Институт биологии и биомедицины
Кафедра биохимии и физиологии
РЕФЕРАТ
для сдачи кандидатского экзамена по истории и философии науки на тему:
«История онкологии»
Выполнил:
Аспирант первого года обучения
Балавина Елена Вячеславовна
Специальность 03.0004 биохимия
Н. Новгород
2017 г.
Введение
Философия явилась на свет в результате осознания человечеством самого себя. Предметом философии является всеобщее в системе отношений «мир – человек». Человек, к сожалению, в системе этих взаимоотношений сталкивается с проблемами, угрожающими его жизни. Онкологическое заболевание являются одним из множества причин этой угрозы. Осознание любых проблем – первый этап в их решении, ведь только понимание способно привести к эффективным действиям.
Онколо́гия (от греческого oncos -опухоль, logos - наука) — раздел медицины, изучающий доброкачественные и злокачественные опухоли, механизмы и закономерности их возникновения и развития, методы их профилактики, диагностики и лечения. Термин «рак» - это родовое понятие для группы заболеваний, которые могут поразить любую часть организма человека и важнейшей особенностью которых является пролиферация атипичных клеток. (ВОЗ, 1995).Так же используются такие термины, как злокачественные опухоли и новообразования. Одним из характерных признаков рака является быстрое образование аномальных клеток, прорастающих за пределы своих обычных границ и способных проникать в близлежащие части организма и распространяться в другие органы (этот процесс называется метастазом)
По прогнозам, число случаев смерти от рака в мире будет продолжать расти. Подсчитано, что в 2030 г. - 11,4 миллиона человек. Наиболее распространенные во всем мире формы рака:
Среди мужчин (в порядке убывания количества случаев смерти во всем мире): рак легких, желудка, печени, ободочной и прямой кишки, пищевода и простаты.
Среди женщин (в порядке убывания количества случаев смерти во всем мире): рак молочной железы, легких, желудка, ободочной и прямой кишки, шейки матки.
Рак развивается в связи с изменениями генов, ответственных за рост и восстановление клеток. Заболеваемость раком резко возрастает с возрастом, главным образом, из-за накопленных на протяжении всей жизни рисков, и снижения эффективности действия механизмов по восстановлению клеток по мере старения человека. Проблема роста онкологических заболеваний в современном обществе входит в разряд глобальных и заслуживает пристального внимания и активных действий для ее решения.
1.1 История онкологии
С древнейших времен известны опухоли (новообразования) различных тканей человека. Еще на мумиях древнего Египта были обнаружены новообразования костей.
Термин «рак» ввел в обращение «родитель медицины», Гиппократ. Одна из его пациенток, заболевание которой Гиппократ подробно описал в одном из своих известных трудов, «Карцинома», страдала именно раком молочной железы. Хирургические методы лечения новообразований применяли в медицинских школах древнего Египта, Китая, Индии, у инков Перу и др.
Но уровень медицинской науки в долгие столетия не позволял более глубоко изучить эти заболевания. Это стало возможным только после изобретения микроскопа и развития патологической анатомии, особенно после работ Вирхова по целлюлярной патологии, т. е. во второй половине XIX века.
В изучении причин опухолей выдающуюся роль сыграли наблюдения над так называемым профессиональным раком. В 1775 г. английский хирург П. Потт описал рак кожи мошонки у трубочистов, который явился результатом длительного загрязнения продуктами перегонки каменного угля, сажей, частицами дыма. Под влиянием этих фактов японские исследователи Ямагива и Ичикава (1915-1916) стали смазывать кожу ушей кроликов каменноугольной смолой и получили экспериментальный рак. В дальнейшем благодаря работам Кинеуея, Хигера, Кука и их сотрудников (1932, 1933) было установлено, что действующим канцерогенным началом различных смол являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и, в частности, бензапирен. Последнее вещество весьма распространено в окружающей человека среде. В настоящее время наряду с углеводородами известны канцерогенные вещества, принадлежащие к другим классам химических соединений - аминоазосоединения, циклические амины, нитрозосоединения, афлатоксины и т. д. В 1932 г. А. Лакассань доказал, что некоторые опухоли могут быть экспериментально вызваны большими количествами эстрогенных (вызывающих течку) гормонов, а в 1944 г. Ч. Хаггинс предложил лечить этими веществами рак предстательной железы у человека. Родоначальником экспериментальной онкологии является ученик выдающегося русского патолога М. М. Руднева ветеринарный врач М. А. Новинский, который в 1876 г. впервые а мире осуществил успешную перевивку злокачественных опухолей от взрослых собак щенкам. В дальнейшем трансплантацией опухолей много занимались Иенсен, Эрлих, Бешфорд, Н. Н. Петров и многие другие исследователи. Эти работы позволили изучить природу и определить многие характеристики опухолевых тканей и клеток. В частности, они доказали автономность опухолей и постепенное нарастание их злокачественности. На перевивных новообразованиях были изучены многие морфологические и биохимические особенности опухолевой ткани.
