Читать книгу "Кибержизнь. Контуры медицины будущего - Александр Шишонин"

Согласно термодинамическим представлениям, теория регенерации – это не что иное как теория жизнедеятельности стволовых клеток. В каждой ткани есть так называемые тканеспецифичные стволовые клетки, они до самой смерти пытаются регенерировать и продуцировать новые элементы ткани. Способность к регенерации у тканей живого организма выражена в разной мере. В случае «мембранных» тканей, таких как: эпителий кишечника и легочного дерева, а также эпидермис – этот процесс выражен очень интенсивно, что обусловлено тем, что мембрана постоянно взаимодействует с окружающей средой, а качество обработки информации на ней ни в коей мере не должно страдать. А, например, ткань мозга и вообще вся нервная ткань регенерируют значительно медленнее, так как напрямую с внешней средой не граничат, и вследствие этого подвергаются меньшим рискам воздействия внешних факторов. Так же прослеживается зависимость регенерации от возраста. У взрослых эти процессы протекают в разы медленнее, с определенным возрастом в некоторых тканях они прекращаются вовсе. У эмбриона, новорожденного и растущего организма, примерно до 25 лет, мы наблюдаем превалирование процессов регенерации над процессами деградации клеток, поэтому организм растет и развивается. Причины этого мы рассмотрим ниже.

Огромную роль в процессах регенерации тканей играют вещества, инициирующие деление клетки. Это факторы роста: тромбоцитарный фактор роста, эпидермальный фактор роста, факторы роста фибробластов, факторы роста нервов, эритропоэтин, интерлейкин 2 и интерлейкин 3, а также инсулиноподобный фактор роста в связке с СТГ. И это только часть огромного пула биорегуляторов. Сегодня известно, что колонии стволовых клеток, помещенные в искусственные условия для размножения, начинают функционировать как отдельный организм, то есть проявляют признаки саморегуляции окружающей среды. Клетки начинают вырабатывать и выделять, так называемый, культуральный секрет в среду, в которой они находятся, с целью обеспечения благоприятных условий для дальнейшего роста и деления. То есть, по аналогии, в искусственной среде стволовые клетки создают вокруг себя нишу, характерную для живого организма. Состав этой среды содержит множество подобных факторов роста. Среди них есть «первые скрипки», которые берут на себя ведущую роль в биохимических процессах, участвующих в регенерации, и биорегуляторы «вторых ролей», функции и значимость которых пока еще до конца не изучена. Если рассматривать организм в целом, то можно увидеть дирижера в этом биохимическом оркестре – это гипоталамус. Именно он принимает решение, какой уровень и какого вещества должен поддерживаться на данный момент в плазме крови.

Регуляция может происходить как непосредственно выделением самих факторов роста, так и выделением веществ – инициаторов их синтеза. Уровень и степень регенерации той или иной ткани зависит не от возраста, а от условий, в которых находятся клетки этой ткани, то есть от концентрации и состава биорегуляторов и всех других компонентов в крови. А это, в свою очередь, зависит от того, насколько правильно считывается информация с мембран и доходит до управляющих систем. Соответственно, при тонкой регуляции биохимического состава среды вокруг клетки возможно любую клетку ткани превратить в стволовую – это так называемые индуцированные стволовые клетки.

Индуцированные стволовые клетки (ИСК) – стволовые клетки, полученные из каких-либо иных (соматических, репродуктивных или плюрипотентных) клеток путём эпигенетического перепрограммирования.

В зависимости от степени дедифференцировки клетки при перепрограммировании различают: индуцированные тотипотентные, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) и получаемые так называемым прямым перепрограммированием или каким-либо иным способом индуцированные прогениторные (мультипотентные или унипотентные) стволовые клетки, иногда называемые также индуцированными соматическими стволовыми клетками (ИССК).

В настоящее время существует три пути перепрограммирования соматических клеток в плюрипотентные стволовые клетки:

1. Пересадка ядер, взятых из соматических клеток, в оплодотворенную яйцеклетку, из которой предварительно удалено ядро;

2. Слияние соматических клеток с плюрипотентными стволовыми клетками;

3. Модификация соматической клетки, индуцирующая её превращение в стволовую клетку с помощью генетического материала, кодирующего белковые репрограммирующие факторы: рекомбинантных белков, микроРНК, синтетической самореплицирующейся полицистронной РНК и низкомолекулярных биологически активных веществ.

То есть, при создании определенного «клеточного микроклимата» и правильной работы управляющего центра становится возможным заложить фундамент для бесконечной физиологической регенерации.

В основе теории регенерации лежит принцип самообновления, который, в свою очередь, неразрывно связан с теориями старения и ЦААКЭБ. Это часть единого цикла восстановительных процессов, которые происходят в организме. Основной постулат теории регенерации заключается в том, что физиологическая регенерация в организме происходит постоянно. Обратите внимание, что изначально организм стремится к постоянному самообновлению, то есть планирует длительное существование, что противоречит существующим на сегодняшний день гипотезам о том, что организм запрограммирован на обязательную смерть как конечную точку. Возникает противоречие теории регенерации с теорий программируемой смерти.

Человек запрограммирован на чрезвычайно долгую жизнь. Если извне поступает энергоемкое вещество (кислород, глюкоза и др.) в достаточном количестве для того, чтобы продуцировать новые клетки, никаких ограничений для постоянства внутренней среды, а, следовательно, и функционирования – нет. К примеру, одна из теорий старения построена на утверждении о том, что со временем регенераторная способность стволовых клеток в значительной мере утрачивается. Но фокус заключается в том, что на самом деле происходит подмена понятий. Клетки не перестают регенерировать, с возрастом просто уменьшается их количество, а те, что остались – регенерируют на сниженном уровне. Они не получают соответствующих сигналов из-за снижения пула центральных биорегуляторов в крови, согласно основным положениям ЦААКЭБ.

Что касается гибели стволовых клеток, то они погибают согласно термодинамической модели старения – со временем они теряют свой энергетический потенциал и становятся мишенями для макрофагов. Согласно теории ЦААКЭБ происходит смещение биохимических процессов в пользу анаэробного обмена. Запускается конфликт внутри организма, после чего многие благородные элементы, включая стволовые клетки, становятся жертвами фагоцитов. Если соединить вышеизложенные теории в звенья одной цепи, выстраивается картина, объясняющая возрастное замедление регенераторных процессов уменьшением количества стволовых клеток (вследствие уничтожения популяции макрофагами) и снижением эффективности их функционирования. Подобный термодинамический подход позволяет нам пересмотреть методы применения терапии стволовыми клетками, принятые на сегодняшний день.

Если в организме присутствует смещение кислотно-щелочного баланса, то без устранения непосредственной причины этого смещения введение стволовых клеток в организм извне в большей степени обречено на неудачу. Сегодня, вместо огульного введения стволовых клеток в организм, целесообразно сосредоточить научный поиск в способах защиты их от макрофагов, не меняя окислительного баланса. Прежде чем приступать к восстановлению процессов физиологической регенерации макроорганизма, необходимо установить и ликвидировать причины гибели его составных единиц – клеток. Таким образом, метод термодинамической дедукции приводит нас к тому что, где и как искать.