Сотворенная природа глазами биологов - Татьяна Жданова

В настоящее время в прикладных целях широко используется метод выращивания специальных клеточных структур. Так, в Швейцарии создан биореактор, в котором под компьютерным контролем выращивается человеческая кожа, необходимая при лечении тяжелых ожогов. У пациента с непострадавшего участка тела берут кусочек кожи, из которого выращивается лоскут для пересадки на место ожога. При таком методе не происходит отторжения ткани. Швейцарский биореактор позволяет за 12 дней из 3 квадратных сантиметров кожи вырастить лоскут в половину квадратного метра.

Выдающимся достижением биологов стало выращивание в пробирке стволовых клеток, участвующих в «сборке» тела живого существа.

Нельзя не упомянуть и о методе создания артерий из культур клеток самого пациента. Они в 20 раз прочнее собственных артерий и, естественно, биосовместимы. Клеточные слои артерии выращиваются на пластиковой трубке в течение 7–9 недель, а затем пластик вынимается, и новый сосуд готов для хирургии.

«Хозяин» в чужом доме. Особенную самостоятельность и активность проявляют нервные клетки. Так, в условиях эксперимента клетки из серого вещества мозга одной крысы пересадили в белое вещество мозга другой крысы. И неожиданно для себя исследователи обнаружили у пересаженных донорских клеток быстрый рост аксонов – отростков, которые осуществляют передачу нервных импульсов. А далее еще интересней: 80 % этих клеток «пустили корни» в серое вещество мозга второго животного и стали передавать сигналы по новым направлениям так же ус

пешно, как и обычные нервные клетки хозяина.

Или, например, клетки костного мозга, пересаженные в другие ткани тела, способны реконструировать иммунную систему и стимулировать рост мускулов и костей у дистрофиков. А если в омертвевшую после инсульта ткань мозга впрыснуть культуру нервных клеток, взятых у пациента, то она приживается и через 24 недели восстанавливает его речь и подвижность.

Способность нервных клеток к самостоятельной деятельности позволяет «ремонтировать» спинной мозг. Проводятся успешные опыты на животных, в частности, на свиньях. Из нервных клеток земляных червей получают композит, «склеив» их полиэтиленгликолем. Затем с ним спрессовывают разорванные концы поврежденного спинного мозга свиньи. Проводимость мозга при этом возрастает до 58 %, и парализованные свиньи начинают бегать.

Непрерывное движение клеток. Отдельные клетки наделены очень важным свойством любого живого организма – находиться в постоянном движении. При этом они могут изменять форму, изгибать мембрану, ползать по поверхностям, пробираться через узкие проходы, плавать разнообразными способами в жидкости.

Движение одних клеток происходит благодаря работе псевдоподий – ложноножек. Эти непоседы передвигаются медленным шагом со скоростью 10–13 миллиметров в час. При таком движении, называемом в науке амебоидным, тело будто перетекает с одного места на другое.

Для других клеток характерен высокоскоростной способ передвижения за счет волокноподобных образований различной длины. Такие короткие образования, волоски, обычно называют ресничками, длинные – жгутиками. С помощью ресничек перемещаются, например, яйцеклетки в яйцеводах и слизь в дыхательных путях. А благодаря волнообразным движениям жгутиков передвигаются спермин растений и животных.

Клетка в процессе движения сохраняет свои границы, так как обладает своеобразным скелетом – цитоскелетом. Эта система построена из особых структур: белковых микротрубочек и микроволокон, пронизывающих всю цитоплазму. А двигательную функцию выполняют пучки из нитей, в состав которых входит, кроме других белков, – белок актин. Наличие цитоскелета не мешает плавающей в жидкости округлой клетке размером, например, в 10–15 микрометров проходить через 3—5-микрометровый капилляр. При этом шарик превращается в узкий тяж, а ядро – в палочку.

Клетки способны передвигаться и по различным поверхностям. Так, клетки эпителия (ткани, покрывающей поверхность кожи) на краях раны обладают очень важной для организма способностью. Они почти сразу начинают ползти на обнаженную раневую поверхность, чтобы ее быстрее затянуть.

Интересно, что клетки реагируют на поверхность в зависимость от ее состава: они не любят медь и не хотят приклеиваться к некоторым искусственным материалам.

Движение невозможно без информации о положении движущегося объекта и цели передвижения. Например, еще в эмбриональном периоде развития организма, когда закладываются ткани и органы, многие клетки активно переселяются в разные точки эмбриона. Они точно знают, в какой момент и куда им направляться. Каким образом регулируется это движение, пока остается загадкой.

