Dzīvnieka orgānu pārstādīt cilvēkam nav nemaz tik vienkārši. Pārstādītajam orgānam ir jāatbilst saņēmēja vecumam, ķermeņa uzbūvei un svaram, nepieciešama ģenētiskā saderība. Pat cilvēku donoru izvēlas ļoti rūpīgi, ko lai saka par citas sugas radījumu.

Tomēr medicīniskās prakses vajadzības nosaka savus nosacījumus. Loģiski būtu pieņemt, ka orgānu donors būtu cilvēkam tuvākā būtne - šimpanze, bet transplantologi pievērsa acis uz ... cūku. Cilvēki, kas ir tālu no zinātnes, saistībā ar to pat steidzās apšaubīt Darvina teoriju kopumā.

Ksenotransplantācija: mīti un realitāte

Spekulācijas par cūku orgānu masveida transplantāciju cilvēkiem ir stipri pārspīlētas. Līdz šim medicīna nav tikusi tālāk par mehāniski funkcionējošu audu - sirds vārstuļu, skrimšļu un cīpslu - transplantāciju. Audus pirms transplantācijas apstrādā ar īpašām ķīmiskām vielām un ultraskaņu, lai iznīcinātu antigēnus un izvairītos no šo audu atgrūšanas no recipienta ķermeņa. Pat šādus transplantātus apstrādes laikā ir ļoti viegli sabojāt, padarot tos dzīvotnespējīgus, ko lai saka par sarežģītākiem veidojumiem - sirdi, nierēm vai aknām. Tāpēc mēs vēl nerunājam par veselu cūkas orgānu transplantāciju cilvēkam.

Zināmas cerības tiek liktas uz ģenētiski modificētu cūku radīšanu. Ja cūku šūnas, mainot genomu, uz to virsmas būs spiestas sintezēt cilvēka glikoproteīnus, cilvēka imūnsistēma šādus orgānus neuztvers kā kaut ko svešu. Bet šī metode joprojām ir laboratorijas pētījumu stadijā, tā joprojām ir tālu no masveida pielietošanas medicīnas praksē.

Cūkas kā donora priekšrocības

Cūkas kā iespējamā orgānu donora izvēle nebūt nav izskaidrojama ar šī dzīvnieka ģenētisko tuvumu cilvēkam. Ģenētiski vistuvākais dzīvnieks joprojām ir šimpanze. Bet šo pērtiķu skaits pasaulē mērāms desmitos tūkstošu, kas acīmredzami nav pietiekami masveida lietošanai. Cūkas katru gadu nokauj miljoniem.

Kas attiecas uz audu saderību, tad cilvēkiem ir tuvāki dzīvnieki - peles, taču tās neatbilst izmēram, un cūkas šajā ziņā ir diezgan salīdzināmas ar cilvēkiem.

Cilvēki jau ilgu laiku nodarbojas ar cūku audzēšanu, šie dzīvnieki ir labi pētīti. Maz ticams, ka viņi "pasniegs" kādu nezināmu briesmīgu slimību, ar kuru var inficēties transplantācijas laikā. Cūkas labi vairojas un ātri aug, un to audzēšana un uzturēšana ir salīdzinoši lēta.

Tas viss liek viņiem dot priekšroku cūkām, nevis pērtiķiem, kuru izmantošana orgānu transplantāciju - jau tā nebūt nav lēta - pārvērstu par pakalpojumu, kas pieejams tikai miljardieriem.

Mūsdienu genomikas sasniegumi dažkārt liek izdarīt paradoksālus secinājumus: katrs dzīvnieks, ieskaitot plakanos tārpus un zilos gliemežus, var apgalvot, ka ir saistīts ar Homo sapiens. Tajos un citos un trešajā var atrast vismaz vairākus desmitus identisku gēnu. Bet viens no mūsu tuvākajiem radiniekiem, lai cik tas kādam izklausītos aizvainojoši, noteikti ir cūka.
Spriediet paši: cilvēkiem un sivēnmātēm hemoglobīna un olbaltumvielu saturs asinīs, eritrocītu lielums un asinsgrupas ir gandrīz vienādas; cūka, tāpat kā cilvēks, ir visēdāja, viņu (tas ir, mūsu) gremošana norit līdzīgi. Āda ir gandrīz kā mums: cūka var pat sauļoties. Tās pašas iezīmes zobu, acu, aknu, nieru struktūrā. Cūkas sirds sver 320 g, cilvēka 300 g, plaušu svars attiecīgi 800 g un 790 g, nieres 260 un 280 g, aknas 1600 un 1800 g. Turklāt jaundzimušo sivēniņu slimības ir aptuveni tādi paši kā zīdaiņiem. Saskaņā ar Krievijas Zinātņu akadēmijas Molekulārās bioloģijas institūta datiem, cūku un cilvēka augšanas hormona molekulas struktūra sakrīt par 70%.
"Izraēlas Veismana institūta zinātnieki nesen ir spējuši iegūt nelielu skaitu īpaši atlasītu šūnu no septiņu līdz astoņu nedēļu cilvēka embrija un pārstādīt tās 4 nedēļas vecas cūkas embrijā," saka ārsts Aleksandrs Dubrovs. Bioloģijas zinātņu doktors, Krievijas Zinātņu akadēmijas profesors, vecākais pētnieks. – Šūnas sāka attīstīties un izveidoja pilnībā funkcionējošu orgānu – nieres. Cilvēka un cūku šūnu ciešā līdzība ļauj zinātniekiem no cūku audiem izaudzēt orgānus, kas būtu piemēroti cilvēkiem. Tajā pašā laikā tiek novērsta tik svarīga problēma kā transplantēta orgāna atgrūšana.
Un zinātnieki ir atklājuši, ka daudzējādā ziņā cūkas ir daudz “radīgākas” cilvēkiem nekā šķietami līdzīgāki primāti. Viņu orgāni ir līdzīgi cilvēka orgāniem ne tikai pēc izmēra un fizioloģijas, bet arī pēc antigēna sastāva - tas ir, tie ir mazāk pakļauti atgrūšanai no cilvēka ķermeņa nekā citi.
Tieši šie fakti pamudināja pētniekus eksperimentēt ar ksenotransplantāciju – cūku orgānu transplantāciju smagi slimiem cilvēkiem. Fakts ir tāds, ka transplantācijai ir katastrofāls cilvēka orgānu trūkums: visās, pat attīstītākajās valstīs, simtiem tūkstošu cilvēku ir "gaidīšanas sarakstā", no kuriem daudzi nekad nenodzīvo, lai glābtu dzīvību. darbība.

