산소는 생명의 비약입니다. 뇌졸중, 심장마비 또는 사망 중에 흐름을 멈추면 신체 조직이 생물학적 폭풍에 반응하여 결국 사망에 이르게 됩니다.
장기 이식에는 좋지 않습니다. 대부분의 기증된 장기는 죽음 이후에도 살아남기 위해 고군분투합니다. 산소가 부족하면 빠르게 기능을 잃습니다. 세포는 새어 나오는 산성의 팽창된 얼룩으로 변하여 이웃을 다치게 합니다. 면역 체계가 증가하여 치명적인 호르몬과 면역 화학 물질의 혼합물을 펌핑하여 뇌와 면역 체계를 과도하게 몰아 과정에서 대부분의 기관을 손상시킵니다. 즉, 죽음이 시작되면 되돌릴 수 없습니다.
아니면 거기에 있습니까?
새로운 연구 in 자연 있을 수 있음을 시사합니다. 과학자 팀은 외부 순환 시스템을 사용하여 죽은 지 몇 시간 후에 돼지의 장기를 부분적으로 소생시켰습니다. OrganEx라고 불리는 이 시스템은 대체 순환 시스템처럼 작동합니다. 혈액 대신 합성 대체 물질을 펌프하여 몸이 아직 살아 있다고 생각하도록 속입니다.
분명히 말해서, 과학자들은 돼지 좀비를 만들지 않았습니다. 혈액 대체 요법이 일부 뇌 조직을 보존하는 데 도움이 되었지만 뉴런에서 조정된 전기적 활동을 재활성화하지 않았습니다. 즉, 돼지가 절차 중에 의식을 회복할 가능성은 극히 낮습니다. 그러나 다른 신체 기관은 제XNUMX의 삶을 위한 잠재적인 활력을 얻었습니다. 심장, 간, 신장의 세포는 다중 분자 분석을 기반으로 스스로 복구되었습니다.
목표는 새로운 시대의 프랑켄슈타인을 만드는 것이 아닙니다. 오히려 현재에 도움이 된다. 장기 이식 제한된 혈류로 인한 부족 및 건강 응급 상황. "이 성과는 이식과 뇌졸중 및 심장 마비의 치료를 개선하는 방법을 나타냅니다." 쓴 연구에 참여하지 않은 네덜란드 흐로닝언 대학의 Robert Porte 박사.
죽은 장기를 되살리기 위한 팀의 첫 시도는 아닙니다. 위로 2019에서, 그들은 죽은 지 XNUMX시간 후에 돼지의 뇌 활동을 촉발하여 죽음을 정의하는 방법에 대한 폭풍우를 일으켰습니다. "인류 역사의 대부분 동안 죽음은 매우 단순했습니다. 이제 우리는 되돌릴 수 없는 것에 대해 질문해야 합니다." 말했다 당시 앨런 뇌과학연구소 소장이자 수석 과학자인 크리스토프 코흐(Christof Koch) 박사.
“이것은 정말 놀랍고 믿을 수 없을 정도로 중요한 연구입니다. 그것은 죽은 후에 뇌와 같은 포유동물 기관(인간 포함)의 세포가 몇 시간 동안 죽지 않는다는 것을 보여줍니다.” 말했다 연구에 참여하지 않은 New York 대학의 Sam Parnia 박사.
두뇌 재부팅
죽음의 첫 조각은 아름답지 않습니다. 세포에 산소가 부족하면 내부 분자 과정이 혼란스러워집니다. 이 과정은 일반적으로 산소를 운반하는 혈액의 부족을 의미하는 허혈이라고 합니다. 물이 없는 농작물의 계곡처럼 이는 나쁜 징조입니다. 심장에 대한 허혈은 심장마비를 유발할 수 있습니다. 뇌에, 뇌졸중.
솔루션은 쉬워야 합니다. 농작물에 물을 공급하는 것처럼 세포에 더 많은 산소를 추가하면 세포가 좋아질 것입니다.
좀 빠지는. 시행착오를 거쳐 과학자들은 산소가 부족한 조직(예: 뇌 또는 심장)을 산소가 풍부한 혈액으로 펌프질하면 배우기 부상. 마른 선인장에 갑자기 물을 너무 많이 주어 뿌리를 썩게 하는 것과 같다.
왜 이런 일이 일어나는지 아직 확실하지 않지만 과학자들은 아이디어를 만들어내고 있습니다. 같은 팀의 첫 번째 돌파구는 2019년에 브레인(Brain)이라는 기술을 개발했을 때 나왔습니다.Ex 32시간 동안 산소가 고갈된 후 6마리의 돼지 머리에서 일부 신경 기능을 회복하는 데 도움이 됩니다. 예열된 방부제 액체를 뇌의 동맥에 주입하자 뇌 세포는 정상적인 대사 활동을 보였고 일반적으로 사망 시 붕괴되는 구조를 유지했습니다. 개별 뉴런도 전기 폭발로 불꽃을 일으켰지만 뇌는 정교한 신경 활동이나 인식의 징후를 보이지 않았습니다.
그러나 결과는 연구 저자인 예일 대학의 Nenad Sestan 박사에게 아이디어를 촉발했습니다. 뇌는 산소 결핍에 민감한 매우 섬세한 기관입니다. 우리가 그것을 어느 정도 재부팅 할 수 있다면 왜 몸 전체의 장기에 대해 동일한 작업을 수행하지 않습니까?
