Підручники з Біології / Біологія 11 клас / Соболь В.І. Біологія 11 клас. 2019

лярнішими країнами для репродуктивного туризму в Європі стають Австрія, Південна Корея, а також Україна. Головними напрямами цього виду туризму в нашій державі є донорство й сурогатне материнство.

Досягнення українських спеціалістів у галузі репродуктивної медицини не поступаються досягненням медиків у інших країнах. Інститут репродуктивної медицини в Києві – це міжнародний медичний центр з лікування як жіночого, так і чоловічого безпліддя. Центр має відділення ембріології, репродуктології, власний кріобанк.

Отже, репродуктивна медицина – це галузь медицини, що займається відновленням репродуктивного здоров’я та розв’язуванням проблем народження дітей і планування сім’ї.

Які досягнення трансплантології?

Кінець ХХ ст. відзначився стрімким розвитком у медицині такого наукового й практичного напряму, як трансплантологія. Це розділ медицини, що вивчає трансплантацію органів, і галузь медичної практики, котра здійснює пересадку. За сучасними уявленнями, трансплантація – це спеціальний метод лікування, що полягає в пересадці анатомічного матеріалу (органів, тканин, клітин людини або тварини, фетальних матеріалів людини) від донора реципієнту і спрямований на відновлення здоров’я людини.

В останні десятиліття розвиваються три напрями трансплантології: 1) отримання анатомічного матеріалу та його імплантація (пересадка людині біоімплантатів, ксеноімплантатів і штучно виготовлених замінників органів); 2) вирощування клітин, тканин й органів поза організмом (експлантація); 3) використання трансплантатів від інших організмів свого виду (алотрансплантація) або організмів інших видів (ксенотрансплантація).

Новим у трансплантології є розділ, пов'язаний зі створенням і застосуванням штучних органів для тимчасової або постійної заміни того чи іншого органа людини. Так, наприклад, імплантованим органом можуть слугувати штучні клапани серця, якими заміняють уражені. Застосовують трансплантацію протезів судин, кришталика ока, зроблених із синтетичних матеріалів. Є моделі мініатюрних мембранних оксигенаторів, легень, підшлункової залози, печінки, нирок, серця. Перспективним є отримання органів за допомогою 3D-принтерів.

Вирощування окремих клітин, тканин і органів поза організмом на живильних середовищах і в певних умовах називається експлантацією. Цей метод використовують у наукових дослідженнях для з'ясування багатьох питань теоретичної і практичної біології та медицини. Клітинні культури використовують для отримання ділянок шкіри, деяких ферментів, антитіл. Останнім часом значне практичне значення має метод культивування клітин кісткового мозку. Культивувати в певних умовах можна також цілі ізольовані органи, що їх узято від живого або загиблого організму. Для цього використовують спеціальні камери, в яких створюють відповідні умови.

Дуже подібними до людських є органи свині, кози, приматів. На сьогодні дослідники вже успішно видаляють ендогенні ретровіруси з генома свині, використовуючи техніку редагування гена CRISPR/Cas9, і вирощують свиней, позбавлених вірусів. Це, у свою чергу, усуває одну з найбільших перешкод для трансплантації органів від свиней до людини.

§ 59. Досягнення трансплантології, репродуктивної медицини та донорства

231

Тема 9. ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У СЕЛЕКЦІЇ, МЕДИЦИНІ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

Трансплантація органів у нашій державі здійснюватиметься за новим Законом України «Про застосування трансплантації анатомічних матеріалів людині» (2018). Такі операції проводитимуть у медичних закладах України, серед яких Київський центр трансплантації кісткового мозку, Національний інститут раку України, «Охматдит», Інститут патології крові та трансфузійної медицини НАМН України (Львів), Національний інститут хірургії та тансплантології ім. О. О. Шалімова НАМН України.

Отже, перспективи трансплантології пов’язують із вирощуванням органів і тканин, отриманням штучних органів і використанням органів і тканин від інших організмів.

Які види і значення донорства?

