почему нельзя пересадить мозг
BRAIN
Современная фантастика
Я не буду углубляться в контекст данной темы, за исключением общего. В 2017-м году хирург Серджио Канаверо намерен пересадить голову гражданина России на тело донора. Найти подробности вам не составит труда, поэтому предлагаю сосредоточится на главном. Почему пересадка головы с современным пониманием устройства организма и технологиями будет провалом.
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Некоторые люди, слабо знакомые с устройством нервной системы, неврологией и технологиями трансплантации, утверждают, что «почему бы и нет» или «но ведь нужно попробовать». Хотя это так, однако вы же не предлагаете прыгать с крыши, потому что считаете, что человек может обладать мистическими силами для полета?
Разница между наличием теории о том, как сделать что-то невозможное возможным, и просто попыткой бить головой о мраморный пол невозможности. Нельзя летать размахивая руками. Более того, абсурдно аплодировать тому, кто прыгает с утеса, размахивая руками, в попытке доказать теорию собственным примером. Это глупости.
Существует масса причин, почему пересадку головы считают невозможной сегодня. Главная заключается в устройстве нервной системы. Буквально миллионы сигналов пробегают между нашим мозгом и спинным мозгом, и один хирург предлагает взять и обрезать их. А что дальше? Если периферийные нервы, расположенные за пределами центральной нервной системы (ЦНС) довольно успешно справляются с самостоятельным лечением, то в случае с ЦНС все совершенно иначе. Мы до сих пор не знаем точно, почему нейроны ЦНС погибают в случае разрыва. Они не восстанавливаются сами по себе. Да, бывают редкие случаи, когда новые нейроны образуются и заменяют поврежденные, однако не в случае травмы спинного мозга. А даже если бы технологии позволили сделать это, то не в масштабе всего спинного мозга. Даже при всех технологических развитиях, пройдут еще многие десятилетия, прежде чем мы поймем устройство ЦНС и возможно ли восстановление в случае пересадки головы. Но даже в этом случае потребуется очень много работы. Гораздо больше, чем доступно сейчас.
Но ради темы, предположим, что сейчас декабрь 2057 года, и у нас есть технология выращивания и соединения нейронов — это лишь начало титанической работы.
Наша центральная нервная система передает миллионы и миллиарды сигналов по нейронам ежедневно. Все они отвечают за определенные функции, причем многие из них мы едва ли понимаем или не знаем вовсе. Конечно, есть ряд простых. Вроде больших альфа-мотонейронов, которые управляют движение мышц. Но даже в их случае простота относительна. Откуда хирургу знать что и к чему связывать? Как вообще узнать, за что отвечают те или иные нейроны без возможности стимулировать их или записать реакцию?
Теоретически до ампутации головы можно воткнуть сенсоры в спинной мозг и возбуждать нейрон за нейроном, записывая реакцию. Проблема в том, что это очень сложно технически. потому что, как мы уже установили выше, нейронов много. Безусловно, функций в общей сложности не так много как нейронов, всего тысячи, но что делать с нейронами, определяющими угол ваших суставов, которые позволяют вам представлять положение ваших рук и ног даже в темноте. Это возможно благодаря комплексной нервной обработке, которая также частично включает рецепторы растяжения в ваших суставах и говорит вашему мозгу угол, под которым располагается конечность. Многие ли задумываются о такой функции ЦНС? А теперь представьте, что подобная информация без остановки передается в ваш мозг, и вы даже не знаете о ее существовании. Максимум, на что вы способны — быть в курсе эффекта той обработки информации, которая происходит на уровне ниже сознания, ближе «к костям». А как насчет химических рецепторов, которые следят за уровнем кислорода и других веществ в крови? Или тех, которые отвечают за состав вашего кишечного тракта? Как вы планируете искать эти нейроны, если не можете проследить их эффекта или спросить «тело» перед пересадкой?
И это только если рассматривать известные нейроны. А что делать с теми, которые мы до сих пор не отследили?
