Serce w kosmosie [GN]

Prof. dr hab. Michał Tendera jest kardiologiem, kierownikiem III Kliniki Kardiologii Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach. Autor zdjęcia: Henryk Przondziono

O tym, jak działa serce i jak się je „naprawia”, kiedy się „zepsuje”, z prof. Michałem Tenderą rozmawia Tomasz Rożek

Tomasz Rożek: Serce to pompa. Musi być wydajna, sprawna, bezawaryjna, ale w końcu to tylko pompa. Czego jeszcze dzisiaj o tej pompie nie wiemy?

—Prof. Michał Tendera: — Serce anatomicznie zostało poznane już kilka wieków temu. Są to właściwie dwie pompy pracujące szeregowo. Prawa komora z prawym przedsionkiem to pompa, która wtłacza krew do płuc, gdzie zostaje nasycona tlenem. Później krew przechodzi do lewego przedsionka, a z niego do lewej komory, stanowiącej drugą pompę. Lewa komora zapewnia dopływ krwi do całego organizmu. Przepływ krwi generowany przez te pompy podlega samoregulacji.

Co to jest samoregulacja?

— To właściwość polegająca na dostosowaniu wydajności pomp do zapotrzebowania organizmu. W spoczynku to zapotrzebowanie jest mniejsze, a podczas wysiłku zdecydowanie wzrasta. Regulacja ilości krwi pompowanej przez serce następuje m.in. przez zmianę częstości skurczów. W prawym przedsionku znajdują się komórki, które wysyłają impulsy, inicjujące skurcze mięśnia sercowego. To tzw. rozrusznik serca, który może pracować w rytmie od 50 do 60, aż do ponad 150 uderzeń na minutę.

Kiedy ten skomplikowany system zaczyna działać? W którym miesiącu czy tygodniu życia?

— Serce zaczyna się rozwijać już we wczesnym okresie życia płodowego, jednak nawet u dojrzałego płodu wygląda inaczej niż u dorosłego. Przed porodem dwa wspomniane już systemy krążenia krwi, czyli płucny (z prawym przedsionkiem i komorą) oraz systemowy (z lewą komorą i przedsionkiem) są w dwóch miejscach połączone. Te połączenia po porodzie się zasklepiają. Jeżeli do tego nie dojdzie — choć zdarza się to rzadko — trzeba je chirurgicznie zamknąć. Po urodzeniu fizjologia serca już się nie zmienia.

Słuchając Pana, Profesorze, mam wrażenie, że o sercu wiemy już wszystko.

— Nie, ciągle dowiadujemy się o nim czegoś nowego. Do niedawna na przykład myśleliśmy, że serce jest narządem, który nie posiada żadnych zdolności regeneracyjnych. Trudno nam było jednak uwierzyć, że te same komórki mięśnia sercowego, z którymi człowiek się rodzi, są w stanie funkcjonować do późnej starości. I rzeczywiście, ostatnio potwierdzono, że serce może się regenerować. Nowe komórki mogą zastępować stare.

Czy ta wiedza może nam się do czegoś przydać?

— Oczywiście. Na przykład zawał to gwałtowna, burzliwa utrata części komórek mięśnia sercowego. Chcemy się dowiedzieć, czy martwą część serca można jakoś przywrócić do życia.

Można?

— Tego jeszcze nie wiemy. Prowadzimy w tym kierunku badania. Dowiedliśmy ostatnio, że w organizmie dorosłego człowieka istnieją, tzw. niezarodkowe komórki macierzyste, które mogą stanowić potencjalną rezerwę na wypadek uszkodzenia serca. Mamy nadzieję, że komórki te potrafią się różnicować, czyli w odpowiednich warunkach mogą służyć do regeneracji różnych narządów, nie tylko serca.

Te komórki naukowcy wyciągają z organizmu, namnażają na szkiełku i...

—Bardzo byśmy chcieli, ale to jeszcze daleka przyszłość. Na razie jesteśmy w stanie je identyfikować i izolować, ale nie potrafimy ich jeszcze namnażać u dorosłych osób. Jak dotąd, jest to możliwe tylko w badaniach na zwierzętach.

Ale docelowo kardiolodzy chcieliby z komórek macierzystych produkować kawałki serca?

— Taka jest idea, choć do jej realizacji jeszcze daleka droga. Serce jest bardzo skomplikowanym organem. Samo przekształcenie komórek macierzystych w komórki mięśnia sercowego (czego na razie nie jesteśmy w stanie dokonać) byłoby tylko częściowym sukcesem. Aby przywrócić prawidłową funkcję serca, nowo powstałe komórki muszą być odpowiednio ułożone. Serce musi się przecież kurczyć w skoordynowany sposób. Cały narząd musi też być odpowiednio ukrwiony, bo komórki muszą mieć odpowiednią ilość energii, aby mogły pracować. Samo odtworzenie pojedynczych komórek mięśnia sercowego jest pewnie w zasięgu ręki, ale nie oznacza, niestety, możliwości zrekonstruowania całego fizjologicznie kurczącego się narządu.

