Нет ничего в мире столь же необратимого, как смерть. На реанимацию человека природа выделила несколько минут, в течение которых быстрые и правильные действия еще могут спасти умирающего. 3-5 минут длится клиническая смерть, во время которой останавливается работа сердца, отсутствует дыхание и рефлексы, но мозг еще жив. Если за это время не успели или не смогли „включить“ сердце — запускаются необратимые процессы и наступает окончательная
и бесповоротная биологическая смерть организма.
Каждому человеку отмерен свой жизненный срок, жить вечно удалось только Дункану Мак’Лауду, и то в сериале. К сожалению, иногда смерть приходит слишком рано и родные умоляют врачей спасти близкого, но врачи не боги и воскресить умершего им не по силам.
Однако недавно американским ученым удалось невозможное: они частично оживили органы и ткани подопытного умершего животного и остановили процессы распада! Спустя час после смерти свиньи биологи восстановили кровоток и запустили клеточные процессы. Этот эксперимент может стать поворотным событием в жизни и смерти человечества.
В чем состоит идея американских ученых
Этот невероятный опыт стал возможным благодаря специальной жидкости, которую пропустили через тело животного.
Жизнь на Земле устроена по принципу “пока дышишь — живешь, перестал дышать — умираешь”. Дыхание — наиважнейший физиологический процесс, который обеспечивает обмен веществ и энергии живым организмам. Благодаря ему клетки получают кислород, которым насыщают каждый атом тела.
Процесс распада, который начинается с наступлением биологической смерти, запускается из-за отсутствия кислорода. Клетки мгновенно реагируют, изменяют активность вплоть до полного замирания, и дальше уже ничто не может спасти еще минуту назад живой организм.
Так было на протяжении миллионов лет биологической жизни на земле. Но наука и технологии пробуют изменить status-quo в столь тонкой материи, как смерть и жизнь. Еще в 2019 году ученым Йельского университета удалось невероятное: пустить вспять процесс распада клеток, регенерировать их и частично реанимировать животное!
Эксперименты с животными
Выше мы упоминали, что невероятные достижения ученых стали возможны благодаря специальной перфузионной жидкости и системе прокачки крови. Остановимся подробнее на идее эксперимента.
Состав жидкости чрезвычайно сложный, она содержит искусственный гемоглобин, препараты для предотвращения образования тромбов и веществ, которые подавляют необратимые процессы в клетках, останавливают их распад и способствуют регенерации.
Перфузионную жидкость дополнительно насыщают кислородом и смешивают в пропорции 1:1 с собственной кровью, после чего пропускают через систему OrganEx — аналог аппарата искусственного кровообращения.
(Мы понимаем чувства зоозащитников, но данный эксперимент невозможен без участия животных, команда исследователей утверждает, что они гуманно умертвили свиней для опыта). Умерщвленных свиней оставили в помещении с комнатной температурой на час, после чего часть туш подключили к аппарату искусственного кровообращения (ECMO), а часть — к аппарату OrganEx. В течение шести часов ученые наблюдали, что происходит в органах животных, а также, каким изменениям подвергаются клетки и кровеносные сосуды.
Процессы распада, которые начались в теле погибших свиней в течение первого часа, аппарат ECMO не преодолел. Кровеносные сосуды и мембраны клеток стали проницаемыми, они не удерживали кровь, из-за чего безвозвратно страдали почки, печень, головной мозг и другие жизненно важные органы. Клетки претерпели такие изменения, что реанимация стала невозможной, началось окоченение тела и появились трупные пятна.
Что касается аппарата OrganEx, то результаты его применения превзошли самые смелые ожидания ученых: некоторые клетки ожили!
Тела свиней содержались в тех же условиях, что и в случае применения аппарата ЕСМО, однако аппарат OrganEx и перфузионная жидкость восстановили питание кислородом тело свиньи. Удалось запустить кровь даже по самым тонким венам, и ученые выяснили, что это стало возможным благодаря синтетическому гемоглобину, строение которого позволило проникать туда, куда не смог бы попасть биологический.
С системой OrganEx избежали и посмертного окоченения тела, и появления трупных пятен. Самое же потрясающее, что обнаружили ученые из США, это сокращения клеток сердечной мышцы и даже, что еще более невероятно, зафиксировали электрическую активность нескольких клеток головного мозга! То есть ученые запустили вспять последствия смерти!
