Мы уже знакомы с методами анализа сахара крови, и поэтому упомянутая выше проблема может показаться нам неразрешимой. Анализы проводятся наполовину химическим методом, и для них, в той или иной степени, нужны тест-полоски и другие специальные реактивы — а также человеческие руки. Можно ли выполнить данный анализ полностью автоматическим путем? Без вмешательства человека? Да еще при условии, что прибор-анализатор должен быть небольшим?.. Крайне сомнительно.
Вспомним, однако, что смысл анализа, произведенного человеком, заключается в том, чтобы получить видимый глазами результат, то есть число. Компьютеру число тоже понятно — и, получив его, компьютер может рассчитать нужную дозу инсулина и дать команду на инъекцию. Но это наш, человеческий способ мышления, плохая попытка заставить компьютер воспроизвести наши манипуляции с глюкометром и шприцом.
А зачем это, собственно, нужно? Ведь поджелудочная железа никаких чисел не определяет и работает не по дискретно-цифровому, а по аналоговому принципу.
Это значит, что количество глюкозы в крови напрямую, без всякой оцифровки, инициирует секрецию определенного количества инсулина — то есть «потенциал» глюкозы порождает адекватный отклик «потенциала» инсулина. Такие процессы в электронике давно известны и носят название аналоговых.
Итак, ИПЗ можно создать, а раз можно, то ее и создали — лет пятнадцать назад. Пятнадцать лет! Этот факт вас несомненно поразит. Вы спросите — где же эта искусственная поджелудочная железа? Почему вы никогда не видели подобного прибора? Лишь потому, что он слишком велик и несовершенен — либо мал, дорог, но опять-таки несовершенен.
Прибор «Стационарная искусственная поджелудочная железа» — «Биостатор» фирмы «Майлз» (США — Германия) представляет собой установку в виде чемоданчика с откинутой крышкой, и носить его с собой постоянно нельзя. «Биостатор» содержит три основных блока: анализатор с датчиком глюкозы и системой непрерывного взятия крови; управляющий компьютер (к которому, в старом варианте прибора, подключалось печатающее устройство, а в современной модификации — монитор); насос с системой для оперирования с растворами инсулина и глюкозы. Словом, если вы захотите воспользоваться этой ИПЗ, то вам придется возить ее с собой на тележке.
Разумеется, «Биостатор» предназначен не для этого. С его помощью ликвидируют острые состояния при диабете, к нему подключают больных с лабильным течением болезни, нормализуя им сахара. Осуществляется такая операция за 3–7 приемов, и время каждого подключения составляет от четырех часов до суток.
Для индивидуального использования предназначен другой прибор, который называется «Искусственная бета-клетка» (ИБК). По внешнему виду ИБК представляет собой пластинку размером 2х2 сантиметра, которая имплантируется в воротную вену больного (воротная вена — один из крупных кровеносных сосудов).
Прибор состоит из пяти функциональных блоков: сенсора, чувствительного к сахару крови, микрокомпьютера, блока питания (батарейки), насоса для введения инсулина и резервуара с высококонцентрированным инсулином. Уже это краткое описание порождает ряд вопросов: на сколько хватает инсулина?.. на сколько хватает батарейки?.. какова цена такого устройства?..
сколь часто его следует заменять?.. Ответим, что прибор, разработанный в начале восьмидесятых годов, был довольно несовершенен: его ресурсов хватало на небольшой срок, операцию по вживлению приходилось повторять часто, а кроме того существовала проблема тканевой несовместимости — то есть внешнее покрытие ИБК не соответствовало тканям человеческого организма, что вызывало реакцию отторжения. В наше время некоторые вопросы уже сняты, и современный ИБК может функционировать в организме больного в течение трех-пяти лет. Но стоит такой прибор очень дорого, и применять его в массовых масштабах пока что нельзя.