"죽은 돼지 뇌에서 일부 기능을 회복할 수 있다면 다른 기관에서도 할 수 있습니다." 말했다.
모든 곳에서 모든 것을 한 번에
뒤로 돌아가자.
죽으면 심장 박동이 멈춥니다. 이것은 모든 조직이 산소와 영양소가 결핍되어 혈액을 재관류한 후에도 시들어 버린다는 것을 의미합니다. 보호막이 무너집니다. 장기는 구조적 완전성을 잃습니다.
조직을 건강하게 유지하는 비결은 cryoprotective perfusate라는 특수 유체입니다. 혈액 순환에 바로 들어가는 믿을 수 없을 정도로 영양가가 높은 스무디라고 생각하십시오. 또는 생물학적 액체 금. 저자는 조리법을 가지고 있습니다. 적혈구의 단백질을 모방하여 산소 운반을 돕는 화학물질인 헤모퓨어(Hemopure); 혈전으로부터 보호하는 화학 물질; 손상으로부터 세포를 보호하는 풍부한 영양소.
그러나 몸 전체를 보호하는 것은 일부 신경 기능을 보존하는 것보다 훨씬 더 큰 일입니다. 새로운 연구에서 저자들은 레시피를 약간 수정했습니다. 주된 것은 면역 체계를 억제하는 데 도움이 되는 구성 요소를 추가하는 것이었습니다. 다른 하나는 죽어가는 조직을 돕기 위해 전해질을 뿌리고 항생제의 종류를 바꾸는 것이었습니다. 그들은 그들의 새로운 기술을 OrganEx라고 불렀습니다.
"인공 혈액"을 수혈하기 위해 팀은 관류액을 돼지의 혈류로 펌핑하는 자동화 시스템을 구축했습니다. 그들은 모두 한 시간 전에 심장 마비로 사망했으며 맥박이 없었습니다. 팀은 그들의 OrganEx 시스템을 코로나19와 같이 산소와 씨름하는 사람들을 위해 병원에서 사용하는 ECMO(체외막 산소 공급 장치)의 황금 표준과 비교했습니다.
XNUMX시간 후, 그들은 결과를 확인했습니다. ECMO는 모든 장기에 적절하게 산소를 공급할 수 없었습니다. 작은 혈관 중 일부가 무너졌습니다. 대조적으로 OrganEx 시스템으로 처리된 동물은 세포가 부패하는 일반적인 문제인 전해질이나 산성도 문제가 거의 없었습니다. 더 깊이 파고들면 세 가지 유형의 뇌 세포가 전전두엽 피질(추론 및 기타 집행 기능에 중요한 머리 앞쪽의 뇌 영역)에서 더 잘 보존되는 것으로 보입니다.
연구팀은 뇌를 넘어 심장, 폐, 간, 신장, 그리고 췌장. 이 시스템은 산소가 신체의 조직으로 흐르면서 순환을 다시 시작하는 것처럼 보였습니다. 장기의 일부는 신진대사에 자주 사용되는 당 세포의 일종인 포도당을 흡수했습니다. OrganEx 처리 돼지의 간은 ECMO와 달리 정상적인 단백질을 배출했습니다. 세포의 유전적 프로그래밍도 다시 살아났고, 세포 복구 및 복원에 관련된 유전자를 증가시켰습니다.
"현미경으로는 건강한 장기와 사후에 OrganEx 기술로 치료한 장기를 구별하기 어려웠습니다." 말했다 연구 저자 Dr. Zvonimir Vrselja.
말할 수 없다면 그것이 중요합니까?
네, 그렇습니다. OrganEx는 돼지의 장기를 활성화하는 데 도움이 되지만 죽은 동물을 되살리는 것과는 거리가 멉니다. 오히려 그들의 장기는 심장마비나 뇌졸중 중에 발생하는 낮은 산소 수준으로부터 더 잘 보호되었습니다.
Porte는 "OrganEx 시스템(또는 그 구성 요소)을 사용하여 응급 상황에서 그러한 사람들을 치료할 수 있다고 상상할 수 있습니다."라고 말했습니다.
이 기술은 또한 기증자의 장기를 보존하는 데 도움이 될 수 있지만 갈 길이 멉니다. NYU Grossman School of Medicine의 이식 윤리 및 정책 연구 책임자인 Dr. Brendan Parent에게 OrganEx는 이 분야에 대한 재고를 강요할 수 있습니다. 예를 들어, 누군가가 말초 기관이 작동하지만 의식을 회복하지 못할 수 있습니까? 의료기술이 발전함에 따라 죽음은 순간이 아니라 과정이 된다.
"이 상황은 의료계에서 '아무도 없는 다리'로 알려져 있으며 ECPR(체외 심폐 소생술)에서 ECMO 사용이 증가함에 따라 이미 더 보편화되었습니다." 쓴 부모의.
현재 이 연구는 조직과 기관이 혈액을 빼앗긴 후 재생하는 놀라운 능력을 가지고 있음을 시사합니다. 저자들은 "전체적으로 허혈성 조직과 회복에 미치는 광범위한 영향을 완전히 이해하려면 우리 기술의 추가 최적화와 확장이 필요할 것"이라고 말했다.
이미지 제공: David Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy, Shupei Zhang; 세스탄 연구소; 예일 의과 대학. OrganEx는 사망 후 XNUMX시간 후에 조직 기능을 복원합니다. 신장은 구조를 회복합니다.
