Журнал "Наука и жизнь", 2000 № 06

БЮРО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Генетически родственны нам, оказывается, не только свиньи (см. «Наука и жизнь» № 1, 1997 г.), но и кролики. Именно их выбрали в качестве доноров специалисты НИИ трансплантологии и искусственных органов, создавшие новую методику лечения диабета — при помощи тканевой трансплантации.

Заболевание это — дефект поджелудочной железы, который состоит в постепенном разрушении ее так называемых р-клеток (см. «Наука и жизнь» № 12, 1988 г.). Проявляется он прежде всего в том. что производимый ими инсулин перестает в необходимом количестве поступать в организм, в результате чего значительная часть глюкозы, образующейся в печени из углеводов, не усваивается.

Изобретение в 1922 году способа получения инсулина от животных в виде препарата позволило продлить жизнь миллионам людей, но жизнь их чрезвычайно осложнена постоянной зависимостью от инъекций и необходимостью регулярных измерений содержания сахара в крови.

На протяжении десятилетий медики и биологи искали способы лечения диабета иными способами, и небезуспешно. В некоторых странах, например, диабетикам трансплантируют часть донорской поджелудочной железы, но, как и трансплантация любых других органов, эта операция требует во избежание отторжения непременного подавления иммунитета. А оно, как известно, чревато многими неприятностями.

Разработанная в институте тканевая трансплантация отторжения не вызывает, а ее процедура даже не напоминает операцию. Полученную in vitro культуру β-клеток просто вводят в мышцу живота пациента при помощи шприца с иглой специальной конструкции. Но вот сама культура — как и из чего ее получить?

В НИИ трансплантологии и искусственных органов знали, что по строению наиболее близки с человеческими β-клетки кашалота, собаки, свиньи и кролика. Двое первых отпали сразу: первый — по причине экзотичности, вторая — ввиду давней дружбы с человеком. Что же касается свиньи, то она, как известно иммунологам, сходна с человеком столь во многом, что ее органы и ткани предполагают использовать в институте очень широко. Но все же для получения β-клеток выбрали не ее, а кролика, у которого их легче выделить. И притом кролика новорожденного: в его поджелудочной железе β-клетки составляют 10 %, тогда как у взрослого — всего 1 %.

Выделенные из кроличьей поджелудочной железы бета-клетки выращивают в питательной среде, а затем вводят в мышцу живота больного диабетом.

Пересаженные человеку кроличьи β-клетки прекрасно приживаются безо всякого подавления иммунитета, и состояние больного значительно улучшается. В том числе благодаря разработанной в институте методике выделения β-клеток, исключающей попадание в культуру всех других.

С введением пациенту β-клеток у него не только снижается инсулиновая зависимость, но и значительно уменьшаются последствия диабета: боли в ногах, проблемы со зрением и с почками. И это неудивительно.

Ведь инсулин никак не действует на первопричину диабета — дефект поджелудочной железы, с которым связан целый ряд других обменных нарушений в организме (см. «Наука и жизнь» № 10, 1976 г.). Накапливаясь из года в год, они постепенно вызывают все более серьезные заболевания глаз, почек и других органов. Тканевая же трансплантация влияет именно на причину: частично замещает погибшие β-клетки и помогает собственным вырабатывать как инсулин, так и другие необходимые ему вещества.

Уже несколько лет специалисты института выполняют операции по введению диабетикам кроличьих р-клеток, общее число этих операций составило на сегодняшний день более 1000. Ни одной жалобы на ухудшение здоровья не появилось, а в 90 % случаев наступало улучшение.

Как правило, тканевую трансплантацию приходится повторять, но не скоро — не раньше, чем через год.

На «суперлампочку», созданную в Институте теплофизики Российской академии наук (г. Новосибирск), смотреть без темных очков не рекомендуется. Но и в очках остается ощущение, что смотришь именно на Солнце. Ведь лампа-то совсем рядом, а мощность ее 50 кВт.

