В последнее время для продолжительного консервирования компонентов крови различные фирмы во многих странах сконструировали современную аппаратуру для автоматического замораживания в диапазоне от -10 до — 196 °C (с помощью жидкого азота).
Но ученые на этом не остановились. Если возможно приводить в анабиотическое состояние клетки крови, почему же не попытаться осуществить то же самое с костномозговыми клетками, столь необходимыми при трансплантации костного мозга — операции, известной под названием миелотрансфузии (пересадка костного мозга). Эта операция особенно необходима при серьезном нарушении ряда важных функций гемопоэза (образования клеток крови), защитных механизмов и иммунитета. Именно такое нарушение наблюдается при лучевой болезни, вызываемой вредным воздействием ионизирующих излучений. В подобных случаях самым эффективным средством лечения является пересадка костного мозга.
Французский врач Жаме впервые в мире решился осуществить пересадку костного мозга югославским физикам, подвергшимся облучению от ядерного реактора, несмотря на то что его коллеги пытались убедить его в том, что такая операция опасна и бесполезна. К счастью, опыт удался и физиков удалось спасти. Это была настоящая сенсация.
Пересадка костного мозга оказалась эффективной и при многих врожденных генетических болезнях. Так, например, несколько лет тому назад широкую известность получил случай с годовалым Морисом Илайсом из Калифорнии. Врачи установили у ребенка врожденную агаммаглобулинемию. В его организме отсутствовала защитная система иммунитета, вследствие того что некоторые белые кровяные тельца нормально не функционировали. Жизнь ребенка несколько раз была на волоске. Исчерпав все возможные средства, врачи во главе с профессором Ричардом Стаймом решили применить метод доктора Роберта Гуда из Миннесоты по пересадке костного мозга и таким образом ввести в организм больного новую иммунную систему. С помощью шприца врачи извлекли из грудины его 13-летней сестры Тейми костный мозг. Взятое количество мозга содержало около 2 млрд. жизненно важных для Мориса клеток костного мозга. После успешной пересадки костного мозга потекли дни напряженного ожидания. Так как система иммунитета у маленького Мориса в достаточной мере не функционировала, она не смогла отторгнуть клетки костного мозга его сестры, однако существовала реальная опасность, что клетки сестры предпримут атаку на клетки брата, что приведет к фатальному исходу. После длившегося некоторое время кризиса состояние больного начало улучшаться, а исследование его белых кровяных клеток показало, что в них содержатся женские хромосомы (т. е. они представляют собой клетки его сестры), что доказывало одно: пересадка прошла успешно. Через 2 месяца Мориса выписали из больницы вполне здоровым.
Вот почему решение проблемы длительной консервации костного мозга не терпит отлагательства. Костный мозг, как кровь и компоненты крови, крайне важно сохранять как можно более длительное время, приводя его в анабиотическое состояние путем замораживания, чтобы врач мог им воспользоваться в нужный момент.
Установлено, что при температуре +4 °C клетки костного мозга сохраняют жизнеспособность только в течение суток. Для консервирования их на более длительное время специалисты пользуются способом замораживания при температуре от -76 до — 80 °C, добавляя вещество, легко проникающее через клеточную мембрану и удерживающее внутриклеточную воду, например, 15–30 %-ный глицерин или коллоид диметилсульфоксид. При постепенном замораживании важно соблюдать определенный ритм, чтобы предотвратить гемолиз (разрушение) красных кровяных клеток, содержащихся в суспензии костного мозга, и сохранить в целости ядерные клетки костного мозга. Замороженный костный мозг сохраняется в холодильнике при температуре -80 °C и может использоваться 1–5 лет. Перед употреблением костномозговой материал размораживают на водяной бане при температуре +37 °C. Размораживание можно проводить и медленно при температуре 0 °C в течение 40–60 мин, что более благоприятно сказывается на сохранении в целости ядерных клеток.
В Ленинградском научно-исследовательском институте гематологии и переливания крови сконструирован аппарат для замораживания костного мозга при температуре -196 °C с помощью жидкого азота — для соответствующих экспериментов и неотложных нужд клиник. Для более длительного хранения и замораживания большего по объему количества костного мозга в Англии создан аппарат с автоматическим программным устройством, работающим в диапазоне от +18 до -196 °C.
