Gazeta_Otwocka

Przyrzekłem Czytelnikom „Gazety” napisać parę słów o tym, w jaki sposób ośrodek Świerk przyczynia się do ochrony zdrowia. Oczywiście będziemy obracali się wokół medycyny, której podstawowym narzędziem jest promieniowanie jonizujące, bo specyfiką Świerka jest umiejętność wytwarzania, zastosowania i kontroli poziomu tego właśnie promieniowania. Notabene ta ostatnia umiejętność w zadziwiający sposób potrafi się obrócić przeciwko nam.

Słowniczek terminów:

Alfa, beta, gamma - tymi trzema literami alfabetu greckiego nazywamy trzy najpopularniejsze rodzaje promieniowania jonizującego. Promieniowanie alfa oznacza strumień wysyłanych przez jądra złożonych cząstek będących jądrami pierwiastka chemicznego - helu; promieniowanie beta jest strumieniem elektronów, promieniowanie gamma zaś - strumieniem fotonów, specyficznych cząstek pozbawionych masy. Fotony są cząstkami promieniowania rentgenowskiego, które od promieniowania gamma różni bardziej sposób jego powstawania niż energia.

Atom – podstawowa cegiełka materii, składająca się z ujemnie naładowanych elektronów i dodatnio naładowanego jądra. Suma ładunków w atomie wynosi zero. Typowy rozmiar atomu to jedna dziesięciomiliardowa metra.

BNCT – od angielskiego Boron-Neutron Capture Therapy.

Brachyterapia - radioterapia wiązkami operującymi w bezpośredniej bliskości guza.

Dawka - wielkość energii promieniowania jonizującego zdeponowana w jednostce masy. Jeśli mówimy o obiekcie biologicznym, należy jeszcze uwzględnić fakt, iż różne rodzaje promieniowania mogą wywołać różne efekty biologiczne.

Jądro – centralny składnik atomu, złożony z dwóch rodzajów tzw. nukleonów: protonów i neutronów. Pierwsza z tych cząstek ma elektryczny ładunek dodatni. Druga jest pozbawiona ładunku. Tak więc o ładunku jądra decyduje liczba protonów w jądrze. Rozmiar jądra jest około sto tysięcy razy mniejszy od rozmiaru atomu. Pomimo tak małych rozmiarów, o masie atomu decyduje masa jądra, gdyż masa każdego z nukleonów jest ok. 1800 razy większa niż masa elektronu.

Jądrowy rezonans magnetyczny - zjawisko wykorzystujące magnetyczne własności niektórych jąder atomowych, polegające na selektywnym pochłanianiu fal radiowych (!) o częstości charakterystycznej dla danego jądra.

Jon – atom, w którym liczba elektronów jest inna niż liczba protonów w jądrze. Jeśli usuniemy z atomu elektron, powstanie jon dodatni, gdyż dodatni ładunek jądra będzie większy niż suma ujemnych ładunków elektronów.

Promieniowanie jonizujące – promieniowanie, które może usunąć z atomu jeden lub więcej elektronów, zmieniając atom w jon.

Izotop – atom pierwiastka chemicznego, w którego jądrze (o ściśle określonej liczbie protonów) znajduje się określona liczba neutronów. Jeden pierwiastek chemiczny może mieć wiele izotopów. Niektóre z nich, zwane izotopami promieniotwórczymi, mogą wysyłać promieniowanie jonizujące.

Mammografia – uzyskiwanie obrazu wnętrza piersi kobiety metodą prześwietlenia promieniami rentgenowskimi.

Odpad promieniotwórczy - bezużyteczna substancja promieniotwórcza.

Pierwiastek chemiczny – atom, w którego jądrze znajduje się ściśle określona liczba protonów (tzw. liczba atomowa). Możemy pierwiastki chemiczne nazywać (np. tlen) albo numerować (np. węgiel ma liczbę atomową 6, a tlen 8).

Promieniowanie jonizujące – promieniowanie, które może usunąć z atomu jeden lub więcej elektronów, zmieniając atom w jon.

Terapia paliatywna – terapia mająca na celu tylko polepszenie komfortu życia osoby śmiertelnie chorej.