Донорство органів і тканин (від лат. donare – дарувати) – це добровільний акт волевиявлення людини, що полягає у даванні крові або її компонентів, живої тканини або певних органів для дальшого безпосереднього використання. В Україні донором може бути будь-яка здорова й фізично повноцінна людина, яка досягла 18 років. Розрізняють декілька видів донорства (іл. 98).

раз. Процедура триває від 5 до 10 хв. Плазму можна здавати до 6 – 12 раз на рік

зінтервалами не менш ніж 2 тижні, а цільну кров – не більш ніж 3 – 5 разів на рік

зінтервалами в 3 місяці.

Донорство стовбурових клітин. Клітини для пересадки найчастіше беруть з крові. Кров донора пропускають через спеціальний прилад, вилучаючи стовбурові клітини, та повертають кров донору. Джерелом стовбурових клітин може бути і кістковий мозок донора.

Донорство яйцеклітин – це передача декількох яйцеклітин від однієї здорової жінки до іншої. Донорські яйцеклітини є єдиною можливістю для жінок, які не можуть самостійно завагітніти. Причини, з яких жінка змушена вдаватися до донорських яйцеклітин, можуть бути різними, але їх можна об’єднати в дві великі групи: або в жінки практично немає своїх яйцеклітин, або ці яйцеклітини не придатні для зачаття.

Донорство сперми – це добровільна передача власних сперматозоонів для лікування безпліддя. Донація сперми за чоловічого безпліддя практикується уже впродовж багатьох років.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею. Напрями розвитку сучасної медицини

Заповніть таблицю та схарактеризуйте біологічні основи новітніх напрямів розвитку медицини. Назвіть проблеми розвитку цих напрямів сучасної медицини в Україні.

Репродуктивна медицина

Трансплантологія

Донорство

Біологія + Професії. Медичний навігатор?

«На якісну медицину має бути попит. Попит створює населення. А в Україні, на жаль, попит на якісну медицину дуже низький. Є лише маленький прошарок населення, який знається на терміні “доказова медицина” та розуміє бонуси, що вона дарує, – розповідають медики. – Тож перспектива професії

медичного навігатора є, і її потенціал – величезний». Що таке доказова медицина? У чому суть професії медичний навігатор?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Медицина. Трансплантація – за і проти

Величезна кількість медичних відкриттів полегшили життя людині, і серед них важливе місце посідає трансплантація органів. Практика трансплантології органів на сьогоднішній день глобалізована, науково вивчена і успішно застосовується в усьому світі, що, втім, не виключає існування правових, медичних, етичних, моральних і релігійних проблем. Якими, на вашу думку, є ці проблеми?

РЕЗУЛЬТАТ

§ 59. Досягнення трансплантології, репродуктивної медицини та донорства

Тема 9. ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У СЕЛЕКЦІЇ, МЕДИЦИНІ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

234

Немає мистецтва кориснішого від медицини.

Пліній Старший

§60. ГЕННА ІНЖЕНЕРІЯ В МЕДИЦИНІ. ДОСЯГНЕННЯ РЕГЕНЕРАТИВНОЇ МЕДИЦИНИ ТА ОНКОЛОГІЇ

Основні поняття й ключові терміни: Генотерапія. Регенеративна медицина. Онкологія.

Пригадайте! Що таке генна інженерія, регенерація, онкологія?

Новини науки

У боротьбі зі СНІДом медицина досягла значних результатів, але ліків проти ВІЛ до цих пір не створено. Можливо, допоможе генна інженерія. Спеціалісти Каліфорнійського університету за допомогою методів генної інженерії «озброїли» стовбурові клітини рецептором вірусного антигена, щоб вони могли

відшукати і знищити заражені вірусом людські клітини. Унікальність таких клітин полягає ще й у тому, що вони живуть в організмі протягом майже 2 років і формують імунітет до ВІЛ.

ЗМІСТ

Які досягнення генної інженерії у медицині?

