Песнь клетки. Медицинские исследования и новый человек - Сиддхартха Мукерджи
Однако в конце 1880-х годов физиологи начали понимать назначение этого “шарика”. Они выяснили, что гемоглобин содержит железо, а железо, в свою очередь, связывает кислород, необходимый для дыхания клеток. Наблюдения Гарвея, Сваммердама, Хюнефельда и Левенгука стали укладываться в единую теорию. Главная функция красных клеток крови заключается в переносе кислорода, связанного с гемоглобином, к тканям всех отделов тела. Эритроциты подхватывают кислород в легких и движутся к сердцу, которое проталкивает их по артериям всего тела[71].
Плазма (жидкий компонент крови) переносит не только клетки, но и другие важные для физиологии человека вещества: диоксид углерода, гормоны, метаболиты, отходы жизнедеятельности, питательные вещества, факторы свертывания и химические сигнальные молекулы.
Важнейшее свойство системы циркуляции крови заключается в том, что, как в случае всех круговых процессов, это рекурсивная система. Эритроциты переносят кислород ко всем частям тела, в том числе к сердечной мышце – тому самому органу, который отвечает за прокачивание крови по всему телу. Сердце забирает из эритроцитов кислород, чтобы прокачивать кровь, тем самым направляя клетки на следующий круг, чтобы они принесли новый кислород, и так далее в бесконечной смене циклов. Короче говоря, циркуляция зависит от сердца, функция которого зависит… понятное дело, от циркуляции. Перенос всех веществ в организме и, следовательно, функционирование всех органов зависят от наших самых беспокойных клеток.
Но кровь может быть перенесена и иначе: она может быть передана от одного человека другому. Переливание крови – первая форма современной клеточной терапии – заложило основы хирургии, лечения анемии, противораковой химиотерапии, травматологии, пересадки костного мозга, безопасного деторождения и иммунологии будущего.
Зарождение техники переливания крови нельзя назвать светлым и радостным: от описания первых опытов по переливанию крови веет смертельным ужасом и сумасшествием. В 1667 году личный врач короля Франции Людовика XIV Жан-Батист Дени сделал одному мальчику многократное кровопускание при помощи пиявок, а потом попытался перелить ему овечью кровь[72]. Каким-то непостижимым образом мальчик выжил, возможно, по той причине, что количество перелитой крови было невелико и она не вызвала аллергической реакции. Позднее в том же году Дени попытался перелить кровь животного психически больному Антуану Моруа11. Выбор пал на кровь теленка – животного, известного своим кротким нравом, по-видимому, из тех соображений, что это может сгладить безумие Моруа в соответствии с представлениями Галена о крови как об одном из носителей психики. К сожалению, после трех переливаний Моруа успокоился окончательно: он скончался, а его лицо и тело распухли в результате аллергической реакции. Жена усопшего пыталась обвинить Дени в убийстве, и врач едва избежал тюрьмы. Он прекратил медицинскую практику. Этот случай вызвал во Франции небольшой скандал, и опыты по переливанию людям крови животных были запрещены.
Эксперименты по переливанию крови продолжились в XVII и XVIII веке. Ученые заметили, что переливание крови между двумя животными-близнецами проходило успешно, а вот кровь от братьев или сестер, в том числе и неидентичных близнецов, отторгалась. Это говорило о том, что для успешного переливания крови требуется некоторая генетическая совместимость. Но природа такой совместимости оставалась неизвестной.
В 1900 году австрийский ученый Карл Ландштейнер принялся систематически исследовать вопрос о возможности переливания человеческой крови. В отличие от прежних безумных попыток (переливание крови овцы или теленка обескровленному мальчику или психически больному человеку), Ландштейнер применил научный метод. Кровь – это жидкая ткань, которая свободно перемещается по телу. Почему ее нельзя так же свободно перелить из тела одного человека в тело другого?
Ландштейнер смешивал кровь одного человека (назовем его А) с сывороткой крови другого (В) и следил за их взаимодействием в пробирке и на предметном стекле12. Сыворотка и плазма – не одно и то же. Сыворотка – это жидкость, остающаяся после свертывания крови. В сыворотке содержатся белки, включая антитела, но в ней нет клеток[73]. Очевидно, что смешивание сыворотки человека А с кровью человека А не вызывало реакции – это признак совместимости. “Результат был точно такой же, как если бы клетки крови смешивали с собственной сывороткой”, – отмечал Ландштейнер13. Смесь оставалась жидкой. Но в другой ситуации, когда кровь пациента А смешивали с сывороткой пациента В, в смеси возникали крохотные полутвердые сгустки (мой профессор гематологии сравнивал их с семечками в клубничном соке). Эта несовместимость возникает не из-за того, что клетки А отторгают клетки В, поскольку, напомним, в сыворотке клеток нет. Скорее дело в белке (впоследствии было показано, что речь идет об антителе), который присутствует в сыворотке В и атакует клетки А, что является признаком иммунной несовместимости[74].
В конечном итоге, смешивая и сопоставляя кровь разных доноров, Ландштейнер установил, что человеческую кровь можно разделить на четыре группы: А, В, АВ и 0[75]. Эти группы указывали на совместимость при переливании крови. Люди с группой крови А могут принимать кровь только от других людей с группой крови А (а также с группой 0). Люди с группой крови В принимают кровь только от других людей с группой крови В (и с группой 0). Самой странной оказалась группа 0: эта кровь не вызывала реакции при смешивании с кровью группы А или В. Люди с такой группой крови могут отдавать кровь людям с любым типом крови, но не могут принимать кровь ни от кого Другого, кроме как от людей с такой же группой 0. Вскоре была обнаружена четвертая и последняя группа крови – АВ. Люди из этой группы могут принимать кровь от любого донора, но отдавать свою кровь могут исключительно людям из своей группы. В бытовой речи эти четыре группы называют универсальными донорами (группы А, В, 0) и универсальными реципиентами (АВ). Ландштейнер свел все эти группы в единую таблицу (которая была воспроизведена в сборнике его статей и позднее опубликована в 1936 году) и заложил основы практики переливания крови. Это достижение имело для медицины и биологии такое значение, что одной этой таблицы оказалось достаточно для присуждения Ландштейнеру в 1930 году Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Со временем система групп крови уточнялась. Добавились новые факторы, такие как резус (Rh; если он положительный, значит, на поверхности эритроцитов есть наследуемый белок,
