Реферат: Пересадка тканей и трансплантация органов

Реферат: Пересадка тканей и трансплантация органов

Реферат по биологии выполнил а ученица 9"а" класса Черных Ирина

Управление образования г. Новоуральска

Средняя школа №41 с углубленным изучением английского языка

Новоуральск

2001 г.

Введение

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.

Над проблемой трансплантации органов и пересадки тканей работали многие русские учёные, достигшие больших результатов и прославившихся на весь мир за свои достижения в области пересадки и трансплантации тканей и органов. Это Н.И. Пирогов (первым применил эфирный наркоз), Н. Штраух, Н. Фейгин (установили возможность трансплантации роговицы), В. Антоневич (работы по пересадке зубов), К.М. Сапежко (работы по трансплантации слизистой), Ю. Вороной (первая в мире трансплантация почки), В. Шумаков (операции по трансплантации сердца), Г. Фальковский  А. Покровский (исследование способов сохранения органа), С. Воронов (пересадки семенников животных человеку), С. Брюхоненко (создание первого в мире аппарата искусственного кровообращения), В. Демихов (операции по пересадке мозга) и так далее.

В настоящее время в этом направлении трудятся Эрнст Мулдашев (первая в мире операция по трансплантации глаза), Лео Бокерия, К. Шаталов (разработка искусственной модели сердца) и многие другие.

В нашей стране проблемой пересадки органов реально занимается всего лишь одна клиника Российский Научный Центр Хирургии РАМН. Находится он в Москве, по адресу Абрикосовский переулок, дом 2. Директор этого научного центра  Константинов Борис Алексеевич, действительный член Российской АМН. Там, в клинике реконструкционной хирургии, есть отдел пересадки органов, заведующим, которого является С.В. Готье. Отдел включает в себя: лабораторию гемодиализа, отделение по трансплантации печени и отделение по трансплантации почек, заведующими которых являются, соответственно, В.А. Максименко, С.В. Готье, а так же М.М Каабак.

Цель моего реферата изучить особенности пересадки тканей и трансплантации органов у человека.

Задачи:

раскрыть трудности, с которыми сталкиваются хирурги во время операции;

рассказать, как врачи борются с иммунной системой реципиента после операции;

рассказать, как проходит отбор доноров;

выяснить, что такое типирование тканей и как оно осуществляется;

описать подробно трансплантацию каждого органа (сердца, печени, почек и т.д.);

рассказать о первых шагах в этом направлении.

Выбор именно этой темы обоснован актуальностью проблемы в настоящее время и моим интересом к ней. 

1. Первые шаги (развитие техники операций)

Органы и ткани могут быть трансплантированы, или "пересажены" - от одного человека к другому, или с одного места на другое у одного человека. На рис.1 показаны внутренние органы человека.

Рис.1. Внутренние органы человека.

В таблице №1 перечислены пересаживаемые ткани и трансплантируемые органы.

Таблица №1

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.

Ещё в ХIХ веке хирурги научились пересаживать отдельные ткани, причиной чему было усовершенствование необходимой для этого хирургической техники. После исследований Н.И. Пирогова и Ю.К. Шимаковского развитие трансплантологии в России было связано с работами Н. Штрауха (1840), Н. Фейгина (1867), которые установили возможность трансплантации роговицы, В. Антоневича – по пересадке зубов (1865), К.М. Сапежко – по трансплантации слизистой оболочки (1892) и многими другими. В 1858 году французский учёный Л. Олье разработал метод пересадки костей, а в 1869 году парижский хирург Ж. Реверден провёл исследования касающиеся трансплантации кожи.

Значительный прогресс в техники пересадки кожи, был, достигнут после опытов Эмиля Холмена, которые он начал в 1923-24 г.г., будучи ещё молодым начинающим хирургом. Некоторые аллотрансплантаты (аллотрансплантация – трансплантация между двумя особями одного и того же вида) – 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.

В наши дни трудно поверить, что многие годы соединение кровеносных сосудов считалось непостижимым хирургическим таинством. Наконец на рубеже ХХ-ХIХ столетий врачи научились делать это очень просто, с помощью иглы и ниток. Такая возможность была открыта работами французского (много лет работавшего в Америке) хирурга и исследователя Алексиса Карреля, который первый разработал технику сшивания сосудов. Этот метод обладает рядом преимуществ, например он в равной мере подходит как для артерий, так и для вен, для сосудов большого и малого диаметра, он не сложен в исполнении, но требует максимальной аккуратности и тщательности при работе, кроме того, при его применении не нарушается целостность эндотелия сосудов (клеток внутренней поверхности кровеносного сосуда), а главное соединение получается абсолютно непроницаемым и не вызывает сужения сосудов.

