Регенерация и трансплантация

36

Содержание:

Введение.

Глава 1. Регенерация.

1.1 Физиологическая регенерация.

1.2 Репаративная регенерация.

1.3 Условия, влияющие на течение восстановительных процессов и стимуляции регенерации.

1.4 Восстановление органов и тканей после действия ионизированной радиации.

Глава 2. Трансплантация.

2.1 Трансплантация в медицинской практике.

2.2 Проблемы тканевой несовместимости. Успехи трансплантологии.

2.3 Искусственные органы. Эксплантация. Культура тканей вне организма.

2.4 Трансплантация почек.

2.5 Трансплантация у растений.

2.6 Пересадка эпителиальных тканей.

2.7 Трансплантация органов.

2.8 Сердце. Печень.

2.9 Мозг.

3. Подавление имуннодефицита до и после операции.

4. Отбор доноров-неродственников.

Заключение.

Введение.

Сейчас, на пороге XXI века, метод комплексной регенерации органов и тканей человека не просто сформулирован теоретически, но и апробирован на сотнях больных и в подавляющем большинстве случаев - с положительным результатом, иногда даже в наитяжелейших ситуациях, практически безнадежных с точки зрения официальной медицины.

За 15 лет практического применения метода излечивались травмы позвоночника, пяточные шпоры, геморрой, витилиго, облысение, катаракта, глаукома, тромбофлебит, варикозное расширение вен, бронхиальная астма, остеомиелит, пародонтит, трофическая язва, паховая грыжа, опухоли молочной железы, гепатит, происходило полное восстановление форм и функций легких, печени, почек, желчного пузыря, наступало значительное улучшение при лечении сахарного диабета, некроза бедерных суставов, рассеянного склероза. Метод великолепен для общей очистки организма. Сделанное позволяет предполагать, что и при других заболеваниях данный метод регенерации может дать положительные результаты. Излечение происходит независимо от причин и характера болезни: будь то дефекты внутриутробного развития, родовые и другие травмы, инфекционные, онкологические, возрастные заболевания. Метод комплексного восстановления органов и тканей, безусловно, можно применять и к практически здоровому человеку, который постепенно становится при этом более здоровым и физически совершенным. Вполне можно поднять естественный иммунитет настолько, что человека нельзя будет заразить никакой инфекционной болезнью.

Регенерация имеет большое значение для растениеводства, плодоводства, лесоводства. Она дает материал и для решения ряда теоретических проблем, в том числе и проблем развития организма.

Трансплантация является одним из важных направлений в медицине. При помощи трансплантации появилась возможность заменять износившиеся или поврежденные органы и ткани. Замена жизненно важных органов помогла многим людям продлить жизнь.

Глава 1. Регенерация.

Во взрослом организме продолжаются процессы развития, связанные с делением и специализацией клеток. Эти процессы могут быть как нормальными, физиологическими, так и направленными на восстановление организма как целого в случае нарушения его целостности. К таким явлениям относится регенерация. Близкие к регенерации явления наблюдаются при трансплантации-пересадке органов и тканей.

Регенерация. Под регенерацией понимается восстановление организмом утраченных частей. Проблема регенерации представляет первостепенный интерес для медицины, особенно для восстановительной хирургии. Различают физиологическую, репаративную- и патологическую регенерацию.

В процессе жизнедеятельности происходит утрата клеток и их комплексов. Восстановление их получило название физиологической регенерации. В тех случаях, когда восстанавливаются части тела, отторгнутые насильственным путем, говорят о репаративной регенерации. Многие биологи к этой форме регенерации относят также случаи восстановления целого организма из части.

1.1 Физиологическая регенерация.

Физиологическая регенерация свойственна всем организмам. Процесс жизнедеятельности обязательно включает два момента - утрату (деструкцию) и восстановление морфологических структур на клеточном, тканевом, органном уровнях. У млекопитающих и человека непрерывно отмирают и слущиваются наружные слои кожного эпителия, продолжительность жизни клеток кишечного эпителия составляет несколько дней. Сравнительно быстро происходит смена эритроцитов, средняя продолжительность жизни которых около 125 дней. Это значит, что в теле человека каждую секунду гибнет около 4 млн. эритроцитов и одновременно в костном мозге образуется столько же новых.

Погибшие клетки заменяются новыми, образующимися в результате деления. На течение физиологической регенерации влияют внешние и внутренние факторы. Так, понижение атмосферного давления вызывает увеличение количества эритроцитов, поэтому у людей, живущих в горах, содержание эритроцитов в крови больше, чем у живущих в долинах.

В нервных клетках, которые не способны к размножению, процессы физиологической регенерации осуществляются на субклеточном, ультраструктурном уровнях. Раньше считали, что в высокодифференцировнных нервных клетках и в мышечных волокнах регенерация не происходит. В действительности процесс физиологической регенерации протекает во всех тканях, причем наиболее универсальной его формой следует считать регенерацию, происходящую внутри клеток. Высокая интенсивность этого процесса обеспечивает возможность длительной жизни этих клеток, равной организма жизни всего.

1.2 Репаративная регенерация.

Репаративная регенерация возникает, когда в организме происходит повреждение и гибель клеток и тканей. Репаративная регенерация широко распространена, но способность к ней выражена не одинаково у различных животных. Есть организмы, у которых регенерационные способности настолько велики, что из части тела или даже из отдельных клеток развивается целый организм (имеет место соматический эмбриогенез).

Репаративная, или восстановительная, регенерация может быть типичной (гомоморфоз) и атипичной (гетероморфоз). При гомоморфозе восстанавливается такой же орган, как и утраченный. При гетероморфозе восстановленные органы отличаются от типичных. Изучение гетероморфоза важно для изучения факторов, влияющих на регенерацию, что необходимо для управления процессом воостановления утраченных органов.

Восстановление утраченных органов осуществляется путем эпиморфоза, морфаллаксиса и эндоморфоза.