Трансплантированные опухоли послужили для испытания новых способов лечения и, в частности, для изучения вопросов химиотерапии. Как отдельные наблюдения над профессиональными заболеваниями человека, так и многочисленные опыты на животных показали, что канцерогенным действием могут обладать рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, радий и радиоактивные вещества.
Открытие искусственной радиоактивности (Ирен и Фредерик Жолио-Кюри) дало возможность широко использовать радиоактивные изотопы для искусственного получения опухолей у животных и изучения процесса канцерогенеза.
Важным этапом в истории онкологии явилось открытие Раусом (1910, 1911) вирусной природы некоторых сарком кур. Эти работы легли в основу вирусной концепции этиологии рака и послужили началом многих исследований в этом направлении, которые привели к открытию ряда вирусов, вызывающих опухоли у животных (вирус папилломы кроликов Шоупа, 1933; вирус рака молочных желез мышей Битнера, 1936; вирусы лейкозов мышей Гросса, 1951; вирус "полиомы" Стюарта, 1957, и др.).
Для изучения вопросов этиологии и патогенеза опухолей человека большое значение имеют исследования по эпидемиологии рака, показывающие несомненное влияние климатических, бытовых, профессиональных и других экзогенных, а также эндогенных факторов на возникновение и рост определенных форм злокачественных опухолей.
В разных странах установлены значительные различия в распространенности разных форм рака в различных местах земного шара. Так, например, за вторую половину XX века резко увеличилась заболеваемость раком легкого в странах Западной Европы, особенно в Англии и США, что связывают с загрязнением атмосферы городов и распространением курения.
Известно преобладание рака печени в развивающихся странах Африки, что может быть связано с недостаточностью белкового питания и наличием паразитарных заболеваний печени.
В 1910 г. было издано первое в России руководство Н. Н. Петрова "Общее учение об опухолях". В начале XX века о вирусной природе злокачественных опухолей высказывались И. И. Мечников и Н. Ф. Гамалея. Эксплантацией тканей опухолей занимались А. А. Кронтовский, Н. Г. Хлопин, А. Д. Тимофеевский и их сотрудники.
Первые в России работы по экспериментальной индукции опухолей каменноугольной смолой и химически чистыми канцерогенными веществами были проведены Н. Н. Петровым и Г. В. Шором с сотрудниками.
Все больший интерес вызывают проблемы иммунологии опухолей, что связано с существованием специфических антигенов опухолей.
Выяснению роли мезенхимы и взаимоотношениям опухоли и организма были посвящены работы А. А. Богомольца, Р. Е. Кавецкого и их сотрудников.
Широкое морфологическое изучение различных опухолей нашло отражение в трудах М. Ф. Глазунова, Н. А. Краевского и других советских патологоанатомов. Современные гистологические и цитологические исследования на молекулярном уровне (Ю. М. Васильев) углубили наши представления о свойствах опухолевых клеток.
Весьма много усилий было направлено на изучение этиологии опухолей. Л. А. Зильбер создал вирусогенетическую концепцию опухолей. Его работы по иммунологии опухолей привели к исследованию опухолевых антигенов и в конце концов - к открытию специфического печеночного альфа-фетопротеина, что позволило разработать ценную диагностическую реакцию на рак печени.
