Лікарі і доктора користуються п'явками не менше двох тисячоліть для лікування багатьох недуг (рис. 1, 2, 3). З настанням ери наукової медицини, приблизно з другої поло вини XIX століття, до допомоги кровососів стали вдаватися рідше, але з 20-х років минулого століття ними знову почали цікавитися.
Механізм дії укусу п'явки
П'явку продовжують пізнавати безліч фахівців-гірудологов, тобто «піявковедів»: медиків, зоологів, біохіміків, молекулярних біологів і генетиків. Але незважаючи на всі праці, як і раніше навряд чи хто-небудь з них наважиться заявити, що досліджував цього хробака до останньої основи. Вони продовжують вивчати навіть те, що здавалося зрозумілим їх древньому колезі, - мозок п'явки (саме так часто називають велике скупчення нервових вузлів в її головному кінці).
В результаті наукових досліджень змінилися уявлення про те, як же п'явка лікує. Пішло в минуле найпоширеніше колись пояснення: тварина відсмоктує «погану» кров, очищаючи організм людини і тим самим зцілюючи його.
Але може бути, вся справа в тому, що п'явка просто-напросто видаляє частину крові? У деяких випадках невелика крововтрата для людини навіть корисна. Завдяки їй кров розріджується і легше тече через капіляри, приходять в рух міжтканинна рідина і лімфа, промиваючи і очищаючи місця, де вони до цього з якихось причин застоялись; тканини починають краще харчуватися, звільняються від продуктів розпаду, і хвороба відступає.
Одна п'явка може висмоктати від 8 до 15 грамів крові, і, якщо їх поставити штук двадцять, порція вийде чимала. Зазвичай їх брали менше, від 2 до 12, але серед лікарів були і ентузіасти (а краще сказати, фанатики), які прикладили до тіла хворого і по кілька десятків черв'яків-вампірів, - після такого «лікування» пацієнти іноді вмирали від втрати крові. Лікар або цирульник, як відомо, міг «відчинити» кров і іншим способом - надрізанням вен. Чому вони все ж воліли п'явок? Може бути, тому, що після видалення кровососа кров продовжує витікати з місць укусів ще майже добу? А може бути, просто вірили, що жива істота - більш тонкий і дієвий інструмент, ніж звичайний скальпель?
У цьому випадку лікарі були недалекі від істини. Як тепер точно встановлено, хворому стає легше не тільки через те, що кров розріджується і швидше тече по судинах. Поліпшення відбувається, головним чином, завдяки речовинам слини п'явки, що потрапляють в ранку після укусу. Вони активно втручаються в біохімічні процеси в кров'яному руслі і поза ним, зачіпають різні клітини і безліч великих і малих молекул.
Виділення залоз, наприклад слининих, в біології називають секретом. Тут це слово як не можна до речі: адже ми до сих пір не розгадали всіх загадок п'явки! Чим більше ми вивчаєм її секрет, тим більше дивуємося різноманітності вмістних в ньому біологічно активних сполук і тому, наскільки точно вони піддігнанні під процеси, що протікають в організмі «годувальників».
Здатність п'явки втручатися в чуже молекулярне господарство зпочатку здається зайвою. Чи потрібні такі складності, щоб прокусити шкіру і висмоктати з ранки трохи крові? Звичайно, потрібні! Адже кров потрібно витягти швидко і безболісний але, щоб жертва нічого не замітила. Для укусу п'явка використовує найгостріші зуби, по 90 штук на кожній з трьох щелеп. Для того щоб не потривожити мимовільного донора, у неї є ефективні знеболюючі. А швидко проковтнути їжу їй допомагають з'єднання, які розкривають капіляри поблизу місця укусу та підсилюють приплив крові до нього.
