Трансплантация

Трансплантология - это наука, изучающая проблемы трансплантации органов, а также изучающая возможность создания искусственных органов. Основоположником трансплантации считается Але́ксис Карре́ль, французский хирург, биолог, патофизиолог, лауреат Нобелевской премии 1912 года. Его авторству принадлежит метод трансплантации и сшивания сосудов, а также разработка принципа транспортировки донорских органов и принцип искусственного кровообращения при открытых операциях на сердце.

Воронов Юрий Юрьевич, советский хирург, в 1933 впервые в истории провел операцию по пересадке почки от мертвого донора живому реципиенту. Юрий Воронов считал невозможным нанесение умышленной инвалидности здоровому человеку.

Кристиан Барнард, южноафриканский хирург, в 1967 году впервые успешно провел операцию по пересадки сердца человеку. Кристиан Барнард проходил обучение и считал своим кумиром Владимира Демихова, советского "пионера" трансплантологии, который в 1946 году смог пересадить собаке второе сердце, а впоследствии, и весь сердечно-легочный комплекс. В 1951 году Владимир Демихов смог детально разработать и провести операцию по пересадке собаке донорского сердца, чем доказал возможность проведения подобных операций на человеке. Это и проделал, спустя 16 лет, Кристиан Барнард.

В СССР первую трансплантацию сердца человеку провел главный хирург Советской Армии Александр Вишневский в 1968 году, но она была не удачной. Удачную трансплантацию провел в 1987 году уже другой видный хирург Валерий Шумаков. Его имя носит ведущий институт трансплантологии и искусственных органов в Москве.

Американский хирург-трансплантолог Джозеф Мюррей провел первую удачную пересадку почки между двумя однояйцевыми близнецами. В дальнейшем, Джозеф продолжил свои исследования, изучив механизм отторжения и свойства иммунодепрессантов, разработав способ трансплантации почки от неродственного донора.

В 2008 году Паоло Макиарини провел первую трансплантацию искусственно выращенного из стволовых клеток органа, а именно, трахеи женщине, перенесшей туберкулез.

Тем не менее, первым опытом в трансплантологии можно считать переливание крови. В 1628 Уильям Гарве впервые попробовал перелить пациенту кровь другого человека. Прошли сотни лет, прежде чем переливание крови стало осмысленным и безопасным. Только в 1900 году Карл Ландштейнер смог выделить первые три группы крови.

К сожалению, трансплантация несет в себе некоторые недостатки. С первого взгляда, цифры незначительные: рекордсмен по продолжительности жизни с донорским сердцем, Тони Хьюсман, прожил 32 лет и умер от рака. Средняя продолжительность жизни с донорским сердцем составляет около 10 лет. Но, в любом случае, трансплантация дает шанс в ситуациях, когда человек обречен, и уже ничто другое не способно спасти пациенту жизнь.

Так же серьезную проблему представляет механизм отторжения, из-за которого реципиент вынужден принимать иммунодепрессанты, что повышает риск заразиться инфекционным заболеванием.

Имплантация

Имплантацию можно считать одним из древнейших разделов медицины. Зубные импланты делались еще в эпоху Древнего Мира на территории Древнего Египта.

К имплантам можно отнести любое искусственное замещение или дополнение в организме человека. Например, шунтирование, установка электрокардиостимулятора или слуховой аппарат. Есть даже субкультура - грайнд, которые вживляют себе различные технологичные устройства. Самая популярная операция у таких людей - вживление магнита под кожу в кисть руки, что позволяет им чувствовать электромагнитные поля в виде приятной вибрации в руке.

Если не считать зубные протезы, первый имплант, вживленный непосредственно в организм человека - это электрокардиостимулятор. Операция была проведена в 1958 году, проработал электрокардиостимулятор всего три часа. Арни Ларсон, пациент, которому поставили это аппарат, тем не менее, выжил. Второй аппарат проработал несколько дней. За свою долгую жизнь Арни сменил еще 26 различных электрокардиостимуляторов.

На данный момент имплантация используется повсеместно и активно развивается.

Виды трансплантации

Аутотрансплантантация - вид трансплантации, когда в качестве донора тканей служит сам пациент (например, трансплантация волос или сосудов).

