Текст книги "100 великих тайн человека"

Трансплантация: отторжение органов и память тела

Впервые трансплантация целого органа, почки, от умершего пожилого человека была проведена в Украине в 1933 году. Пересаженный орган начал функционировать, и, хотя пациент все же умер через двое суток, это был настоящий прорыв в медицине.

Основы трансплантации органов, в частности сердца, были сформулированы французским хирургом А. Каррелем, удостоенным за это Нобелевской премии еще в 1912 году. Также этот врач разработал принципы консервации донорского органа и усовершенствовал технику наложения сосудистых швов.

– Отдельные ткани пересаживают в десятки раз чаще, чем сами органы. Самые распространенные трансплантации – это пересадки костной ткани, сухожилий и роговицы. Человек может стать собственным донором, когда, например, у него берется кожа для трансплантации после ожогов. Также донором может выступать родственник, неродной для больного человек или погибший, давший согласие при жизни отдать свое тело для трансплантации.

– Первой успешной трансплантацией ткани стала пересадка донорской роговицы 11-летней девочки 45-летнему мужчине, которую провел офтальмолог Э. Цирм в 1905 году. Долгие годы никто из хирургов не мог повторить этот успех.

– В 1954 году хирурги Д. Мюррей и Дж. Харрисон удачно пересадили почку от одного идентичного близнеца другому.

– Риск послеоперационной смерти для донора почки составляет всего 0,03 %, однако до сих пор многие врачи считают, что использовать органы живых доноров можно лишь в тех случаях, когда почки от неживых доноров недоступны. Чаще всего почки живых доноров пересаживают в Норвегии: 16 трансплантаций на 1 миллион населения ежегодно.

– Статистика утверждает, что средняя продолжительность жизни пересаженной почки, взятой от живого родственного донора, составляет 15–20 лет. Почка, изъятая у трупа, может успешно работать 10 лет.

– Сегодня донорами органов чаще всего становятся люди с диагностированной смертью головного мозга. Мозг при этом должен перестать поддерживать жизненно важные функции, в первую очередь дыхание. Также, во избежание ошибок, для констатации смерти мозга делают УЗИ сосудов, электроэнцефалограмму, используют радионуклеидные методы. Во избежание конфликта интересов диагностику смерти мозга не проводят врачи-трансплантологи, а в ряде стран, например в США, необходимо «второе мнение», то есть определить смерть мозга должны два независимых врача.

– Как мы уже упоминали, успешная пересадка сердца была впервые проведена кардиохирургом К. Барнардом в 1967 году. Больной прожил лишь 18 дней и умер от двусторонней пневмонии. Сегодня пересадка сердца, благодаря доктору Барнарду и его работам, – операция, спасающая жизнь многим людям. Так, американец Тони Хьюсман прожил после пересадки сердца 30 лет.

– Дети до года значительно легче переносят пересадку органов, потому что их иммунная система еще не полностью сформирована и не так активно отторгает чужие органы. По-настоящему эффективные лекарственные препараты – иммунодепрессанты были созданы только в 1980 году, когда трансплантации во всем мире уже делали массово. Сегодня благодаря мощным лекарствам случаи острого отторжения органов и тканей встречаются крайне редко.

– Трансплантация сделала еще один шаг вперед, когда медики научились выращивать ткани из клеток доноров. Так, Шерри Уолтерс пересадили ухо, выращенное под кожей руки из ее собственного хряща, а китайской девочке, сильно пострадавшей от ожогов, пересадили лицо, выращенное за несколько месяцев из ее клеток на ее собственном животе!

– Один из самых распространенных видов трансплантации – пересадка печени, которую, как правило, проводят от живого донора, так как печень полностью восстанавливается за несколько недель. Операция по пересадке печени длится 10–12 часов, и в это время пациенту переливают до 10–12 л крови и кровезамещающих растворов. Для сравнения: трансплантация сердца занимает времени в 3–4 раза меньше.