Генна інженерія, як ви уже знаєте, є напрямом молекулярної біології та генетики, що розробляє лабораторні методи цілеспрямованого утворення організмів з новими комбінаціями спадкових властивостей. Генна інженерія виявилася дуже перспективною для медицини передусім у створенні нових методів біотехнології: отримання ліків (інсулін, соматостатин, інтерферони, соматотропін), створення й застосування рекомбінантних вакцин (наприклад, проти гепатиту В і папіломи людини), генетичного тестування (наприклад, для визначення спадкової схильності новонароджених

а) фетальна генотерапія – чужорідну ДНК вводять у зиготу (ембріон) на ранній стадії розвитку;

б) соматична генотерапія – введення генів у соматичні клітини пацієнта; в) позаорганізмова генотерапія – введення генів у культивовані клітини і

пересадка цих клітин пацієнтам; г) активація власних генів організму з метою подолання дії мутантного гена.

Нині у світі вже близько 400 проектів перебувають на стадії клінічних випробувань, серед яких лікування муковісцидозу, гемофілії, імунодефіцитів, серпоподібно-клітинної анемії тощо. Одним із основних інструментів для сучасних генотерапевтичних проектів є технологія редагування ДНК – CRISPR/Cas9. За допомогою цієї системи розроблено технології для видалення ВІЛ із клітин живого організму, лікування хвороби Паркінсона, амаврозу Лебера, пухлин мозку, раку крові та ін.

У світі розроблено препарати для лікування вологої дистрофії сітківки ока – однієї з найпоширеніших причин сліпоти в людей похилого віку. У 2018 р. затверджено застосування першого в світі препарату, механізм дії якого пов’язаний з РНК-інтерференцією. Це патисаран для лікування спадкового амілоїдозу. В Україні розроблено метод терапії інфаркту міокарда із застосуванням інтерферуючих РНК.

Отже, генотерапія уможливлює безпосередній вплив на гени, що є причиною виникнення багатьох моно- й полігенних спадкових захворювань людини.

Які досягнення регенеративної медицини?

Регенеративна медицина формується на стику біології, медицини та інженерії. Вважають, що вона може докорінно змінити способи зміцнення здоров’я шляхом відновлення, підтримки і поліпшення функцій органів і тканин.

У наш час регенеративна медицина досягла значних успіхів у розробленні методів лікування різноманітних захворювань, зокрема печінки, серцево-судин- них захворювань, хвороб ока, травм центральної нервової системи тощо. Нині для лікування цукрового діабету І типу можна застосовувати методику, за якої з підшлункової залози донора відбирають клітини, що можуть синтезувати інсулін, і вживлюють їх людині з діабетом. Розроблено методику, за якої для регенерації кісток в ушкоджену ділянку вводять подрібнену кісткову тканину, що стимулює процеси регенерації.

Багато досягнень у галузі регенеративної медицини пов’язано з використанням стовбурових клітин

(ембріональних, клітин пуповинної крові). Напрям у медицині, заснований на застосуванні регенеративного потенціалу стовбурових клітин дорослого організму для лікування низки важких захворювань, називається цитотерапією. Сьогодні в Україні дозволено проведення

§ 60. Генна інженерія в медицині. Досягнення регенеративної медицини та онкології

235

Тема 9. ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У СЕЛЕКЦІЇ, МЕДИЦИНІ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

236

клінічних випробувань з лікування таких патологій із застосуванням стовбурових клітин: панкреонекроз, цироз печінки, гепатити, опікова хвороба, цукровий діабет II типу, розсіяний склероз.

Вирощування органів зі стовбурових клітин поза організмом дає змогу розв’язати проблеми отримання потрібної кількості донорського матеріалу для трансплантації органів. Наприклад, технологія химерних ембріонів дає змогу зі стовбурових клітин отримати клітини серцевого м’яза, клапани серця з наступною їх трансплантацією пацієнтам з хворим серцем (іл. 100).

Перспективний напрям використання стовбурових клітин – створення банків пуповинної крові. Стовбурові клітини цієї крові мають високу здатність до поділу та подальшої диференціації, можуть тривалий час зберігатися і використовуватися для лікування захворювань (наприклад, онкологічних, серцево-судинних).