При помощи радиоактивных веществ и канцерогенных углеводородов впервые в мире были получены экспериментальные злокачественные опухоли у обезьян.
Изучение химических канцерогенных веществ привело к ряду достижений. В 1937 г. впервые в мире была доказана возможность получения опухолей у животных в результате введения экстрактов из тканей людей, умерших от рака, и тем были заложены основы представлений об эндогенных бластомогенных веществах (Л. М. Шабад).
Изучение канцерогенных углеводородов побудило к разработке точных количественных методов их обнаружения в различных элементах внешней среды. На основании результатов этих исследований был разработан ряд рекомендаций и проведены мероприятия по профилактике рака.
Наибольший размах приобрела экспериментально-онкологическая и клиническая работа по химиотерапии опухолей. Эта новая отрасль онкологии бурно развивается и уже принесла существенные результаты. К традиционным методам лечения опухолей - хирургическому и лучевому прибавилось лекарственное лечение. Синтез и экспериментальное изучение новых противоопухолевых препаратов при правильно организованной системе кооперативного их испытания во многих клиниках одновременно и в контролируемых условиях сулят новые успехи химиотерапии опухолей.
Первым онкологическим учреждением в России был основанный на частные средства в 1903 г. Институт для лечения опухолей им. Морозовых в Москве. В советские годы он был полностью реорганизован и превратился в существующий уже 75 лет Московский онкологический институт имени П. А. Герцена - одного из создателей московской школы онкологов. В 1926 г. по инициативе Н. Н. Петрова был создан Ленинградский институт онкологии, ныне носящий его имя. В 1951 г. в Москве был основан крупный Институт экспериментальной и клинической онкологии, ныне Онкологический научный центр РАМН имени Блохина.
В России разработана четкая система организации онкологической помощи как комплекс мероприятий, направленных на профилактику опухолей, их раннее выявление и разработку наиболее эффективных методов лечения.
Эта система, возглавляемая онкологическими институтами, опирается на большое количество (около 250) онкологических диспансеров. Научно-исследовательские онкологические институты, а также институты рентгенорадиологии ведут подготовку специалистов-онкологов разного профиля через аспирантуру и ординатуру. Усовершенствование врачей в области онкологии проводится кафедрами онкологии в институтах усовершенствования врачей (ныне - Академии последипломного образования).
В 1954 г. организовано Всесоюзное (Всероссийское) научное общество онкологов. Отделения этого общества работают во многих городах, хотя ныне в силу определенных обстоятельств, преимущественно экономических, многие из них приобрели определенную самостоятелность, организовали областные ассоциации онкологов.
Проводятся межобластные, республиканские конференции с участием онкологических институтов. Общество онкологов России организует съезды и конференции, а также входит в состав Международного противоракового союза, объединяющего онкологов большинства стран мира. Эта международная организация существует с 1933 г. и провела более десятка международных противораковых конгрессов, в том числе один из них в Москве (1962).
Во Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) создан специальный Отдел рака, который течение многих лет основали и возглавляли российские онкологи. В 1965 г. в Лионе (Франция) было создано связанное с ВОЗ Международное агентство по изучению рака (МАИР), которое ведет большую научную и издательскую работу, объединяющую ряд стран.
Онкологи России активно участвуют в международных конгрессах, работают в постоянно действующих комиссиях и комитетах Международного противоракового союза, ВОЗ и МАИР, принимают активное участие в международных симпозиумах по различным вопpocaм онкологии.
1.2 История изучения липидов биологических мембран
В современной биологии и медицине особое значение имеют исследования, связанные с выявлением роли биологически активных веществ в механизмах поддержания гомеостаза. Эта проблема чрезвычайно важна, так как познание механизмов, лежащих в основе регуляции процессов жизнедеятельности, позволяет более успешно решать вопросы диагностики, лечения и профилактики многих заболеваний. Благодаря разработанным во второй половине 20 в. клеточным и молекулярным методам исследования, стала несомненной важная роль особых биологически активных веществ – липидов - в регуляции сигнальной информации, необходимой для поддержания гомеостаза.