Coraz bardziej wyrafinowane techniki detekcji promieniowania powodują, iż jesteśmy w stanie zarejestrować niemal każdą przychodzącą do detektora cząstkę, co widać na wyświetlaczu przyrządu, na którym albo będą zmieniać się cyferki, albo będzie wychylać się wskazówka, albo też da się usłyszeć sygnał akustyczny - charakterystyczne terkotanie, świadczące o przyjściu cząstki. Jakoś robi się nam nieswojo, gdy coś takiego usłyszymy. Zgodnie z powszechnym odczuciem, musi się za takim terkotem kryć jakieś szkodliwe diabelstwo (bo inaczej by przecież nie terkotał ...?). Jakże, niestety, rzadko myślimy, że jest rzeczą wspaniałą, iż możemy wykryć i zmierzyć nawet bardzo małe dawki* promieniowania jonizującego. Istotnie, nie umiemy mierzyć tysięcy słabych poziomów stężenia czynników trujących w wodzie, którą pijemy, i w powietrzu, którym oddychamy, a więc nie możemy ludziom zapewnić ochrony zanim jeszcze te czynniki pojawią się w dużych stężeniach, natomiast fakt, iż nasz przyrząd „klika” w każdym miejscu kuli ziemskiej i jest w stanie łatwo wykryć niewielkie nawet podwyższenie poziomu promieniowania, daje nam pełną kontrolę nad sytuacją i zawiadamia, kiedy warto jest podjąć działania ochronne. Wspomniany terkot, który usłyszycie w swoim mieszkaniu, a nawet pozornie bezpieczniejszej z tego punktu widzenia piwnicy, informuje bowiem, że promieniowanie jonizujące jest wokół nas i że jest to najbardziej naturalne zjawisko, jak naturalną rzeczą jest docieranie do nas promieni słonecznych. O promieniowaniu środowiska (w tym dlaczego wspomniana piwnica może być tylko pozornie bezpieczniejszym miejscem) napiszę w kolejnym artykule.

Zacznijmy od prostej konstatacji, że jeśli chcemy znaleźć jakiś przedmiot w ciemnym pomieszczeniu, musimy użyć latarki. Jeśli to coś powinno być łatwo widzialne, najlepiej aby było pokryte czymś, co świeci nawet w ciemnościach. A jak zobaczyć to „coś”, co mnie, panie doktorze, boli w środku? Prześwietlić! Oczywiście, prześwietlić promieniami Roentgena, zakrzyknie wielu Czytelników. Czasem istotnie to wystarcza. A boicie się Państwo prześwietlenia? A może ktoś z Waszych znajomych, bojąc się promieniowania rentgenowskiego odmówił prześwietlenia złamanej ręki lub nogi? Nie? Dlaczego? Przecież jest to promieniowanie jonizujące. No tak, to prawda –powiecie – ale ono szkodzi, jeśli szkodzi, to tak, no ... „nie bardzo”. Świetnie! Spróbujmy je zatem wytworzyć gdzieś w środku Was, np. w nerkach. To tak, jakby w te nerki wstawić coś w rodzaju żarówki. Wtedy możemy zobaczyć już nie tylko nerkę, ale i wnętrze nerki i orzec, czy jest ona zdrowa, czy nie. Takim właśnie wstawianiem odpowiednich „żarówek” do naszych narządów zajmuje się medycyna nuklearna, „żarówkami” zaś są izotopy promieniotwórcze - substancje wysyłające promieniowanie identyczne z rentgenowskim. Nie wszystkie izotopy nadają się do tego celu, nie wszystkie dałoby się nawet znaleźć w przyrodzie. Niektóre, jak np. szeroko stosowany technet, nie istnieją w stanie naturalnym. Jeśli powstają, szybko (w ciągu paru godzin) rozpadają się (właśnie w trakcie tego rozpadu wysyłają promieniowanie), trzeba je więc wytworzyć w sposób sztuczny. Wytwarzanie izotopów to złożony proces. Do produkcji jednych trzeba użyć reaktora jądrowego (jest w Świerku), innych - akceleratora lub tzw. cyklotronu (jest również w Świerku, choć jego zastosowanie na szerszą skalę wymagałoby trochę wysiłku i ... pieniędzy). Na wytworzeniu izotopu jednak się nie kończy, gdyż potem musimy go wbudować w związek chemiczny, który podany pacjentowi doustnie, dożylnie czy w jakikolwiek inny sposób będzie wchłaniał się przede wszystkim w interesującym nas organie, np. wspomnianych nerkach. Związek taki nosi nazwę radiofarmaceutyka, a wytworzenie go, to skomplikowana chemia związków o wysokim stopniu czystości. I znów - w Świerku działa Ośrodek Badawczo - Rozwojowy Izotopów POLATOM, w skrócie OBRI-POLATOM, w którym pracują znakomici specjaliści, którzy takie radiofarmaceutyki umieją wytworzyć i zapewnić ich bezpieczną przesyłkę do ośrodków zdrowia.