Отже, регенеративна медицина – це сукупність методів відновлення уражених хворобою або пошкоджених тканин за допомогою активації ендогенних стовбурових клітин або трансплантації клітин.

У чому суть найновіших підходів сучасної онкології?

Онкологія (від грец. онкос – пухлина, логос – вчення) – розділ медицини, предметом якого є діагностика та лікування новоутворень. Сучасні уявлення про молекулярно-біологічні зміни в клітинах докорінно змінили підходи до розв’язування найгостріших проблем онкології.

Одним з таких підходів є біотерапія раку (використання інтерферону, його індукторів, пробіотиків), що уможливлює підвищення протипухлинного захисту організму, зниження токсичності цитостатиків.

Важливим підходом до розв’язування проблем сучасної онкології є також вакцинотерапія, головною метою якої є формування у хворого довготривалої імунної реакції, що здатна стримувати розвиток пухлинного процесу, попереджати розвиток рецидивів і метастазів. Результати вітчизняних клінічних досліджень довели, що застосування протипухлинної вакцини на основі продуктів мікробного походження забезпечує суттєве підвищення ефективності лікування хворих на рак легенів, шлунка, шлунково-кишкового тракту завдяки здатності «кілерних» клітин імунної системи розпізнати пухлинну клітину та знищити її.

Нині розвивається новий напрям у променевій терапії. Це терапія, що передбачає можливість формування поля опромінення, що повторює точні розміри і конфігурацію наявного пухлинного процесу, на який і припадає основне навантаження на тлі значного зменшення променевого впливу на навколишні тканини.

Найновіший і найперспективніший підхід у лікуванні онкологічних захворювань – це імунотерапія. «Сьогодні спрямованість лікування онкологічних захворювань нарешті змінилася від боротьби з клітинами пухлин на стимулювання власних сил організму», – зазначають науковці. Імунотерапія – це метод лікування, що є максимально фізіологічним для організму людини і дає змогу досягти значного прогресу в лікуванні раку з мінімальною шкодою для здорових клітин організму. Метою сучасної імунотерапії є не знищення ракової клітини, а модифікація клітин імунної системи (Т-лімфоцитів) для безпосередньої боротьби

з пухлинами. Подолати онкологічну хворобу можливо за допомогою активації власного імунітету пацієнта, і це довели лауреати Нобелівської премії 2018 р. в галузі фізіології і медицини американець Д. Еллісон і японець Т. Хондзе.

Отже, основними підходами в розвитку сучасної онкології є біотерапія, вакцинотерапія, променева терапія та імунотерапія.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею. Новітні напрями розвитку медицини

Заповніть таблицю та схарактеризуйте основи новітніх напрямів розвитку медицини. Назвіть проблеми розвитку сучасної медицини в Україні у цих напрямах.

Проект. Нанотехнології у медицині

Експерти склали такий перелік найважливіших, на їхню думку, розділів нанобіотехнології на наступні 15 – 20 років: адресна доставка ліків; індивідуальна діагностика; регенерація тканин й органів; імплантація клітин і тканин; генотерапія; геноміка й протеоміка; молекулярні біосенсори; нанороботи й нанокомп’ютери та ін. Підготуйте проект «Наномедицина: значення й перспективи».

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Фізика. Ядерна медицина

Ядерна медицина пов’язана із застосуванням радіоактивних речовин у діагностиці й лікуванні захворювань. Сьогодні відомо близько 80 радіонуклідів, що їх використовують в ядерній медицині. У тісному поєднанні з ядерною медициною застосовують і такі методи медицини, як дистанційна променева терапія, радіохірургія, радіонуклідна діагностика. На конкретному прикладі ядерної медицини обґрунтуйте роль фізики для розвитку ядерної медицини.

РЕЗУЛЬТАТ

§ 60. Генна інженерія в медицині. Досягнення регенеративної медицини та онкології

237

Тема 9. ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У СЕЛЕКЦІЇ, МЕДИЦИНІ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

Етика – це безмежна відповідальність перед усім, що живе.

