Підручник з Біології і екології. 10 клас. Остапченко - Нова програма

§ 45. СУЧАСНІ ДОСЯГНЕННЯ РЕГЕНЕРАТИВНОЇ МЕДИЦИНИ ТА ТРАНСПЛАНТОЛОГІЇ

Пригадайте роль стовбурових клітин у процесах регенерації. Яка будова нирок і серця людини? Що таке експресія генів? Що таке антиген та антитіло? Які проблеми розв’язує регенеративна медицина?

Сучасні досягнення регенеративної медицини. У наш час регенеративна медицина досягла значних успіхів у розробленні методів лікування різноманітних захворювань, зокрема печінки (регенерація після ушкоджень), серцево-судинних захворювань (лікування за допомогою стовбурових клітин пошкоджень серцевого м’яза), хвороб ока (відновлення зору в пацієнтів з дефектами рогівки), травм центральної нервової системи (зокрема, ушкоджень спинного мозку) тощо.

Однією з небезпечних хвороб людини є цукровий діабет І типу, за якого підшлункова залоза припиняє виробляти гормон інсулін, у результаті чого різко зростає рівень цукру в крові (поміркуйте чому). Особи із цією хворобою на все життя стають залежними від постійних ін’єкцій інсуліну. Нині для лікування цукрового діабету І типу можливе застосування методики, за якої з підшлункової залози донора відбирають клітини, здатні синтезувати інсулін, та вживляють їх людині з діабетом.

Ще в 80-ті роки XX ст. дослідники навчилися пересаджувати подрібнене м’язове волоконце в ушкоджену ділянку, яка після цього відновлювалася. Аналогічно для регенерації кісток основи черепа людини в ушкоджену ділянку вводили подрібнену кісткову тканину, що стимулювало процеси регенерації. XXI ст. принесло нові відкриття у цій галузі. Багато досягнень у галузі регенеративної медицини та клітинної терапії пов’язані із застосуванням стовбурових клітин.

Використання стовбурових клітин у медицині. Нині завдяки використанню стовбурових клітин перед медициною відкриваються майже необмежені перспективи. Насамперед розроблення методик, завдяки яким стовбурові клітини в лабораторних культурах тривалий час залишалися б недиференційованими, дає можливість постійно мати потрібний матеріал для наукових досліджень і лікування пацієнтів.

Інший напрям вивчення стовбурових клітин — дослідження їхньої здатності мігрувати в ушкоджені ділянки та включатись у них з подальшим поділом і диференціацією. Ще один напрям досліджень — виявлення чинників, під впливом яких нащадки стовбурових клітин диференціювалися б у потрібному для людини напрямі (контакти із сусідніми клітинами, біологічно активні речовини тощо). Так можна виростити клітини або тканини для регенерації ушкоджених тканин та органів і лікування багатьох захворювань людини. Наприклад, експериментально можна простимулювати стовбурові клітини червоного кісткового мозку, які в нормі забезпечують процеси кровотворення (утворення формених елементів крові), таким чином, що вони дають початок нейронам.

Вирощування органів зі стовбурових клітин поза організмом дає змогу розв’язати проблеми отримання потрібної кількості донорського матеріалу для трансплантації органів. Наприклад, зі стовбурових клітин можна утворити клітини серцевого м’яза з наступною їх трансплантацією пацієнтам з хворим серцем. При цьому важливо, щоб трансплантовані органи і тканини не шкодили організму реципієнта.

Перспективний напрям використання стовбурових клітин — створення банків пуповинної крові — збирання крові новонароджених з плаценти та пуповинної вени (мал. 45.1). Стовбурові клітини пуповинної крові мають високу здатність до поділу та подальшої диференціації. Отримані таким чином стовбурові клітини можуть тривалий час зберігатися і використовуватися для лікування певних захворювань (наприклад, онкологічних, серцево-судинних) як самого донора, так й інших людей.

Мал. 45.1. Методика створення банку пуповинної крові: 1 — збирання пуповинної крові; 2 — виділення стовбурових клітин; 3 — кріопробірка з клітинами; 4 — тестування; 5 — кріоконсервування і зберігання

Запам'ятаємо

Потенціальним донором стовбурових клітин, отриманих із червоного кісткового мозку, може стати людина у віці від 18 до 55 років, яка ніколи не хворіла на гепатит В або С, СНІД, туберкульоз, малярію, злоякісні захворювання крові, не має психічних розладів тощо.

Сучасні досягнення трансплантології. Не завжди вдається відновлювати пошкоджені тканини та органи завдяки процесам регенерації, навіть з використанням стовбурових клітин. Тоді застосовують трансплантацію тканин та органів.

Трансплантація (від лат. трансплантаціо — пересаджування) — пересаджування організму тканин чи органів (зокрема, кришталика ока, нирок, печінки), отриманих від іншого організму або створених штучно. Розділ медицини, який опікується проблемами пересаджування (трансплантації) органів та тканин, називають трансплантологією.

Ви вже знаєте, що організм, якому пересаджують тканини або органи, називають реципієнтом, а той, від якого їх беруть, — донором. У ролі донора може бути й сам організм, якому здійснюють трансплантацію. Так, шкіру з неушкоджених ділянок пересаджують на ділянки, де її ушкоджено (наприклад, унаслідок важких опіків). У цих випадках пересаджені тканини та органи приживлюються краще. Високою є ймовірність приживляння трансплантованих органів і тканин, якщо донором є близькі родичі реципієнта, зокрема однояйцеві близнята.