W poprzednim artykule pisałem, co się działo w USA, gdy u producenta izotopów i radiofarmaceutyków pojawiła się groźba strajku załogi. W Polsce podobnie, gdyby któregoś dnia pracownicy POLATOMU chcieli strajkować, dziesiątki oddziałów medycyny nuklearnej zostałoby sparaliżowanych, to zaś spowodowałoby niemożność przeprowadzenia badań (i leczenia) setek pacjentów dziennie. W Polsce prowadzi się w końcu około 130 tys. takich badań i ok. 12,5 tys. zabiegów terapeutycznych rocznie. Miejmy nadzieję, że taki kataklizm nigdy nam nie zagrozi. Gdybyśmy jednak nie mieli reaktora, izotopy musielibyśmy importować, a to mogłoby okazać się bardzo kosztowne. Dziś OBRI-POLATOM może część swoich produktów nawet eksportować (co, oczywiście, robi). Dzięki medycynie nuklearnej, a więc pośrednio działalności bliskiego Ci ośrodka Świerk, można przebadać i postawić diagnozę, nieraz ratującą życie, tysiącom Polaków. Na drugim krańcu mamy możliwość leczenia, w tym także niesienia ulgi pacjentom w stanach terminalnych, gdy bez podanych im preparatów izotopowych końcówka życia byłaby związana już tylko z bólem, często niewysłowionym. Takie wzbogacenie tzw. terapii paliatywnej*, jest jednym z wielu osiągnięć medycyny nuklearnej.

Promieniowanie jonizujące, to nie tylko izotopy - to również maszyny wytwarzające takie promieniowanie (aparat rentgenowski jest tego najlepszym przykładem). Potrzebujemy tych maszyn nie tylko do diagnozy - również do terapii, w szczególności nowotworów. Na czym polega terapia? W skrócie chodzi o to, że promieniowanie jonizujące, dostarczone w odpowiedniej dawce, powoduje uszkodzenia w komórkach tkanek, a uszkodzenia te ostatecznie prowadzą do śmierci komórek. Tak więc istotą terapii nowotworów będzie dostarczenie promieniowania do tkanki nowotworowej i uśmiercenie jej komórek. To zadanie wypełniały najwcześniej tzw. igły radowe (wykorzystujące naturalną promieniotwórczość radu), później bomby kobaltowe (nazwane tak ze względu na swój charakterystyczny kształt, a nie możliwość wybuchania), jeszcze później akceleratory medyczne, w których wytwarza się elektrony o wysokich energiach, a następnie albo używa się ich bezpośrednio do naświetlań, albo kieruje się je, podobnie jak w każdej lampie rentgenowskiej, na tarczę metalową. W wyniku hamowania elektronów w takiej tarczy powstaje intensywne promieniowanie rentgenowskie, które można użyć do naświetlań guza nowotworowego. Taki akcelerator medyczny jest urządzeniem drogim, choćby dlatego że musi być bardzo precyzyjny, stawiając konstruktorom najwyższe zadania. Drogi Czytelniku! Obok Ciebie jest producent takich urządzeń, a mianowicie Zakład Aparatury Jądrowej (ZdAJ) w Świerku. Produkowane przez ten Zakład akceleratory możesz spotkać niemal we wszystkich oddziałach onkologicznych w Polsce. Nie odbiegają one parametrami od renomowanych urządzeń zachodnich, są natomiast znacznie tańsze (co biedna Polska medycyna powinna doceniać i chyba docenia), mają ponadto zapewniony szybki serwis. Ilu osobom uratowały lub znacznie przedłużyły życie, trudno dziś zliczyć. Szkoda tylko, że polskiego szpitalnictwa nie stać na zainstalowanie większej liczby akceleratorów - jest tego paląca potrzeba (nie tak dawny fatalny przypadek napromienienia pięciu kobiet w szpitalu białostockim pokazał także, że oprócz sprzętu trzeba mieć i odpowiednią jego obsługę). A jeśli wspomniałem już o ZdAJ: właśnie ten Zakład wyprodukował krążące po Polsce mammobusy, w których zainstalowano mammografy*, również produkcji ZdAJ. Mobilność autobusów pozwala na dotarcie do najmniejszych miejscowości i objęcie badaniem profilaktycznym kobiet, które inaczej nie miałyby szans na takie badania. Można tylko ponownie wyrazić żal, że polską medycynę nie stać na zakupienie choćby po jednym mammobusie na województwo.