А. Швейцер

§ 61. БІОЕТИЧНІ ПРОБЛЕМИ СУЧАСНОЇ МЕДИЦИНИ

Основні поняття й ключові терміни: БІОЕТИКА. Біоетична проблема.

Пригадайте! Що таке екологічна етика?

Поміркуйте!

Український просвітитель-гуманіст, філософ, поет і педагог Григорій Савич Сковорода (1722 – 1794) так сформулював основний закон моралі: «Що може бути шкідливіше за людину, яка володіє знанням найскладніших наук, але не має доброго серця?» Чи справедливий цей закон для біології й медицини?

ЗМІСТ

Якими є мета, об’єкт дослідження та завдання біоетики?

Наприкінці XX ст. людство усвідомило, що досягти істинного прогресу без високої моралі, моральних норм і правил неможливо. Вони конче потрібні для того, щоб захистити хворого або здорового, дитину або людину похилого віку, рослини і тварин, популяції й види, екосистеми й біосферу. Так виникла біоетика.

БІОЕТИКА (або етика життя) (від грец. етикос – звичай) – розділ науки, що вивчає проблеми моралі насамперед стосовно людини та всього живого, визначає, які дії щодо живого з морального погляду є припустимими, а які – неприпустимими. Вперше ідею про те, що людина відповідає за свою діяльність не лише перед іншими людьми, а й перед всіма іншими живими істотами, була сформульована видатним німецьким гуманістом, лауреатом Нобелівської премії з фізіології і медицини 1952 р. Альбертом Швейцером (1875 – 1965). Засновником біоетики є американський учений Ван Р. Поттер (1911 – 2001). Його концепція, викладена у праці «Біоетика – міст у майбутнє» (1969), сформувалася під впливом ідей американського еколога Олдо Леопольда (1887 – 1948), який став відомим у світі як засновник екологічної етики. Виникненню біоетики передував тисячо-

розвиток життя за допомогою моральних норм і принципів. Об'єктом дослідження постає життя в цілісності та багатома-

нітності його проявів, а предметом досліджень – моральні ціннісно-нормативні механізми збереження та розвитку життя. Основним завдання є обґрунтування базових принципів, на котрих може бути побудована несуперечлива, цілісна наука про моральні стосунки людини з живою природою.

Отже, біоетика є галуззю знання та людської практики про збереження й розвиток життя за допомогою етичних механізмів і принципів.

У чому суть основних принципів біоетики?

Основоположними принципами біоетики є такі.

1.Принцип неспричинення шкоди (принцип «не нашкодь») – найстаріший у медичній етиці. Він пов’язаний не стільки з правами пацієнтів, скільки з професійними обов’язками лікаря і фармацевта виконувати свою роботу якісно і сумлінно.

2.Принцип автономії – індивід має право розпоряджатися своїм здоров'ям і благополуччям, навіть відмовлятись від лікування за умови, що це буде вартувати йому життя.

3.Принцип інформованої згоди означає, що медичний працівник повинен якомога повніше інформувати пацієнта про стан його здоров’я й надавати йому оптимальні рекомендації щодо лікування. Пацієнт, у свою чергу, дістає можливість вільно визначити курс своїх подальших дій, найбільш прийнятний для нього особисто.

4.Принцип правдивості вказує на необхідність достовірного інформування пацієнта про стан його здоров’я. Особливої гостроти ця проблема набуває в разі діагностування невиліковних хвороб.

5.Принцип конфіденційності – це принцип лікарської таємниці й недоторканості приватного життя; ідея не розголошування лікарем відомостей, що стосуються стану здоров’я пацієнта, його приватного життя і матеріального стану. У Женевській декларації ця теза набуває чіткої і категоричної форми: «… Присягаюся поважати довірені мені секрети навіть після смерті пацієнта».

6.Принцип справедливості вимагає рівної доступності до медичної допомоги для кожного пацієнта та всіх соціальних груп суспільства.

7.Принцип людської гідності гарантує гідне ставлення до пацієнта в тому разі, якщо він позбавлений автономних рішень та дій; його, як правило, застосовують до людей, що перебувають у недієздатному фізичному та психічному стані, а також до малолітніх дітей.