Un viņu orgāni cilvēka ķermenī netika noraidīti?

Tie tika noraidīti, bet tāpat kā tas notiek ar transplantāciju no cilvēka donora. Precīzu datu nav, taču, spriežot pēc publikācijām, vairākas šādas transplantācijas jau veiktas, dažas no tām ir veiksmīgas.

Vai ir iespējams paņemt no cilvēka gēnus, pārstādīt tos cūkai un izaudzināt individuālu donoru?

Būtībā jūs varat. Bet šeit ir viena īpatnība. Ja sugai raksturīgās histokompatibilitātes olbaltumvielas var aizstāt, tad atsevišķi specifiskas (ar kurām katrs cilvēks atšķiras ne tikai no citas sugas - cūkas, bet arī no cita cilvēka) ir neticami grūti. Organismā to ir tik daudz, ka mūsdienu zinātnei šis uzdevums joprojām ir nepanesams. Es vairs nerunāju par laiku, jo pacients, kuram nepieciešama transplantācija, nevar ilgi gaidīt. Tāpēc tagad viņi gatavo oriģinālo orgānu sagādi - kā jau parastajai donoru orgānu bankai.

Un ja cūkas ķermenī ir vienkārši jāaudzē cilvēka orgāni?

Galvenais iebildums ir cūkas organismā esošās infekcijas. Briesmas ir pārāk reālas, ka konkrēta organisma vīrusu saturoša materiāla masveida pārvietošana cilvēka sistēmā novedīs pie to pielāgošanās un pilnīgi jaunu patogēnu parādīšanās, kas var iznīcināt miljoniem cilvēku. Ne tik sen austrālieši veica diezgan satraucošu eksperimentu. Peles baku vīruss tika injicēts ar to pašu peļu augšanas hormonu, lai iegūtu līdzekļus šo grauzēju populācijas samazināšanai. Bet rezultāts bija patogēns, kas iznīcināja visas peles bez izņēmuma, ieskaitot imunizētās. Tas ir, no viņa nebija aizsardzības, un bija bailes: ja viņš pamet laboratoriju, attīstīsies dzīvnieku ķermenī, nokļūst cilvēkā, tad parādīsies vīruss, kas izraisa tūlītēju 100% mirstību! Varbūtība, ka šādi pārvedumi var izraisīt ļoti nopietnas sekas, šodien un eksperimentāli tiek apstiprināta. Ja cūkas ķermenī ieaudzēs cilvēka orgānu, tad būs vēl trakāk, jo svešķermenī kopā ar asinīm tā saņems veselu vīrusu komplektu, kas daļēji pielāgojas cilvēkam un spēj efektīvi pretoties viņa imūnsistēma. Tas ir galvenais arguments pret cūku orgānu transplantāciju.

Turklāt ģenētiskā materiāla nodošanas laikā radās vairākas nestandarta psiholoģiskas problēmas, kurām nav risinājuma. Piemēram, cik cilvēka gēnu ir jāpārnes uz cūku, lai to varētu klasificēt kā cilvēku pēc sugas? Parasti viņi saka: "tas tik un tā nebūs saprātīgi." Bet intelekts nav cilvēka sugas atribūts. Ir smagi slimi cilvēki, kurus diez vai var saukt par saprātīgiem – tomēr viņi ir cilvēki. Vēl nesen šī problēma bija absolūti abstrakta, jo cilvēka un dzīvnieka "apvienotie" kodoli bija nestabili un ļoti ātri sadalījās.

Taču pirms dažiem gadiem tika veikts neparasts eksperiments, kuru neviens cits nemēģināja atkārtot. Viņi paņēma sivēnmāti, kuras vēderā attīstījās sivēni, un embrijos ievadīja baltas cilvēka asinis (sarkanā krāsa nesatur kodolus, kas nozīmē iedzimtu informāciju). Piedzima cūkas. Paņemot viņu asinis, zinātnieki atrada šūnas, kurās bija lielas cilvēka un cūku hromosomu daļas. Tā kā šādu šūnu bija ļoti maz, tas neietekmēja sivēnu izskatu. Zinātniekiem bija negaidīti, ka šīs šūnas ne tikai parādījās, bet arī izrādījās stabilas: tās palika organismā ilgi pēc piedzimšanas (visi iepriekšējie mēģinājumi beidzās ar to, ka iegūtā šūna vienkārši sadalījās). Tādējādi pirmo reizi tika iegūts stabils kombinētais cilvēka un cūkas genoms! Pēc aptuvenām aplēsēm tajā bija līdz pat trešdaļai cilvēku materiāla!

Domāju, ka darba autori pēc sivēnu nokaušanas šādas šūnas atrada ne tikai savās asinīs, bet arī citos audos (publicētajā rakstā gan tādu datu nav). Ja paņem šādu šūnu, klonē un izaudzē dzīvnieku, tad pēc tā genoma par divām trešdaļām tā būs cūka, par trešdaļu – vīrietis. Dabiski, ka neviens to neuzdrošinātos darīt pat pirmo divīziju līmenī - pat tikai tāpēc, lai pārliecinātos, ka process noritēs principā. Bet kas patiesībā tiek darīts, spriežot tikai pēc publicētajiem darbiem, pateikt nevar.