– Первая полная трансплантация лица была проведена 20 марта 2010 года. Бригада из 30 испанских врачей спасала мужчину, пострадавшего в результате огнестрельного ранения. Были пересажены лицевые мускулы, губы, нос, челюсть с зубами, горло и кости скул, а также кожа. В том же году во Франции также была сделана полная трансплантация лица, включая веки и слезные протоки, женщине, лицо которой было изуродовано укусами собак.

– Первый ребенок, рожденный с помощью донорской матки, появился на свет в 2014 году в Швейцарии, а первая успешная трансплантация пениса была сделана в 2014 году в ЮАР. В июне 2015-го пациент объявил о беременности своей подруги.

– В 2006 году в Китае 9-летней девочке Мин Ли трактор оторвал руку. Чтобы сохранить конечность, трансплантологи решили… пришить ее к ноге! Через 3 месяца, когда в оторванной руке восстановились все ткани и функции, врачи пересадили руку на место.

– От 6 до 30 % больных умирают, не дождавшись трансплантации. Наибольший процент составляют те, кто нуждается в пересадке легких. От 2 до 41 % пациентов находятся в так называемом «списке ожидания», и эта цифра с каждым годом растет. Наиболее перспективным решением этой проблемы наука считает выращивание донорских органов для трансплантации из стволовых клеток, однако до получения надежных результатов могут пройти еще десятилетия.

– Некоторые эксперты утверждают, что ранее, чем будут получены результаты со стволовыми клетками, можно будет просто… печатать ткани человеческих органов на 3D-принтере! Так, в Принстонском университете и Университете Джона Хопкинса, США, уже распечатывали прототип наружного уха.

– 10 % всех донорских органов входят в группу «высокого риска», поскольку поступают от людей, которые теоретически могут быть заражены вирусами ВИЧ, гепатита В или С.

– От посмертных доноров проводят 100 % трансплантаций сердца, 60 % трансплантаций почек, 95 % трансплантаций печени, поджелудочной железы и легких. От одного умершего человека можно пересадить органы 5–7 пациентам и таким образом спасти их жизни.

– Не имеющую аналогов операцию по пересадке сразу шести органов сделали в Швейцарии 9-летней Аланне Шевенелл, страдавшей от миофибробластической опухоли. Трансплантация печени, желудка, селезенки, поджелудочной железы, пищевода и тонкого кишечника заняла более 14 часов, но закончилась полным успехом.

– Иногда врачи и близкие людей, прошедших через трансплантацию, замечают, что у пациентов начинает меняться характер, они перенимают некоторые привычки своих доноров. Сильвия Клэйр, которой были пересажены сердце и легкие 18-летнего парня, погибшего в аварии на мотоцикле, стала меняться прямо на глазах – и без видимых причин! Сначала вместо любимого розового она стала предпочитать зеленый и синий, затем у нее вдруг появилась любовь к пиву и фастфуду, который она до пересадки просто ненавидела! И еще Сильвии стали сниться жуткие сны о несчастных случаях на мотоцикле и о мужчине с инициалами Т. Л. В конце концов оказалось, что ее сердце и легкие принадлежали парню по имени Тим Ламиранде.

Стволовые клетки – то, из чего растет дерево жизни?

Стволовыми называют особые незрелые клетки организма, способные универсально развиваться во все виды клеток тканей. Впервые привлек внимание к таким клеткам гистолог А. Максимов еще 1909 году, он же предложил определение «стволовая клетка».

Обыкновенные клетки человеческого организма не способны видоизменяться. Так, клетки желудка никогда не станут клетками мозга или печени. Лишь стволовые клетки способны на такое – они могут буквально все! Тело эмбриона внутри матери, по сути, строится именно из стволовых клеток. Они и потом сохраняются в организме человека, но чем старше мы становимся, тем меньше внутри нас остается этих «универсальных солдат».