Изотрансплантация - пересадка тканей или органа происходит между однояйцевыми близнецами, либо когда и донор и реципиент имеют одинаковый генотип.

Аллотрансплантация - трансплантация, при которой донор и реципиент имеют разный генотип. Самый распространенный пример такой трансплантации - переливание крови.

Ксенотрансплантация - трансплантация происходит от представителя одного вида представителю другого.

Главным отличием трансплантации от имплантации состоит в том, что в первом случае исходный материал является органического происхождения, в то время как имплантация использует искусственные материалы.

Механизм отторжения

Механизм отторжения запускается иммунной системой организма, которая реагирует на присутствие инородных клеток в крови. Так называемые Т-лимфоциты, вырабатываемые в тимусе, и провоцируют образование тромбов в сосудах транспланта, что и приводит к отторжению. Что характерно, в случае изотрансплантации механизм отторжения не запускается, так как и донор и реципиент являются носителями одинакового генотипа.

Отторжение может быть молниеносным, наступающим сразу после подключения органа к кровеносной системе реципиента; острым, наступающим в первые недели после операции; хроническим, наступающим по прошествии нескольких месяцев.

При необходимости провести трансплантацию, проводят специальный тест на гистосовместимость. Этот тест выявляет, какие антитела Т-лимфоцитов имеются в организме и на основании результатов, подбирается донор, имеющий аналогичные антитела. Чем больше совпадений в результате, тем меньше риск возникновения молниеносного и острого отторжения. Но даже в случае полного совпадения отторжение неминуемо.

Реакция отторжения может проявляться по-разному. Чаще всего реакция проявляется в образовании тромбов в донорской ткани. В случае несоблюдения совместимости группы крови может начаться процесс разрушения эритроцитов, но даже при совпадении группы крови в редких случаях может случиться индивидуальная реакция организма в виде озноба, затруднения дыхания или сыпи с волдырями на коже.

Для предотвращения отторжения используются иммунодепрессанты. Они призваны подавлять иммунную систему организма. К сожалению, в большинстве случаев иммунодепрессанты назначаются на всю жизнь.

Использование иммунодепрессантов имеет определенную долю риска. В силу своего прямого назначения - подавление работы иммунитета, пациент становится более уязвим для вирусных и бактериальных заболеваний. Так же необходимо регулярно проходить обследование в целях предупреждения возможного начала отторжения.

Трансплантация в современном мире

Транспланты и импланты используются повсеместно. Кардиостимуляторы, слуховые аппараты, различные протезы конечностей, позволяющие людям вести полноценный образ жизни. В скором времени трансплантология и имплантология, вероятно, объединятся под руководством биоинженерии. Идея использования искусственно выращенных органов уже давно волнует умы ученых. Но пока что, к сожалению, эта технология еще не покорилась человечеству. Однако прогресс уже есть и используется в современной медицине.

Биоинженерам удалось из стволовых клеток вырастить так называемые органоиды. Это не полноценные органы, но, тем не менее, они способны выполнять функции своих "прародителей". Органоиды выращиваются из стволовых клеток, взятых из конкретных органов. Таким образом, из этих стволовых клеток вырастают конкретные органы. Ученые отмечают, что из хаотично выбранных стволовых клеток одного органа, органоид вырастает правильной формы. Этот феномен называется "самоорганизация". Ученые еще изучают механизм самоорганизации, но доподлинно известно, что клетки при росте не имеют четкой структуры, но в процессе деления, появляется централизированное ядро, выполняющее организационные функции. Это ядро задает контуры и регулирует рост и деление клеток. При этом внешне на этот процесс ничего не влияет, этот феномен происходит сам собой.

Получаемые органоиды не бесполезны. При внедрении органоида в соответствующий орган, он очень быстро вживляется в систему и начинает выполнять свои функции. Да, уровень возможностей органоидов ограничен. Они не способны полностью заменить орган, но улучшить его работу им вполне под силу.

Проблема в синтезе полноценно функционирующего органа заключается в его сложности. На биологии учили, что кровь состоит из лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов. Это так, но одних, только, лейкоцитов есть множество видов, различающихся по функциям. Изучение всех возможных вариантов и их генетического кода - задача не на один год и даже не на одно десятилетие.

Так что человечество стоит только у истоков бесконечных возможностей, способных изменить мир к лучшему.