Но ученые продолжают поиск. После того как им удалось с помощью глубокого замораживания консервировать сперматозоиды, кровь и костномозговую ткань, они задумались над другой проблемой: возможно ли сохранять и другие виды тканей и даже целые органы? В этом отношении представляют интерес исследования, проведенные советским фармакологом членом-корреспондентом Академии наук СССР Н. П. Кравковым с отрезанными ушами кроликов и человеческими пальцами[14]. В артерию отрезанного кроличьего уха Н. П. Кравков с помощью специального аппарата вводил питательную жидкость, насыщенную кислородом и подогретую до определенной температуры, соответствующей температуре тела кролика. Питательная жидкость протекала по артерии всего уха, достигала капилляров, собиралась в венах и капля по капле вытекала через перерезанную вместе с ухом ушную вену. Когда в питательную жидкость Н. П. Кравков добавлял адреналин (гормон надпочечников), кровеносные сосуды сужались, медленнее пропускали питательную жидкость и скорость выделения ее замедлялась, а это доказывало, что ткань кровеносных сосудов еще жива. Мертвая ткань не могла бы реагировать на адреналин. Оказалось, что при условии искусственного подкармливания кроличьего уха питательной жидкостью оно может жить очень долго. Если ухо поместить под стеклянным колпаком над серной кислотой, которая является сильным водопоглощающим средством, оно высыхает и становится похожим на пергамент. Такое ухо Н. П. Кравков сохранял в высушенном состоянии в течение 8 месяцев, затем увлажнял его и оставлял на некоторое время во влажной среде, после чего снова пропускал через его кровеносную систему питательную жидкость. Оказалось, что кровеносные сосуды отчетливо реагируют на адреналин — следовательно, живы.
Подобные опыты ученый проводил и с отрезанными пальцами человека. Их ткань оказалась тоже очень выносливой. Когда отрезанный край заливали парафином и прикрепляли к горлышку колбы, палец удавалось сохранять под стеклянным колпаком в течение нескольких месяцев, если под колпаком оставляли немного воды и несколько капель эфира. Вода поддерживала определенный уровень влажности, а эфир препятствовал процессу загнивания. Кровеносные сосуды пальца отчетливо реагировали на адреналин, ноготь продолжал расти, а при введении в него препарата пилокарпина (вызывающего потоотделение), кожа на пальце начинала выделять пот. Это доказывало, что ткани отрезанного пальца продолжали жить. После продолжительного высушивания и последующего увлажнения и в данном случае, как и при опыте с кроличьим ухом, кровеносные сосуды реагировали на адреналин, следовательно, их ткань была жива.
Несмотря на огромные трудности, в наше время пересадка органов стала действительностью. Уже тысячам больных пересадили почки. Если первые успехи были достигнуты только при пересадке почек, взятых у кровных родственников, то теперь положительные результаты получены при пересадке почек, взятых у трупа, разумеется, при точном определении соответствия группы крови.
После знаменитой операции профессора Бернарда не прошло и двух десятилетий, а уже во многих странах сотням людей сделана пересадка сердца[15]. Пересадка печени уже не считается эпохальным событием, но все же число пациентов, перенесших эту операцию, еще невелико. Достигнутые успехи вселяют надежды на дальнейшее усовершенствование операций подобного рода. Известно, что печень выполняет очень сложную и важную функцию — это настоящая биохимическая лаборатория для обмена веществ в организме. Уже осуществлены и первые попытки пересадки поджелудочной железы, что преследует цель радикально решить вопрос о лечении такого тяжелого заболевания, как диабет (сахарная болезнь). Изучаются также возможности замены периферических нервов, что даст возможность решить вопрос о пересадке конечностей и глаз.
Повседневной медицинской практикой в хирургических клиниках стала пересадка кожи, костей, кровеносных сосудов, роговицы глаза и др.
Многие из этих тканей и органов трансплантировали и до того, как новые криобиологические методы нашли широкое применение в медицинской практике. Чтобы получить необходимые ткани и органы, в то время рассчитывали на случайное совпадение обстоятельств (например, при неотложной и жизненно необходимой операции нужный орган брали у случайно погибшего в катастрофе или внезапно скончавшегося, но не от инфекционной болезни, человека).