Но все это только физиология. Так как сейчас не 2057 и не 2117, современные машины, вроде fMRI, не обладают достаточным разрешением, чтобы получать изображение на уровне одного нейрона. Они записывают воксели, содержащие буквально миллионы нейронов. Более того, они не способны записывать и собирать информацию об активности нейронов, кроме как через прокси-данные, вроде повышения потребления кислорода. Альтернатива потребует вмешательства, чтобы сделать срез спинного мозга для последующей раскраски, однако это неизбежно приводит к негативным результатам для «пациента» — обычно мелкие животные и насекомые.
ФУНКЦИИ
Но, дабы продолжить тему, предположим, что мы все же нашли способ, как создать карту каждого нейрона и за что он отвечает. Тут нас ждет очередной пинок под зад: тело человека — не фигурка Lego. Нервная система каждого человека уникальная. Нельзя просто взять и найти нейрон «F» в голове и его эквивалент в теле донора. Да, вы можете найти большие нейроны, и они будут даже чем-то похожи, но на этом сходство кончается. Вы сможете найти нейрон, отдаленно напоминающий «F», но он скорее похож на «E» или может быть «L»? Один из них может выполнять чуть больше функций, другой чуть меньше, однако суть та же — нейроны не являются проводами на схеме ЦНС. Так как же хирург будет соединять все это дело, даже не будучи уверенным, что нейроны совместимы.
Впрочем, данная проблема может быть решаема и гораздо быстрее. Возможно это благодаря нейропластичности — процессу, когда нейроны самостоятельно меняют свои соединения для налаживания стабильной работы всей системы. К примеру, в 2000 году опубликовали работу, в которой ученые поменяли местами соединения аудио и визуальных трактов к коре мозга хорька. Со временем мозг перестроил работу таким образом, что хорек восстановил зрение и слух, хотя слух был подключен к блоку зрения, а зрение к слуху. Единственный недостаток — хорьки были новорожденными и нейропластичность значительно падает с возрастом. Она остается на базовом уровне, и именно так создаются воспоминания и образуются навыки, однако мозг более не способен на масштабные структурные изменения уже после 20 лет. С другой стороны, исследования в данной области идут и в будущем мы можем найти способы заставить мозг вернуть оригинальную пластичность.
Что мы имеем:
Теперь объясните мне, какую магию собирается использовать хирург в конце 2017-го года?
Более того, насколько должен заблуждаться этот практик-теоретик, чтобы считать, что он способен совершить подобное без предварительной работы, исследований и технологий? А ведь он утверждает, что шанс успеха — 90%.
10 фактов и мифов о трансплантации донорских органов
Тема трансплантации донорских органов уже давно поросла различными мифами и небылицами. Одна из причин молодость данного направления медицины, поэтому при отсутствии специальных знаний понять сложные медицинские и биологические процессы просто невозможно. Мы решили подробнее разобраться с основными мифами и развеять их.
1. У любого человека можно забрать органы и пересадить их другому человеку
Трансплантация органов может быть осуществлена только в том случае, когда другие медицинские средства не могут гарантировать сохранения жизни пациента или восстановления его здоровья.
Донорский орган должен подходить реципиенту. В настоящее время подбор донора осуществляют по двум основным системам антигенов: АВ0 (антигены эритроцитов) и HLA (антигены лейкоцитов, получившие название антигенов гистосовместимости). Совместимость по антигенам HLA считают определяющей при подборе донора. Комплекс генов, контролирующих синтез основных антигенов гистосовместимости, расположен в VI хромосоме, в трансплантологии основное значение имеют локусы А, В и DR.
«Причина смерти донора в некоторых случаях может стать причиной отказа от донорских органов: это острый вирусный энцефалит, некоторые виды первичных злокачественных опухолей головного мозга, – написано в клинических рекомендациях «Посмертное донорство органов», – С максимальной тщательностью всегда определяются риски наличия у потенциального донора того или иного инфекционного возбудителя и серьезность заболевания, им вызываемого. Физикальное обследование является важной частью определения потенциального донора для исключения внешних признаков травмы органов».
Определение антител к ВИЧ (анти-HIV), антител к вирусу гепатита С (анти-HCV), поверхностного антигена к вирусу гепатита В (HBsAg), антител к кардиолипиновому (RPR скрининговый тест для диагностики сифилиса) и определение суммарных антител к антигенам бледной трепонемы (EIA Ig M + Ig G), а также диагностика самих возбудителей при помощи полимеразной цепной реакции обязательны для выполнения у потенциального донора.