Звучит фантастически, но, разумеется, нет оснований не верить научной лаборатории, где каждый факт зафиксирован. Не думайте, что еще немного перфузионной жидкости и воскресшая свинья захрюкает и спрыгнет с секционного стола — нет. Маловероятно, что это произойдет на нашем веку, впереди у ученых десятилетия работы, опытов и наблюдений.
Какие перспективы у системы OrganEx?
Ученые, участвующие в разработке и изучении системы OrganEx, считают, что открываются новые возможности для трансплантологии.
Сотни тысяч людей ежегодно нуждаются в пересадке органов. Чаще всего речь идет о почках, печени, сердце или легких; реже пересаживают поджелудочную железу или кишечник. Уже с успехом проходит и трансплантация тканей: трахеи, костного мозга, роговицы, кожи, клапанов, сухожилий и нервов.
Разработка американских ученых OrganEx должна минимизировать умирание донорских органов. Потенциал этой системы еще даже не до конца понятен. Очевидно, что OrganEx поможет “оздоровить” поврежденные органы перед трансплантацией или уменьшит ток крови к поврежденным органам. Разумеется, до клинических испытаний еще далеко, но система расширяет возможности медицины в целом, и трансплантологии и реанимации в частности.
Трансплантология будущего
Трансплантология сравнительно молодая наука, но ей уже тесно в рамках тандема донор-реципиент. Спрос на органы стремительно растет, и ученые, и врачи пытаются найти альтернативу донорским органам. Серьезные исследования ведутся в области регенерации клеток и биоинженерии, создания искусственных органов, в которые вдохнут жизнь стволовыми клетками, и даже ксенотрансплантатов — органов, выращенных у иного биологического вида.
Человечество научилось пересаживать органы от человека к человеку, но столкнулась с непреодолимой проблемой: острой нехваткой донорского материала. Синтетическое сердце — дело далекого будущего, а пока следует спасать жизни людей менее фантастическим способом. И тут на помощь приходит ксенотрансплантология и… снова свиньи! Свинья — идеальное животное-донор органов для человека, поскольку ее ДНК близка по строению к человеческому, идентичен размер внутренних органов и этих животных легко вырастить в промышленных масштабах.
Первый шаг для этого сделан: группе ученых из биотехнологической компании eGenesis (США) удалось изменить структуру ДНК свиньи, изъяв из цепи опасный для человека вирус. Позже, “подредактировав” ДНК, ученым удалось вырастить генмодифицированных клонов свиньи уже без того самого вируса.
Разумеется, на деле не все так гладко, были ошибки, провалы и непредвиденные проблемы. Ученые осознают, что это долгий путь, но перспектива применения ксенотрансплантатов крайне заманчива.
Исследования возможностей применения свиных донорских органов для трансплантации человеку продолжаются. Ученые изучают, какие еще модификации генов животного возможны, чтобы снизить риски отторжения чужеродных органов.
Морально-этические сложности
Трансплантация органов изначально столкнулась со спорами об ее этичности. Часть людей считает верхом цинизма изымать органы у одного человека и пересаживать их другому. Однако о морали чаще говорят те, кого не коснулась проблема отказа жизненно важного внутреннего органа. Более того, во многих странах развернуты рекламные кампании, призывающие людей спасти чью-то жизнь, став посмертным донором и заранее составив для этого пакет документов. Жаль, но, как мы уже не раз упоминали, все равно донорских органов не хватит для всех нуждающихся.
Искусственные органы станут спасением. Уже широко применяются кардиостимуляторы, искусственные клапаны сердца и почки, биопротезы и искусственные хрусталики. К сожалению, это капля в море и, главное, не все органы в ближайшей перспективе могут быть заменены на синтетические.
Ученые видят огромный потенциал в ксенотрансплантологии, которая потенциально может решить проблему наличия донорских органов, но, увы, пока не преодолена проблема их иммунного отторжения человеком. Однако уже сейчас слышны протесты защитников животных, считающих негуманным убивать одно существо ради жизни другого.
К тому же не каждый человек примет факт, что у него, к примеру, бьется в груди сердце свиньи. Для многих сердце — место обитания души, и не все готовы жить с душой свиньи.
Идеальным решением для человечества стало бы клонирование органов и тканей из собственных клеток, поскольку так будут преодолены морально-этические терзания: человек станет одновременно и донором, и реципиентом для самого себя. Но до этого еще чрезвычайно далеко. Ученые ведут подобные исследования, получены даже обнадеживающие результаты, однако такой вид трансплантологии еще не скоро будет введен в клиническую практику.