8.Принцип «роби благо» означає дію на благо інших людей, що відбувається завдяки наявності в людини почуття відповідальності й обов’язку, альтруїзму, любові до ближнього, емпатії (здатності до розуміння й відчування емоційного стану інших людей, а також до сприйняття їхнього способу мислення).

Отже, одним із основних завдань біоетики є обґрунтування принципів, на котрих формується система моральних цінностей і нормативів для збереження та розвитку життя на Землі.

Які основні біоетичні проблеми сучасної медицини?

Біоетична проблема – складне теоретичне або практичне питання медицини або біології, що не має однозначного розв’язання, суперечить існуючим знанням і потребує розв’язування за допомогою наукових досліджень. Діапазон медичних технологій неймовірно розширився, зросла їхня роль у лікуванні різних захворювань. Трансплантація органів, тканин і стовбурових клітин, використання ембріональних тканин і клітин, генна терапія, штучна зміна статі, застосування трансгенних організмів з метою отримання харчових продуктів,

§ 61. Біоетичні проблеми сучасної медицини

239

Тема 9. ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У СЕЛЕКЦІЇ, МЕДИЦИНІ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

240

клонування тварин і людини породжують чимало етичних суперечностей. Окрім того, серед проблемних питань на сучасному етапі розвитку біоетики виокремлюють: наукові дослідження на тваринах, генетичні технології й втручання в репродукцію людини, ставлення до смерті та сучасних технологій подовження життя, соціальну справедливість у медицині.

Завданням біоетики є не лише визначення проблем, а й формування суспільноприйнятої загальної позиції щодо неоднозначних питань медицини.

Біоетика щодо дослідів з тваринами. Загальноприйнятим світовим стандартом, що дав змогу добути новий науковий досвід і значною мірою скоротити кількість використовуваних лабораторних тварин, є «Концепція трьох R» (англ. reduction, refinement and replacement) – скорочення, удосконалення та заміни відносно експериментування на лабораторних тваринах.

Біоетика про статус людського ембріона. З позицій біоетики людський ембріон має право на життя з моменту запліднення. Це перше й основне право кожної людської істоти. Через те аборт – порушення основного права людини на життя.

Біоетика щодо репродуктивних технологій. Репродуктивні технології етично виправдано в разі безплідності, яка не піддається медикаментозному й хірургічному лікуванню, особливо у випадках імунологічної несумісності, нездоланних перешкод для злиття гамет.

Біоетика щодо трансплантології. З огляду на існуючі біоетичні складнощі й протиріччя, що стосуються предмета трансплантології, ВООЗ розробила основні принципи трансплантації органів, сутність яких зводиться до такого. Органи і тканини можуть бути вилучені від трупа або живої людини лише за умови отримання згоди на це відповідно до чинного законодавства. Одним із важливих етичних моментів, що стосуються трансплантології, є суворе дотримання лікарської таємниці відносно джерела одержання донорських органів.

Біоетика щодо клонування людини. Будь-яке втручання з метою створення людини, ідентичної до іншої людини, живої або мертвої, забороняється. У світі заборона клонування встановлюється в одній з трьох форм: формі прямої або непрямої повної заборони клонування людини; заборони виключно репродуктивного клонування людини; тимчасової заборони клонування людини.

Біоетика щодо припинення життя невиліковно хворої людини (евтаназії).

Людське життя є найвищою соціальною цінністю й має бути захищене до моменту його природного завершення. Враховуючи етичний бік евтаназії, вважаємо недоцільним її легалізацію, оскільки це порушуватиме фундаментальне право людини на життя.

Отже, біоетика відповідальна за аналіз біоетичних проблем та створення загальноприйнятих етичних норм, що ґрунтуються на повазі до людської гідності й дбайливому ставленні до середовища життя.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота. Основні принципи біоетики

Поясніть сутність основних принципів біоетики. Сформулюйте власну позицію щодо дотримання біоетики в біомедичних й біологічних дослідженнях.