Как же стволовые клетки превращаются в другие? Ответ состоит в том, что во всех клетках, кроме половых, набор генов одинаков. Однако все наследственные признаки, или гены, не работают одновременно! В разных клетках «введены в эксплуатацию» лишь отдельные части наследственного материала, и именно от них зависит, ткани какого органа – сердца, мозга, мышцы или кости – будут в конечном счете получены из клетки.

На сегодня открыты такие типы стволовых клеток:

• эмбриональные – возникают на 4–5-й день жизни человеческого эмбриона. Изъять их из организма можно только путем прерывания беременности – что является сложной этической проблемой;

• фетальные – наличествуют у человеческого зародыша на 9–12-й неделе его развития. Они уже начали «специализироваться», и их легко разделить на те, что требуются для «ремонта» почек или мозга. Однако моральная проблема прерывания беременности для получения этих клеток остается такой же острой и во многих странах практически неразрешимой;

• взрослые – находятся практически во всех тканях организма: не только в костном и головном мозге, но и в зубах и даже в волосах. Взрослые стволовые клетки могут быстро дозревать и становиться частичками мозга, кости, кожи и т. д. Проблема состоит в том, что эти клетки практически не могут менять свое предназначение;

• мезенхимные – содержатся в строме – оболочке костного мозга, могут превращаться в клетки костей, жира, мышц, хрящей, нервов и др. Эти клетки можно легко получить из организма, а затем выращивать в пробирочной культуре и использовать, вводя обратно в организм для лечения или омоложения;

• индуцированные плюрипотентные (ИПК) – получают путем обработки, «перепрограммирования» в биореакторе кожи пациента. Собственно ИПК – это не «чистые» стволовые клетки, но механизм их действия в организме точно такой же;

• сперматогониальные – это клетки, из которых в мужских яичках развиваются сперматозоиды. Из этих клеток ученым уже удалось вырастить инсулин-продуцирующие островки, которые отсутствуют у больных диабетом.

В организме новорожденного 1 стволовая клетка приходится на 10 тысяч обычных, у 20–25-летнего человека – на 100 тысяч, у 30-летнего – на 300 тысяч. Стволовые клетки с возрастом и перенесенными болезнями исчезают, лишая организм шансов на полное восстановление.

– Пуповинная кровь – своеобразный банк стволовых клеток. На сегодня в мире уже создано множество банков пуповинной крови, и их количество продолжает увеличиваться.

– В 1969 году американским врачом Д. Томасом была впервые сделана пересадка костного мозга пациенту с лейкемией. В 1990-м доктор Томас за вклад в борьбу с лейкемией был награжден Нобелевской премией. Фактически в результате этой процедуры собственные клетки костного мозга больного, которые больше не могут выполнять нормальные функции, уничтожаются химическим или радиационным путем, а в его организме начинают работать привнесенные извне стволовые клетки, которые и дают начало новым здоровым элементам крови.

– В 2012 году ученые из Университета Киото (Япония) вырастили из стволовых клеток яйцеклетки мышей, оплодотворили их и ввели в организмы лабораторных мышей, которые затем родили здоровое потомство. Та же группа ученых Центра исследования и применения стволовых клеток во главе с профессором М. Сайто в 2013 году вырастила из стволовых клеток ткани надпочечников и половые клетки. Также ими были получены пять типов клеток почек и даже выращен фрагмент почечного канальца, участвующего в фильтрации крови!

Что происходит во время перегрузок: полеты, погружения и… голод

Когда технический прогресс перешел определенную грань, тело человека перестало успевать подстраиваться под быстрые изменения возможностей техники. Мы мало приспособлены для того, чтобы погружаться в пучины океана без скафандра или дышать на тех высотах, где атмосфера разрежена и недостает кислорода.

– Средний человек перегрузку до 15 g может выдержать без потери сознания всего 3–5 секунд. Перегрузки в 20–30 g ведут к потере сознания уже через 1–2 секунды.