O ile działanie akceleratorów medycznych polega na wytwarzaniu wiązek promieniowania na zewnątrz pacjenta i kierowanie tych wiązek w obszar nowotworu, można byłoby sądzić, że wygodniejszą rzeczą byłoby skonstruowanie takiego urządzenia, które dałoby się wprowadzić, podobnie jak izotop, do wnętrza guza i rozpocząć niszczenie tego guza od wewnątrz. A że skuteczność terapii zależy od energii użytego promieniowania i intensywności wiązki, więc ideałem byłoby mieć urządzenie, w którym łatwo zmieniać oba parametry. Ten właśnie pomysł towarzyszył narodzinom miniaturowej lampy rentgenowskiej, którą można wprowadzać bezpośrednio do lub w pobliże chorej tkanki, np. nowotworu mózgu. I choć pomysł nie jest nowy, jego praktyczna realizacja wymaga spełnienia bardzo wielu nadzwyczaj ostrych wymagań technicznych. Miło mi poinformować, że w Instytucie Problemów Jądrowych w Świerku prowadzone są właśnie prace nad taką lampą, zwaną tu igłą fotonową.

Igłą tą zainteresowało się już środowisko medyczne i jeśli przejdzie ona pomyślnie wszystkie testy, może stać się nadzwyczaj skutecznym narzędziem tzw. brachyterapii*. Jest to sprawa przyszłości, podobnie jak sprawą przyszłości jest bezpośrednie wykorzystanie reaktora MARIA do radioterapii niektórych nowotworów mózgu, które nie poddają się żadnym innym formom leczenia.

Myślimy tu o tzw. terapii neutronowo-borowej (jej angielski skrót to BNCT). W metodzie tej wykorzystuje się wiązki neutronów wychodzących z reaktora i kierowanych w obszar guza, w którym wcześniej umieszcza się preparat zawierający bor, w szczególności jeden z izotopów boru (ale nie promieniotwórczy). W wyniku reakcji neutronu z jądrami boru te ostatnie przekształcają się, w wyniku czego powstają cząstki promieniowania jonizującego, w szczególności alfa i gamma. Promieniowanie jonizujące wytwarza się zatem bezpośrednio w guzie i nic więc dziwnego, że może ono uśmiercić komórki nowotworowe. Tego rodzaju terapię prowadzi wcale nie tak mało ośrodków na świecie. Na stworzenie w Świerku odpowiedniego ośrodka terapeutycznego wokół reaktora MARIA przyjdzie nam zapewne jeszcze parę lat poczekać, jednakże prace nad przygotowaniem odpowiednich stanowisk terapeutycznych są prowadzone bardzo energicznie i możemy się spodziewać, że nie zostaną przerwane np. przez zablokowanie niezbędnych na ten cel środków.

Rozwój jądrowych metod diagnostycznych i terapeutycznych wymaga także rozwoju czułych i szybkich metod detekcji sygnałów, a więc rozwoju nowych detektorów promieniowania i odpowiedniej elektroniki. I choć przekonałem Cię, Czytelniku, mam nadzieję, że posiadasz znacznie więcej niż Ci się zdawało, to dodam, że i w tym wypadku pracuje w Świerku zespół światowej klasy, którego osiągnięcia w omawianej dziedzinie są pilnie śledzone, a członków tego zespołu zaprasza się do współpracy międzynarodowej.

Kończąc nasze kolejne spotkanie chciałbym wyrazić nadzieję, że nie tylko powiedziałem o nie zawsze znanych Ci pożytkach płynących z faktu posiadania takiego ośrodka jak Świerk, ale także, że te przysłowiowe „atomy”, które Ci czasem aplikują, są atomami bardzo przyjaznymi i warto je pokochać.