Эпиморфоз - отрастание утраченного органа от раневой поверхности. Процесс регенерации при этом начинается с рассасывания тканей, прилегающих к ране, и интенсивного размножения клеток, из которых образуется регенерационный зачаток. Дальнейшее размножение клеток приводит к увеличению зачатка, а дифференцировка клеток - к формированию органа.

К эпиморфозу примыкает рубцевание, при котором происходит закрытие ран, но без восстановления утраченного органа.

Морфаллаксис влечет за собой перегруппировку оставшейся части организма. Эта форма регенерации нередко связана с дальнейшим значительным разрастанием оставшейся части и завершается образованием из этого материала целого организма или органа. Новая особь, или восстановленный орган, сначала оказывается меньше исходной и равна лишь взятому фрагменту, но в дальнейшем увеличивается.

Обычно эпиморфоз и морфаллаксис сопутствуют друг другу, но в одних случаях преобладает первая форма, в других - вторая. Так, при отрастании хвоста у ящерицы или гидры, ноги таракана - морфаллаксис, ноги у тритона имеет место преимущественно эпиморфоз. Регенерация, происходящая внутри органа, получила название эндоморфоза, или регенерационной гипертрофии. Эндоморфоз - это восстановление, идущее внутри органа. При этом восстанавливается не форма, а масса органа. Регенерация по типу эндоморфоза начинается с заживления раны, а затем происходит увеличение оставшейся части органа за счет размножения клеток и их гипертрофии. Отрастание от раневой поверхности не происходит, поэтому восстановившийся в размерах орган сохраняет форму культи. Так протекает регенерация печени у млекопитающих.

В некоторых случаях наблюдается патологическая регенерация: при этом происходит разрастание тканей, не идентичных здоровым тканям в этом органе. Например, на месте глубоких ожогов может быть массивное разрастание плотной соединительной рубцовой ткани, а нормальная структура не восстанавливается.

После перелома кости при отсутствии совмещения обломков ее нормальное строение не восстанавливается, а разрастается хрящевая ткань, образуя ложный сустав.

Репаративная регенерация в различных тканях проявляется по-разному. В соединительной ткани, коже, слизистых оболочках после повреждения происходит интенсивное размножение клеток и восстановительной ткани, подобной утраченной. Это - полная регенерация (реституция). В случае неполного восстановления ткани говорят о субституции.

Регенерация хрящевой ткани осуществляется за счет камбиальных элементов надхрящницы. Однако новообразование и полное восстановление, в отличие от кости, может происходить только при небольших дефектах.

Нервные клетки вскоре после рождения теряют способность делиться митозом; способностью к регенерации обладают периферические нервы - отростки нервных волокон. При ранении периферический отрезок подвергается дегенерации, но сохраняются клетки его оболочки, они размножаются и образуют русло, по которому растет центральный отрезок. Поэтому хирурги сшивают рассеченные нервы. Если концы перерезанного нерва не соединить, то на месте перерыва образуется рубец с вросшими в него беспорядочно располагающимися нервными отростками. Это не приводит к восстановлению нервного волокна, но рубцовая ткань приобретает болезненную чувствительность. Это также патологическая регенерация. Она характеризуется часто избыточным разрастанием тканей или перехода одного типа тканей в другой (метаплазия). Патологическая регенерация может быть вызвана и нарушениями гормональной регуляции, например разрастанием хрящевой ткани при акромегалии.

Процесс регенерации происходит во многих внутренних органах после различных патологических процессов (воспалительные процессы вирусного и бактериального происхождения) а также после каких-либо эндогенных нарушений. Известно, что мышечная ткань сердца очень чувствительна к недостатку кислорода. При нарушении кровоснабжения, какого-либо участка миокарда в мышечных волокнах сравнительно быстро появляются вначале микроскопические мелкоочаговые участки распада миофибрилл, а затем и более крупные некротические очаги (инфаркт). В этом случае после фазы лейкоцитарной реакции происходит размножение клеток соединительной ткани, которая как бы замещает дефект, закрывает его, происходит рубцевание. Строго говоря, в данном случае регенерация миокарда является атипичной, так как в этом месте, где раньше была мышечная ткань, развивается соединительно-тканый рубец. Однако в результате происходит более или менее полная компенсация, степень её зависит от обширности поражения, применяемого лечения и от общего состояния организма.

Основой регенерации являются молекулярно-генетические механизмы и внутриклеточные механизмы: редупликация ДНК, синтез белка, накопление АТФ, митоз. Изучение процесса регенерации привело к установлению факта, что регенерирующие ткани в известной степени приближаются к эмбриональным. В обоих случаях клетки малодифференцированны, имеется и биохимическое сходство. Эти изменения клеток регенерата в сторону, близкую к эмбриональным, можно объяснить следующим образом. Каждая соматическая клетка имеет полный набор клеток. В дифференцированных клетках разных тканей активны определенные гены, программирующие синтез специфических белков, все остальные гены репрессированные, неактивны. При регенерации прекращается синтез специфических белков (дедифференцировка). Это связано с тем, что происходит активизация тех генов, которые были активны в эмбриональном периоде.

1.3 Условия, влияющие на течение восстановительных процессов и стимуляция регенерации.

Регенерат характеризуется иным обменом, чем старые ткани. Показателями его служат повышение содержания воды в регенерирующей ткани, усиленное выделение конечных продуктов распада - азотистых веществ, накопление нуклеиновых кислот, интенсивное деление клеток.

Процессы, происходящие в регенерате, регулируется нервной системой и гуморальными факторами. Типичная регенерация зависит от деятельности нервной системы.

Денервация вызывает прекращение регенерации и, наоборот, сохранение иннервации стимулирует регенерацию.

Стимулирующее влияние на регенерационный процесс оказывает функциональное состояние органа. Регенерация поджелудочной железы осуществляется только после образования её протока, т.е. возобновления функции. Процесс восстановления мышц протекает интенсивнее при их упражнении.

На регенерационный процесс воздействуют органы внутренней секреции. В частности, гормоны щитовидной железы и гипофиза ускоряют регенерацию мышечной ткани.

