Ciało kontra implanty - Kaitlyn Sadtler

Obejrzyj całą lekcję: https://ed.ted.com/lessons/your-body-vs-implants-kaitlyn-sadtler

Pompy insulinowe na całym świecie poprawiają życie milionów chorych na cukrzycę poprzez monitorowanie poziomu cukru i dostarczanie insuliny bez potrzeby ciągłego nakłuwania palców. Jest jednak pewien haczyk: są tymczasowe. Ten problem dotyczy nie tylko pomp insulinowych, ale też wszystkich innych implantów umieszczanych w ciele. Dlaczego? Kaitlyn Sadtler wyjaśnia szczegóły funkcjonowania układu odpornościowego oraz reakcji organizmu na ciała obce.

Lekcja: Kaitlyn Sadtler. Animacja: Andrew Foerster.

Pompy insulinowe poprawiają życie

wielu z 415 milionów chorych
na cukrzycę na całym świecie

poprzez kontrolę poziomu cukru
i dostarczanie insuliny

bez potrzeby ciągłego nakłuwania palców,
żeby sprawdzić poziom cukru.

Te małe urządzenia składają się
z pompy i igły, która bada poziom glukozy,

przesyła sygnał do pompy,

która oblicza, ile insuliny
trzeba dostarczyć przez igłę.

Jest jednak haczyk: są tymczasowe.

Po kilku dniach czujniki glukozy
trzeba umieścić w innym miejscu.

Ten problem nie tylko dotyczy
czujników glukozy i pomp insulinowych,

ale po pewnym czasie
wszystkich innych implantów.

Protezy kolan muszą być wymienione
po upływie około 20 lat.

Inne implanty, takie jak te używane
z powodów estetycznych,

może spotkać ten sam los
po około 10 latach.

Jest to nie tylko kłopotliwe,
ale także kosztowne i ryzykowne.

Przyczyną jest układ odpornościowy.

Przez kilkanaście milionów lat ewolucji

system ten się udoskonalał,

żeby stać się wyjątkowo skutecznym
w wykrywaniu ciał obcych.

Układ odpornościowy posiada
imponujący wachlarz narzędzi,

które przechwytują i niszczą wszystko,
co uważają za obce.

Wskutek ciągłej kontroli

ciało traktuje korzystne implanty,
jak pompy insulinowe,

z taką samą podejrzliwością
jak szkodliwe wirusy i bakterie.

Zaraz po umieszczeniu pod skórą,
pompy insulinowej

pojawia się reakcja obronna organizmu.

Na początku wolno pływające proteiny

przyklejają się do powierzchni implantu.

Proteiny zawierają przeciwciała,

które próbują zneutralizować
nowy przedmiot,

i wysyłają sygnał zwołujący w dane miejsce
więcej komórek odpornościowych,

żeby wzmocnić atak.

Komórki wczesnej odpowiedzi zapalnej,

takie jak neutrofile i makrofagi,

przychodzą im na pomoc.

Neutrofile produkują granulki
wypełnione enzymami,

które próbują zniszczyć powierzchnię
igły pompy insulinowej.

Makrofagi również wydzielają enzymy,

a także tlenek azotu wchodzący
w reakcję chemiczną,

która z czasem prowadzi
do rozkładu ciała obcego.

Jeśli makrofagi nie mogą szybko
poradzić sobie z ciałem obcym,

łączą się i tworzą "komórką olbrzymią".

W tym czasie fibroblasty
przemieszczają się w dane miejsce

i zaczynają odkładać warstwy
gęstej tkanki łącznej.

Otaczają igłę, przez którą pompa
dostarcza insulinę

i sprawdza poziom glukozy.

Po pewnym czasie powstaje rusztowanie,

które tworzy bliznę wokół implantu.

Blizna przypomina szczelną ścianę,

która może zahamować ważne interakcje
między ciałem a implantem.

Na przykład blizna
wokół rozrusznika serca

może zakłócić elektryczne impulsy
niezbędne do jego funkcjonowania.

Sztuczne stawy kolanowe, kiedy są zużyte,
mogą wydzielać cząsteczki,

sprawiające, że komórki odpornościowe
wywołują stan zapalny wokół tych miejsc.

Niestety, atak układu odpornościowego
może nawet zagrażać życiu.

Jednak naukowcy szukają sposobów
na oszukanie układu odpornościowego,

żeby nie odrzucał nowych urządzeń,
które umieszcza się w ciele.

Odkryto, że implanty powlekane
pewnymi substancjami i lekami

mogą osłabić reakcję immunologiczną.

Sprawiają, że implanty są praktycznie
niewidoczne dla układu odpornościowego.

Tworzy się także coraz więcej implantów
z naturalnych tworzyw,

w kształcie podobnym do tkanek,

żeby reakcja organizmu była słabsza

niż gdyby wszczepiono
całkowicie sztuczny implant.

Niektóre zabiegi wykorzystują implanty,

które mają pomóc w regeneracji
brakujących lub zniszczonych tkanek.

W tym przypadku tworzy się implant
zawierający substancje,

które uwalniają specyficzne sygnały

i ostrożnie regulują reakcję organizmu.

W przyszłości takie wykorzystanie
układu odpornościowego

może pomóc w rozwoju sztucznych organów,

zintegrowanych protez

i samonaprawiających się uszkodzeń.

Pewnego dnia takie zabiegi
mogą zrewolucjonizować medycynę

i na zawsze zmienić ciała,
w których żyjemy.