Але головна турбота п'явки - не дати крові згорнутися ні при її висмоктуванні, ні після, при зберіганні в кишковому каналі. Адже не кожен день трапляється вдале полювання! Так що їсть вона з запасом і перетравлює свою здобич довго: 5 - 9, а то і 18 міяців. І весь цей час їжа повинна залишатися свіжою. Ось чому п'явці довелося ступити на тяжкий шлях пізнання - вгризатися в механізми згортання крові та інші біохімічні, гематологічні та імунологічні премудрості. Навчання тривало мільйони років, зате тепер п'явка за всіма цими предметам відмінниця і знає їх напам'ять.
Механізм загоєння рани
Для того щоб по достоїнству оцінити майстерність п'явки і зрозуміти, як вона лікує, давайте згадаємо, що відбувається при пошкодженні судин, наприклад, коли ми поріжемо палець. Варто порушитися ніжній поверхні ендотелію, внутрішнього шару судин, як про це тут же дізнаються тромбоцити, або кров'яні пластинки, - дрібні, менше еритроцитів, без'ядерні клітини, плаваючі в плазмі крові. Вони стають липкими і як пластир пристають до волокон сполучної тканини по краях рани. Якщо вона невелика, цього достатньо для забивання пролому. Тромбоцити склеюються і між собою, утворюючи пробку - білий, або тромбоцитарний, тромб. Одночасно починаються перетворення факторів згортання крові - спеціальних білків плазмими. Серед них є і ферменти, які утворюють каскад: вони по черзі «включаються» і приводять в робочий стан наступні, так що кількість активних білків на кожному етапі швидко наростає. В кінці лавини перетворень розчинний білок фібриноген перетворюється в нерозчинний фібрин. Той утворює щільну мережу, або згусток, в якому заплутуються формені елементи крові. Те, що виходить в результаті, називають вже не білим, а звичайним тромбом. Він надійно закупорює ушкоджену судину.
А що відбувається зі згустком? Пізніше, коли ранка починає гоїтися, він розсмоктується: в організмі цим займаються спеціальні речовини, фібринолітики. Але спочатку, незабаром після поранення, згусток повинен бути міцним, і для цього фермент трансглутамінази надійними ковалентними зв'язками зшиває окремі молекули фібрину в полімер. Такий полімерний фібрин становить основу тромбу.
Те ж саме відбувалося б, якби рану наносив не гострий предмет, а п'явка.
Але описаний хід подій її абсолютно не влаштовує. Не лізе їй шматок в горло, їжу вона вживає лише рідку, і тому в складі її слини є сполуки, тимчасово виводячі з ладу механізм згортання крові. Деякі з них запобігають приклеюванню тромбоцитів до стінок судин (їх адгезію), інші - злипання один з одним (агрегацію). А крім того, секрет п'явки блокує перетворення білків плазми, що довів ще Дж.Хайкрафт в 1884 році: приготований ним з головних решт п'явок екстракт не давав крові згортатися. Пізніше, в 50-60-і роки, Ф.Маркварт виділив, очистив і вивчив гірудин - перша за рахунком речовина, відповідальна за цей ефект. З'ясувалося, що воно пригнічує тромбін - фермент, який відіграє одну з головних ролей в згортанні крові і бере участь в регуляції різних етапів цього процесу.
Пізніше в слині п'явки знайшли та інші сполуки, які заважають крові згортатися.
Як утворюється тромб
Oднако повернемося до людини.Іноді згортання крові підвищена, і тромби можуть виникати прямо в судинах. Це відбувається, наприклад, при інфаркті: тромбоцити, а за ними і плазмові білки беруть змінену атеросклеротичними бляшками внутрішню поверхню судин за рану і намагаються залікувати «пробоїну» -утворити тромб. Не дати йому утворитися або вчасно розчинити його - значить врятувати людину від інфаркту. Це і робили досвідчені лікарі, ставлячи пацієнту п'явок.
На жаль, гирудина в секреті кровососа дуже мало. Інакше за допомогою п'явок можна було б попередити і таке важке ускладнення багатьох захворювань, як синдром дисемінованого, або розсіяного, внутрішньосудинного згортання крові (ДВЗ-синдром, або тромбогеморрагічний синдром). Цей стан настає, коли в крові різко підвищується концентрація тромбіну і в різних ділянках судинного русла швидко утворюються численні згустки. Згодом з'явилася можливість робити гірудин і без п'явок, методами генної інженерії.