... Zinātnieki patiešām aktīvi eksperimentē ar cūku audiem un šūnām. Tātad parādījās sivēns ar gaismas sivēnu, un nedaudz vēlāk - pilnīgi gaismas cūka. Izrādījās, ka nav nemaz tik grūti panākt brīnumu: pietika ar medūzas gēnu, kas kodē atbilstošā proteīna ražošanu, ievietot cūkas genomā. Skaidrs, ka īpaša labuma no šādām dzīvām radībām nav, izņemot to, ka tas izraisa pozitīvas emocijas. Vienkārši kādā posmā zinātnieki saskārās ar nopietnu problēmu: pētot gēnu, bieži vien ir ļoti grūti izsekot tā darbībai, jo to ir gandrīz neiespējami pamanīt. Tāpēc bija nepieciešami īpaši marķieri, kas “izceļ” gēnu, nekaitējot šūnai.

Izraēlas zinātnieki apgalvo, ka cūku embriji var kļūt par vērtīgu donoru audu avotu, taču tikai tad, ja tie ir noteiktā attīstības stadijā. Ir pētījumi, kas liecina, ka nervu šūnas, kas ņemtas no cūkas embrija, var nostādīt paralizētu cilvēku uz kājām (protams, ne ar visām slimībām). Tomēr pieaugusi "cūka" var labi kalpot medicīnai. Tādējādi ir zināmi gadījumi, kad kontaktlēcas tiek izgatavotas no cūku kolagēna, mākslīgo krūšu audzēšanai izmantojot attīrītas skrimšļa šūnas no cūku ausīm, nevis tām, kas izņemtas krūts vēža operācijas laikā.

Zinātnieki no Pitsburgas universitātes radījuši cūku, kas ražo sirdij labvēlīgas vielas – tā sauktās omega-3 taukskābes. Kanādas un amerikāņu zinātnieki ierosina pārstādīt insulīnu ražojošās šūnas no piena sivēniem, viņi saka, ka tas palīdzēs atrisināt 1. tipa cukura diabēta problēmu. Un ukraiņu zinātnieki no Ternopiļas Medicīnas akadēmijas. I. Gorbačevskis piedāvāja savu metodi, kā izmantot ksenotransplantātus no cūkas ādas – apdegumu ārstēšanai. Žāvētu un īpaši konservētu cūkas ādu uzklāj uz brūces divas vai trīs dienas. Šajā laikā ķermenim ir laiks pielāgoties savainojumam, un pēc tam jau ir iespējams aiztaisīt brūci ar plānām pacienta ādas atlokiem, kas ņemti no citām ķermeņa daļām.

Mājas cūku priekštece ir mežacūka, kas pieder pie artiodaktilu neatgremotāju ģints. Šobrīd šie lauksaimniecības dzīvnieki tiek audzēti daudzās pasaules valstīs. Bet tie ir vispopulārākie Eiropā, Krievijā un Austrumāzijas valstīs.

Cūkas izskats

No saviem senčiem, mežacūkām, mājas cūkas pārāk daudz neatšķiras. Vienīgais, ka sivēnus parasti neklāj ar tik biezu vilnu. Cūkas un mežacūkas anatomija ir gandrīz identiska.

Mājas sivēnu atšķirīgās iezīmes ir:

• kompakts korpuss;
• kājas ar nagiem;
• saru matu līnija.

Pagarināts purns, kas beidzas ar papēdi, kas kalpo, meklējot barību augsnes irdināšanai, protams, ir arī viena no galvenajām cūkas raksturīgajām iezīmēm. Zemāk esošajā fotoattēlā varat redzēt, cik ērti sivēniem ir izmantot šo savu orgānu pat tad, ja tie tiek turēti mājās. Tas ir skrimšļains kustīgs disks.

Cūkas galvas forma, cita starpā, var noteikt tās izskatu. Gaļas šķirņu pārstāvjiem tas ir nedaudz iegarens. Taukainiem sivēniem šai ķermeņa daļai ir vairāk noapaļota forma.

Cūkas anatomija: muskuļu un skeleta sistēma

Sivēni pieder pie zīdītāju klases. Šo dzīvnieku skeletu attēlo aptuveni 200 kauli. Šajā gadījumā izšķir šādas šķirnes:

• garš cauruļveida;
• īss;
• garš izliekts;
• slāņveida.

Pats cūkas skelets sastāv no vairākām sekcijām:

• galvaskausus;
• ķermenis un aste;
• ekstremitātes.

Cūkas muskuļu sistēmu pārstāv gludie muskuļi un skeleta muskuļi. Šo dzīvnieku ķermeņa kauli savieno kolagēna šķiedras, kas veido locītavas. Kopumā cūkām ir vairāki nepāra un aptuveni 200-250 sapāroti muskuļi.

Gremošanas un ekskrēcijas sistēma

Sivēni ir gandrīz visēdāji dzīvnieki. Un cūku gremošanas sistēma ir attīstīta, protams, ļoti labi. Tās galvenās nodaļas ir:

• mutes dobums;
• rīkle un barības vads;
• vienas kameras kuņģis;
• resnās un tievās zarnas;
• taisnās zarnas;
• tūpļa.

Par asiņu filtrēšanu un kaitīgo vielu neitralizēšanu cūkām, tāpat kā citiem zīdītājiem, ir atbildīgas aknas. Kuņģis šiem dzīvniekiem atrodas kreisajā hipohondrijā, bet aizkuņģa dziedzeris - labajā.

uroģenitālā sistēma

Viena no absolūtajām cūku kā lauksaimniecības dzīvnieku priekšrocībām ir to augstā auglība. Kuiļu reproduktīvo sistēmu pārstāv šādi orgāni:

• sēklinieku maisiņš un sēklinieks;
• kanāls un spermas vads;
• uroģenitālais kanāls;
• dzimumloceklis;
• speciāla ādas kroka, kas nosedz dzimumlocekli – priekšpūka.

Sieviešu cūku reproduktīvo sistēmu pārstāv šādi orgāni:

• olnīcas;
• olvados;
• dzemde un maksts;
• ārējie orgāni.