Влияние гуморальных факторов на регенерацию сказывается также в том, что её ускоряют различные метаболиты, продукты распада тканей и нуклеиновых кислот. Полноценное витаминное питание способствует регенерации.

Экспериментальное изучение регенерации позволяет установить механизмы этого процесса и факторы, влияющие на его течение, и использовать это в практической медицине.

Поскольку регенерационный процесс начинается с дедифференцировки тканей, прилегающих к ране, были предприняты попытки искусственно повреждать ткань конечности у животных, которым не свойственно её восстановление.

Изучение процессов регенерации внутренних органов после патологических состояний (инфаркт участка миокарда, нарушение функции почки и т.п.) привело к разработке ряда методов, успешно применяемых в клинике.

1.4 Восстановление органов и тканей, после действия ионизирующей радиации.

Давно известно, что рентгеновские, или гамма-лучи в определенной дозе подавляют регенерационную способность органов и тканей. Разного типа ткани и одна и та же ткань в разном возрасте различно реагируют на действие облучения. Особенно чувствительны к рентгеновскому облучению эмбриональные, или недифференцированные ткани и клетки, дифференцированные гораздо более радиоустойчивы. На основе этого закона применяется рентгеновское облучение для лечения злокачественных опухолей - рака и саркомы. Клетки этих опухолей подобны эмбриональным и после облучения погибают, тогда как соседние, здоровые, дифференцированные не разрушаются и сохраняются. Вместе с тем известно и другое: после облучения гамма-лучами здоровые дифференцированные ткани превращаются в злокачественные опухоли. В связи с этим врачи-рентгенологи, работая с рентгеновскими лучами, защищают руки и все тело свинцовыми или просвинцованными пластинами, не пропускающими эти лучи. Биологи, занимаясь исследованием регенерации, установили, что гамма-лучи подавляют способность к регенерации конечностей у аксолотлей и тритонов, а также многих других животных. При облучении конечностей у аксолотлей все остальное тело животного защищают от облучения свинцовыми пластинками толщиной 3-4 мм, предотвращая развитие у них лучевой болезни. Лучи поражают кроветворные органы - костный мозг и другие. Для подавления способности к регенерации конечностей у аксолотлей необходима доза 7000 р. (рентген), у тритонов - 4000-5000 р. После облучения в такой дозе и ампутации конечности не регенерируют и раны гладко заживают. При повторной ампутации конечности также не восстанавливаются. Подавить способность к регенерации - дело простое, а вот восстановить ее не могли, несмотря на ряд попыток.

Все же некоторые исследователи усомнились в том, что облученные ткани не регенерируют после пересадки в них необлученных тканей. Они повторили указанные опыты с некоторыми вариациями, но подтвердить свою гипотезу не смогли. Наиболее интересны работы В.Ф. Сидоровой и французской исследовательницы Л. Лазар. Обе они облучали конечности у аксолотлей и пересаживали в них необлученные ткани аксолотлей: Сидорова пересаживала куски мышц сердца, печени и легких, Лазар - семенников. После ампутации конечностей в области трансплантатов в некоторых случаях регенерировали конечности. Однако доза облучения в обоих случаях была мала, недостаточна для подавления способности к регенерации.

Облучение снижает молекулярный обмен ДНК и РНК, белковый и основной обмен тканей, подавляет дедифференцировку и формообразование. С помощью гомогенатов, РНК или кислого белка все указанные явления и регенерационная способность восстанавливаются.

Опыты с местным облучением говорят о возможности предотвращения образования злокачественных опухолей, которые вторично возникают в тканях соседних с разрушаемыми радиотерапией. Это существенно помогает радиотерапии опухолей. Одновременно с облучением надо было бы ввести больным РНК или кислый белок, что очень просто. При общем облучении аксолотлей и мышей в дозе 1000 р. у них возникала лучевая болезнь. Все животные погибали в течение 30-45 дней. Однако если им всего 1-2 раза сделать внутримышечную инъекцию РНК или кислого белка, они оживают, начинают есть, и продолжительность их жизни увеличивается вдвое. При таком же облучении людей можно с помощью инъекций РНК или кислого белка значительно улучшить состояние людей и значительно увеличить продолжительность их жизни. Это реально.

Глава 2. Трансплантация.

Трансплантацией называется пересадка или приживление органов и тканей. Пересаживаемый участок органа называется трансплантатом. Организм, от которого берут ткань для пересадки, является донором; организм, которому пересаживают трансплантат - реципиентом.

Различают аутотрансплантацию, когда пересадка осуществляется на другую часть тела того же организма, аллотрансплантацию, когда производят пересадку от одной особи другой, принадлежащей тому же виду, и ксенотрансплантацию, когда донор и реципиент относятся к разным видам.

Огромный экспериментальный и клинический материал показал, что успех трансплантации зависит от иммунологических реакций организма. Аутотрансплантации проходят наиболее успешно, так как белки (антигены) трансплантата не отличаются от белков реципиента. Иммунологическая реакция не возникает, и возможно истинное приживление. При аллотрансплантациях донор и реципиент, как правило, различаются по антигенам.

2.1 Трансплантация в медицинской практике.

В тех случаях, когда орган не может регенерировать, но он необходим, остается один метод - заменить его таким же естественным или искусственным органом.

При пластических операциях, проводимых с целью восстановления формы и функции какого-либо органа или деформированной поверхности тела, распространена пересадка кожи, хряща, мышц, сухожилий, кровеносных сосудов, нервов, сальника. Значительную часть пластических операций составляют косметические, направленные на восстановление деформированных частей лица. Пластическими операциями устраняются уродства лица, например «заячья губа», «волчья пасть». Операции по восстановлению гортани, пищевода, половых органов, дефектов в брюшной и грудной стенках, черепе, также являются пластическими.

