Околомедичні старі новини

Вчіть топологію!
Для оцінки цієї новини важливо, що вона викладає не поширені анекдоти, а дійсні новини оперативної хірургії.
Тіло людини — об’єкт з дуже складною топологією. Пригадайте, як складно компартменталізована (поділена на безліч відсіків) звичайна еукаріотична клітина! Клітини непростим чином організовані в тканини, тканини — в органи і системи органів. Найважливішою характеристикою організму в цілому є його план будови — архітектоніка, загальні принципи взаєморозташування частин. Знаєте, як мучать дітей при вивченні зоології в школі, змушуючи зубрити, що у круглих черв’яків порожнина тіла первинна, а у кільчастих — вторинна? А навіть схожі організми можуть бути топологічно дуже різними.
Чи відомо вам, що у чоловіків порожнина тіла замкнена, а у жінок — ні? Яйцеклітини випадають з яєчника в порожнину тіла, а вже потім з неї по фаллопієвих трубах потрапляють у матку, яка з’єднана зі зовнішнім середовищем. У наших далеких предків сперматозоїди проходили подібним маршрутом, але потім чоловічі статеві клітини отримали самостійний тунель, а порожнина тіла замкнулася.
Як розібратися в топологічній головоломці, якою є людське тіло? У чомусь допомагає комп’ютеризація. У канадському університеті Калгарі створена цифрова 4D‑модель людського тіла, названа Caveman. Четвертий вимір у ній — часовий; а сама модель підготовлена в рамках спільного з Sun Microsystems проєкту Cave з візуалізації тривимірних середовищ. Розглянути всі деталі різних «шестерень» людського організму можна у спеціальному павільйоні в 3D‑окулярах, причому розміри установки дозволяють демонструвати будь‑які органи і розрізи значно більше, ніж у натуральну величину. Навіщо це потрібно? Для навчання лікарів. Для демонстрації пацієнтам, що з ними планують зробити. Для планування операцій — як традиційних, з широким розрізом для доступу до операційного поля, так і сучасних, щадливих.

Підхід традиційної хірургії простий: виріжемо все, що ускладнює доступ до потрібної точки, і зручністю зробимо свою справу. У післяопераційний період рани так чи інакше заживуть. Ендоскопічна хірургія дозволила зменшити розрізи, завдяки мікрохірургічному інструментарію. Наступний крок — відмова від розрізу покривів тіла. Ця парадигма називається транслюмінальною ендоскопічною хірургією через природні отвори. Вона використовує введення ендоскопічних інструментів через наявні входи‑виходи тіла пацієнта — зазвичай рот або вагіну. У порожнину тіла потрапити при цьому можна через невеликий внутрішній прокол. У випадку жіночого організму проводити ендоскоп через фаллопієві труби теж було б неправильно — і отвір невеликий, і велика ризика пошкодити вразливий орган. На щастя, внутрішні проколи можуть заживати швидше, ніж розрізи шкіри. Нова технологія вже в ході. Так, операції з видалення жовчного міхура через вагіну проводяться і в США, і у Франції. А індійські хірурги повідомили про серію операцій з видалення апендикса через рот!
Такі операції хороші коротким післяопераційним періодом, низьким рівнем болю, невисокою ймовірністю інфікування рани і подальшою відсутністю шрамів. Є й недоліки. Серед них — можливість неявних внутрішніх кровотеч, технологічна складність роботи, неприємний смак у роті пацієнта… І, звичайно, необхідність вивчати топологію.
 
Людина — міра всіх речей?
Вчені Пастеровського інституту у Франції сповістили світ про відкриття нового знеболювального, у шість разів перевершуючого за ефективністю морфій. Новий препарат, що запобігає руйнуванню природних знеболювальних — енкефалінів, названо опіорфіном. На щастя, його структура нескладна, і можна сподіватися, що з часом його будуть виробляти штучно. Дослідження опіорфіну лише розпочато, і випробувати його на собі встигли лише щури.
Найдивовижніше в цьому відкритті те, що опіорфін знайдено не в якійсь екзотичній субстанції (наприклад: у рідкісній тропічній рослині, доставленій у лабораторію завдяки мудрості знахарок і героїзму дослідників тропіків…), а в людській слині. А чи такий результат дійсно дивний? Напевно, мало знайдеться людей, які ніколи не чули про цілющі властивості слини. Усі знають, що подряпину чи ссадину треба полизати: і болі буде менше, і загоїться швидше. Правда, лікарі радять для таких ситуацій лікарські засоби, що містять антисептики. Їм, звичайно, зрозуміліше. Проте в слині є не лише сакраментальні бактерії, що викликають карієс, а й природні антисептики.
Звичайне походження нового чудо‑речовини насправді не повинно дивувати. Наше тіло — надскладна система, у широких межах здатна до саморегуляції. Що ж дивного, що найефективніші регулятори знаходяться в ньому самому, а не добуваються в якихось екзотах? Скоріше слід дивуватись тим, що чужі за походженням ключі підходять до наших власних замків!
 