Seksuālais cikls cūkai var ilgt no 18 līdz 21 dienai. Šie dzīvnieki mazuļus nes 110-118 dienas. Vienai sivēnmātei var būt līdz 20 mazuļiem. Tas ir pat vairāk nekā trušiem, kas slaveni ar savu auglību.

Cūkas uroģenitālo sistēmu pārstāv arī:

• sapārotas nieres;
• urīnvadi;
• urīnpūslis;
• urīnizvadkanāls.

Vīriešiem urīnizvadkanāls, cita starpā, vada seksuālos produktus. Cūkām tas atveras maksts vestibilā.

Nervu sistēma

Cūkas ir augsti attīstīti dzīvnieki. Tiek uzskatīts, ka tie pēc intelekta ir līdzīgi suņiem. Piemēram, šos dzīvniekus var viegli iemācīt izpildīt dažādas komandas. Tāpat kā suņi, arī cūkas spēj no tālienes atgriezties tur, kur kādreiz dzīvoja.

Šo dzīvnieku nervu sistēmu attēlo:

• smadzenes un muguras smadzenes ar ganglijiem;
• nervi.

Šo dzīvnieku smadzenēm ir divas puslodes ar izliekumiem, un tās ir pārklātas ar mizu. Tās masa cūkām svārstās no 95-145 g Muguras smadzeņu garums šiem dzīvniekiem var būt 119-139 cm.

Sirds un asinsvadu sistēma

Tāpat kā citiem zīdītājiem, cūku centrālais asinsrites orgāns ir sirds. Tam ir koniska forma, un tas ir sadalīts labajā un kreisajā pusē ar garenisko starpsienu. Ritmiski saraujoties, cūkas sirds dzen asinis visā ķermenī. Katra dzīvnieka sirds puse, savukārt, ir sadalīta ar šķērseniskiem vārstiem kambarī un ātrijā.

Cūku asinis sastāv no plazmas un tajās peldošajiem eritrocītiem, trombocītiem un leikocītiem. No sirds caur dzīvnieka ķermeni tas plūst pa artērijām, bet atgriežas tajā - pa vēnām. Arī cūkas asinsrites sistēmu pārstāv kapilāri, caur kuru sienām skābeklis nonāk audos.

Šo dzīvnieku organismā limfmezglos tiek neitralizētas visa veida svešas daļiņas un mikroorganismi.

Cūku ādas struktūras iezīmes

Sivēnu ādas biezums var svārstīties no 1,5 līdz 3 mm. Tīršķirnes cūkām šis skaitlis var būt pat tikai 0,6–1 mm. Tajā pašā laikā sivēniem zemādas slānis satur ļoti lielu tauku daudzumu un var sasniegt milzīgu biezumu.

Nobriedušiem tēviņiem plecu jostas un krūškurvja sānos ir vairogs, kas sastāv no sablīvētiem saišķiem ar taukainiem spilventiņiem. Šis veidojums aizsargā mežacūkas cīņu laikā seksuālo medību laikā.

Cietie saru matiņi uz cūku ādas mijas ar mīkstiem. Apmatojuma līnijas blīvums dažādu šķirņu sivēniem var atšķirties. Vairumā gadījumu kaili sivēni, protams, tiek audzēti fermās. Bet ir arī šķirnes, kuru pārstāvji ir klāti ar bieziem matiem, apmēram tāpat kā mežacūkām.

Analizatori, dzirdes un redzes orgāni

Tādējādi cūkas asinsrites sistēma ir ļoti labi attīstīta. Tas pats attiecas uz citiem sivēnu orgāniem. Piemēram, cūku oža ir vienkārši lieliska.

Orgāns, kas ir atbildīgs par šo dzīvnieku smaku uztveri, atrodas deguna ejā un sastāv no:

• ožas epitēlijs;
• receptoru šūnas;
• nervu galiem.

Cūku taustes sajūtu veic muskuļu un skeleta sistēmas, gļotādu un ādas receptori. Šo dzīvnieku garšas orgāni ir papillas, kas atrodas mutes gļotādā. Cūku acs āboli ir savienoti ar smadzenēm ar redzes nervu.

Šo dzīvnieku ausis sastāv no šādām sadaļām:

• kohleārā daļa;
• ceļi;
• smadzeņu centri.

Līdzības un atšķirības starp cūkām un cilvēkiem

Cilvēki, kā visi zina, pieder primātu klasei un ir cēlušies no pērtiķiem. Tīri ārēji cilvēks, protams, visvairāk atgādina šo konkrēto dzīvnieku. Tas pats attiecas uz iekšējo orgānu struktūru. Taču fizioloģijas un anatomijas ziņā cilvēks ir diezgan tuvs cūkai.

Piemēram, tāpat kā cilvēki, sivēni ir visēdāji. Tiek uzskatīts, ka viņi savulaik tika pieradināti tieši tāpēc. Mežacūkas labprāt ēda cilvēku pārtikas paliekas. Vienīgā atšķirība starp cilvēkiem un cūkām šajā ziņā ir tā, ka pēdējiem ir mazāk rūgtās garšas receptoru mutē. Sivēns saldo un rūgto uztver nedaudz savādāk nekā cilvēks.

Kā zināms, cūkas sirds uzbūve daudz neatšķiras no cilvēka sirds. Ārsti pat cenšas izmantot sivēnus šajā sakarā kā donorus gan cilvēkiem, gan pērtiķiem. Sivēnu sirds sver 320 g, cilvēkiem - 300 g.

Ļoti līdzīgs cilvēka un cūkas ādai. Šie dzīvnieki, tāpat kā cilvēki, var pat sauļoties. Pēc uzbūves līdzīga arī cilvēkiem un cūkām:

• acis;
• aknas;
• nieres;
• zobiem.

Dzeltenajā presē dažreiz pat mirgo informācija, ka dažkārt ASV un Ķīnā sivēnmātes tiek izmantotas cilvēku embriju pārnēsāšanai.