При пластических операциях пользуются преимущественно аутотрансплантацией. Для того чтобы трансплантат прижился, необходимо обеспечить его питанием на новом месте. С этой целью для пересадки кожи был разработан метод круглого стебля, обеспечивающий питание кожного лоскута на старом месте. Также был создан метод пересадки роговицы, взятой от трупа, с целью лечения слепоты, вызванной повреждениями и язвами на роговице. Благодаря операциям, проведенным по этому методу, возвращено зрение многим тысячам людей. Пересадка роговицы протекает без осложнений, которые сопровождают пересадку других органов, так как роговица не содержит кровеносных капилляров и, следовательно, в неё не попадают клетки иммунной системы крови.

2.2 Проблемы тканевой несовместимости. Успехи трансплантологии.

Поскольку абсолютно точно подобрать донора и реципиента по всем антигенам невозможно, возникает проблема подавления иммунной реакции отторжения. Большое значение в этом имеет явление иммунологической толерантности к чужеродным клеткам. Это явление было открыто на разных организмах независимо друг от друга. Ученые проводили опыты по эмбриональному парабиозу у двух цыплят, различающихся по антигенам. В результате у обеих птиц выработалась толерантность: при последующем введении им эритроцитов друг от друга не происходило выработки антител, не отторгались и пересаженные от партнера кожные трансплантаты.

Иммунная система, направленная против любых генетически чужеродных веществ и клеток, защищает организм от микробов и вирусов. Однако это свойство, выработанное в процессе длительной эволюции, обращается против интереса человека в случае пересадки органов и тканей. В этом случае, а также при аутоиммунных заболеваниях, перед учеными встала задача подавления иммунитета - иммунодепрессии. Это достигается различными способами: подавлением активности иммунной системы, облучением, введением специальной антилимфатической сыворотки, гормонов коры надпочечников.

Применяют также различные химические препараты - антидепрессанты. Уже при первой операции сердца пациенту было назначено облучение и сильнодействующие химические и гормональные препараты для предотвращения отторжения сердца. Иммунитет удалось подавить; сердце не отторглось, но одновременно был подавлен не только трансплантационный иммунитет, но и тот, который защищает организм от микробов, и больной погиб от воспаления легких.

Сложнейшая задача иммунологии - не просто подавить иммунитет, а специфически подавить именно трансплантационный иммунитет, сохранив функцию защиты от инфекционных факторов. Все иммунодепрессанты - это вещества, нарушающие нормальный метаболизм клетки, нормальный синтез ДНК, РНК и белка.

Успехи иммунологии создали основу для проведения более успешных трансплантаций. Одно направление - это применение специальных иммунодепрессантов и поиски новых; второе - обеспечение достаточно хорошего соответствия по антигенам гистосовместимости тканей донора и реципиента. Для наиболее удачного подбора организма больного к трансплантату созданы специальные международные объединения, куда поступают сведения об антигенной характеристики больных, нуждающихся в пересадке органа.

Изъятая из тела донора должна быть быстро пересажена реципиенту. Если почему - либо быстрая пересадка невозможна, то применяют замораживание органов и тканей. Для предотвращения нарушения клеток образующимися кристаллами льда применяют особые вещества - криопротекторы (глицерин, полиэтиленоксиды). Для пересадок применяются замороженные костный мозг, хрящ, кость, роговица.

2.3 Искусственные органы.

Трансплантация не может полностью решить проблему замены нефункционирующих или утраченных органов человека.

В последние десятилетия стало развиваться направление в заместительной хирургии - применение искусственных органов. Это технические устройства, предназначенные для временной или постоянной замены функции того или иного органа человека. Примером имплантируемых органов могут служить искусственные клапаны сердца, которыми заменяют пораженные; применяют трансплантацию протезов крупных сосудов, сделанных из тефлона или других синтетических материалов.

Жизнь многих людей с тяжелыми нарушениями ритмической деятельности сердца удается спасти, имплантируя миниатюрные электрокардиостимуляторы. Созданы протезы некоторых суставов, действующий от биотоков пациента протез руки. Сделана первая попытка замены сердца человека искусственным; хотя сам аппарат находится в теле человека на месте сердца, но источник его энергоснабжения - довольно массивная конструкция - находится вне тела человека, с которым соединяется специальными приводами.

2.4 Эксплантация.

Эксплантация - культивирование изолированных органов и тканей.

Культивирование изолированных органов вне организма базируется на том, что в органах, отделенных от целого организма, при определенных условиях могут осуществляться процессы жизнедеятельности. Более того, органы, взятые от трупа до наступления в них биологической смерти, удается «оживить» и заставить функционировать в специальных камерах. Изолированное сердце лягушки способно продолжать пульсировать 7-8 дней. В 1902 году удалось «оживить» сердце ребенка, умершего от инфекционного заболевания. В 1928 году «оживили» голову собаки; изолированная голова, подключенная к системе кровоснабжения, языком облизывала губы, моргала, настораживала уши при громких звуках. Голова «прожила» несколько часов.

Изолированные пальцы, ушные раковины, железы и т.д. месяцами «живут» в искусственно созданных условиях. Для питания их используются специальные физиологические растворы, насыщаемые кислородом и поступающие в кровеносные сосуды изолированных органов.

Культура тканей вне организма. Культурой тканей называется метод, дающий возможность выращивать вне организма кусочки тканей и даже отдельные клетки.

Для культуры тканей небольшие кусочки органов или суспензию клеток в строго стерильных условиях выделяют из организма, помещают в стеклянные камеры на специально приготовленные стерильные питательные среды и создают необходимый температурный режим. После некоторого периода покоя клетки в культуре начинают интенсивно размножаться. Питательный материал для роста ткань получает из среды; в неё же поступают продукты жизнедеятельности. Накопление их приводит культуру к старению. Образующиеся клетки становятся мельче. Если своевременно не сделать пассаж в свежую среду, ткань погибнет.

2.5 Трансплантация почек.

Трансплантация почек, пройдя период экспериментальной разработки, вошла в клинику как современный метод лечения терминальных стадий почечной недостаточности. Чаще всего пересадку почки производят больным, которых лечили гемодиализом. Наиболее желательным и оптимальным способом спасения больных в терминальной стадии почечной недостаточности является не гемодиализ, а замена пораженного органа полноценной в функциональном отношении и здоровой почкой.