Крокодилова кров
Переливання крові не лише рятує безліч життів, а й породжує масу проблем. Доставляючи кисень до тканин, кров підтримує роботу всіх органів людини. Здатність крові переносити кисень пов’язана з активністю залізовмісного білка гемоглобіну, що знаходиться в червоних кров’яних клітинах (еритроцитах). По суті, еритроцит — лише залишок клітини, бо не має ядра, що керує її життєдіяльністю. Це заповнений гемоглобіном автомат, розрахований на певний строк роботи. На жаль, на своїй поверхні еритроцит несе безліч імунних і сигнальних молекул, що визначають групу крові. Їхня невідповідність у донора і реципієнта є причиною згаданих проблем. Кров’ю передаються багато хвороб, у тому числі ВІЛ, гепатит В і С. Натуральну кров нелегко зберігати, а її отримання пов’язане з безліччю організаційних турбот.
Уникнути всіх цих труднощів дозволило б створення універсального кровозамінника. Потенційний обсяг ринку такого продукту — мільярди доларів на рік. Було б чудово, якби замість крові, що містить клітини, вдалося використати розчин гемоглобіну. На жаль, еритроцит людини хімічно регулює зв’язування і вивільнення кисню. Гемоглобін у вільному стані в крові токсичний для нирок.
У пошуках виходу з цієї ситуації вчені стали присматриватися до інших видів живих істот. Дуже цікаві з цієї точки зору крокодили — високоорганізовані тварини, найближчі родичі динозаврів і птахів. Ще в епоху динозаврів крокодили пристосувалися довго затримуватись на дні водойм, чекаючи необережної жертви, що прийшла на водопій. Кров крокодилів здатна ефективно переносити кисень як при його високій концентрації (коли крокодил знаходиться на поверхні і активний), так і при дуже низькій (лежачи на дні). Зв’язування і вивільнення кисню у крокодила регулюється не самим еритроцитом, а хімією навколишніх тканин. Нарешті, гемоглобін крокодила, схоже, безпечний у вільному стані в крові.
Австралійські біологи розшифрували амінокислотну послідовність крокодилового гемоглобіну і нуклеотидну послідовність кодувального гена. Їхня ідея полягає в тому, щоб за допомогою генетично модифікованих бактерій виробляти крокодиловий (або крокодило‑людський, складений з комбінованих блоків) гемоглобін, який буде використовуватись для виготовлення кровозамінників. Можливо, цей перспективний задум призведе до створення штучної крові, яка зможе переносити кисень ефективніше, ніж природна!
Проте навіть переливання крові від людини до людини натрапляє на етичні та релігійні заперечення. Наприклад, противниками такої процедури є Свідки Єгови. Ортодоксальні євреї переконані, що душа людини і тварин знаходиться в крові (тому кошерним може бути лише м’ясо тварин, у яких випустили кров). А тепер уявіть собі людину, у судинах якої тече крокодилова кров, вироблена генетично модифікованими бактеріями!
 
Обманюватись раді
Ми звикли думати, що душевно хворі — це ті, чия психіка гірше справляється з різноманітними завданнями, які ставить перед нами життя. Стівен Дакин (Steven Dakin) і інші співробітники University College London виявили незвичний психологічний феномен. Усім відомі різні «хитрі» картинки, що провокують помилкові судження, засновані на оптичних (точніше, психічних, пов’язаних з обробкою зорової інформації) ілюзіях. Англійські психологи запропонували завдання, з яким не можуть впоратися здорові люди, але доступне хворим на шизофренію. Потрібно з маленьких кружечків, розташованих на периферії, вибрати такий же за оптичним контрастом кружок, як і центральний, що знаходиться всередині великого кола (див. рис.). Можливо, шизофреніки легше справляються з цим завданням, бо їх мозок не порівнює кружок‑модель з великим колом. У такому випадку це завдання перевіряє, як у психіці випробуваного працює блок контекстуальної обробки інформації.