Ни один из применяемых методов не обладает всеми этими преимуществами. Это превосходство обуславливается применением чрезвычайно тонких игл и особым приёмом, позволяющим расширить сосуд в момент его сшивания, что предупреждает его сужение в последствии.

Примерно в 1950 году в Советском Союзе был разработан аппарат, скрепляющий стенки кровеносных сосудов мельчайшими металлическими скобами. Сшивание сосудов с его помощью имело известные преимущества перед методом Карреля, но обладало тем  недостатком, что в небольшой разрез приходилось вводить довольно громоздкий механизм.

Таким образом, в современной хирургической технике используется как ручное сшивание, так и использование приспособлений, прообразом которых являлся аппарат 1950 года.

2. 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 опухали.

Пересадка кожи делиться 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.

"Вырезания расщеплённых лоскутов кожи сродни искусству. С помощью ассистента, который туго натягивает донорскую кожу двумя плоскими деревянными дощечками, хирург вдавливает хорошо смазанный нож плоской стороной в кожу и пилящим движением срезает тонкий, почти прозрачный листок, стараясь не делать в нём прорех". [5 с.87] Толщина слоя не должна превышать одного миллиметра. Некоторые хирурги предпочитают пользоваться электрическим дерматомом с вращающимся лезвием, который работает точно так же.

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.

3. 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.

Это требование сейчас полностью удовлетворяется благодаря великолепной отточенности хирургических методов (техника микрохирургии), разработке миниатюрных хирургических инструментов и исключительно острых и тонких игл, которые соединены с тончайшим, но крепким шовным материалом. Используя микроскоп, хирург теперь способен сшивать мельчайшие артерии и вены, обеспечивая их  непротекающие соединения с соответствующими сосудами донорского органа. В большинстве случаев эти органы (особенно почка и сердце) имеют артерии и вены такого размера, что соединение встык или сбоку не представляет слишком большой сложности.

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.

Теперь, когда мы рассмотрели все проблемы и трудности связанные с трансплантацией органов, можно проследить, как осуществляется пересадка конкретного органа, начнём с наиболее простой, операции по трансплантации почки.

3.1 Почка

Почки – наш главный выделительный орган (см. рисунок № 2). 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.

Первым в мире трансплантацию почки совершил русский учёный Ю. Вороной в 1934 году. 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. До 1950 года Вороной совершил ещё четыре попытки, но все были неудачные. В докладе, сделанном им на съезде врачей-урологов, он заявил: "Через некоторое время после операции пересаженный орган начал сморщиваться и слабо функционировать".

Большого успеха в пересадке почки в 1954 году добился Д. Мюррей. Но донор и реципиент были однояйцевыми близнецами, а их ткани, как теперь известно, "абсолютно тождественны и не вызывают иммунологического конфликта" [2 с.80]

Операция по пересадке почки от живого донора осуществляется сразу на двух столах. Помимо высокого мастерства хирургов, здесь требуется строжайшая стерильность.

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.

В результате пересадка почки прочно вошла в хирургическую практику, как метод спасения больных с необратимыми поражениями этого органа. Успех во многом связан с изобретением искусственной почки. Но по-прежнему присутствует ряд проблем, таких как проблема консервации почек, а так же проблемы иннервации этого органа. Есть надежда, что в скором времени они найдут своё решение.

3.2 Сердце

Сердце – полый мышечный орган (см. рисунок №3). 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.

"27 октября 1986 года в Научно-исследовательском институте трансплантологии и искусственных органов была произведена операция пересадки сердца. Тридцатитрехлетнему Н. Шишкину бригада хирургов под руководством профессора В. Шумакова пересадили сердце человека, погибшего в автотранспортном происшествии. С его согласия было решено сделать ему пересадку этого органа.

После операции больной пришел в себя, разговаривал, шутил, ел. Но спустя несколько дней, погиб из-за повреждающего действия на почки иммуносупрессивного препарата циклоспорин А."[2 с.59] Это была третья операция по трансплантации сердца в России. И, наверное, более чем тысячная в мире. Ничего сенсационного в ней не было.