Инфекция является главной причиной смерти больных после трансплантации почки. Наиболее действенным методом борьбы с послеоперационной инфекцией является сокращение дозировок иммунодепрессивных препаратов, что возможно только в случаях правильного иммунологического подбора донора почки.

При гомотрансплантации жизненно важных органов -- почек, сердца и т.п. необходимо учитывать реакцию реципиента, выраженную так называемым кризом отторжения. Гомотрансплантаты могут сохраняться в организме реципиента перманентно: если донор и реципиент -- однояйцевые близнецы или относятся к инбредному, если реципиенту предварительно вводят живые клетки донора, что делает реципиента толерантным к тканям донора; если реципиент подвергался общему облучению Гомотрансплантаты роговицы, замещающие помутневшую роговицу, остаются прозрачными, так как в них не прорастают сосуды. Костные гомотрансплантаты и трансплантаты сосудов погибают, но служат каркасом, облегчающим регенерацию собственных костной и сосудистой тканей реципиента.

Гетеро- и ксенотрансплантацию (например, суставов) применяют очень редко.

Как метод научного эксперимента трансплантация ведёт начало от опытов английского учёного Дж. Эвелина, который пересадил шпору петуха на его гребень. Позднее при помощи зародышевых ауто- и гомотрансплантации исследовались закономерности развития центральной нервной системы, глаза, внутреннего уха и конечностей; было установлено влияние одних частей зародыша на другие; показано, что при пересадке участка эктодермы (из места, где образуется нервная пластинка) со спинной стороны зародыша позвоночного животного на брюшную сторону, в зависимости от стадии развития, результаты будут различными: на более поздних стадиях этот участок развивается на новом месте в нервную пластинку, на более ранних -- образует только покровный эпителий. Методы трансплантации применялись и для изучения закономерностей послезародышевого развития, например метаморфоза земноводных, а также для изучения функции желёз внутренней секреции, например гипофиза, половых желёз. Путём трансплантации отдельных долей гипофиза животным с предварительно удалённым гипофизом удалось выяснить, какие гормоны выделяет эта железа. Т. половых желёз помогла выяснить закономерности развития вторичных половых признаков. Использование трансплантации позволило глубже изучить регенерацию, в частности выяснить значение отдельных тканевых компонентов органа, способного к регенерации (например, конечностей и хвоста у хвостатых земноводных), для направления этого процесса. Большое значение имели также соединения двух более или менее одинаковых по размеру частей (например, половин двух организмов). Такие трансплантации называются сращиваниями, или конплантациями; сращивание двух целых организмов называется парабиозом.

В 1933 советский хирург Ю.Ю. Вороной впервые произвёл в клинике трансплантацию трупной почки; этим был открыт современный этап развития трансплантологии, связанный с пересадками жизненно важных органов больным. Научно-техническая революция, прогресс медико-биологических дисциплин обусловили интенсивное развитие трансплантации. Особое значение имели создание искусственной почки. Эксперименты по пересадке жизненно важных органов изучение тканевой несовместимости, искусственной толерантности трансплантационных антигенов эффекта иммунодепрессантов и т.д. Были проведены первые клинические пересадки печени, лёгких, поджелудочной железы.

Проблемы современной трансплантологии охватывают клиническую трансплантацию, трансплантационную иммунологию, консервацию органов и тканей, экспериментальную трансплантологию, создание искусств, органов, в частности искусственного сердца, печени, поджелудочной железы.

Трансплантация у растений, пересадка части растения или его органа на другое место того же или другого растения. В зоне пересадки (или прививки) происходит активизация деления клеток и срастание ткани под влиянием раневых гормонов; часто в этом месте образуется каллюс. Трансплантация растений используется в практических целях, например для прививки одних растений на корни других -- более выносливых; для укоренения плохо укореняемых черенков; для изменения сроков цветения и плодоношения, а также для улучшения качества плодов, повышения урожайности. Изменения у привоя под влиянием подвоя не наследственны и не передаются при размножении привоя семенами. Трансплантация растений -- один из важных методов исследования гормональной регуляции роста и развития растений. Так, с помощью прививок почек некоторых растений в каллюсную ткань выяснено, что почки -- источник ауксина, вызывающего в каллюсе формирование проводящей ткани. Этим же способом показано, что у фотопериодически чувствительных растений в благоприятных для цветения условиях образуются вещества, перемещающиеся при прививках в вегетирующие растения из листьев или почек, взятых с цветущих растений (иногда даже растений др. видов и родов). У низших растений, особенно одноклеточных, возможна также трансплантация органелл клеток. Так, у одноклеточной водоросли ацетабулярии для выяснения роли ядра и цитоплазмы в проявлении разных морфологических признаков вводили несколько ядер в одну клетку, а также сращивали участки разных видов. С помощью центрифугирования можно разделить цитоплазму и мембрану клетки и осуществить «сборку» клетки из цитоплазмы, мембраны и ядра растений разных видов или растений, находящихся в разных функциональных состояниях.

Пересадка органов воплощает извечное стремление людей научиться "ремонтировать" человеческий организм. И если операции по пересадке кожи, трансплантации почек и даже сердца становятся обычным делом, то операции по трансплантации печени по-прежнему считается одной из самых сложных. К сожалению, кроме хрящей, которые требуются не часто, никакие другие ткани и органы, которые мы хотели бы трансплантировать, не обладают таким преимуществом. Чтобы предотвратить разрушение и отторжение пересаженных почек, сердца, лёгких, печени и так далее, необходимо вмешиваться в нормальную работу иммунной системы.

Пересаживаемые ткани	Трансплантируемые органы
волосы	лёгкие
мозговые клетки	печень
хрусталик, роговица	почки
кости и костный мозг	сердце
сердечный клапан	поджелудочная железа
кровь, кровеносные сосуды и нервы	эндокринные железы
кожа	кишечник

Первым успешным и повторяемым обменом тканями, между двумя людьми была пересадка роговицы глаза. Что самое интересное, так это то, что многие успешные пересадки роговицы были сделаны ещё до того, как были поняты принципы иммунологии. Причина проста, чтобы оставаться прозрачной, роговица не имеет кровеносных сосудов, поэтому, хотя трансплантируемый роговичный диск является чужеродной тканью, которая должна быть отторгнута организмом, клетки и антитела, вызывающие отторжение, не могут достичь донорской ткани, так как перемещаются только по кровеносной системе.

