Страница 18 из 22
Однако интенсивное развитие этой науки началось с 1998 г., когда американские ученые Д. Томпсон и Д. Герхард обосновали бессмертие эмбриональных стволовых клеток.
Итак, что же это за клетки? Это прародительницы всех без исключения типов клеток в организме. Они способны к самообновлению и, что самое важное, в процессе деления образуют специализированные клетки различных тканей. Обновляя и замещая клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений, они восстанавливают и регенерируют организм человека с момента его рождения.
Потенциал стволовых клеток только начинает использоваться наукой. Ученые надеются в ближайшем будущем создавать из них ткани и целые органы, необходимые больным для трансплантации, что позволит отказаться от использования донорских органов. Преимущество стволовых клеток в том, что их можно вырастить из клеток самого пациента и они не будут вызывать отторжения. Потребности медицины в таком материале просто огромны. В настоящее время только 10―20 % людей излечиваются благодаря удачной пересадке органа, остальные же погибают еще на этапе ожидания операции.
Все стволовые клетки делятся на эмбриональные и соматические. Эмбриональные выделяются из эмбриона на ранней стадии его развития. А соматические – это клетки взрослого организма, которые присутствуют преимущественно в костном мозге и в периферической крови (циркулирующей по сосудам вне кроветворных органов), а также в небольших количествах во всех органах и тканях.
Ко второй группе относятся клетки плацентарно-пуповинной крови, собранной сразу после рождения ребенка. Поместив эту кровь в криобанк стволовых клеток, можно использовать ее в дальнейшем для восстановления практически всех тканей и органов, а также для лечения любых заболеваний, в том числе онкологических. Однако количество стволовых клеток в пуповинной крови недостаточно велико, потому использовать их можно только однократно и лишь для самого ребенка, пока он не достиг 10-летнего возраста.
Самый же доступный источник стволовых клеток – это костный мозг человека. Концентрация «чудодейственных» клеток в нем максимальна, к тому же среди них есть как гемопоэтические (кроветворные), из которых формируются абсолютно все клетки крови, так и мезенхимальные, регенерирующие практически любые органы и ткани.
Французские ученые доказали, что некоторые стволовые клетки продолжают жить и делиться даже после смерти человека. Согласно исследованиям, этот период может составлять от нескольких часов до нескольких недель. Так, например, стволовые клетки мышечной ткани способны функционировать в течение двух недель после наступления смерти организма, и, несмотря на то что в этот период все процессы замедляются, способность развиваться в полноценные клетки не утрачивается. Специалисты из парижского Института Пастера уверены, что их открытие поможет найти новые источники стволовых клеток и разработать революционные методы их консервации.
В 1998 г. французские ученые нашли способ выращивать стволовые клетки в питательной среде. Между тем почти одновременно с французами значительных успехов в изучении стволовых клеток добились японцы, которые в одном из биологических центров Токио смогли вырастить сетчатку глаза. Стволовые клетки были подсажены в глазное яблоко, после чего под воздействием специальных препаратов довольно быстро сформировали здоровую сетчатку, рецепторы которой способны воспринимать свет, цвета и передавать нервные импульсы в мозг. Это открытие может произвести революцию в лечении болезней глаз и дать надежду на восстановление зрения полностью слепым людям.
В 2012 г. Джон Моррис опубликовал в издании PLOS One результаты исследований, проведенных вместе с коллегами, и заявил, что стволовые клетки содержатся даже в злокачественных новообразованиях. Они способны делиться и дифференцироваться в самые разные типы ткани, а кроме того, генерировать новые стволовые клетки.
Таким образом, стволовые клетки в каком-то смысле действительно могут стать «запчастями» для нашего организма. И для этого вовсе не обязательно выращивать искусственные эмбрионы, ведь стволовые клетки содержатся в теле любого взрослого человека.