Наскільки важливе розпізнавання ілюзій для психічного здоров’я? Тут варто подивитися на активність нашої психіки з точки зору її призначення. Уся діяльність нашого мозку служить для пристосування, адаптації до мінливого екологічного і соціального середовища. Успішно адаптовану людину можна вважати здоровою, навіть якщо її психіка працює інакше, ніж у більшості громадян. Якщо ж вона «випадає» з оточуючого світу і при цьому їй погано, треба щось міняти.
Для нас одне і те саме діяння може бути нейтральним, образливим або дружнім залежно від контексту стосунків з тією людиною, від якої воно походить. Шизофреніки не можуть правильно інтерпретувати контекст, ображаються або лякаються, страждають від цього самі і завдають страждань іншим людям. А ви говорите — плямисті кружечки…
 
Мило замість презервативів
Цікавий відкриття зробили вчені з Каліфорнійського університету в Сан‑Франциско: виявляється, мило вбиває ВІЛ (вирус імунодефіциту людини, що викликає СНІД). За даними, опублікованими в журналі Antimicrobial Agents and Chemotherapy, мильний розчин (1 г мила на 200–400 мл водопровідної води) у тридцять разів знижує концентрацію вірусу, а також зменшує кількість заражених клітин імунної системи на 57–87 відсотків.
Перед дослідниками стояло завдання отримати дешеве і водночас ефективне засіб профілактики СНІДу, у якому гостро потребують слаборозвинені країни. Зацепкою стало те, що мило переводить жири в розчинний стан, а оболонка вірусу саме і складається з ліпідів.
Проте вразливість ВІЛ у мильному розчині не здивує мікробіолога — віруси взагалі представляють собою досить нестійкі конструкції. Ізольований ВІЛ руйнується всім, що завгодно: світлом, ультразвуком, різними речовинами. Проблема не в тому, як знищити ізольований вірус, а в тому, як вплинути на нього в організмі, не пошкодивши людину (наприклад, якщо ввести мило в кров, то раніше, ніж детергувати ліпідні оболонки вірусів, воно зв’яже життєво важливі ліпіди, і це буде гірше за СНІД). Як сказав один з авторів публікації Джонатан Лі (Jonathan Li): «Проведено лише лабораторні дослідження, а як це працюватиме в реальності, ми ще не знаємо».
У експериментах використано мило «Ivory», одну з найдешевших і найпоширеніших марок. Цікаво, чи скоро по телебаченню почнуть крутити рекламу мила, що захищає від СНІДу?
 
Ваша кішка любить полювати на пташок?
Важко уявити собі більш інтимний зв’язок, ніж відносини паразита і господаря. У ході еволюції здатність паразита долати захисні механізми господаря відточувалась до філігранності. Однак чого досягне вид‑паразит, знищивши вид‑господар? Еволюційно «старі» інфекції зазвичай протікають майже безсимптомно. А страшні хвороби, епідемії яких можуть знищити значну частину населення, найчастіше викликані паразитами, що перейшли на нових або нетипових господарів.
Природними господарями грипу, епідемії якого вражають усе людство, є азійські водно‑болотні птахи. Для них зараження вірусами зазвичай проходить безсимптомно. У популяціях птахів еволюціонують і обмінюються структурними блоками віруси «звичайного» грипу. Вірус розмножується в кишечнику птахів, виводиться з випорожненням і заражає нових господарів через забруднену воду. Нові форми вірусів досить легко передаються від птахів до людей, викликаючи добре відомі нам епідемії.
Так званий «пташиний грип» близький до «звичайного», але тісніше пов’язаний з птахами. Для його переходу від диких птахів до людини зазвичай потрібні «перехідники» — більш чутливі до нього види (серед них, окрім домашньої птиці, також числяться свині та коні). Останніми роками поширилися особливо активні форми пташиного грипу, здатні іноді передаватися безпосередньо від птахів до людей. Вперше виявлена в Азії, ця хвороба дійшла і до Західної Європи. Вона особливо небезпечна для дітей, у яких з великою ймовірністю викликає летальний результат.
Зимуючі в Азії птахи розносять новий вірус по значній частині нашого континенту. Рідкість захворювання пов’язана з тим, що вірус поки що з труднощами долає міжвидовий бар’єр. У цьому контексті тривогу викликає відкриття дослідників Медичного центру імені Еразма Роттердамського (Нідерланди), які показали, що домашні кішки можуть брати участь у передачі вірусів пташиного грипу. Кішки заражаються пташиним грипом і здатні передавати його іншим кішкам (і, можливо, людям). Не виключено, що поширення вірусу в кішках може призвести до виникнення форм вірусу, більш пристосованих до розвитку в організмі ссавців. Через свою зацікавленість у птахах і близькість до людей домашні улюбленці цілком підходять для ролі «перехідника» вірусної інфекції.
Отже, що робити? Бути обережнішими з кішками, не давати їм ловити птахів і сподіватися на краще…
 
* * *

У ряду пива без алкоголю, сигарет без нікотину, яєць без холестерину та троянд без шипів поповнення — опіумний мак без морфію. У Тасманії (де для фармакологічних потреб вирощується 40 % урожаю опіумного мака у світі) виявлені мутанти, у яких порушено вироблення морфію. У такому маку накопичуються попередники морфію — тебаїн і орипавін, з яких, як і з наркотичної сировини, можна виготовляти знеболювальні препарати. Але ні героїну, ні опіуму з нього не отримати. Квітка‑мутант легко відрізнити від нормальної: сік у неї червоний або оранжевий, а не білий. Чекаємо білу акулу без зубів?
 