Ko domā zinātnieki

Cilvēki sivēnus audzē jau sen. Un cūku anatomija tiek pētīta, protams, labi. Taču skaidras atbildes uz jautājumu, kāpēc sivēni un primāti ir tik līdzīgi, diemžēl nav. Šajā sakarā ir tikai dažas nepārbaudītas hipotēzes. Piemēram, daži zinātnieki uzskata, ka pati cūka reiz cēlusies no primāta.

Šai neticamajai hipotēzei ir pat apstiprinājums. Madagaskaras salā pētnieki atraduši lemuru fosilijas ar garu purnu ar purnu. Kā cūkas, arī šie dzīvnieki savulaik ar degunu plosīja zemi, meklējot barību. Tajā pašā laikā naglu vietā viņiem bija piecu pirkstu roka, piemēram, cilvēkam. Jā, un mūsdienu cūku embrijos, dīvainā kārtā, kā primātam ir uzlikta piecu pirkstu roka un purns.

Senās leģendas ir arī sava veida apstiprinājums tam, ka sivēni kādreiz bijuši primāti. Piemēram, vienā no Botas salas iedzīvotāju leģendām teikts, ka senatnē varonis Kats veidojis cilvēkus un cūkas pēc viena parauga. Tomēr vēlāk sivēni gribēja atšķirties un sāka staigāt uz četrām kājām.

Cilvēku un cūku slimības

Zinātnieki ir pamanījuši, ka cilvēku un cūku līdzība neaprobežojas tikai ar orgānu anatomisko uzbūvi. Gandrīz tas pats primātiem un sivēniem un slimībām. Piemēram, cūkām, tāpat kā cilvēkiem, Alcheimera slimību var diagnosticēt vecumā. Arī sivēni ļoti bieži ir aptaukojušies. Var novērot šiem dzīvniekiem un Parkinsona slimību. Cūka zemāk esošajā fotoattēlā cieš tieši no šādas slimības.

transgēni dzīvnieki

Sirds un citi orgāni sivēniem un cilvēkiem ir līdzīgi. Tomēr tie nav identiski. Eksperimenti par cūku orgānu transplantāciju cilvēkiem diemžēl beigušies ar neveiksmēm audu atgrūšanas dēļ. Lai atrisinātu šo problēmu, zinātnieki sāka audzēt īpašas transgēnas cūkas. Lai iegūtu šādus sivēnus, embrijā tiek ievadīti divi cilvēka gēni un viens cūkas gēns tiek izslēgts.

Daudzi zinātnieki uzskata, ka eksperimenti ar transgēnu cūku audzēšanu nākotnē patiešām var palīdzēt atrisināt audu atgrūšanas problēmu orgānu transplantācijas laikā. Starp citu, tam jau ir pierādījumi. Piemēram, 2011. gadā Krievijas ķirurgi pacientam veiksmīgi transplantēja sirds vārstuļu no transgēnas cūkas.

līdzība ģenētiskā līmenī

Cūku anatomija un fizioloģija ir tāda, ka, pēc dažu zinātnieku domām, tās ir precīzs cilvēka bioloģiskais modelis. Pēc DNS uzbūves pērtiķi, protams, ir vistuvākie cilvēkiem. Piemēram, cilvēka un šimpanzes gēnu atšķirības ir tikai 1-2%.

Bet cūkas pēc DNS struktūras ir diezgan tuvas cilvēkiem. Cilvēka un cūkas DNS līdzība, protams, nav tik liela. Tomēr zinātnieki ir atklājuši, ka cilvēkiem un sivēniem daži proteīnu veidi pēc sastāva ir ļoti līdzīgi. Tāpēc savulaik insulīna iegūšanai aktīvi izmantoja sivēnus.

Pēdējā laikā zinātniskajā pasaulē daudz diskusiju izraisījusi tāda tēma kā cilvēka orgānu audzēšana sivēniem. Tīri teorētiski šādu procedūru veikšana nav nekas neiespējams. Galu galā cilvēka un cūkas genomi patiešām ir nedaudz līdzīgi.

Lai iegūtu orgānus, cilvēka cilmes šūnas var vienkārši ievietot sivēnmātes olā. Rezultātā izveidosies hibrīds, no kura nākotnē izaugs nevis pilnvērtīgs organisms, bet tikai viens orgāns. Tā var būt, piemēram, sirds vai liesa.

Protams, cūku iekšienē audzēti orgāni varētu glābt daudzu cilvēku dzīvības. Tomēr daudzi zinātnieki iebilst pret šo metodi. Pirmkārt, šādu eksperimentu veikšana, protams, ir necilvēcīga attiecībā pret pašām cūkām. Otrkārt, tiek uzskatīts, ka cilvēka orgānu audzēšana cūkām var izraisīt jaunu ģenētiski modificētu patogēnu parādīšanos, kas varētu nogalināt miljoniem cilvēku.

cūku cilvēka genoms

Cūku asinis bioloģiski ir par 70% identiskas cilvēka asinīm. Tas ļāva veikt ļoti interesantu eksperimentu. Zinātnieki paņēma grūsnu sivēnmāti un injicēja embrijiem baltas cilvēka asinis, kas satur iedzimtu informāciju. Dzīvnieka grūtniecība beigusies ar veiksmīgām dzemdībām.

Tikko dzimušu sivēniņu asinīs pētnieki pēc tam atklāja šūnas, kurās bija lielas gan cilvēka, gan cūku hromosomu daļas. Tas, protams, kļuva par īstu sensāciju zinātnes pasaulē. Cita starpā šādas šūnas sivēniem organismā bija arī izturīgas. Tas ir, viņi saglabājās ilgu laiku pēc dzimšanas. Vienkārši sakot, pirmo reizi zinātnieki ir ieguvuši stabilu cilvēka un cūkas genomu. Protams, izmēģinājuma cūku ķermenī šādu šūnu bija maz, un dzīvnieki nekādā ziņā nebija līdzīgi cilvēkiem. Tomēr iegūtais genoms saturēja vairāk nekā trešdaļu cilvēka materiāla.