– Если вектор ускорения приходится вдоль горизонтальной оси нашего тела, оно выдерживает перегрузки куда лучше, чем когда силы тяжести воздействуют на тело по вертикали, потому что кровоток остается в той же горизонтальной плоскости. После перегрузки в 4–5 g у нашего внутреннего насоса может не хватить сил, чтобы качать кровь. Во время взлета космонавты переносят перегрузку лежа, поскольку это положение – наиболее щадящее.

– Интересно, что сопротивляемость даже специально тренированных пилотов к отрицательным перегрузкам (возникают при полете вниз) значительно ниже, чем к положительным. Тренированные пилоты в противоперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от −3…−2 g до +12 g.

– Перегрузку, большую, чем испытывают космонавты, – 6,5 g, пережил каскадер Терри Грант, установивший рекорд на самую большую «мертвую петлю», сделанную на машине, – 19,08 м. Гонщики и каскадеры наиболее подвержены перегрузкам. Так, в 2003 году машина гонщика Кенни Брака врезалась в барьер безопасности. Во время аварии пилот испытал перегрузку… в 214 g! Последствием стали травма позвоночника и многочисленные переломы, однако в 2005 году отважный спортсмен вновь вернулся в автоспорт.

– При декомпрессии, которая возникает, когда водолазы и дайверы слишком быстро поднимаются с большой глубины на поверхность, микроскопические пузырьки азота накапливаются в кровеносных сосудах тела и блокируют кровоток, вызывая головокружение, заторможенность, а в отдельных случаях – даже смерть.

Австрийский дайвер Герберт Нич – самый «глубоководный» человек на Земле: в 2012 году он без специального оборудования достиг глубины 253,2 м! А вообще он обладатель 69 мировых рекордов по фридайвингу.

– При переохлаждении, когда температура человеческого тела падает до 30 °С, все его функции замедляются. Организм начинает испытывать нехватку кислорода, сердце и легкие замедляют свой ритм, а почки начинают буквально «заливать» тело неотработанной мочой, которая проникает в кровь, вызывая шок и проблемы с сердцем.

– 23 февраля 1994 года родители 2-летней Карли Козолофски оставили малышку без присмотра дома. Карли, случайно выбравшаяся на улицу и захлопнувшая дверь, провела около 6 часов при температуре –22 °С. Когда медики провинции Саскачеван, Канада, начали отогревать девочку, температура ее тела не превышала 14,2 °С! Удивительно, но малышка осталась жива и даже вполне здорова!

– Рыбак Ян Ревсдал упал за борт судна; когда его спасли, температура тела мужчины составляла 24 °С. Его сердце остановилось на 4 часа, во время которых жизнедеятельность организма поддерживалась аппаратом искусственного кровообращения. Сегодня норвежский рыболов чувствует себя нормально.

– Излишнее тепло так же губительно для человека, как и трескучий мороз. Если внутренняя температура тела поднимается выше 40 °С, происходит тепловой удар. Причем он может развиться не только во время болезни, но и из-за жаркой погоды. Особенно опасно в жару заниматься спортом или тяжелой физической работой, а излишняя влажность воздуха может еще и не давать поту испаряться и эффективно охлаждать тело.

– В 1980 году 52-летний Уилли Джонс из Атланты попал в больницу с тепловым ударом. Температура его тела составляла 46,5 °С! Медикам понадобилось приложить все усилия, чтобы спасти мужчину, который пролежал в лечебнице 24 дня.

– При температуре 42 °С ядра клеток человеческого тела начинают разрушаться. Если температура продолжает расти, через 45 минут процесс может стать необратимым. Ткани тела набухают, в них скапливаются токсины, кровеносная система замедляет работу, нервная перестает правильно передавать сигналы. Развиваются головокружение, судороги, а затем и шок.

– Длительное голодание также может привести к необратимым последствиям в организме. При этом уменьшается не только желудок, но и все мышцы, включая сердечную. Слабеют кости, снижается артериальное давление, развивается анемия, даже возникают галлюцинации, так как мозгу начинает не хватать фосфора. У женщин могут полностью прекращаться менструации. Организму не хватает энергии, и, разрушая ткани, он начинает производить отравляющие вещества – кетоны. Об их наличии свидетельствуют усталость, тошнота и неприятный запах изо рта.