Затем последовали удачные операции, выполненные также Шумаковым со своими сотрудниками.

В этом же году, в декабре, в больнице "Папуорт" неподалёку от Кембриджа группой британских медиков под руководством известного хирурга-трансплантолога Джона Уолпорка была произведена ещё более сложная операция: Давине Томпсон 32 лет одновременно были трансплантированы сердце, лёгкие и печень. Донором послужила девочка 14 лет, погибшая в автомобильной катастрофе. Операция выполнялась в одной операционной тремя бригадами в составе 15 человек и длилась семь часов. Чтобы избежать возможности заражения инфекцией, больная находилась под стеклянным колпаком.

На третий день больная пришла в сознание, стала разговаривать и отвечать на вопросы. Вскоре её перевели из палаты интенсивной терапии в обычную и разрешили вставать с постели, совершая небольшие прогулки. Операцию оказалась чрезвычайно удачной и Давина до сих пор живёт с заимствованными органами, которые прекрасно функционируют.

А начиналось всё так.

3 декабря 1967 года мир облетела сенсационная новость – впервые в истории человечества совершена успешная пересадка сердца человеку! Обладателем сердца молодой женщины Дениз Дарваль, погибшей в автомобильной катастрофе, стал житель южноафриканского города Кейптаун Луи Вашканский. Замечательную операцию совершил хирург профессор Клод Бернар.

Люди всей планеты с волнением следили за исходом смелого, драматического, рискованного эксперимента. Со страниц газет не сходили сообщения о состоянии здоровья мужчины, в груди которого билось чужое сердце, сердце женщины. 17 дней и ночей врачи кейптаунской больницы "Хроте Схюр" бережно и настойчиво поддерживали это биение. Всем страстно хотелось поверить в то, что чудо свершилось! Но чудес, увы, не бывает – Вашканский умер. И это было, конечно, и неожиданностью, и неизбежностью. Л. Вашканский был тяжело больной человек. Помимо далеко зашедшей болезни сердца, он страдал и сахарным диабетом, который всегда осложняет любое оперативное вмешательство.

Саму сложную и тяжелую операцию Вашканский перенёс хорошо. Но надо было предотвратить отторжение чужого сердца, и больной получал большие дозы иммунодепрессивных средств: иммурана, преднизолона, кроме того, его ещё облучали кобальтом. Ослабленный организм оказался перенасыщен средствами, подавляющими иммунитет, его сопротивляемость к инфекциям резко уменьшилась. Вспыхнуло двухстороннее воспаление лёгких, "развивавшееся на фоне деструктивных изменений костного мозга и диабета"[2 с.62]. А тут ещё появились первые признаки реакции отторжения. Вашканского не стало.

Профессор Бернар трезво оценил обстановку, понял, что смерть не была вызвана его ошибками или техническими погрешностями, и уже 2 января 1968 года произвёл вторую трансплантацию сердца, на сей раз больному Блайбергу. Вторая трансплантация была боле удачной: почти два года билось в груди Ф. Блайберга чужое сердце, пересаженное ему умелыми руками хирурга.

Наука давно уже трудиться над тем, чтобы умерить драматизм, найти пути к восстановлению работы сердца вскоре после его остановки.

Работы А. Кулябко, С. Андреева, С. Чечулина показали: добиться этого можно! Сердце, изъятое из груди животного даже через час после его смерти, пригодно для трансплантации, по данным Шамуэя, в 80% случаев, а через 1.5 часа – в 70%. Почему должно быть исключением сердце человека?! Видимо, и его можно оживить, надо только найти для этого наиболее верные пути. Тогда проблема донора перестанет быть "ахиллесовой пятой" трансплантации.

Г. Фальковский и А. Покровский исследовали несколько способов сохранения органа до момента его трансплантации. В одних случаях они в течение 15 – 65 минут охлаждали трансплантат. В других прибегали к общему искусственному кровообращению, а в третьем "закачивали" в него обогащённую кислородом кровь. Этот последний вариант кажется более перспективным, однако, этот вариант не последний. Предстоит ещё попытаться законсервировать трансплантат при повышенном давлении в барокамере, сохранять его в жидких питательных средах при низких температурах и т.д.

Страницы: 1, 2