Дія білку дестабілази
Затримати згортання крові не так вже й складно. Однак розчинити вже сформований тромб - завдання важче. Якщо він застарілий, цього не може зробити і фермент плазмін, спеціально призначений для розчинення фібрину. А ось п'явка зі старими тромбами справляється. Лікарі користуються цим для лікування тромбофлобітів - захворювань, при яких в вені хворого утворюються тромби, що закривають її просвіт.
Як же п'явці вдається їх розчиняти? У пошуках відповіді на це питання зіткнулися з цікавим протиріччям. Основа тромбу - білок фібрин, і можна було розраховувати, що зруйнувати його вдасться протеолітичними, що розщеплюють білки, ферментами. Зазвичай лікарі саме так і роблять - вводять в кров будь-який протеолітік або активатор плазміногену, плазмового попередника ферменту плазміну. Природно було припустити, що і п'явка розчиняє тром б протеолітичними ферментами. Але саме до таких ферментів в її слині багато інгібіторів: з їх допомогою п'явка, як було сказано вище, запобігає згортанню крові. Виходить, що секрет не тільки не розщеплює білки звичайним чином, але і пригнічує ферменти, здатні це робити!
Розгадати цю загадку вдалося лише то після того, як в 1985 році І.Баскова і Г.Ніконов знайшли в секреті п'явки новий білок. Він руйнував прошитий міцними зв'язками полімерний, стабілізований фібрин, але не розчиняв нестабілізований фібрин, в якому ці зв'язки були відсутні.
Білок цей назвали дестабілаза. Змогли виділити і очистити дестабілазу і вже багато років вивчали її властивості в Інституті біоорганічної хімії РАН, в лабораторії «Структура і функції генів людини».
Вдалося зрозуміти, чому дестабілаза розчиняє фібрин: вона не чіпає звичайні пептидні зв'язку і руйнує зв'язку ізопептидні, що з'єднують в фібринобічні ланцюга лізину і глутаміну. В результаті фібрин деполімеризується і розчиняється.
На початку 90-х років були отримані грубі препарати дестабілази. Вдалося експериментально довести, що вони дійсно розчиняють тромби у тварин, а крім того, не дають тромбоцитам злипатися. Правда, тонкий механізм цього явища ще не визначений.
У дестабілази є безсумнівна перевага перед іншими тромболітиками: вона не діє на фібриноген та інші білки, не виводить з ладу всю систему згортання. Є у цього ферменту і ще одна перевага: він працює надзвичайно повільно, три-чотири дні. І це добре, адже за час розсмоктування тромбу пошкоджена стінка судин повинна встигнути відновитися. У тих же хворих, яких лікують звичайними тромболітиками тромби розчиняються набагато швидше, але через це в 25 - 35% випадків утворюються повторно.
Дестабілаза здатна руйнувати не тільки фібрин, а й інші білки, в яких є ізопептидні зв'язки. Поки це єдиний відомий фермент, здатний це робити. Ось чому вона може виявитися незамінною при лікуванні катаракти. З лікарського досвіду відомо, що у хворих, яких лікують п'явками, ця хвороба розвивається не так швидко. Напевно, зір у них зберігається довше тому, що дестабілаза руйнує ізопептидні зв'язки в білку кришталика ока, бета-кристалін. Адже саме його полімеризація шляхом утворення ізопептидних зв'язків і викликає помутніння кришталика і розвиток старечої катаракти.
Використання п'явок в мікрохірургії
Дія секрету п'явки не обмежується тільки кров'ю і стінками судин, воно поширюється далі - на прилеглі до судин і органів основну речовину сполучної тканини. Ця речовина, або матрикс, регулює надходження речовин в клітини і не дає бактеріям і великим молекулам білків вільно пересуватися по організму. Мабуть, при запаленні властивості матриксу змінюються і порушується перенесення речовин.