Получение положительного результата хотя бы в одном из всех указанных тестов является причиной для отказа от посмертного донорства органов.
2. Можно пересаживать почти все органы
Объектами трансплантации могут быть сердце, почки, легкие, печень, костный мозг и другие органы – их перечень утвержден Министерством здравоохранения Российской Федерации совместно с Российской академией медицинских наук. В этот перечень не включены органы, их части и ткани, имеющие отношение к воспроизводству человека (яйцеклетка, сперма, яичники или эмбрионы), а также кровь и ее компоненты. Технически возможно пересадить конечности, но протезы функционируют лучше, чем пересаженные конечности.
Большой резонанс в мире вызвала идея итальянского нейрохирурга Серджо Канаверо пересадить голову живому человеку.
Комментирует главный трансплантолог Минздрава РФ Сергей Готье:
«С точки зрения специалиста, правильнее было бы все же говорить о пересадке тела донора, а не головы. Но технически это сделать можно – просто надо все тщательно пришить. Помимо этого существует методика глубокого охлаждения организма для сохранения мозга во время операции. Так что и в случае с пересадкой туловища такой протокол разработать вполне возможно. Основная проблема – воссоздание нервной регуляции в спинном мозге. Вот с этим большие сложности. Потому что есть риск, что в результате пересадки человек останется с работающей головой, но при этом он не сможет двигать конечностями и самостоятельно дышать. Серджо Канаверо предлагает нервные окончания склеивать. Если ему это удастся, это будет большой шаг вперед, настоящая сенсация».
3. Преступники убивают людей и продают их органы
Для того, чтобы органы были пригодны для трансплантации, умершего человека необходимо подключить к искусственным системам жизнеобеспечения. Искусственная вентиляция легких обеспечивает поступление в легкие кислорода, искусственная система кровообращения обеспечивает поступление этого кислорода ко всем органам. Процесс поддержания нормальной работы всех органов после смерти человека называется кондиционированием органного донора. Занимаются этим врачи- реаниматологи.
Кондиционирование органного донора невозможно провести вне стен хорошо оснащенной больницы. В этой процедуре задействуют аппараты искусственного жизнеобеспечения, специальные лекарственные препараты. Проводить ее может только хорошо обученный опытный медицинский персонал. Очевидно, что для того чтобы умерший человек стал донором, он в момент своей смерти должен находиться в реанимации или в больнице, в которой есть реанимационное отделение.
«Трансплантация органов – это вид высокотехнологичной медицинской помощи, – говорит и.о. заведующего кафедрой биомедицинского права Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова Сергей Хомяков, – В РФ трансплантации органов выполняют наиболее опытные и компетентные врачи, как правило, заведующие хирургическими отделениями в крупных медицинских организациях уровня федеральных медицинских центров, республиканских, областных и краевых больниц. Это «элита» отечественного здравоохранения, наше «народное достояние», люди, понимающие, что такое профессиональная репутация и за что можно понести уголовную ответственность. Все медицинские организации, где выполняются трансплантации органов, известны и контролируются компетентными органами».
4. Органы продают за границу
Торговля донорскими органами запрещена международными актами. Трансплантационный туризм, то есть поездки в другую страну для выполнения трансплантации, также осуждается мировым сообществом. Стамбульская декларация о трансплантационном туризме и торговле органами была принята в 2007 году и в связи с клиническими, правовыми и социальными изменениями в области трансплантологии обновлена в июле 2018 года.
Вывезти органы за границу невозможно, так как у всех органов очень короткий срок хранения. Сердце и легкие после изъятия их из тела донора хранятся 4 часа, печень – 12 часов, почка – до 20 часов (но оптимальное время для почки 12 часов, каждый следующий час уменьшает шансы операции на успех).