Липиды (от греч. lipos - жир)-жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток. Определение понятия липидов неоднозначно. Иногда к липидам относят любые природные вещества, извлекаемые из организмов, тканей или клеток такими неполярными органическими растворителями, как хлороформ, диэтиловый эфир или бензол.
Некоторые липиды (жиры животные, растительные масла) используют с древнейших времен как продукты питания, для приготовления лекарств и косметических препаратов, лакокрасочных материалов, а также для освещения. С начала 18 века липиды стали использовать для мыловарения, а в 20 в. - для приготовления моющих средств, эмульгаторов, детергентов, пластификаторов и технол. смазок. Первый элементный анализ липида выполнен в нач. 19 в. А. Лавуазье, а первые исследования по выяснению химического строения липидов принадлежат К. Шееле и М. Шеврёлю. Впервые синтезы триглицеридов осуществили М. Бертло в 1854 и Ш. Вюрц в 1859.
Фосфолипиды выделены М. Гобли в 1847, а затем получены в более чистом виде Ф. А. Хоппе-Зейлером в 1877. К этому времени уже было установлено строение ряда важнейших жирных кислот. Дальнейшую историю изучения липидов можно разделить на три периода. На первом этапе (1880-1950) липиды исследовали традиционными методами органической химии, второй этап (1950-1970) характеризуется широким применением методов хроматографии, а последний (70-80-е гг.) - использованием таких физико-химических методов, как масс-спектрометрия, оптическая спектроскопия и радиоспектроскопия, флуоресцентный анализ и другие.
В последнее время проводятся многочисленные исследования в области биохимии онкологического процесса. Доказано, что липиды и ферменты их метаболизма, в частности, фосфолипиды могут являться как маркерами наличия опухолей, так и эффективности проводимой терапии. Изменения обмена фосфолипидов в организме с опухолью, по всей видимости, могут отражать степень паранеопластического воздействия опухоли на организм.
Образование опухоли – многостадийный процесс, в котором каждый шаг отражает структурные эпигенетические изменения в генах, контролирующих пролиферацию, дифференциацию, программированную клеточную смерть,
или апоптоз. Это приводит к прогрессивной трансформации и эволюции нормальных клеток в злокачественные. Липиды могут участвовать в различных стадиях канцерогенеза, поддерживая, а иногда инициируя процесс перерождения. Было установлено, что при патологических состояниях организма, в частности в злокачественных образованиях, изменяется метаболизм и состав фосфолипидов, гликолипидов и холестерина, особенно гликосфинголипидов, что приводит к нарушению структуры мембран и биологических функций клеток.
Фосфолипидный состав мембран специфичен для отдельных органов, клеток и внутриклеточных мембран. Спектр фосфолипидных молекул расширяется благодаря их биохимической модификации. Они принимают участие в процессах трансдукции сигналов, сопровождающих клеточный рост и апоптоз, или являются маркерами развития патологических состояний, в том числе злокачественных опухолей.
Многочисленные исследования в области биохимии онкологического процесса выявили существенные отличия в обмене фосфолипидов при раковом перерождении. Обнаружено существенное изменение метаболизма фосфатидилхолина при малигнизации клеток. Оценка содержания метаболитов с помощью магнитно-резонансной спектроскопии представляется многообещающим неинвазивным прогностическим биомаркером для диагностики рака, планирования терапии и контроля ее эффективности.
Термин "мембраны" как окружающей клетку невидимой плёнки, служащей барьером между содержимым клетки и внешней средой и одновременно - полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и некоторые растворенные в ней вещества, был впервые использован, по-видимому, ботаниками фон Молем и независимо К. фон Негели (1817-1891) в 1855 г для объясненения явлений плазмолиза. В 1890 году немецкий физико-химик и философ В. Оствальд (1853-1932) обратил внимание на возможную роль мембран в биоэлектрических процессах. Между 1895 и 1902 годами Э. Овертон (1865-1933) измерил проницаемость клеточной мембраны для большого числа соединений и показал прямую зависимость между способностью этих соединений проникать через мембраны и их растворимостью в липидах. Это было чётким указанием на то, что именно липиды формируют плёнку, через которую проходят в клетку вещества из окружающего раствора. В 1902 году Ю. Бернштейн (1839-1917) привлек для объяснения электрических свойств живых клеток мембранную гипотезу.
