Polski Atom

Promieniowanie ratuje zdrowie i życie człowieka

Przez lata było popularne myślenie, że promieniowanie czy substancje promieniotwórcze działają na człowieka wyłącznie w szkodliwy sposób. Najlepszym dowodem na to, że takie twierdzenie mija się z prawdą, jest medycyna nuklearna, która zarazem stanowi jedną z najdynamiczniej rozwijających się specjalności medycznych. Pomysł wykorzystania promieniowania jonizującego w medycynie nie jest niczym nowym – idea ta towarzyszyła już Marii Skłodowskiej-Curie i Piotrowi Curie wkrótce po odkryciu promieni X przez Wilhelma Röntgena w 1895 roku. Kilka lat później udało się zresztą doprowadzić do ich wykorzystania w celach diagnostycznych i terapeutycznych.

Obecnie zastosowanie promieniowania jonizującego jest znacznie szersze niż za życia naszej podwójnej noblistki. Substancje promieniotwórcze podawane są pacjentom np. w postaci radiofarmaceutyków, do diagnozowania wielu schorzeń stosuje się nie tylko powszechnie znane techniki radiologiczne, ale również techniki scyntygraficzne, a przy leczeniu nowotworów wykorzystywane jest promieniowanie z akceleratorów i mające swoje źródło w reaktorach jądrowych. Poznaj niezwykły świat medycyny nuklearnej, który każdego dnia ratuje życie ludzi na całym świecie.

Promieniowanie w służbie medycyny z polskiego podwórka

Zagadnienia dotyczące medycyny nuklearnej i zastosowania w niej promieniowania jonizującego są na tyle obszerne, że traktują o tym liczne referaty czy książki. Aby jednak w dość skróconej formie przedstawić możliwie najwięcej informacji w interesujący sposób, najlepiej rozpocząć od tego, co polskie – czyli nasze. Otóż już od 1974 roku w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku nieopodal Warszawy działa reaktor badawczy MARIA. Każdego dnia pojawia się tu ponad tysiąc pracowników, natomiast w każdym tygodniu MARIA ratuje życie i zdrowie około 100 000 pacjentów na całym świecie poprzez produkcję specjalistycznych izotopów medycznych. Reaktor MARIA jest wzorowany na zagranicznej konstrukcji, polscy inżynierowie dokonali w nim jednak zmian, przystosowując go do produkcji radiofarmaceutyków i badań na wiązkach neutronów, na przykład w celu rozwoju radiobiologii. W Polsce wykonano też w całości dokumentację techniczną, a zbudowały go polskie przedsiębiorstwa. Jest jednym z największych reaktorów badawczych na świecie i najmłodszym działającym w Unii Europejskiej.

Wracając jednak do wykorzystania reaktora w medycynie – produkuje się tu radioizotopy medyczne. Ujmując nieco prościej, to substancje, które emitują promieniowanie i właśnie dzięki temu mogą być wykorzystane w celach medycznych. Aby stworzyć takie substancje, konieczne jest przekształcenie stabilnych izotopów pierwiastków w izotopy promieniotwórcze w rdzeniu reaktora za pomocą różnych reakcji jądrowych.

Przejdźmy do konkretnych przykładów, w jaki sposób nasz reaktor MARIA pozwala ratować tak wiele istnień. Rozpocznijmy od radiofarmaceutyków, które produkowane są w części NCBJ zwanej Polatomem. Radiofarmaceutyki powstają poprzez napromieniowanie specjalnych tarcz z określonego materiału, a po zakończonym procesie, aktywne próbki emitują promieniowanie. Z tego powodu nie jest dopuszczalny bezpośredni ich kontakt z ludźmi, a kolejne procedury odbywają się w specjalnie przygotowanych komorach. Po wszystkim radiofarmaceutyki wyglądałyby jak tradycyjne leki, gdyby nie to, że znajdują się w osobnych opakowaniach w postaci metalowych walców ważących nawet… 6 kg! Transporty z radiofarmaceutykami wyjeżdżają ze Świerku niemal każdego dnia. Izotopy promieniotwórcze wykorzystywane są zarówno w diagnostyce, jak i późniejszej terapii. Do izotopów wytwarzanych w NCBJ zalicza się m.in. technet-99m (diagnostyka guzów i przerzutów), jod-131 (leczenie chorób tarczycy), lutet-177 (leczenie  np. nowotworów prostaty) czy holm-166 (który jest teranostykiem, tj. stosuje się go do diagnostyki i terapii, np. guzów wątroby). Radiofarmaceutyki ze Świerku to m.in. igły do brachyterapii, które umieszcza się w tkankach zmienionych w wyniku procesów chorobowych, doustnie lub dożylnie podawane płyny oraz gazy do diagnostyki płuc.