5. Трансплантацию можно выполнить в подпольных клиниках
6. После операции пациент не нуждается в медицинской помощи
Трансплантация спасает жизнь пациента, улучшает ее качество, но человек не становится после трансплантации абсолютно здоровым. После трансплантации для того, чтобы не произошло отторжения пересаженного органа, необходимо в течение всей жизни принимать специальные лекарства – иммунодепрессанты. То есть после трансплантации у человека создается искусственный иммунодефицит, и это создает риск для пациента после пересадки, он становится беззащитен перед инфекциями.
Пациент после пересадки должен наблюдаться у врача, сдавать анализы, контролировать работу пересаженного органа. Количество иммунодепрессантов индивидуально для каждого пациента, их может подобрать только врач. Пациенты получают такие препараты бесплатно.
7. Это страшно дорогой бизнес
Трансплантация органов – это не бизнес, а вид высокотехнологичной медицинской помощи, который в РФ финансируется за счет средств государственного бюджета. Граждане сами не платят за трансплантацию органа.
Чтобы не допустить коммерции в этой сфере, законодательством РФ установлен ряд ограничений и инструментов контроля. Так, донорство и трансплантация органов выполняются только в системе государственных медицинских организаций, которым для этой деятельности необходимо получить соответствующую лицензию и войти в специальный перечень медицинских организаций, который утверждается Минздравом России и Российской Академией Наук.
Каждый пациент – реципиент, которому выполняется трансплантация органа, каждый пациент – донор, от которого получают донорский орган, фиксируются в информационной системе Минздрава России, чтобы можно было проконтролировать, когда, кому, по каким показаниям и с каким результатом был пересажен донорский орган. О каждом случае донорства органов медицинская организация письменно уведомляет прокурора. Кроме того, законодательством РФ за принуждение человека к донорству органов, за куплю-продажу донорских органов предусматривается уголовная ответственность. Публичные предложения в сети интернет, в СМИ о купле-продаже органов для трансплантации будут являться основанием для соответствующей проверки со стороны правоохранительных органов.
8. Врачи не спасают людей, попавших в реанимацию, чтобы потом изъять органы
Чтобы не возникало конфликта интересов, было выработано правило, по которому врачи-трансплантологи не имеют права участвовать в оказании медицинской помощи пациенту, попавшему в реанимацию, им занимаются другие врачи – реаниматологи. Это правило зафиксировано в документах ВОЗ и имплементировано в законодательство РФ.
Реаниматолог спасает жизнь пациенту, делает для этого все возможное и невозможное.
Если пациент все же умирает и по известным критериям он может быть донором органов, включая отсутствие информации о несогласии на донорство, в этом случае с разрешения главного врача приглашается бригада врачей для выполнения работ по донорству. Их задача – сохранить донорские органы в теле умершего человека, выполнить операцию и обеспечить сохранность донорских органов при последующей транспортировке к месту проведения трансплантации. Один случай донорства может спасти жизни пяти пациентам.
9. Преступники охотятся за детдомовцами, чтобы продать их органы
Согласно закону, дети в случае смерти не могут рассматриваться в качестве доноров только при условии информированного согласия родителей. Использовать в качестве доноров сирот невозможно, согласие опекуна в этом случае не подойдет. (Федеральный закон «Об основах охраны здоровья граждан», статья 47, пункты 7-8). Законодательство РФ и в этих вопросах полностью гармонизируется с мировой практикой и рекомендациями ВОЗ.
В России с 1 января 2016 года начал действовать новый вариант Инструкции констатации смерти мозга, утвержденный Минздравом и Минюстом.
В практике российских неврологов, начиная с утверждения Инструкции и Положения о смерти мозга как о смерти человека, с 80-х годов не было ни одного случая ошибки при констатации смерти мозга.
ЧТО СЛЕДУЕТ ЗНАТЬ О ПЕРЕСАДКЕ КОСТНОГО МОЗГА
В народе когда говорят «пересадка костного мозга», подразумевают пересадку стволовых клеток. В этом смысле костный мозг понимается как источник стволовых клеток. У взрослых источником стволовых клеток может выступать кровь. Также стволовые клетки извлекаются из пуповинной крови.
Профессор клиники Аджибадем Адана, детский гематолог-онколог Бюлент Антмен ответил на вопросы, касающиеся пересадки костного мозга.
При каких заболеваниях требуется пересадка костного мозга?
