Эксперимент в хирургии - Кованов Владимир Васильевич (читать книги бесплатно полностью .TXT) 📗
Можно проследить шаг за шагом весь путь становления проблемы консервации органов и тканей с помощью формалина.
1932 год. Английский исследователь Э. Пирс, изучая взаимодействие формалина с белковыми веществами, призвал учесть «многообразие и сложность этих реакций». Ни слова больше, но это означало - ищите! В 1960 году он вернулся к этой проблеме и установил, что активность ферментов под влиянием формалина угасает не сразу, а постепенно.
В 1938 году профессор Б. Тарусов отметил, что нервная и мышечная ткани после обработки их формалином в течение определенного времени сохраняют электрические потенциалы.
В 1949 году советский микробиолог Н. Леонов высказал мнение о том, что формоловые вакцины (то есть приготовленные с помощью формалина) в ряде случаев оказываются не «убитыми», а «живыми». Вирусы и микробы в них могут размножаться. Иными словами, был поставлен вопрос о способности микроорганизмов при некоторых условиях выживать в растворе формалина.
Каковы же теоретические предпосылки сохранения жизни органа в растворах формалина? Вот основной вопрос, который поставили перед собой исследователи академической группы при кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии 1-го ММИ.
Реакция формальдегида с белком состоит из двух этапов. На первом соединение это обратимо, на втором - нет. Меняя условия опыта, можно по своему желанию фиксировать белковые вещества органа, как на время, так и навсегда. Таким образом, открывается перспектива управления внутриклеточными реакциями.
В результате длительных исследований удалось доказать, что формальдегид присутствует во всех жизненно важных органах, в одних в большем, в других в меньшем количестве. В норме формальдегид - промежуточный продукт, имеющийся во всех тканях и принимающий участие в ключевых реакциях обмена веществ.
При ишемии (уменьшении кровоснабжения, питания тканей) наблюдается динамика содержания формальдегида в органах с общей тенденцией к понижению. Это свидетельствует о тесной связи интенсивности метаболизма (обмена веществ) с содержанием в органе формальдегида. В то же время повышение уровня формальдегида в 4-5 раз по сравнению с нормой приводит к замедлению обменных процессов в ткани. Следовательно, изменением концентрации формальдегида можно регулировать интенсивность обмена веществ, «выключить» жизнь органа на короткое время, то есть блокировать происходящие в нем процессы, а потом восстановить их.
Мы приступили к экспериментам на таких жизненно важных органах, как почки, сердце, мозг. Сложность заключалась в выборе метода введения формальдегида, влияние которого на органы решили изучить непосредственно в живом организме. Для этого животному внутривенно с определенной скоростью вводили формальдегид различных концентраций. Происходило постепенное угнетение сократительной функции сердца и биоэлектрической активности сердца и мозга. Данные биохимии свидетельствовали о том, что процессы обмена в органах отсутствовали. Казалось, что они погибли. Следующая задача - оживление органов. Какова же была наша радость, когда после подключения их в кровоток почка начала выделять мочу, сердце - сокращаться в своем обычном ритме, а в мозгу появилась электрическая активность. Тщательно изучив на большом экспериментальном материале это явление, мы получили неопровержимые доказательства обратимости воздействия формальдегида на жизненно важные органы. В дальнейшем была доказана и возможность продления жизни органа, в котором кровоток на время прекращается.
Проведенные нами исследования с уксусным, пропионовым, глутаровым альдегидами позволили установить аналогичную закономерность их влияния на деятельность жизненно важных органов. Различие заключалось лишь в концентрации раствора и длительности воздействия.
Введение в систему сонных артерий слабого раствора формальдегида перед моделированием ишемии головного мозга у животных увеличивало безопасные сроки ишемии в 3 раза по сравнению с контрольным. С целью предотвратить развитие ишемических повреждений в миокарде нами разработан комбинированный метод консервирования. Суть его в том, что для профилактики ишемических повреждений внутривенно вводят слабые растворы уксусного альдегида. Далее сердце извлекают из организма и производят его дробное переливание сбалансированным по ионному составу раствором Бретшнейдера, добавляя в него небольшое количество глутарового альдегида. Такая методика позволяет полностью восстанавливать сократительную активность сердца через 5 часов консервирования на модели чужеродной пересадки.
Разрабатывая эти методики, мы получили интересные факты, которые в полной мере могут опровергнуть мнение оппонентов, утверждающих, что формальдегид и другие альдегиды - яды, убивающие все живое. Подбирая дозы для профилактики ишемических повреждений различных органов, мы, как уже было сказано, вводили альдегиды внутрисосудисто. Попутно решали вопрос: сколько, какую дозу вещества способен переносить организм без видимого ущерба для себя?
Такая безнаказанная доза оказалась чрезвычайно высокой - примерно 25 миллилитров 0,2-процентного раствора формальдегида на 1 килограмм массы тела животного. Это количество вещества приводило к умеренному снижению артериального давления, частоты сердечных сокращений, дыхания, угнетению деятельности головного мозга. Однако спустя 20-30 минут сердечно-сосудистая, дыхательная и центральная нервная системы полностью приходили в норму, а поведение животных становилось обычным. При дополнительных исследованиях оказалось, что повреждений структуры головного мозга, печени, сердца, почек и других органов не происходит.
Чтобы лучше оценить сказанное, достаточно отметить следующее: для человека весом 60-70 килограммов доза раствора формальдегида, переносимого совершенно безболезненно, без какого бы то ни было ущерба, составляет 1,5-2,0 литра!
Обратимость блокирования альдегидами (то есть временного выключения окислительных процессов) жизнедеятельности в биологическом объекте мы доказали на органном, клеточном и молекулярном уровнях, назвав это явление химическим анабиозом. Холодовой анабиоз - старое доброе средство хранения органов и тканей, известное с начала века, - обрел в нашем методе достойного «конкурента».
В одном из рассказов Эдгара По приводится разговор экспериментаторов с оживленной мумией фараона. Собеседники, даты жизни которых разделяли тысячелетия, осуждали состояние научных знаний, причем современникам писателя не удалось убедить представителя великой династии в прогрессе науки, происшедшем за время его «отсутствия» на земле.
Нынешний читатель, вооруженный данными науки, в достижениях которой так дерзко сомневалась оживленная мумия, мог бы заметить: будь писатель нашим современником, он не позволил бы мумии сомневаться, потому что прогресс науки очевиден и перспективы ее развития необозримы.
Так, открытие химического анабиоза вносит коренное изменение в уровень научного познания. Его значение состоит в том, что оно служит теоретической основой для выполнения широкого спектра научных исследований и практических разработок в различных отраслях знаний, в частности, в биологии, медицине, генетике, ветеринарии, агрономии, науке о космосе и других.
В медицине применение открытого явления возможно в таких областях, как хирургия, онкология, оториноларингология, нейрохирургия, стоматология, фтизиатрия, травматология, ортопедия и военно-полевая хирургия, с целью блокирования обменных процессов при различных заболеваниях.
В настоящее время нами подготавливается эксперимент по блокированию (с помощью введения альдегидов) всех жизненно важных процессов организма на определенный промежуток времени с последующим восстановлением.
А если посмотреть в далекую перспективу использования химического анабиоза, то думается, что, подбирая различные условия взаимодействия альдегидов с жизненно важными структурами клетки, удастся сохранять длительное время (месяцы, годы) органы, способные функционировать при пересадке их человеку. Можно будет создать обширную «кладовую» органов, которая обеспечит спасение жизни тысячам людей.