Мімівірус: поповнення в нашому зоопарку
Навколишня нас дійсність раз за разом виявляється складнішою за схеми, якими ми її описуємо. Що таке віруси (біологічні, не комп’ютерні)? Частинки з нуклеїнової кислоти і білка, які при потраплянні в клітину використовують її синтетичні системи для власного копіювання. У шкільному курсі біології їх чомусь відносять до живих організмів, хоча вони позбавлені більшості характерних ознак живих систем. Віруси дуже різняться за складністю. Існують і простіші інфекційні агенти — віроїди (що складаються лише з нуклеїнової кислоти) і приони (окремі молекули білка). Враховувати їх як організми? Абсурд.
А що складніше вірусів? Між складним вірусом і простою бактерією, здавалося, лежить прірва. Бактерія — це вже клітина, надскладна система. Навіть найпростіші бактерії (мікоплазми, хламідії), втративши через глибоке пристосування до паразитизму деякі клітинні функції, перебувають на іншому рівні складності.
У 1992 році британські бактеріологи шукали місце існування легіонели — водної бактерії, що викликає у людини тяжку хворобу — легіонельоз. У одній градирні вони знайшли амеби, заражені якимось паразитами, схожими на бактерії. За розміром (400 нм) ці паразити відповідають мікоплазмам. Подальше дослідження показало, що це були гігантські віруси, які отримали назву мімівірусів. Нещодавно були опубліковані результати розшифрування геному цих монстрів.
Головний висновок дослідників полягає в тому, що мімівірус «живий». Типові віруси мають до 300 генів, мімівірус — 1260, тобто на рівні бактерії (у людини, наприклад, близько 20 тисяч генів, див. с. 24). Частина цих генів (близько 50) відповідає нетиповим для вірусів функціям і кодує білки, що забезпечують життєдіяльність самого паразита. Нарешті, 7 генів спільні для мімівірусу і клітинних організмів! На відміну від інших вірусів, у мімівірусі майже немає «сміттєвої» ДНК, що не містить функціональної інформації. Новий об’єкт — єдиний відомий науці, геном якого записаний одночасно на ДНК і РНК. Хранитель інформації у більшості організмів — ДНК, а у ретровірусів (як ВІЛ, збудник СНІДу) — РНК, за якою спеціальний фермент відтворює ДНК.
Відкриття може бути інтерпретовано двозначно. Навіть якщо мімівірус — результат спрощення клітин у ході еволюції, для нього доведеться створювати свою систематичну категорію найвищого рангу. Але можливо, що істоти, подібні до нього, мали відношення до виникнення клітин, а це ще цікавіше.
Важлива деталь: у ході спеціального дослідження у людей виявили антитіла, що відповідають характерним білкам мімівірусу. Це косвений доказ здатності загадкового об’єкта до паразитизму не лише на амебах, а й на людині! Що ще цікавого можна знайти всередині нас самих?

Д. Shabanov. Учіть топологію! // Комп’ютерра, М., 2007. – № 21 (689). – С. 13 
Д. Shabanov. Людина — міра всіх речей? // Комп’ютерра, М., 2006. – № 43 (663) 
Д. Shabanov. Крокодилова кров // Комп’ютерра, М., 2004. – № 35 (559). – С. 15–16 
Д. Shabanov. Обманюватись раді // Комп’ютерра, М., 2005. – № 43 (615) 
Д. Impolitov, Д. Shabanov. Мило замість презервативів // Комп’ютерра, М., 2004. – № 22 (546). – С. 17–18
Д. Shabanov. Ваша кішка любить полювати на пташок? // Комп’ютерра, М., 2004. – № 36 (560). – С. 16–17
Д. Shabanov. Без назви (У ряду пива без алкоголю…) // Комп’ютерра, М., 2004. – № 38 (562). – С. 12
Д. Shabanov. Мімівірус: поповнення в нашому зоопарку // Комп’ютерра, М., 2004. – № 41 (565). – С. 20–21