– Перенесшие длительное голодание люди могут иметь проблемы со здоровьем всю оставшуюся жизнь. У женщин случаются выкидыши и преждевременные роды. Также организм постоянно голодающих людей часто принимает дополнительные меры защиты в виде… шерстяного покрова! На коже образуется плотный слой крошечных мягких волосков, которые помогают телу удерживать температуру.

– Боязнь высоты – не что иное, как сбой в системе равновесия. На крыше небоскреба наше равновесие начинает сбоить, поскольку лишается привычных ориентиров – устойчивых стационарных объектов. Кроме того, высокие здания качаются, и даже если вы об этом не думаете, тело подобные колебания замечает и подает сигналы тревоги.

26 января 1972 года, во время аварии самолета, сербская бортпроводница Весна Вулович упала с высоты 10 160 м без парашюта и выжила. Вулович, получившая множество переломов (таза, позвоночника, обеих ног и основания черепа), пролежала в коме 27 дней. 16 месяцев она провела в больнице, из которых 10 нижняя часть ее тела была парализована. Тяга к жизни молодой девушки была такова, что она не только выжила и поправилась, но даже вернулась к работе в наземной службе авиации.

– Одиночество – голод не тела, а разума и психики. Люди, чувствующие себя одинокими, часто имеют проблемы с иммунитетом, повышенным кровяным давлением, они более восприимчивы к вирусным инфекциям и страдают бессонницей. На фоне постоянного стресса могут развиваться болезни сердца и сосудов, что может привести к инфаркту или инсульту.

Нас могли бы создать лучше, или Что плохо устроено в нашем теле

Мы не умеем плавать, как рыбы, бегать, как гепарды, и уж тем более не можем летать, как птицы. Да и к некоторым прямым своим функциям тело человека приспособлено, мягко говоря, не очень! Какие же несовершенства нашего устройства особенно бросаются в глаза?

1. Прежде всего, нарекания вызывает слишком узкий канал деторождения. Во многом из-за этого роды у женщин протекают очень тяжело – так болезненно не рожает больше ни одно живое существо! Каждые 90 секунд в мире от последствий беременности или родов умирает одна женщина! Несовершенство анатомии ведет к травмам как матери, так и ребенка. Ученые предрекают, что с развитием медицинских технологий женщины в конце концов перестанут рожать естественным образом. Детей начнут выращивать из родительских половых клеток в искусственных условиях в клиниках.

2. Прямохождение человека привело не только к эволюционному скачку, но и к перегруженности его позвоночника. Анатомы утверждают, что людям логичнее было бы иметь позвоночник S-образной формы, вроде собачьего, который лучше бы компенсировал нагрузки. Наш же нынешний позвоночник даже при самом бережном отношении может без проблем функционировать только около 40 лет. Кроме того, наши коленные суставы при ходьбе сильно изнашиваются под нагрузками от веса тела. Это неизбежно приводит к их заболеваниям. Но если позвоночник нам следовало бы иметь как у собак, то коленные суставы человеку больше подошли бы… птичьи, а именно как у страусов! Нога у страуса устроена великолепно и весьма приспособлена к постоянному движению: лодыжки и кости голени соединены в одно целое, да и пальца всего два, что весьма разумно. Кроме того, коленная чашечка удобно развернута назад и не страдает при падениях или ударах, как у человека!

Человеческая нога состоит из неоправданно большого количества «деталей», оставшихся с тех времен, когда людям еще было нужно передвигаться по деревьям. Такое сложное устройство ведет к частым растяжениям голеностопного сустава, переломам лодыжки или к подошвенному фасцииту. Да, ноги страуса устроены куда более разумно, но не следует забывать, что страусы обитали на планете еще 230 миллионов лет назад, в то время как история Человека прямоходящего – нашего далекого предка – насчитывает всего около 2 миллионов лет.