Некоторые аллотрансплантаты - органы или ткани - можно разделить на мелкие части или кусочки и свободно пересадить в новый организм, в область, изобилующую кровеносными сосудами. Уже на новом месте эти клетки находят источники снабжения, то есть новые пути притока крови. Таким методом пересаживаются кусочки гипофиза, надпочечника, паращитовидной и щитовидной желёз.

2.6 Пересадка эпителиальных тканей.

К эпителиальным тканям относятся: кожа, железы, полость внутренних органов, ногти, волосы и т.д. Мы подробно рассмотрим, как осуществляется пересадка кожи.

Донорская кожа может оказаться полезной в качестве временного прикрытия для больших участков с обгоревшей или поврежденной кожей, но не может служить долговременной заменой. Поэтому кожу пациента пересаживают со здоровой части тела на повреждённую часть. Если голую зону не прикрыть, то она со временем зарастёт, но это будет сопровождаться формированием безобразной и функционально неудовлетворительной рубцовой ткани. Широкие зоны рубцовой ткани имеют тенденцию растягиваться и сморщиваться; это может вызвать инвалидность, особенно если она находится рядом с суставом. Общими показаниями для пересадки кожи могут служить: обширные ожоги, широкие язвы и операции по переводу рака кожи, когда соображения безопасности требуют удаления поражённого участка кожи вокруг опухоли.

Пересадка кожи делится на два вида, на частичную и полнослойную, когда площадь поражённого участка небольшая, такая пересадка требует наложения швов.

Покрытие широкой зоны обычно обеспечивается тем, что называют расщеплённым лоскутом, срезанным с подходящей части тела, например, с передней или боковой части бедра, с использованием очень острого ножа с длинным лезвием, называемого дерматомом.

Донорская зона на пару дней покрывается стерильной, не прилипающей повязкой, для защиты от инфекции. Поначалу выделяется много сыворотки, но скоро её приток прекращается, и эту зону можно освободить от повязки для подсыхания и заживления.

Иногда потребность в коже столь велика, а здоровая зона столь ограничена, что одну и ту же донорскую зону приходиться использовать снова и снова.

Кожа становиться драгоценностью, когда должны быть покрыты большие участки, например при тяжёлых и обширных ожогах, поэтому существуют различные методы, позволяющие малым количеством кожи покрыть большие участки.

Перфорация и растягивание лоскута кожи путём прокатывания его между катков. Это может восполнить недостачу площади, необходимую для полного покрытия, по окончанию внешний вид будет не так хорош, как при накладывании нерастянутой кожи.

Засевание покрываемого участка большим числом мелких "щепоток" трансплантатов, вырезанных из здоровой кожи, которые затем придавливаются на новом месте. Щепотки получают, отщипывая маленькие конусы и отрезая их ножницами. Хотя из щепоток потом отрастает новая кожа, окончательная поверхность будет очень неровной и далека по виду от естественной поверхности кожи.

Использование лоскутов кожи в полную толщину. Они ограничены в размерах, поскольку донорский участок не может зарасти и должен быть зашит путем подрезания и стягивания краёв. Кроме того, полнослойная пересадка может оказаться неудачной из-за проблем адекватности кровеобеспечения. По этой причине ширина полнослойных трансплантатов не может превышать 3-5 см.

Полнослойная пересадка обычно осуществляется на лице, но при всей тщательности подбора донорского участка трудно добиться хорошего соответствия по толщине, цвету и структуре, в результате пациенты могут быть разочарованы итоговым результатом. Полнослойные трансплантаты для лица обычно берутся из-за уха. Такая пересадка требует хорошей хирургической техники и стерилизации. Пересаженные лоскуты надежно зашивают на месте. Если стерилизация проведена не качественно, то возможно образование кровяных сгустков (гематом) под трансплантатом. Гематома или какая-либо инфекция, в свою очередь, могут привести к его омертвлению, в результате трансплантат почернеет и сморщится.

Чтобы преодолеть ограничения в размерах полнослойных трансплантатов, хирурги сейчас порой вырезают несколько больших участков вместе со связанной с ними мышцей и подходящей через них крупной артерией или веной. Эти сосуды затем, средствами микрохирургии, соединяются с сосудами на новом месте, так что трансплантат имеет достаточное кровяное снабжение и хорошо приживается на новом месте.

Итак, операция по пересадке кожи является в настоящее время одной из самых распространённых и безопасных. Разработано множество методов по её пересадке, например перфорация и растягивание, засевание, использование лоскутов кожи в полную толщину и так далее.

Отпадает проблема подбора донора так, как операция проводится с собственной кожей пациента, следовательно не требует иммунодепрессивных средств и практически не вызывает осложнений.

2.7 Трансплантация органов.

Прежде чем можно будет успешно пересадить органы, от одного человека другому, должны быть решены два различных комплекса проблем. Первая проблема состоит в воссоединении системы кровообращения реципиента с пересаживаемым органом, чтобы этот орган получал должное обеспечение поставляемыми кровью кислородом и питательными веществами.

Второй тип проблем касается иммунологического отторжения донорских органов. Несмотря на все достижения, проблема отторжения до конца так и не решена. Когда чужеродная ткань попадает в тело, она сразу же обследуется клетками иммунной системы, и её поверхностные маркеры (антигены) проверяются на соответствие антигенами собственных клеток организма. Если они не подходят, иммунная система немедленно начинает массивную атаку на чужеродную ткань. Миллионы белых кровяных клеток собираются вокруг чужеродной ткани, атакуя её ядовитыми веществами и, пытаясь поглотить. В результате трансплантат сильно воспаляется и болит. Через некоторое время он погибает. Это происходит со всеми трансплантатами (исключая случаи пересадки между однояйцевыми близнецами и пересадки роговицы глаза), которые пытались пересаживать прежде, чем была изучена деятельность иммунной системы.

