человека
10000 рад (100 Гр.)	Летальная доза, смерть наступает через  несколько часов или дней от повреждения  центральной нервной системы.
1000 - 5000 рад  (10-50 Гр.)	Летальная доза, смерть наступает через  одну-две недели от внутренних кровотечений (истончаются клеточные мембраны), в основном в желудочно-кишечном тракте.
300-500 рад   (3-5 Гр.)	Летальная доза, половина облученных умирают  в течение одного-двух месяцев  от поражения клеток костного мозга.
150-200 рад   (1,5-2 Гр.)	Первичная лучевая болезнь (склеротические процесс, изменения в половой  системе, катаракта, иммунные болезни, рак). Тяжесть и симптомы зависят  от дозы излучения и его типа.
100 рад   (1 Гр)	Кратковременная стерилизация: потеря способности иметь потомство.
30 рад	Облучение при рентгене желудка (местное).
25 рад   (0,25 Гр.)	Доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах.
10 рад   (0,1 Гр.)	Вероятность мутации увеличивается  в 2 раза.
3 рад	Облучение при рентгене зубов.
2 рад   (0,02 Гр) в год	Доза облучения, получаемая персоналом, работающим с источником ионизирующего  излучения.
0,2 рад   (0,002 Гр. или   200 миллирад)   в год	Доза облучения, которую получают сотрудники промышленных предприятий, объектов радиационно-ядерных технологий.
0,1 рад   (0,001 Гр.) в год	Доза облучения, получаемая средним  россиянином.
0,1-0,2 рад в год	Естественный радиационный фон Земли.
84 микрорад/час	Полёт на самолёте на высоте 8 км.
1 микрорад	Просмотр одного хоккейного матча  по телевизору.