Целенаправленное передвижение лейкоцитов. Лейкоциты – это белые кровяные клетки, предназначение которых быть защитниками организма. Они обязаны истреблять попадающие в него микроорганизмы и инородные частицы.

Для своей неутомимой деятельности лейкоциты наделены способностью проникать в самые дальние участки тела. При движении они выпускают ложноножки подобно амебам. У этих кровяных телец даже своя «походка», на которую влияет все: и как клетка выбрасывает ложноножку, и какой формы псевдоподии, и как быстро они образуются. Биологи способны по этим характерным особенностям определить почти каждый вид амеб, но пока не лейкоцитов.

Чтобы проникать через все препятствия, например через узкий капилляр, белые клетки даже при большом диаметре способны вытягиваться в узкий тяж. Для чего нужны такие преодоления препятствий?

Дело в том, что «родильный дом» лейкоцитов – кроветворные органы, а место их обитания находится в крови. Поэтому, чтобы попасть в кроветок, лейкоциты пересекают клетку и пролезают сквозь стенки кровеносного сосуда. Для этого их псевдоподии активно внедряются в стенку сосуда между ее клетками. А за ними сквозь этот узкий промежуток, вытягиваясь и причудливо изгибаясь, протискивается и весь лейкоцит.

При полученном сигнале «тревога!», скажем, если вы загнали грязную занозу, лейкоциты устремляются уже в обратном направлении – из крови через стенки сосуда в ткани. Далее они движутся к занозе, чтобы ликвидировать попавшие с ней инфицирующие бактерии.

Разве такие удивительные возможности клеток и их способность к самостоятельной деятельности не сравнимы с чудесами? Все в созданном мире живого сложно и целесообразно.

Заключение

Всякое дыхание да хвалит Господа

«Все, все в этом мире есть наука для человека, вся эта видимая тварь, вся эта пространная картина, предстоящая нашему умному взору, соткана для нашего вразумления, отрезвления, для нашего спасения. Каждая травинка, цветок, каждый ручей, каждое насекомое – это слова, которые учат нас, призывают познать Великого Творца Мира и Жизнеподателя Бога» (Архим. Лазарь (Абашидзе).

Во все времена – до и после грехопадения, главное предназначение любого живого существа – в служении человеку. Вот что об этом говорит прп. Симеон Новый Богослов:

«Бог в начале, прежде чем насадил рай и отдал его первозданным, в пять дней устроил землю и что на ней и небо и что в нем, а в шестой создал Адама и поставил его господином и царем всего видимого творения. Рая тогда еще не было.

Но этот мир бысть от Бога, как бы рай некий, хотя вещественный и чувственный. Его и отдал Бог во власть Адаму и всем потомкам его… "И насади Бог рай во Едеме на востоцех. И прозябе Бог еще от земли всякое древо красное в видение и доброе в снедь" (Быт. 2, 9), с разными плодами, которые никогда не портились и никогда не прекращались, но всегда были свежи и сладки и доставляли первозданным великое удовольствие и приятность. Ибо надлежало доставлять и наслаждение нетленное оным телам первозданных, которые были нетленны…

Адам был создан с телом нетленным, однако ж вещественным, а не духовным еще, и поставлен Творцом Богом как царь

бессмертный над нетленным миром – не только над раем, но и над всем творением, сущим под небесами…

После преступления Адама не проклял Бог рая… а проклял лишь всю прочую землю, которая тоже была нетленна и все произращала сама собою… Тому, кто сделался тленным и смертным по причине преступления заповеди, по всей справедливости надлежало и жить на земле тленной и питаться пищею тленною…

Затем и все твари, когда увидели, что Адам изгнан из рая, не хотели более повиноваться ему, преступнику… Но Бог… сдержал все эти твари силою Своею и по благоутробию и благости Своей не дал им тотчас устремиться против человека и повелел, чтобы тварь оставалась в подчинении ему и, сделавшись тленною, служила тленному человеку, для которого создана…»

Истак, великое множество живых творений призвано служить человеку и обеспечивать благополучие планеты – его просторного жилища. Одни из них выделяют кислород и очищают воздух, другие – сдерживают чрезмерное размножение потребителей растений или животных, третьи – являются опылителями, четвертые – почвообразователями, пятые – составляют важное звено в общей многозвенной пищевой цепи. При этом живые существа самых разных видов наделены целым рядом функций, о которых мы даже и не подозреваем.