Организм и импланты. Противостояние — Кейтлин Садтлер

Посмотреть урок полностью: https://ed.ted.com/lessons/your-body-vs-implants-kaitlyn-sadtler

Инсулиновые помпы улучшают качество жизни миллионов больных диабетом во всём мире, позволяя осуществлять контроль уровня сахара в крови и вводить инсулин, не прибегая к анализу крови из пальца. Но у них есть один подвох: ими нельзя пользоваться постоянно. И это касается не только инсулиновых помп, но и любых других имплантов. Почему? Кейтлин Садтлер подробно расскажет, как иммунная система человека реагирует на инородные тела.

Урок — Кейтлин Садтлер, мультипликация — Эндрю Фоерстер.

Инсулиновые помпы
улучшают качество жизни

сотен миллионов больных
диабетом во всём мире,

позволяя осуществлять контроль
уровня сахара в крови

и вводить инсулин
без анализа крови из пальца.

Эти небольшие приборы
включают в себя помпу и канюлю,

способную определить уровень глюкозы,
передать эту информацию в помпу

и затем рассчитать дозу инсулина,
который вводится через канюлю.

Но у таких помп есть подвох:
ограниченный срок эксплуатации.

Через несколько дней датчики глюкозы
приходится извлекать и менять.

И проблема не ограничивается
глюкометрами и инсулиновыми помпами:

рано или поздно она
проявляется у любых имплантов.

Коленные протезы из пластика
необходимо менять каждые 20 лет.

Другие импланты, в частности
применяемые в косметических целях,

ждёт та же участь лет примерно через 10.

Это не мелочи, подобные замены могут
быть дорогостоящими и небезопасными.

Такое неудобство вызвано инструментами
иммунной системы организма.

Эти натренированные
за сотни миллионов лет эволюции

«спецслужбы»

очень хорошо научились
отлавливать инородные тела.

В арсенале иммунной системы человека

находится немало средств для борьбы,
перехвата и уничтожения

всего того, что она сочтёт
чужеродным для организма.

Однако в результате постоянной слежки

организм начинает относиться к полезным
имплантам типа инсулиновых помп

с тем же подозрением, что и
к вредоносным вирусам или бактериям.

Как только к коже
подсоединяется инсулиновая помпа,

организм начинает операцию
«Иммунный ответ на инородное тело».

Вначале на поверхность импланта

высаживаются свободно
перемещающиеся белки.

К этим белкам относятся также антитела,

которые пытаются
нейтрализовать постороннее тело

и подают сигнал, по которому
на место вторжения

прибывают другие иммунные клетки
для усиления атаки.

На сигнал тревоги

откликаются воспалительные
клетки «быстрого реагирования» —

нейтрофилы и макрофаги.

Нейтрофилы выделяют микроскопические,
заполненные ферментами гранулы,

пытаясь разрушить поверхность
канюли инсулиновой помпы.

Макрофаги тоже выделяют ферменты,

которые вместе со свободными
радикалами оксида азота

вызывают химическую реакцию, в результате
которой инородное тело разлагается.

Если макрофаги не в состоянии
быстро избавиться от инородного тела,

они объединяются, образуя
так называемую «гигантскую клетку».

Тем временем к месту вторжения
подтягиваются и начинают выделять

слои густой соединительной ткани
клетки-фибробласты.

Они опутывают канюлю,
через которую помпа вводит инсулин

и забирает кровь
для анализа уровня глюкозы.

Со временем вокруг импланта

выстраивается заграждение, образуя шрам.

Шрам служит практически
непроницаемой стеной,

порой перекрывающей жизненно важные каналы

взаимодействия импланта с организмом.

Например, рубцы вокруг
кардиостимулятора могут нарушать

критический для работы прибора
электрический сигнал.

По мере износа искусственные коленные
суставы могут выделять частицы,

провоцирующие иммунные клетки
на воспаление в зоне воздействия.

Агрессия иммунной системы может
привести к трагическим последствиям.

Однако учёные находят новые способы
обмана иммунной системы человека,

встраивая новые медицинские приборы
в ткани организма.

Было обнаружено, что специальные
покрытия имплантатов,

изготовленные из особых материалов,
могут замедлять иммунную реакцию.

Это позволило сделать такие импланты
почти невидимыми для иммунной системы.

Производство органических

и воспроизводящих структуру
тканей организма имплантов

в противовес чисто искусственным аналогам

также позволило ослабить иммунную реакцию.

Некоторые виды лечения
предполагают использование имплантов,

восстанавливающих утраченную ткань.

В таких случаях можно разработать
импланты с компонентами,

подающими определённые сигналы
и тщательно подбирающими

иммунные реакции организма.

В будущем подобная
совместная работа с иммунной системой

поможет разрабатывать
полностью искусственные органы,

полностью встраиваемые протезы

и методы лечения ран
на основе самовосстановления.

Когда-нибудь подобные методы лечения
произведут революцию в медицине

и помогут навсегда изменить тело человека.