Почки - наш главный выделительный орган. Они выводят из организма все шлаки - азотистые соединения, продукты распада белков, соли и так далее. За одни сутки почечный фильтр пропускает не менее 140 литров крови. Почки регулируют водный обмен, ионный состав и кислотно-щелочное равновесие плазмы крови. Нарушилась работа почек, и сразу же в организме возникают серьёзные, подчас угрожающие жизни расстройства.

Взяв почку из трупа, он трансплантировал её женщине, умирающей от отравления ртутью. Технически операция прошла успешно, но почка оказалась функционально неполноценной. Через двое суток после операции больная погибла. Ведь в то время ещё не были известны иммунодепрессивные средства, подавляющие реакцию отторжения, и не были разработаны методы хранения почек от момента их взятия у донора до пересадки.

Пересадка почки прочно вошла в хирургическую практику, как метод спасения больных с необратимыми поражениями этого органа. Успех во многом связан с тем, что разработана машина - искусственная почка. Больных можно "подключить" к этой машине и они в течение нескольких дней, недель или даже месяцев могут жить при абсолютной остановке функций своих собственных или пересаженных почек. За этот промежуток времени можно подготовиться к операции, вывести пересаженную почку из кризиса, если началось отторжение, вывести больного из тяжёлого состояния, пересадить ему вторую или даже третью почку. Уже сейчас многие мужчины и женщины стали родителями после пересадки им почек. В будущем эта операция станет для большинства хирургических клиник перспективным способом лечения ряда врождённых дефектов этого органа, травм, опухолей, и воспалительных заболеваний - нефритов, если конечно не будет найдено их терапевтического лечения. Трудности, которые необходимо будет преодолеть связаны с двумя проблемами.

Во-первых, проблема консервации почек и их длительного сохранения в банках органов. После её решения отпадёт одна из самых главных организационных трудностей наших дней - получение почки для человека, состояние которого требует немедленной трансплантации этого органа.

Вторая проблема заключается в иннервации (восстановлении, регенерации) пересаженного органа. Дело в том, что во время операции перерезаются все нервы, идущие в почку, а восстановление волокон идёт медленно и не совершенно. Поэтому проблема регенерации нервов, одна из самых важных проблем в трансплантологии, применяемая не только к почке. Почка всё-таки может функционировать без иннервации, а многие органы, например глаза или рука, не в состоянии.

2.8 Сердце.

Сердце - полый мышечный орган. Его масса у взрослого человека составляет 250-300 грамм. Сокращаясь, сердце работает как насос, проталкивая кровь по сосудам и обеспечивая её непрерывное движение. При остановке сердца наступает смерть, потому что прекращается доставка тканям питательных веществ, а так же освобождение тканей от продуктов распада.

2.9 Печень.

Одна из наиболее сложных и ответственных операций в трансплантологии - пересадка печени. Показаниями к ней служат не излечимые обычным путём заболевания, такие, как врождённое недоразвитие желчных путей, рак печени и желчных протоков, запущенные формы цирроза печени и другие. Людей с подобными заболеваниями очень много.

В настоящее время применяют три метода: пересадку донорской печени на место собственной печени реципиента (ортотопическая пересадка), пересадку донорской печени к сосудам в брюшную полость на место удалённой почки, селезёнки и оставление собственной печени реципиента (гетеротопическая пересадка) и, наконец, временное подключение донорской печени к кровеносным сосудам нижних или верхних конечностей.

Последний метод пригоден лишь для тех больных, у кого расстройства собственной печени носит обратимый характер, а временная очистка крови с помощью трансплантата может разгрузить больную печень и дать ей возможность восстановить свою деятельность. Для временного подключения, как правило, используется печень животных, особенно часто - свиней, так как за час два работы трансплантата различия в антигенных свойствах подключённого органа и реципиента ещё не успевают в достаточной степени проявится. В настоящее время насчитывается несколько сотен случаев временной подсадки печени животных больным с острой печёночной недостаточностью.

Документально подтвержденные пересадки органов животных человеку
Орган	Животное донор	Время до отторжения органа	Число операций	Год
Почки	Свинья	3 дня	1	1906
	Шимпанзе	9 месяцев	12	1964
	Павиан	2 месяца	6	1964
Сердце	Шимпанзе	Практически сразу	1	1964
	Свинья	Практически сразу	1	1968
	Павиан	20 дней	1	1984
Печень	Шимпанзе	14 дней	3	1966-73
	Свинья	1 день	1	1992
	Павиан	70 дней	2	1992-93

Более сложную проблему представляют ортотопическая и гетеротопическая трансплантации печени, рассчитанные на длительную функцию органа. Печень - орган непарный, а так как её можно брать только от человека, то её заимствуют у трупа. С этим связано множество проблем, таких как подбор доноров. Есть и другие трудности: угроза кровотечения, крайняя чувствительность печени (даже 15-минутное прекращение кровотока вызывает серьёзное повреждение печёночных клеток).

Наиболее распространённой моделью трансплантации печени является ортотопический метод, так как он создаёт для трансплантата нормальные анатомические условия, обеспечивает возможность восстановления оттока желчи в кишечник.

При гетеротопической пересадке собственная печень больного сохраняется, а добавочную помещают либо в левое подреберье (селезёнка, а иногда и почка реципиента удаляются), либо в подпочечное пространство, либо в полость таза. Такая пересадка технически легче осуществима, сопровождается значительно меньшим операционным риском и не связана с резким нарушением обменных процессов. В тоже время она имеет значительные недостатки. Прежде всего, две печени в организме начинают "соперничать"… Возникает так называемая "субстратная конкуренция" между трансплантатом и собственной печенью больного. В результате одна из печеней полностью перестаёт функционировать, атрофируется и замещается соединительной тканью.