Kiedy będzie można ogłosić pełny sukces? To kwestia 5, 15 czy 50 lat?

— Pracuję w medycynie 40 lat i im dłużej się nią zajmuję, tym mniejszą mam ochotę bawić się w proroka. Medycyna jest dyscypliną uczącą pokory. Uczciwie powiem więc, że nie wiem. Komórki macierzyste już teraz mają aplikacje kliniczne. Najlepszym przykładem jest leczenie chorób hematologicznych, chociażby białaczek. Przeszczepy szpiku powodują, że ludzie, którzy niedawno byli skazani na śmierć, w tej chwili mają wysoką szansę przeżycia. W kardiologii jesteśmy jeszcze dość dalecy od wdrożenia tej koncepcji do leczenia chorych. Przede wszystkim dlatego, że nie jesteśmy w stanie odtworzyć struktury serca, ale też dlatego, że każda niezróżnicowana komórka może rozwijać się w pożądanym kierunku, ale ma też potencjał do tworzenia innych tkanek, w tym guzów. To jest sprawa, którą musimy poznać, zanim zaproponujemy chorym aplikację kliniczną.

Równie często jak o komórkach macierzystych mówi się o terapii genowej. Co to takiego?

— Terapia genowa polega na tym, że przy użyciu tzw. wektorów, które zwykle są zmodyfikowanymi wirusami, wprowadza się do materiału genetycznego komórki substancje, powodujące zahamowanie działania pewnych genów lub zwiększenie ich aktywności. Działanie poszczególnych genów leży u podstaw wielu chorób. Na pozór sprawa jest więc prosta. Wprowadzamy do komórki czynnik, który powoduje, że konkretne geny zaczynają być bardziej lub mniej aktywne — w zależności od tego, co chcemy osiągnąć. Rozwój terapii genowej zaczął się ok. 10 lat temu. Wtedy wydawało się, że jesteśmy tuż-tuż. Dzisiaj wiemy, że tak nie jest.

Skąd to rozczarowanie?

—Terapia genowa w wielu przypadkach nie spełniła oczekiwań. Geny, które są pobudzane lub hamowane, po pewnym czasie wracają do aktywności sprzed terapii. Poza tym i tutaj pojawiają się powikłania czy działania niepożądane. Dzisiaj ciągle nie wiemy, czy i kiedy ta dziedzina rzeczywiście się rozwinie.

Niedawno odbył się pierwszy udany test na sali chirurgicznej polskiego robota kardiologicznego. Czy kiedyś chirurg na Ziemi będzie mógł operować kogoś, kto znajduje się w bazie na Marsie?

— To stosunkowo trudne z powodu długiego czasu, jaki zajmuje przesyłanie na taką odległość sygnałów radiowych. Ale myślę, że w obrębie planety będzie to możliwe już niedługo. Już teraz chirurg wcale nie musi być blisko pacjenta.

W czym robot jest lepszy od chirurga?

— Pacjenta operuje robot, którym musi sterować chirurg. W czym taka maszyna jest lepsza? Na pewno może być bardziej precyzyjna. Postęp związany z robotyzacją może też polegać na coraz mniejszej inwazyjności działań chirurgicznych. Operacja serca z zastosowaniem robota może być prowadzona przez małe otwory między żebrami, z uniknięciem dużej rany operacyjnej. Potencjalnie taką operację można też przeprowadzić w warunkach, w których operator i pacjent znajdują się w różnych miejscach.

Czy ten postęp może wiązać się z jakimiś zagrożeniami?

— Ja je widzę. Pacjentowi potrzebna jest nie tylko profesjonalna opieka, ale także fizyczna obecność drugiego człowieka. Robot tego nie zapewni. Byłoby niedobrze, gdyby technologia oddzieliła lekarzy od pacjentów. Pole dla robotyki widzę raczej w zupełnie wyjątkowych sytuacjach. Jest wiele obszarów, gdzie lekarz dojechać po prostu nie może.

Nie tylko na Ziemi. Jesteśmy w przededniu komercyjnego podboju kosmosu. NASA chce budować bazę na Księżycu, a później na Marsie.

— Roboty w takim przypadku są potencjalnym rozwiązaniem. Myślę, że w przestrzeni ludzi będą operowały maszyny sterowane z Ziemi.

opr. mg/mg