Першу у світі трансплантацію органів здійснив наш співвітчизник Ю. Ю. Вороний (мал. 45.2). У 1933 р. у Херсоні він пересадив людині нирку, отриману від загиблого донора. Засновником трансплантології вважають французького хірурга і фізіолога Алексіса Карреля (1873—1944). Він експериментував з трансплантацією життєво важливих органів, зокрема серця, та їх консервацією. За свої дослідження 1912 р. удостоєний Нобелівської премії з фізіології та медицини. Першу трансплантацію серця від людини до людини 1967 р. здійснив південноафриканський кардіохірург Крістіан Бернард (1922—2001).

Мал. 45.2. Вороний Юрій Юрійович (Георгійович) (1895—1961) — видатний український хірург, доктор медичних наук, професор. Навчався на медичному факультеті Київського університету Святого Володимира. Брав участь в історичному бою з військами російської Червоної гвардії під Крутами

Найчастіше трансплантують червоний кістковий мозок, нирки, печінку, серце, останнім часом — ще й тонкий кишечник, легені, трахею, підшлункову залозу. Досить легко здійснюють трансплантацію шкіри. Є методики, які дають змогу навіть з незначної ділянки шкіри отримувати чималу кількість матеріалу для трансплантації.

Під час трансплантування виникають певні проблеми, які потребують свого розв’язування. По-перше, органи, які трансплантують, мають бути життєздатними. Тому їх консервують, а час від моменту вилучення у донора до моменту пересаджування реципієнту має бути мінімальний (мал. 45.3). Так, середня тривалість життя донорської нирки становить 6—7 год, печінки — 6—24 год, серця — лише 3 год. По-друге, організм донора сприймає трансплантований орган як чужорідний, намагаючись його відторгнути. Для того щоб трансплантовані органи не відторгалися, на певний час штучно пригнічують імунну систему реципієнта.

Мал. 45.3. Спеціальний контейнер для транспортування органів людини для трансплантації

З урахуванням рекомендацій Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ) ухвалено Закон України «Про трансплантацію органів та інших анатомічних матеріалів людини». Він визначає умови та порядок застосування трансплантації як спеціального методу лікування, покликаний забезпечувати додержання в Україні прав людини та захист людської гідності при застосуванні трансплантації та здійсненні іншої, пов’язаної з нею діяльності. Зокрема, законодавча база має унеможливити незаконне вилучення і використання матеріалу для трансплантації.

Також важливо вести просвітницьку роботу серед населення з метою формування позитивної громадської думки щодо важливості операцій з трансплантації органів. Люди мають зрозуміти, що органи померлої людини в разі потреби можуть врятувати чиєсь життя. Отже, розвиток трансплантології має базуватися на досконалій юридичній базі та принципах біоетики (вченні про моральний бік діяльності людини в галузі біології та медицини; детальніше принципи біоетики ми розглянемо наступного року).

Сучасна трансплантологія досягла значних успіхів, і перед нею відкриваються ще більш вражаючі перспективи. Уже тепер отримують позитивний результат при пересадженні підшлункової залози, нирки або печінки приблизно в 75 % випадків, серця — у 70 %. Рекорд життя із трансплантованим серцем становить 30 років, його встановив американський пацієнт Тоні Х’юсман.

Одним з напрямів розв’язання проблеми отримання достатньої кількості тканин і органів для трансплантації є створення штучних тканин та органів. Зокрема, для відновлення ушкоджених або втрачених органів використовують так звані біоштучні органи, створені з використанням живих клітин або тканин (мал. 45.4).

Мал. 45.4. Приклад біоштучного органа: штучно створена ділянка трахеї людини, підготовлена для трансплантації

У сучасній медицині для регенерації внутрішніх органів застосовують штучні пористі каркаси, по яких ростуть тканини, що регенерують. Такі тканини проростають через пори каркаса, і цілісність органа відновлюється. Ця методика ефективна під час відновлення кровоносних судин, сечоводів, сечового міхура, стравоходу, трахеї, бронхів тощо. Нині фахівці й фахівчині Ізраїлю завершують роботу над розробленням біоштучної підшлункової залози, яку можна буде трансплантувати особам, що хворіють на цукровий діабет І типу.

Слід пам’ятати, що трансплантація живих органів — складне хірургічне втручання, яке передбачає забезпечення їхнього кровопостачання та іннервації. Тому вона потребує проведення інтенсивної перед- і післяопераційної терапії. Натомість введення культури клітин в організм пацієнта є відносно нескладною хірургічною процедурою, спрощеною здебільшого до звичайної ін’єкції.

У трансплантології також використовують штучні органи, отримані без допомоги живих клітин і тканин, наприклад, замінюючи ушкоджені суглоби на штучні.

Ключові терміни та поняття

банки пуповинної крові, трансплантація, трансплантологія.

Перевірте здобуті знання

1. Яких успіхів удалося досягнути в галузі регенеративної медицини? 2. Які властивості стовбурових клітин дають змогу використовувати їх у медицині? 3. Що таке банки пуповинної крові? З якою метою їх створюють? 4. Що таке трансплантологія? Які завдання стоять перед нею? 5. Які проблеми доводиться розв'язувати при трансплантації тканин та органів, отриманих від іншої людини? 6. Які органи називають біоштучними? Які перспективи їхнього застосування?

Поміркуйте

Які проблеми етичного характеру можуть виникати при отриманні донорського матеріалу для трансплантації?