Citi pētnieciskie zinātnieki

Lai kā arī būtu, cūku anatomija ir labi izpētīta, un ideja izmantot šos dzīvniekus kā donorus izskatās visai pievilcīga. Tajā pašā laikā lielākā daļa zinātnieku uzskata, ka tajā nav nekā neiespējama. Pētniekiem šajā ziņā jau ir diezgan nopietna attīstība. Piemēram, zinātniekiem izdevās noskaidrot, ka no cūku ķermeņa izņemtās nervu šūnas spēj nostādīt uz kājām paralizētus cilvēkus.

Ļoti augstas kvalitātes kontaktlēcas jau šodien tiek ražotas no cūku kolagēna. Skrimšļa šūnas no sivēniem ausīm izmanto mākslīgo krūšu audzēšanai. Zinātnieki ir radījuši arī cūku, kas ražo cilvēka sirdij noderīgas omega-3 taukskābes.

Noteikti ne tādā veidā! Šis apgalvojums bija aktuāls pat pirms vairākiem gadu desmitiem. Tad tika uzskatīts, ka cilvēka tuvākais radinieks ir antropoīds. To apstiprināja tā sauktais dzīvnieku atjautības mērogs. Pēc šīs skalas vistuvākie bija pērtiķi. Tomēr daudzi eksperimenti un eksperimenti, kas tiek veikti šobrīd, visi attālinās no ciešām attiecībām ar cilvēku.

Saskaņā ar evolūcijas teoriju Homo sapiens ir mazattīstīts pērtiķis, kuram ir par vienu hromosomu mazāk nekā, piemēram, šimpanzei, bet tam ir līdzīga galvaskausa un priekšējo ekstremitāšu uzbūve. Šobrīd nav apstiprināta Čārlza Darvina teorija par cilvēka izcelsmi no pērtiķiem, kas ļauj pasaules zinātniskajiem prātiem meklēt arvien jaunus cilvēka "radiniekus".

Cilvēka līdzība ar delfīnu

Pētnieki, kas pētīja smadzenes, atklāja, ka delfīnu encefalogramma tos tuvina cilvēkiem. Fakts ir tāds, ka šīs delfīnu sugas smadzenes ir pēc iespējas līdzīgas cilvēka smadzenēm. Pelēkā viela šajos dzīvniekos ir nedaudz lielāka nekā cilvēkiem, un tajā ir arī vairāk konvolūciju. Pēc Šveices profesora A. Portmana pētījuma, delfīna prāta īpašības ieņēma godpilno otro vietu aiz cilvēka (trešā vieta starp ziloņiem un ceturtā vieta starp pērtiķiem).

Kas vieno cilvēku ar cūkām?

Cūku anatomiskā uzbūve ļauj tās saukt par tuvākajiem cilvēku radiniekiem. Fakts ir tāds, ka šī zīdītāja dzīvnieka embrijam ir piecu pirkstu ekstremitātes grāmatzīme un purns, kas ļoti atgādina cilvēka seju. Sivēns uz cūkas purna un nagi uz kājām attīstās tieši pirms dzemdībām. Turklāt jau dzimušām cūkām ir maksimālā fizioloģija ar cilvēkiem. Tāpēc cilvēka transplantācijas ķirurģijā izmanto cūku orgānus (aknas, nieres, sirdi, liesu).

Līdzības starp cilvēkiem un žurkām

Šie grauzēji arī apbrīnojami kopē cilvēku anatomiskā līmenī, bet ne tik ļoti kā cūkas. Žurkām ir tāds pats asins sastāvs un audu struktūra kā cilvēkiem. Interesanti, ka šie grauzēji ir vienīgie dzīvnieki pasaulē, kuriem (tāpat kā cilvēkiem) ir abstrakta domāšana. Žurkas var izdarīt vienkāršus secinājumus, kas ļauj tām būt tik izturīgām. Turklāt, ja žurku palielina līdz cilvēka izmēram un pēc tam iztaisno skeletu, var redzēt, ka cilvēka un žurkas locītavām ir vienāda anatomiskā uzbūve, un kaulos ir vienāds fragmentu skaits.

Tomēr kaut kas līdzīgs revolūcijai medicīnas zinātnē patiešām ir noticis. Janvāra beigās zinātniskajā žurnālā Cell tika publicēts molekulārbiologa Huana Karlosa Ispisua Belmontes (Huan Carlos Ispisua Belmonte), kurš vada Kalifornijas Salkas institūta (ASV) laboratoriju, un 38 viņa līdzautoru rakstu. Rakstā stāstīts, kā zinātniekiem izdevās radīt dzīvotspējīgus embrijus, kas sastāv no cūku un cilvēka šūnu maisījuma.

Kas viņi ir

Ja šīm radībām ļautu piedzimt (un biologi to nedarīja arī ētisku apsvērumu dēļ), tās nevarētu oficiāli pieskaitīt nevienai bioloģiskai sugai. Šādus organismus sauc par himērām. Himērās, kuras pazīstam no viduslaiku miniatūrām, ērgļa spārni ir piestiprināti pie lauvas ķermeņa, bet čūskas dzelonis ir piestiprināts pie kazas nagiem. Kurš atceras peli ar cilvēka auss kauliņu mugurā - pirms 20 gadiem liela mēroga eksperimenta rezultātu, tas viegli atzīs, ka biologi var sagaidīt ko citu. Bet šajā ziņā Belmontes laboratorijas jaunajiem radījumiem diez vai bija iespēja kādu pārsteigt: pēc piedzimšanas viņi izskatītos kā visparastākās cūkas. Tas ir tikai tas, ka dažas no viņu ķermeņa šūnām - apmēram viena tūkstošdaļa procenta - saturētu tīru cilvēka DNS. Un tādā veidā sivēni būtu labvēlīgi salīdzināti ar 1997. gada ausaino peli, kas vairāk bija plastiskās ķirurģijas eksperiments un kurā nebija nevienas cilvēka šūnas.