У цьому випадку на допомогу знову треба кликати п'явок. В їх секреті міститься ще один цінний компонент, фермент оргелаза. Оргелаза збільшує проникність капілярних стінок, розріджує матрикс сполучної тканини і полегшує доступ до клітин інших біологічно активних сполук секрету. Одночасно розкриваються допоміжні судини органу і посилюється рух крові по капілярах. Мабуть, секрет п'явок навіть сприяє утворенню нових судин. В результаті набряки швидше розсмоктуються і відновлюється нормальний рух рідин в ураженому органі, причому його дренаж триває і після видалення кровососів.
Ці властивості секрету медичної п'явки використовують в мікрохірургії при пересадці клаптів шкіри або аутотрансплантації відрізаних при нещасних випадках пальців, вух, носа. П'явок поміщають на імплантований орган і залишають, поки вони не нап'ються досхочу: під дією їх секрету судинне русло в цьому органі швидше відновлюється і з'єднується з кровоносною системою організму. Такий метод широко практикують в хірургічних клініках Америки, Англії і Франції: п'явки діють набагато ефективніше, ніж гепарин, фібринолітичні засоби та інші лікарські препарати, що відновлюють рух крові по мікросудинах органів, які приживляється.
З наведених прикладів видно, що секрет п'явки багато чого вартує, адже він здатний благотворно впливати на самі різні функції організму. Перерахуємо ще раз його властивості: противотромботичні, тромболітичні, протизапальні, антиатероскелеротичні, протиішемичні, лімфогонні. А є ще і гіпотензивні, імуностимулюючі і бактериостатичні, про які ми не говорили.
Особливий розділ гірудологов - гірудорефлексотерапія. Лікарі, які займаються цією сферою медицини, вважають, що п'явка вміє знаходити рефлексогенні точки на шкірі людини і присмоктатися саме в них, що робить укус особливо цілющим. А на які місця ставити п'явок при різних захворюваннях, підказує багатовіковий лікарський досвід.
Шкода, але п'явка як лікар не завжди досконала. Іноді після введення її секрету у хворого спостерігається слабка алергічна реакція. З таким ефектом навчилися успішно справлятися. Разом (автори І.П.Баскова, Л.Л.Завалова) з доктором Т.Н.Сеселкіною з Інституту традиційних методів в медицині створили гомеопатичний препарат на основі секрету п'явки, що знімає алергію у хворих після гірудотерапії.
Біологічно активні сполуки в кровососних п'явках
Список хвороб, при яких за допомогою звертаються до п'явок, дуже великий. Але навіть у таких різнобічних лікарів можливості обмежені. П'явки коштують дорого, часто їх секрету недостатньо, щоб допомогти хворому, і тому на основі секрету слинних залоз медичної п'явки і п'явок інших видів вчені давно намагаються зробити лікарські препарати. Перший серед них - пептид гірудин. Його вдалося виготовити методами генної інженерії. З'явилася можливість попереджати і лікувати ДВС-синдром, використовувати генно-інженерний гірудин при деяких захворюваннях серця, а також для профілактики утворення тромбів в артеріях і венах. Новийпрепарат став серйозним конкурентом гепарину. На жаль, він теж недешевий, тому дослідники намагаються хімічно синтезувати його фрагменти (гірулоги і гіругени), які володіють токою ж дією.
У журналі «Віоtechnology» (1991, том 9, стр.513) наведено таблицю, в якій представлені біологічно активні сполуки кровососних п'явок. Лише перерахуємо їх: це білки антістазін, калин, декорзін, дестабілаза, еглін. Цілющими речовинами п'явок зараз дуже цікавляться фармацевтичні фірми, адже з них можна створити прекрасні лікарські препарати.
Ми розповіли далеко не про все, що вміють п'явки і чим вони можуть нам допомогти. Але і того, що написано в цій статті, досить, щоб ще раз зрозуміти: як багато корисного для нас вдалося природі створити і довести майже до досконалості!