Кроме того, в брюшной полости трудно найти место для второй печени, и поэтому приходиться удалять селезёнку или почку. Необходимо так же чтобы донор был гораздо меньше реципиента, и его печень была небольших размеров. Наконец ненормальное положение печени в брюшной полости приводит к лёгочным осложнениям, нарушению функции печени из-за перегибов сосудов. Развиваются тромбы, резко ухудшающие результаты трансплантации.

2.10 Мозг.

Проблема пересадки мозга особенно сложна. Первая - регенерация нервов. Если не найти путей преодоления этого препятствия, то пересаженный мозг окажется отключенным от остального тела, информация не будет поступать ни туда, ни обратно.

В результате сегодня трансплантация мозга находится в стадии эксперимента и изучена очень мало. Все опыты проводились, пока что, только на животных, но, судя по удачным результатам, можно предположить, что эту методика, в ближайшем будущем, будет применяться на людях. На сегодняшний день не произведено не одной подобной операции.

Время, в течение которого должны быть трансплантированы донорские органы
Орган	Время	Условия
Почка	48 часов	Хранить в холоде
Поджелудочная железа	48 часов	Хранить в холоде
Сердце	4 часа	Хранить в холоде
Печень	4 часа	Хранить в холоде
Сердце-лёгкое	Немедленно	Донор и реципиент оперируются одновременно
Роговица	Несколько дней	Хранить при +4*C

3. Подавление иммунитета до и после операции.

Второй линией атаки против отторжения органов является использование препаратов, которые подавляют враждебную деятельность иммунной системы (кортикостероидных средств) в отношении чужеродной ткани. Кортикостероидные средства, общеизвестные как стероиды, делают своё дело, но их недостаточно, чтобы предотвратить отторжение. Для этого были разработаны другие лекарства, которые предотвращают увеличение количества иммунных клеток, необходимое, чтобы вызвать процесс отторжения.

Иммунодепрессивные химиопрепараты стали объектом исследования учёных многих стран. В нашей стране также изучалось действие 6-меркаптопурина. Этот препарат, нарушая синтез белковых соединений в ядрах быстро делящихся клеток, угнетая способность лимфоцитов отвечать на чужеродную ткань. Благодаря препарату почки, пересаженные собакам, сохраняли работоспособность в течение 18-20 дней, тогда как без него на 7-10 день полностью выбывали из строя. Однако у экспериментальных животных, получивших иммунодепрессант, пропадал аппетит, они резко худели, их слизистые оболочки и кожа становились желтушного цвета. Всё это свидетельствовало о токсичном действии препарата. Также влиял он и на кровь: снижался гемоглобин, уменьшалось количество форменных элементов. Вскоре начинались и другие тяжёлые осложнения: возникали гнойники, развивалось воспаление лёгких. Потеряв способность бороться с чужеродной тканью, организм становился совершенно беспомощным и перед болезнетворными микробами.

Начались поиски менее токсичного препарата. Им оказался азатиоприн. Этот препарат блокировал синтез ДНК, продлевая сроки жизни оперированных собак до одного-трёх месяцев. Его вводили за 3-7 дней до пересадки, а после неё постепенно снижали дозы. Но со временем врачи убедились, что и этот препарат не лишён токсического воздействия на печень и кровь. Кроме того, он снижает устойчивость организма к инфекции.

4. Отбор доноров-неродственников.

Если донор выбран не национальным компьютером, то ответственность за идентификацию подходящего органа и подтверждение, в консультациях с коллегами, диагноза смерти мозга возлагается на хирурга, который занимается данным пациентом. После смерти донора необходимо, связаться с родственниками и получить разрешение на взятие органов. Донорами обычно бывают: здоровые люди, погибшие в результате несчастных случаев, получив серьёзные травмы головы;

Люди, умершие от инфекции, рака, высокого кровяного давления или заболевания почек, обычно не годятся в качестве доноров. Существуют так же определённые возрастные пределы для сердца, лёгких и печени. Эти органы не подходят, если предполагаемому донору перевалило за пятьдесят лет. Почки же можно брать у доноров до семидесяти лет, если они у них ни разу не болели. Доноры должны проверятся на ВИЧ и гепатит В. Роговица, с другой стороны, может использоваться почти от любого человека при условии, что его глаза были здоровыми.

В результате для успеха трансплантации большое значение имеет подбор донора. На эту роль годятся не все, а только здоровые люди, погибшие, например в результате несчастных случаев или люди умершие от внезапного кровоизлияния в мозг и так далее. Донора подвергают тщательной проверки на ВИЧ и гепатит В. Ещё одно условие - чтобы донорский орган ни разу не болел.

Пересадка органов воплощает извечное стремление людей научиться "ремонтировать" человеческий организм. И если операции по пересадке кожи, трансплантации почек и даже сердца становятся обычным делом, то операции по трансплантации печени по-прежнему считается одной из самых сложных. К сожалению, кроме хрящей, которые требуются не часто, никакие другие ткани и органы, которые мы хотели бы трансплантировать, не обладают таким преимуществом. Чтобы предотвратить разрушение и отторжение пересаженных почек, сердца, лёгких, печени и так далее, необходимо вмешиваться в нормальную работу иммунной системы.

Пересаживаемые ткани	Трансплантируемые органы
волосы	лёгкие
мозговые клетки	печень
хрусталик, роговица	почки
кости и костный мозг	сердце
сердечный клапан	поджелудочная железа
кровь, кровеносные сосуды и нервы	эндокринные железы
кожа	кишечник

Первым успешным и повторяемым обменом тканями, между двумя людьми была пересадка роговицы глаза. Что самое интересное, так это то, что многие успешные пересадки роговицы были сделаны ещё до того, как были поняты принципы иммунологии. Причина проста, чтобы оставаться прозрачной, роговица не имеет кровеносных сосудов, поэтому, хотя трансплантируемый роговичный диск является чужеродной тканью, которая должна быть отторгнута организмом, клетки и антитела, вызывающие отторжение, не могут достичь донорской ткани, так как перемещаются только по кровеносной системе.