Saskaņā ar jaunākajiem aprēķiniem cilvēkiem ir 30–40 triljoni šūnu un apmēram tikpat daudz cūkām. Vai tūkstošdaļa no šāda astronomiskā skaitļa ir daudz vai maz? Lai ieņemtu bērnu, nepieciešama tikai viena šūna. Tāpēc teorētiski kimēra cūka varētu kļūt par vecāku cilvēka mazulim.

Donors bez motocikla

Ārsti cūkas uztver nevis kā potenciālos radiniekus, bet gan potenciālos donorus orgānu pārstādīšanai cilvēkiem. Tikai ASV gadā tiek pārstādīti 27 000 nieres, plaušas, sirdis un zarnas. Un visos 27 tūkstošos gadījumu ķirurgi nodarbojas ar dzīvu vai mirušu cilvēku orgāniem. Bet kurš gan pie pilna prāta uzdrošināsies lūgt, lai viņu pārstāda paša cūkai atņemtās neveiksmīgās sirds vietā, kad procedūra ar ierasto, cilvēcisko, ir atkļūdota un darbojas nevainojami? Tie, kas nesasniegs transplantācijas kārtu: ASV tā dēvētajā gaidīšanas sarakstā ierakstīti 118 tūkstoši cilvēku. Saskaņā ar statistiku, aptuveni 22 no viņiem mirs šodien (un tikpat daudz rīt, un tikpat daudz nākamajā svētdienā), nesagaidot transplantāciju.

Cilvēku donoru ir pārāk maz – un nav pat tā, ka brīvprātīgie ir retums. (Atšķirībā no ASV, Krievijā saskaņā ar likumu par potenciālo donoru tiek uzskatīts ikviens, kurš nav skaidri aizliedzis izņemt savus orgānus. Likums neprasa lūgt radinieku piekrišanu.) Tikai trīs cilvēki no tūkstotis, New Scientist citē britu datus, mirst apstākļos, kas padara viņu orgānus piemērotus transplantācijai. Skaitļi katrā valstī acīmredzami atšķiras - tie ir atkarīgi gan no tā, cik ātri avārijas vai apšaudes vietā ierodas ātrā palīdzība, kuras rezultātā parādās perspektīvākie donori, gan no tā, cik tuvumā atrodas transplantācijas centri, kur orgāni. varēs pareizi atbrīvoties. Visbeidzot, vēl dažu stundu laikā jāatrod un jāsagatavo operācijai pacients no “gaidīšanas saraksta” – šeit ir daudz stingrāki savietojamības noteikumi nekā asins pārliešanai ar tās četrām dažādām grupām.

Šūnas, kuras ir vismazāk pakļautas noraidīšanai, ir mūsu pašu šūnas. Ko darīt, ja mēs izmantotu dzīvniekus kā inkubatorus nierēm un aizkuņģa dziedzerim, kas izaudzēti no cilvēka šūnām (un ideālā gadījumā tieši no tā pacienta šūnām, kuram orgāns tiks pārstādīts)? Tā pati problēma, kas saistīta ar atgrūšanu, neļauj mums atrisināt problēmu: pieaugušas cūkas gatavajai imūnsistēmai cilvēka šūnas mums nav mazāk svešas kā cūku šūnas.

Tātad jums ir jārīkojas savādāk.

Izgriež un pielīmē

Iedomājieties, ka jūsu acu priekšā divus cilvēkus vienlaikus pārgrieza uz pusēm — teiksim, ar kaujas lāzeru no sliktas zinātniskās fantastikas filmas. Tad viņi savienoja pusi no vienas ar pusi no otras, un salīmētās pusītes nodzīvos visu mūžu, it kā nekas nebūtu noticis. Variants ir vēl paradoksālāks: viņi paņēma divus tievus, piespieda tos vienu pie otra - un ieguva vienu resnu vīrieti. Ja abiem cilvēkiem no ieņemšanas brīža vēl nav pagājušas četras dienas, šeit nekas nav neiespējams. Šajā posmā topošais organisms ir identisku šūnu bumba. "Jūs noņemat ārējo aizsargslāni no nedzīvas vielas un fiziski savienojat embrijus," Kolumbijas universitātes (ASV) profesore Virdžīnija Papaioannu intervijā paskaidroja, kā zinātnieki kopš 1960. gadiem ir ražojuši kimēru peles ar pilnu divu gēnu komplektu. indivīdi vienlaikus. Saskaroties, divi embriji vienkārši veido jaunu lielāku bumbu - gandrīz kā ziepju burbuļus, kas satikās gaisā. Šūnu kamoliņai vēl nav imūnsistēmas, kas to varētu novērst – tāpat kā visām pārējām sistēmām: tās attīstīsies daudz vēlāk.

Smalkāka iejaukšanās ir pievienot embrijam kāda cita biomateriālu, kad tā šūnas jau ir sadalītas dažādās šķirnēs. Blastocistas stadijā embrijs - gan pelēm, gan cilvēkiem - ir doba bumbiņa, kuras iekšpusē ir bloķēta neliela šūnu daļa. Tikai šī iekšējā daļa kļūs par nākotnes plaušām, aknām, nierēm, smadzenēm, ādu un citām pieaugušā organisma daļām, un visa ārējā daļa pārvērtīsies par placentu, kas neizdzīvos dzemdībās. Biologi šajā posmā dod priekšroku svešu šūnu ievadīšanai.

Tas nenozīmē, ka šis scenārijs tīrākajā veidā paver aizraujošas iespējas transplantologiem. Nepieciešamība pēc donoru orgāniem parasti rodas vēlāk – kad cilvēks jau ir sasniedzis augļa vecumu. Kā to šķērsot ar citu embriju? Ņem tās pieauguša organisma šūnas, kuras nav ieguvušas skaidru misiju (kā smadzeņu vai aknu šūnas) un nav zaudējušas spēju pārvērsties par jebko, kas raksturīgs embrionālajām šūnām. Tās sauc par cilmes šūnām, bet organismā tās ir reti sastopamas. 2012. gadā Nobela prēmija medicīnā tika piešķirta japāņu zinātniecei Šinijai Jamanakai par izgudrojumu, kā parastas ķermeņa šūnas pārvērst cilmes šūnās – aizmirst savu izcelsmi un “iekrist bērnībā”. Pilns nosaukums ir inducētas (jo tās bija spiestas mainīties) pluripotentās (tas ir, "uz jebko spējīgas" - uz jebkuru transformāciju) cilmes šūnas. Tos izmanto arī kimēru pētnieki.