3. Кости человека могут выдерживать очень большие нагрузки, и даже мозг надежно защищен «каской» – черепом. Почему же брюшная полость, в которой находится столько жизненно важных органов, представляет собой такую уязвимую мишень?! Человеку порой достаточно просто неудачно упасть, и дело заканчивается разрывом селезенки или ушибом почки!

4. Возможно, дальнейшая эволюция приведет также к тому, что и наши глаза станут лучше видеть. Сейчас же их конструкция далека от оптимальной: свет, прежде чем достичь хрусталика, вынужден проходить длинный путь, в то время как у некоторых животных глаза устроены гораздо более совершенно! Так, в сетчатке кальмаров и осьминогов фоторецепторные клетки повернуты к источнику света, а не от него, как у нас. В силу несовершенства конструкции сетчатка глаза человека весьма склонна к отслоению от поддерживающих ее тканей – и это является одной из главных причин слепоты. Ночное зрение, такое же хорошее, как у кошек, нам бы тоже не помешало и предотвратило многие травмы!

5. Плохие зубы – проблема многих людей, и корень зла кроется в том, что всего один набор постоянных зубов дается нам на слишком длительный срок эксплуатации. По статистике, сохранить полный комплект зубов при самом тщательном уходе возможно лишь до 35 лет. И снова хочется привести замечательный пример из мира животных: пасть акулы, в зависимости от вида, имеет от 4 до 28 рядов зубов, и если какие-то из них выходят из строя, на их месте тут же начинают расти новые!

6. Но самым неразумным в нашем устройстве, возможно, следует считать то, что у нас внутри не вырабатывается жизненно необходимый витамин С! Это антиоксидант, а также важнейшая составляющая при синтезе коллагена. Непонятно, почему человек (наряду с приматами, морскими свинками, некоторыми видами летучих мышей и птиц) утратил способность синтезировать витамин С. Мы вынуждены постоянно пополнять запасы этого важнейшего элемента, иначе его недостаток быстро скажется на иммунитете и даже может привести к цинге!

Русский царь Федор Алексеевич, правивший с 1676 по 1682 год, умер… от цинги. И это не где-нибудь за Полярным кругом, где недоступны овощи и фрукты – главный источник витамина С! Должно быть, царь питался исключительно по-царски – мясом, игнорируя свежие яблоки, капусту и репу…

7. У маленьких детей способность к частичной регенерации еще существует, так как в их организмах пока много стволовых клеток. При потере первой фаланги пальца недостающая часть может более или менее успешно восстановиться в течение 3 месяцев. Однако отрастить конечность целиком, как это делают тритоны, мы не можем. Тритоны же могут восстанавливать не только утраченные лапы или хвост, но и хрусталик глаза и челюсти с новыми зубами!

8. То, что и для приема пищи, и для дыхания мы используем одни и те же пути, стоило жизни сотням тысяч, если не миллионам, людей! Подавиться куском пищи, попавшей в дыхательные пути, – смерть нелепая! Но природа почему-то именно так устроила нашу глотку. Разумеется, для того чтобы избегать попадания еды и питья в трахею, у нас есть специальный орган – надгортанник, рефлекторно закрывающий отверстие для дыхания. Но иногда он срабатывает недостаточно быстро – и тогда обед может закончиться трагедией.

Младенцы могут глотать материнское молоко и дышать одновременно, но со временем теряют эту нужную способность.

9. Непосредственная близость половых органов и выходного отверстия прямой кишки весьма негигиенична и часто приводит к инфекциям мочевыводящих путей и мочевого пузыря, особенно у женщин. В процессе полового акта бактерии также могут попасть в уретру.

10. Мужчины также не могут похвастать удобным «дизайном»: их мочевыводящий канал, вместо того чтобы обогнуть предстательную железу, проходит прямо через нее! В результате при воспалении предстательной железы мочиться становится проблематично. Половая функция тоже оказывается не на высоте.