В 1925 году Гортер и Грендел показали, что площадь монослоя липидов, экстрагированных из мембран эритроцитов, в два раза больше суммарной площади эритроцитов. Гортер и Грендел экстрагировали липиды из гемолизированных эритроцитов ацетоном, затем выпаривали раствор на поверхности воды и измеряли площадь образовавшейся мономолекулярной пленки липидов. На основе результатов этих исследований было сделано предположение, что липиды в мембране располагаются в виде бимолекулярного слоя. Вместе с тем имелись экспериментальные данные, которые свидетельствовали о том, что биологическая мембрана содержит в своем составе и белковые молекулы. Эти противоречия экспериментальных результатов были устранены Даниелли и Давсоном, предложившими в 1935 году так сказать “бутербродную” модель строения биологических мембран, которая с некоторыми несущественными изменениями продержалась в мембранологии в течении почти 40 лет. Согласно этой модели, на поверхности фосфолипидного бислоя в мембранах располагаются белки.
Заключение
Таким образом, современная онкология является молодой наукой - ей не более 100 лет, а развитие ее произошло лишь в XX веке. Основными ее задачами являются выяснение причин новообразований, разработка профилактики их возникновения и развития, раннего распознавания и успешного лечения.
Сначала лечение опухолей находилось целиком в руках хирургов.
В дальнейшем стали все шире применять методы лучевого лечения, которые для некоторых локализаций и стадий злокачественных опухолей стали методом выбора. Наконец, начиная с 40-х годов XX века стали применять и лекарственное лечение опухолей. В настоящее время все чаще приходится прибегать к сочетанию всех этих методов лечения, включая и иммунотерапию.
В последние годы именно достижения онкоиммунологии, онкогенетики (если не сказать в целом - биотерапии рака) вдохнули в науку "второе" дыхание, новые надежды на окончательную победу над страшным недугом. Разрабатываются все более новые вакцины, новые методы генной терапии рака. Сообщения из различных стран, институтов и центров онкологии столь многочисленны, что порой уже становиться трудно уследить за всеми новостями. К сожалению, периферия России еще далека от всех этих успехов, в большинстве больниц и диспансеров нет возможности применять новые высокотехнологичные методы лечения. Остается надеяться, что с решением экономических проблем России решатся, наконец, и эти проблемы.
Цитированная литература
1. Абелев Г.И. Что такое опухоль // Саровский образовательный журнал. 1997. №10. С. 85-90.
2. Алимова А.Т. Липиды и жирные кислоты в норме и при ряде патологических состояний. М.: Наука, 1980. 277с.
3. Антонов В.Ф. Липиды и ионная проницаемость мембран. М.: Наука,1982.151с.
4. Балаж А. Биология опухолей. М.: Мир, 1987. 206с.
5. Безуглов А.Е., Коновалов С.С. Липиды и рак. Очерки липидологии онкологического процесса. Санкт-Петербург: Прайм-Еврознак, 2009. 352с.
6.Ганцев Ш.К. Онкология: Учебник для студентов медицинских вузов. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2006.488 с.
7.Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. М.: Мир,2002. 624 с.
8.Зильбер Л.А. «Вирусогенетическая теория возникновения опухолей», Москва, 1968.
9. Крепс Е.М. Липиды клеточных мембран. Ленинград: Наука, 1981. 339с.
10. Фролов И.Т., Загладин В.В. Глобальные проблемы современности: научный и социальный аспекты. – М.: Международные отношения, 2002. 238 с.
11.Хышиктуев Б.C., Хышиктуева Н.А., Иванов В.Н., Даренская С.Д. Фосфолипиды мембран при раке // Вопросы онкологии. 1993.Т.4, № 3. С 7-39
Черенков В. Г. Клиническая онкология. — 3-е изд. — М.: Медицинская книга, 2010. 434 с.
Taylor L.A., Arends J., Hodina A.K., Unger C. et al. Plasma lyso-phosphatidylcholine concentration is decreased in cancer patients with weight loss and activated inflammatory status // Lipids Health Desease. 2007. V.6. P.17-24.