10.10.2019

Антибиотики, дети из пробирки и пересадка органов

14 октября в Стокгольме завершится 118-я по счету Нобелевская неделя. Она началась 7 октября с вручения премии по физиологии и медицине, которую присудили британцу Питеру Рэтклиффу и американцам Уильяму Келину и Греггу Семенца за исследования реакций клеток на доступность кислорода. +1 представляет десятку важнейших открытий нобелевских лауреатов прошлых лет, повлиявших на развитие мировой медицины.

Открытие рентгеновских лучей

Первую в истории Нобелевскую премию по физике получил немец Вильгельм Рентген в 1901 году. Он открыл новый вид лучей, способных проникать сквозь преграды, включая металл, дерево и плоть. Кроме того, он обнаружил, что с помощью неизвестных лучей можно сфотографировать кости живых людей. Первый рентгеновский снимок сделал сам ученый: это изображение кисти его жены, на котором четко видны кости и обручальное кольцо. Новость о революционном открытии мгновенно попала на первые полосы всех газет: Рентген сделал его 8 ноября 1895 года, а в январе следующего года публикации о неизвестном прежде излучении появились в крупнейших научных журналах Nature и The Lancet. С тех пор рентгенотехника стремительно прогрессирует: чтобы в 1896 году сделать рентгенографию кисти руки, требовалось неподвижно держать руку 15 минут, сейчас для этого достаточно доли секунды.

Исследование иммунитета

Рождением иммунологии как науки принято считать присуждение Нобелевской премии российскому биологу Илье Мечникову и немецкому врачу Паулю Эрлиху в 1908 году. Мечников открыл явление фагоцитоза — это процесс поглощения клетками чужеродных частиц — и разработал фагоцитарную, или клеточную, теорию иммунитета. Эрлих описал формирование антител в крови человека. Сначала между сторонниками двух теорий велись споры, однако сейчас Мечников считается основателем теории врожденного иммунитета, а Эрлих — теории приобретенного иммунитета, которые дополняют друг друга.

Открытие инсулина

В начале XX века единственным средством борьбы с диабетом была строгая безуглеводная низкокалорийная диета. К тому времени уже установили, что причиной диабета является недостаток белкового гормона инсулина, выделяемого так называемыми островками Лангерганса (скопления гормон-продуцирующих (эндокринных) клеток — прим. +1) в поджелудочной железе. Выделить инсулин из островков Лангерганса пытались многие исследователи. Успехом увенчались только эксперименты, которые канадский физиолог Фредерика Бантинга и его ассистент Чарльз Бест проводили под руководством профессора физиологии Джона Маклеода. Первые клинические испытания инсулина на человеке прошли в начале 1920-х. Фредерик Бантинг стал самым молодым лауреатом Нобелевской премии по медицине — в момент вручения в 1923 году ему было 32 года.

Открытие витаминов

В середине 1890-х Христиан Эйкман, голландский военный врач, изучая болезнь бери-бери на острове Ява, установил, что ее вызывает неправильный рацион. Он обнаружил, что излечить болезнь можно, заменив шлифованный рис нешлифованным.

Спустя почти два десятилетия после открытия Эйкмана британский биохимик Фредерик Хопкинс, основываясь на опытах с мышами и крысами, предположил, что для роста и развития млекопитающих, помимо белков, жиров и углеводов, необходимы еще какие-то вещества.

Идентифицировать элемент, который содержится в нешлифованном рисе и помогает вылечить бери-бери, удалось биохимику Казимежу Функу. Он назвал этот элемент vitamine — от слов vita (жизнь) и amine (амины, класс органических соединений). Позже выяснилось, что не все подобные элементы относятся к аминам, и название сократили до vitamin.

В 1929 году Эйкман и Хопкинс получили Нобелевскую премию за открытие витаминов.