Человеку, впрочем, свойственно сравнивать именно с Солнцем любой новоизобретенный мощный источник света. Когда-то таким «солнцем» стала лампочка Эдисона, теперь же — громадные газоразрядные приборы размером до метра и более и мощностью в десятки киловатт. Изменились и проблемы таких «солнц», ограничивающие срок их службы. Современные мощные лампы выходят из строя уже не из-за перегорания спирали, которой у них нет, а по причине разрушения их электродов электрическим током высокой плотности. И в результате долговечность этих ламп составляет всего несколько сотен часов (примерно как у той же лампочки Эдисона образца 1879 года). Но если в комнатном светильнике лампочку сменить нетрудно, то в установке, освещающей стадион или аэропорт, — куда сложнее, да и весьма недешево.

Иначе обстоит дело с новосибирской лампой. У нее нет не только спирали, но и электродов, поскольку представляет она собой… трансформатор. Первичная его обмотка — самая обыкновенная, она подключается к электросети, да и магнитопровод тоже обычный, хотя и не совсем традиционной формы. А вот вторичной его обмоткой служит короткозамкнутый виток из паров ртути.

Пары эти образуются в трубке из кварцевого стекла, согнутой в кольцо и запаянной. Помещенная в эту трубку в условиях глубокого вакуума капля ртути нагревается под действием мощного электромагнитного поля, испаряется, ионизируется и начинает светиться. И поскольку возбуждается ток переменным магнитным полем, то никакие электроды лампе не требуются. А это увеличивает срок ее службы в 20 раз!

Немалая часть спектра излучения новой лампы (так же, как и всякой иной ртутной) лежит в ультрафиолетовой и инфракрасной областях и глазу, следовательно, невидима. Но именно это позволяет использовать прибор в разного рода фотохимических технологиях: образование витамина D, производство моющих средств и т. д.

Что же касается освещения, то первый же экспериментальный образец новосибирской лампы превзошел аналоги традиционной конструкции по всем основным техническим показателям. В том числе по световой отдаче, которая оказалась на треть больше.

Новый кровезаменитель, созданный сотрудниками двух санкт-петербургских институтов — Института высокомолекулярных соединений РАН и Российского НИИ гематологии и трансфузиологии, рекомендован недавно Минздравом РФ к широкому клиническому применению.

Разработку кровезамещающих препаратов специалисты многих стран начинали еще в конце 60-х годов (см. «Наука и жизнь» № 2,1999 г.), когда возникла проблема не только дефицита донорской крови, но и переносимых ею инфекций. Работы велись одновременно в двух направлениях — по созданию как синтетических перфторуглеродных кровезаменителей (перфторанов), так и искусственных кровезамещающих препаратов на основе гемоглобина.

Способные растворять и переносить большие количества кислорода перфтораны должны, однако, обязательно удаляться из организма, для которого представляют совершенно инородное вещество. Выводятся они через легкие и имеют достаточно низкую для этого температуру испарения, но 100 %-ной гарантии в том, что они улетучиваются полностью, все же нет.

Этого недостатка лишены те искусственные кровезаменители, которые созданы на основе гемоглобина. Именно этот входящий в состав эритроцитов красный железосодержащий пигмент крови и выполняет в ней работу по переносу кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Но сам он для введения в кровь непригоден, поскольку его молекула при этом распадается, а образовавшиеся части нарушают нормальную работу многих органов, приводя к серьезным заболеваниям. Для создания искусственных кровезаменителей на основе гемоглобина приходится использовать его разного рода полимерные производные.

Разработанный в Санкт-Петербурге по одной из таких методик кровезамещающий препарат геленпол можно вводить людям с любой группой крови без предварительных проб на совместимость. Инфекций он не переносит и, кроме того, может храниться в сухом виде в течение двух лет (срок хранения донорской крови — 10 суток).

По своим размерам молекулы модифицированного гемоглобина гораздо меньше, чем эритроциты, и могут проникать в самые мелкие сосуды. Это очень важно и при заболеваниях, связанных с нарушениями тока крови, и при кровопотерях во время операций или несчастных случаев.

Есть у геленпола преимущества и по сравнению с перфторанами: во-первых, геленпол стимулирует создание в организме собственных эритроцитов, во-вторых, способен естественным образом распадаться и утилизоваться организмом, а в-третьих, в несколько раз дешевле перфторана.

Клинические испытания показали также, что геленпол нормализует артериальное давление и улучшает работу сердца. Широкому применению нового препарата мешает только одно: необходимы деньги, чтобы запустить его в производство.