— Первую группу составляют заболевания крови. На первом месте стоит лейкемия. При лейкемии, которая не поддается лечению, или рецидивирующей лейкемии, особенно при таких заболеваниях, как острый лимфобластный лейкоз, острый миелоидный лейкоз и хронический миелоидный лейкоз трансплантация костного мозга имеет важное значение. Хотя при диагнозе «острый лимфобластный лейкоз» пересадка может быть первым методом лечения. Заболевания, при которых костный мозг вообще не вырабатывает клетки крови, таких как апластическая анемия, трансплантация костного мозга является единственным методом лечения. Этот вид заболевания может быть врожденным, а также может развиться со временем. Некоторые вирусы, химические вещества и лекарства могут привести к апластической анемии. При врожденных заболеваниях крови пересадка костного мозга также занимает важное место. В лечении талассемии, известной как средиземноморская анемия, серповидно-клеточной анемии и при некоторых других редких заболеваниях крови пересадка костного мозга применяется как единственный метод лечения.
Следом за болезнями крови идут онкологические заболевания. Наблюдаемая у детей неходжкинская лимфома возглавляет этот перечень, следом идут болезни, не поддающиеся лечению другим образом или рецидивирующие, лимфома Ходжкина в случае рецидива. Для пациентов с такими диагнозами трансплантация костного мозга является единственным шансом на спасение.
Кто может быть донором костного мозга?
— В донорстве костного мозга может использоваться пуповинная кровь, сохранившаяся в плаценте и пупочной вене после рождения ребенка.
Второй источник донорства – братья и сестры пациента, прочие родственники или неродственники. Это так называемая аллогенная трансплантация стволовых клеток, которая может быть как родственной, когда донором выступает кровный родственник пациента, чаще брат или сестра, так и не родственной, когда совместимый донор подбирается по соответствующим параметрам. При лечении некоторых заболеваний костного мозга используются клетки самого пациента. Этот метод лечения называется аутогенная трансплантацией. Хотя и не часто, но встречается и сингенная трансплантация – разновидность аллогенной трансплантации, при которой стволовые клетки пересаживаются от одного однояйцевого близнеца другому, поскольку их генетический материал идентичен. В Турции процент совместимости при пересадке костного мозга от родных братьев/сестер составляет 25 %, за рубежом этот показатель около 18-20 %. В Турции цифры несколько выше в связи с тем, что в стране высок уровень родственных браков.
Существует ли опасность для донора?
— Вокруг трансплантации костного мозга существует много заблуждений относительно вреда для донора. Также как и при пересадке печени или почек, подобная ошибочная информация приводит к тому, что люди не хотят выступать донорами. Однако процедура трансплантации не несет в себе никакого вреда. Тем не менее, дети возрастом до 2 лет и те, кто старше 60 лет, не рассматриваются в качестве донора костного мозга. Перед забором стволовых клеток проводятся анализы крови, при которых изучаются ее показатели. Для оценки общего состояния пациента, проводятся медицинские обследования, в ходе которых исследуется печень, почки и кровь.
Аллогенная трансплантация проводится в операционной. Забор стволовых клеток осуществляется с помощью специальной иглы, которая вводится непосредственно в тазовую кость, где располагается основной резервуар костного мозга. Затем контейнер содержащей стволовые клетки доставляется в лабораторию для отбора стволовых клеток. Отбор стволовых клеток проводится на аппарате афереза. После этого оценивается количество живых клеток, на основании чего определяется, подходит ли отобранное количество для рецепиента. Если количество достаточное, то начинается подготовка к трансплантации. Количество костного мозга после забора у донора восстонавляется в течении 2-х недель.
Как осуществляется пересадка?