Классификация групп крови

Эксперименты по переливанию крови проводились учеными на протяжении столетий. Однако большинство таких процедур заканчивались смертью пациентов. К 1900 году ученым уже был известен феномен агглютинации — склеивания красных кровяных клеток, которое может произойти при перемешивании крови двух человек, но никто не понимал причины этого явления. В 1901 году Карл Ландштейнер, исследователь из Венского университета, выяснил, что агглютинация возникает в результате выработки антител организмом хозяина крови против донорских клеток крови. Этот иммунный ответ обусловлен тем, что кровь разных людей отличается по типам антигенов, расположенных на поверхности красных кровяных клеток. Ландштейнер выделил таких три типа и обозначил их буквами A, B и С (позже была заменена на O), что соответствовало трем группам крови. Четвертую группу, обозначенную как AB, открыли годом позже. Исследование Ландштейнера сделало возможным безопасное переливание крови от одного человека к другому, за что в 1930 году он был удостоен Нобелевской премии.

Открытие пенициллина

Первый в истории антибиотик — пенициллин — был открыт случайно. Британский бактериолог Александр Флеминг занимался изучением стафилококков. Однажды, вернувшись из двухнедельного отпуска, он обнаружил, что в чашке петри с бактериями появилась плесень. Вокруг колоний плесени бактерии были уничтожены. В ходе дальнейших экспериментов Флеминг выяснил, что антибактериальное вещество вырабатывают не все плесневые грибы, а только одна их разновидность — Penicillium notatum. Это вещество ученый назвал пенициллином. Выделить вещество и получить из него лекарство удалось ученым из Оксфорда Говарду Флори и Эрнсту Чейну. В 1945 году Флеминг, Флори и Чейн получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

Трансплантация органов и клеток

Долгое время пересадка органов одного человека другому считалась невозможной из-за борьбы иммунитета с инородными телами. «Постепенное отторжение чужой кожи при пересадке поражало меня. Как организм хозяина различает свою кожу и чужую?» — пишет в автобиографии нобелевский лауреат Джозеф Мюррей. В 1954 году ему удалось провести первую в мире пересадку почки между близнецами, а в 1962-м — пересадку от неродственного донора. Чтобы избежать отторжения, Мюррей использовал иммуносупрессоры — препараты, подавляющие иммунитет.

Спустя четыре года после первой успешной операции Мюррея другой американский врач Эдвард Донналл Томас провел первую пересадку костного мозга (тоже между близнецами). Благодаря его исследованиям уровень смертности от лейкемии значительно снизился.

В 1990 году Мюррей и Томас получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытия, касающиеся пересадки органов и клеток.

Изобретение магнитно-резонансной томографии

Благодаря магнитно-резонансной томографии врачи могут получить точный объемный снимок внутренних органов пациента и исследовать их работу без хирургического вмешательства. Метод основан на явлении ядерно-магнитного резонанса, за открытие и изучение которого вручили Нобелевскую премию по физике в 1944-м и 1952 году. Применить явление ядерно-магнитного резонанса для получения снимков органов человека сумели американский химик Пол Лотербур и британский физик Питер Мэнсфилд, за что получили Нобелевскую премию по медицине в 2003 году.

Открытие вируса иммунодефицита человека

По данным ВОЗ, сейчас в мире живет примерно 32 млн ВИЧ-инфицированных людей. Сегодня они могут вести нормальный образ жизни благодаря антиретровирусной терапии, разработка которой стала возможной после открытия французскими вирусологами Люком Монтанье и Франсуазой Барре-Синусси вируса, вызывающего СПИД. Исследования ученых дали возможность диагностировать заболевание по анализу крови и предотвращать заражение при переливании и трансплантации.

Технология искусственного оплодотворения

Каждая десятая супружеская пара в мире бесплодна. Однако это не означает, что у нее не может быть детей: шансом стать родителями эти люди обязаны технологии искусственного оплодотворения, за которую британский физиолог Роберт Эдвардс в 2010 году получил Нобелевскую премию. К тому моменту, как Эдвардс начал свои эксперименты с человеческими яйцеклетками, ученым уже удавалось успешно оплодотворить в пробирке яйцеклетки кроликов. Однако оказалось, что жизненный цикл человеческой яйцеклетки совершенно иной. Исследователь выяснил, как созревает яйцеклетка человека, какие гормоны регулируют ее созревание, когда она наиболее восприимчива к оплодотворению. Первая в мире искусственная беременность наступила в 1973 году, а первый ребенок «из пробирки» Луиза Джой Браун родилась 25 июля 1978 года. За сорок прошедших с тех пор лет таких людей появилось около 8 млн.