Vai šādā veidā ir iespējams apvienot dažādu sugu embrijus - piemēram, žurkas un peles? To Toshihiro Kobayashi komanda Tokijas Universitātē pirmo reizi veica ar cilmes šūnām 2010. gadā, un amerikāņu komanda, kas publicēja savus rezultātus septiņus gadus vēlāk, pilnveidoja šo metodi. Kā jūs varat būt pārliecināts, ka patiešām audzējāt kimēru? Par pamatu ņemiet nāvei nolemtos embrijus ar īpaši bojātu DNS. Izmantojot nesen izgudroto CRISPR-Cas9 "gēnu skalpeli", DNS vietas rediģēšanas paņēmienu, zinātnieki izsita gēnus, kas ir atbildīgi par aizkuņģa dziedzera vai sirds augšanu. Ar šādu defektu nav izredžu izdzīvot (un pat piedzimt dzīvam). Bet tad embrijā tika ievadītas žurku cilmes šūnas. Un, ja vēl piedzimtu kimēra pele, zinātnieki varētu būt droši, ka tajā pukst žurkas sirds.

Bet pārsteidzošākais rezultāts attiecās uz žultspūsli. Žurkām tā nav, bet pelēm ir. Bet kimēras, kurās par šo orgānu atbildīgie peļu gēni bija atspējoti, tomēr piedzima ar funkcionējošu žultspūsli – no žurku šūnām. Peļu šūnas kaut kā norādīja žurku šūnām pareizo kontekstu, un tās, pakļaujoties ietekmei, izveidoja orgānu, kas žurkām nav iespējams.

Tuvāk cūkām nekā žurkām

Tādā veidā krustot cūku un žurku nebija iespējams - jo šie organismi pārāk atšķiras viens no otra. Dažāds grūtniecības ilgums un dažādi orgānu izmēri liecina, ka šūnas ir ieprogrammētas dalīties dažādos ātrumos. Visbeidzot, vai kimēras mazā žurkas sirds var sūknēt asinis cauri milzīgām cūkas aknām?

Bet ar cilvēkiem šādu grūtību nav: mēs esam daudz tuvāk cūkām - galvenokārt orgānu izmēra ziņā. Tāpēc cūkas (un minicūkas kā atsevišķa iespēja) vienmēr ir bijušas ksenotransplantācijas kandidāts Nr.1. Paralēli cilvēka šūnu audzēšanai cūkas ķermenī biologi apsver citas iespējas - piemēram, vienkārši paņemt un noslēpt no cilvēka imunitātes tās olbaltumvielas uz cūku šūnu virsmas, kas izraisa visakūtāko reakciju. Šādi pētījumi notiek jau ilgu laiku, tāpēc cūka kā orgānu transplantācijas kandidāte nav jaunums.

Jauns eksperiments ir parādījis, ka pastāv iespēja, un tas nebūt nav spekulatīvs - un pat ne neticams negadījums. Cūkām tika pārstādīti 2075 embriji, un 186 no tiem sasniedza pietiekamu, pēc zinātnieku domām, briedumu. Cilvēka šūnas tika marķētas ar īpašu marķējumu DNS, kas liek tām ražot fluorescējošu proteīnu, un 17 nobrieduši, veseli embriji pārliecinoši spīdēja ultravioletajā gaismā, pierādot zinātniekiem, ka tās noteikti ir kimēras.

No šī brīža līdz orgāniem dzīvā inkubatorā - gadi, saka pētnieki. Un tas nav tikai tas, ka cilvēka šūnu īpatsvars himēras ķermenī ir pārāk mazs. Zinātniekiem jebkurā gadījumā būtu grūti redzēt, kā tās aug un kas notiek ar šūnām pieaugušā organismā.

Mēs esam daudz tuvāk cūkām – galvenokārt orgānu izmēra ziņā. Tāpēc cūkas vienmēr ir bijušas ksenotransplantācijas kandidāts Nr.1.

Peļu un žurku kimēras, kas audzētas agrāk, divu gadu vecumā dzīvoja pilnvērtīgu peļu dzīvi. Nav pamata domāt, ka cilvēku un cūku kimēriem būtu nopietnas veselības problēmas, kas liegtu sasniegt briedumu. Viņiem neļāva piedzimt nevis bioloģiskas, bet ētiskas problēmas. Un tik nopietni, ka Solka institūta komanda bija spiesta veikt pētījumus par privātu naudu, jo ASV Nacionālo veselības institūtu noteikumi - analogi ASV Veselības departamentam, kas finansē lielāko daļu biomedicīnas pētījumu valstī - aizliedz tērēt naudu. par jebkuriem eksperimentiem ar cilvēka cilmes šūnu ievadīšanu dzīvnieku embrijos.

Kas ir neētisks cūkas piedzimšanā ar cilvēka liesu? Mūsu nenoteiktība par šāda eksperimenta rezultātiem. Šūnu proporcijas pieaugušā embrijā nav tādas pašas kā embrijā. Un, ja cūku šūnas pārsvarā ir miljons pret vienu, tas nav tik biedējoši, it kā to pārņemtu cilvēku šūnas. Un piedzims radījums, kas vairāk līdzinās vīrietim, nevis cūkai, ar cilvēka smadzenēm, bet ar deformācijām, ko radījuši eksperimenta apstākļi. Lai ārsti varētu glābt cilvēkus, šķiet, cita starpā ir nepieciešama precīzāka cilvēka definīcija - un precīzāka atbilde uz jautājumu, no kurienes nāk cilvēki.