— Рецепиент также должен пройти подготовку к трансплантации. Как и во время подготовки почвы к выращиванию полезных культур выпалываются все сорняки, так же и перед пересадкой новых стволовых клеток, клетки собственного костного мозга пациента полностью разрушаются при помощи химиотерапии и лучевой терапией. Таким образом, освобождается место для новых клеток. Кроме того, во время подготовки пациенту проводят системное тестирование, чтобы быть уверенным, что физическое состояние позволит ему перенести процедуру. Как правило, подготовка продолжается от 7 до 8 дней, и только после подготовки проводится процедура трансплантации. Новые стволовые клетки вводят пациенту внутривенно, подобно переливанию крови. Катетер Хикмана, вводится в крупную вену обычно в районе шеи, затем под кожей на груди подводится к сердцу. Стволовые клетки, что были ранее взяты у донора, подаются по катетеру прямо в систему сердечно-сосудистого кровообращения. Запрограммированные природой клетки донора распределяются в костном мозге пациента и подобно семенам в плодородной почве, начинают образовывать новые дееспособные кровяные клетки.
Что ожидает пациентов после трансплантации?
— В случае если у пациента онкологическое заболевание крови, для подавления деффектных клеток больному проводят курс лечения ХТ благодоря, которой разрушаются не только раковые клетки пациента, но и здоровые клетки костного мозга. Только после такого рода лечения, становиться возможным пересадка здорового донорского костного мозга. После начинается период иммунносупрессивной терапии, направленная на подавление иммунной системы пациента, которая может считать пересаженные клетки чужеродными.
Однако, это делает человека беззащитным перед инфекциями из внешнего мира. Поэтому основные усилия направлены на то, чтобы пациент ничем не заразился.
На 14-й дней после трансплантации определяется, воспроизводятся пересаженные клетки или нет. Однако, до достижения определенного количества клеток крови в течение 30-40 дней пациент содержится в стерильной среде. Если количество клеток увеличилось, то процедура трансплантации считается успешной. За этот период происходит увеличение числа кровяных клеток, вырабатываются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, а также если никакой инфекции не обнаружено, пациент может использовать общую среду с другими пациентами в больнице и переводится из бокса в отделение. Пациент находиться в клинике в течение 45-60 дней. После лечения, если состояние пациента удовлетворительное, больной выписывается. Следует так же отметить, что в течении года после выписки, пациенту необходимо находиться под потоянным контролем врача для обеспечения защиты от инфекций и контроля его восстановления.
Очень повезло, что у меня есть братья!
История 16 летней девочки из Аданы Х.Ф. с диагнозом лейкемия, которая выздоровела благодаря пересадке костного мозга от старшего брата.
Проф.Док. Бюлент Антмен знает эту пациентку в течение четырех лет. Отец на пенсии, мать домохозяйка, в семье 9 детей, Х.Ф. родилась шестой. Рассказывая о том, как началась ее болезнь, она говорит следующее: «В то время я училась в шестом классе. Был экзамен. У меня кружилась голова, тошнило. Я не смогла ответить на вопросы, хотела все выбросить из головы и уйти домой. Ушла из школы, с трудом добралась до дома. В аптеке купили лекарство от тошноты. Не помогало, пошли в больницу, оттуда отправили на обследование в Медицинский факультет университета Acibadem. Лечащим врачом стал доктор Бюлент Антмен…»
Поставили диагноз, начали лечение и, казалось, победили болезнь. Через определенные промежутки Х.Ф. сдавала анализ на общий объем костного мозга. В один из дней поступил звонок из больницы «Приходите, сделаем еще один тест», начался новый период лечения. Ее болезнь рецидивировала. Поэтому было принято решение о пересадке костного мозга. На вопрос, как нашли подходящего донора, Х.Ф. улыбаясь ответила: «Я очень счастлива, потому что мне подошел костный мозг старшего брата и старшей сестры. Мне очень повезло. Здесь я вижу больных, у кого нет братьев, кто не может найти донора, поэтому я считаю себя очень везучей».
Доктор принял решение для первой попытки пересадки взять клетки у старшего брата, если будет отторжение, тогда у сестры. Первая попытка оказалась успешной.
Х.Ф. безостановочно рассказывает о своих планах после выздоровления: «Хочу пойти в школу. Поступлю в лицей. Я вижу своих друзей и волей-неволей расстраиваюсь. Вначале переживала из-за волос, но теперь не думаю об этом, как бы то ни было заново отрастут. Эта болезнь меня многому научила. Вместо того, чтобы жаловаться, пытаюсь смотреть на ситуацию с хорошей стороны. Хочу выучиться и получить профессию».