Promieniowanie jonizujące jest bardzo szeroko wykorzystywane w diagnostyce wielu chorób i schorzeń. Najczęściej wykorzystywanym izotopem (radioznacznikiem) w badaniach diagnostycznych jest molibden-99, którego 10% światowego zapotrzebowania zaspokaja właśnie reaktor MARIA. Tydzień pracy tego reaktora to pomoc dla 100 000 pacjentów. Na całym świecie około 70% wszystkich procedur diagnostycznych w medycynie nuklearnej odbywa się z pomocą tego radioizotopu. Należy nadmienić, że w praktyce przy badaniach diagnostycznych wykorzystywany jest uzyskiwany z molibdenu izotop technet-99m. W rzeczywistości dochodzi do tego jednak dopiero w szpitalach, gdyż okres jego półtrwania wynosi zaledwie 6 godzin. Co to oznacza? Otóż co 6 godzin rozpadowi ulega połowa atomów, co istotnie utrudnia np. przetransportowanie izotopu w tej formie do szpitala na znaczne odległości. Natomiast z perspektywy medycznej to doskonała wiadomość, gdyż ten radioznacznik w tomografii komputerowej utrzymuje się w krwi pacjenta przez bardzo krótki czas. Wykorzystanie w medycynie jest bardzo szerokie, w ten sposób bada się i kontroluje stan tarczycy, nerek czy płuc, można sprawdzić w których miejscach krew nie dopływa do serca, a także dostrzec guzy powstające w kościach.

Kiedy medycyna nuklearna może pomóc?

Podane wcześniej przykłady to wciąż tylko część wykorzystania atomu w medycynie – choć w tym miejscu warto raz jeszcze podkreślić rolę Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku dla ogółu medycyny nuklearnej i przede wszystkim setek tysięcy pacjentów na całym świecie. W przypadku wielu schorzeń główną, czy może raczej podstawową metodą diagnostyczną (obrazową), są techniki radiologiczne – w skrócie ich zadaniem jest zobrazowanie struktury, w której doszło do zmian chorobowych za pomocą promieni rentgenowskich, rezonansu magnetycznego lub ultradźwięków. Podsumowując zatem: radiologia i medycyna nuklearna przenikają się, jednak obie wykorzystują promieniowanie. Medycyna nuklearna często pozwala na wcześniejsze zdiagnozowanie schorzeń, co z kolei może zwiększać skuteczność podjętego leczenia. Podstawowe techniki obrazowe w medycynie nuklearnej to:

• tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT),
• pozytonowa tomografia emisyjna (PET),
• scyntygrafia,
• metody hybrydowe łączące tomografię komputerową i rezonans magnetyczny.

Za pomocą wymienionych technik obrazowych medycyny nuklearnej możliwe jest wcześniejsze, skuteczniejsze i dokładniejsze diagnozowanie m.in. następujących schorzeń:

• chorób ośrodkowego układu nerwowego – np. choroba Parkinsona, wodogłowie, zmiany przerzutowe, guzy pierwotne,
• chorób serca i układu krwionośnego – np. zawał serca, choroba niedokrwienna serca, cukrzyca, kardiomiopatie, wady wrodzone serca,
• chorób płuc – np. zator płucny, choroby nowotworowe,
• chorób układu kostnego – np. zmiany pourazowe, zapalenie kości, nowotwory pierwotne, martwica kości,
• chorób nowotworowych,
• procesów zapalnych.

Medycyna nuklearna to także efektywny sposób na leczenie wielu chorób. Skuteczność terapii radioizotopowej, a także jej zakres zależą od całkowitej dawki pochłoniętej przez pacjenta oraz wrażliwości zmian chorobowych na oddziaływanie promieniowania jonizującego. Medycyna nuklearna pomaga lub może pomagać w leczeniu takich schorzeń, jak łagodne zmiany tarczycy, zróżnicowane nowotwory złośliwe tarczycy, rak rdzeniasty tarczycy, schorzenia stawów, guzy neuroendokrynne, nerwiak niedojrzały, guz chromochłonny, nowotwory jamy brzusznej, wysięki w jamie opłucnej pochodzenia nowotworowego, zmiany przerzutowe w węzłach chłonnych czy zmiany nowotworowe wątroby.

Rozwój medycy nuklearnej czerpie z odkryć wielu innych nauk, jak choćby chemia, biologia, biochemia, farmakologia i oczywiście fizyka. Nie ulega wątpliwości, że atom jest nadzieją dla wielu chorujących pacjentów na całym świecie. A reaktor MARIA jest najlepszym dowodem na to, że atom w Polsce może służyć medycynie i setkom tysięcy chorych na całym świecie.