Химия
Медь и бронза
Какой металл первым вошел в жизнь людей? Золото? Серебро? Железо? Нет, это была медь: ее нашли 6000 лет назад. Правда, в то время наши предки орудовали каменными топориками и костяными ножами, потому находкой не особо заинтересовались. Однако со временем древний человек разочаровался в материалах, из которых мастерил свои инструменты: камень был очень тяжелым, а кость часто ломалась. Довелось искать что-то иное, попрочнее да полегче, и тут на помощь пришел необычный минерал – желто-красный, с зеленцой, еще и блестящий.
Это оказалась медь – точнее, медная руда, но люди приняли ее за камень и попытались делать с ней то же, что с обычными камнями: придавать нужную форму, многократно откалывая по кусочку. Результат получался неожиданный: мягкая медь гнулась, принимая самые причудливые формы, и становилась тверже. Значит, из нее можно что-то выковать, сообразили древние мастера. Потом кто-то случайно сунул породу в огонь, она стала плавиться, и людей осенило: в таком состоянии из материала можно ковать все, что угодно, – хоть наконечники копий, хоть крючки для ловли рыбы, хоть бусы и браслеты. Да, медные ножи выходили не такими крепкими, как костяные и каменные, зато затачивать их не составляло труда, да и починить можно было на раз-два, вместо того чтобы делать новые.
Кроме того, оказалось, что из податливой меди очень удобно ковать тонкие, острые лезвия, которым каменные аналоги и в подметки не годились. Медным топором древний дровосек мог срубить довольно-таки толстое дерево втрое быстрее, чем каменным. Медная пила справлялась с распиливанием ствола на бревна в 20 раз быстрее каменной, а скорость обработки досок медным ножом вдесятеро превышала скорость строгания каменным инструментом.
Постепенно люди привыкали к работе с медью, экспериментировали с ней, выковывая такие орудия, о которых раньше и помыслить не могли, а те помогали им осваивать новые занятия, делали их жизнь удобнее и проще. Так на смену каменному веку пришел медный.
Раньше всех с медью подружились народы, населявшие территорию Турции, – именно там археологи нашли самые древние предметы из красного металла, возраст которых составлял 7―8 тысячелетий. Жители Месопотамии – одной из самых развитых ранних цивилизаций Ближнего Востока – начали мастерить медные украшения в VI-м тысячелетии до н. э. Через тысячу лет добывать и использовать медь научились египтяне, китайцы и балканские народы, затем к обработке красного металла подключились европейцы, а за ними – индейцы Южной Америки.
Впрочем, о местонахождении древнейших залежей меди ученые спорят до сих пор. Если отталкиваться от латинского названия меди – купрум, можно предположить, что первые залежи были обнаружены на греческом острове Кипр, где добыча этого металла велась с III-го тысячелетия до н. э. Однако в израильской долине Тимна было выявлено месторождение, на тысячу лет старше кипрского, к тому же, по прикидкам археологов, именно там впервые отлили слиток из красного металла. Когда-то даже поговаривали, будто рудники Тимны – это те самые легендарные копи мудрого царя Соломона, откуда добывался материал для изготовления монет, посуды, дворцового декора и прочих составляющих монаршего богатства. Но потом эту гипотезу отбросили: Соломон жил в Х в. до н. э. – в то время горнодобывающие работы в долине уже были остановлены.
Как-то раз один кузнец попробовал расплавить в специальной печи, устроенной по принципу гончарной, медную руду с небольшой примесью олова. Каково же было удивление мастера, когда на выходе он получил металл, в разы тверже и крепче меди! Поработав с новым металлом, кузнец заметил, что плавится он быстрее меди и при этом становится менее вязким, благодаря чему из него можно отливать весьма сложные, тонкие, изысканные изделия, которые легко шлифуются. В итоге из сплава меди с оловом при сравнительно небольших усилиях получались очень интересные и качественные вещи, поэтому кузнец специально стал смешивать эти металлы, и вскоре его примеру последовали другие мастера. Новый материал назвали бронзой, а новую эпоху, начало которой ознаменовалось повсеместным использованием сплава, – бронзовым веком.