Мы полагаем, что третий прорыв в лечении диабета будет наиболее радикальным и многообещающим, связанным не с электроникой, а с достижениями в области физиологии. Возможно, будет найден способ восстановления активности бета-клеток (то есть полного или частичного излечения диабета); возможно, будут разработаны надежные методы по имплантации чужеродных бета-клеток или по замене поджелудочной железы. Такие операции уже выполняются на протяжении ряда лет и состоят в том, что больному пересаживают половину здоровой железы от донора. Процедура очень непростая и дорогая, причем основной проблемой, возникающей при операциях такого рода, является иммунологическая несовместимость тканей — организм больного отторгает чужеродную железу, не желает признавать ее своей.
Вариант имплантации выглядит почти фантастическим, но не будем забывать, сколь актуальна данная проблема: ведь кроме диабета существуют и другие заболевания поджелудочной железы, и самое страшное из них — рак. Так что не одним диабетикам может понадобиться новая поджелудочная железа. Вы спросите, откуда же ее взять? Свиная вряд ли подойдет, да и чужая человеческая тоже, тем более что на всех диабетиков не напасешься половинок желез от доноров. Но вспомните об опытах по клонированию, информация о которых все чаще проскальзывает в СМИ. В чем их значение и смысл? Конечно же, не в том, чтобы создать копию овцы или даже человека в любом из возможных вариантов, от разумного и равноправного двойника до бессмысленного биоробота. Главная задача — научиться клонировать человеческие органы, чтобы их пересадка не вызывала отторжения из-за несовместимости тканей. Трудно прогнозировать, когда будут разработаны подобные методы, когда они станут надежными, сравнительно дешевыми и доступными, но рано или поздно это случится.
Чтобы добавить вам оптимизма (особенно людям молодым, которым еще жить и жить), прибегнем к следующей аналогии. Природный рубин, извлеченный из копей, — драгоценный камень, который стоит очень дорого, тысячи долларов за крупный экземпляр. Но мы давно научились выращивать искусственные рубины и другие драгоценные камни; искусственный рубин (корунд) называется так лишь потому, что создан человеком, но это самый настоящий рубин, с той же кристаллической решеткой и тем же самым химическим составом, что и природный камень. Вдобавок хорошие корунды лучше природных рубинов — в них меньше трещинок, инородных включений и т. д. (собственно, по этим трещинкам и включениям опытный ювелир и отличает природный камень от искусственного). Во всем остальном эти кристаллы адекватны, но природный — редкость, а искусственные делают сотнями килограммов и цена им — рубль в базарный день. Этот пример не единственный; во многих случаях мы, люди, сумели не только воспроизвести природные процессы, но и получить в результате очень качественную и очень дешевую продукцию.
Теперь рассмотрим два других направления, упомянутых выше и связанных с имплантацией бета-клеток или восстановлением их активности. Имплантация чужеродных бета-клеток уже осуществляется: пересаживают свиные бета-клетки, которые вводятся путем инъекции. Бета-клетки внедряются в переднюю брюшную стенку, живут и дают инсулин — правда, недолго, от двух месяцев до пяти лет; затем клетки погибают. Однако больной получает облегчение, и метод имплантации при дальнейшем его совершенствовании может оказаться решением нашей проблемы. Например, в плане клонирования — ведь вырастить бета-клетку всетаки проще, чем целую поджелудочную железу.
Что касается самого радикального метода лечения, связанного с восстановлением активности собственных бета-клеток, то над этой задачей работают во многих институтах, но говорить об успехе еще рано (хотя, по мнению специалистов, полная победа над диабетом будет достигнута к 2015 году). Можно сказать лишь одно: у детей, подростков и молодых больных есть реальный шанс навсегда избавиться от диабета в срок своей жизни.
Завершая книгу, коснемся проблемы неинвазивного глюкометра. Описывая «Глюковоч» в главе 16, мы отметили, что данный прибор не может заменить глюкометр, однако его сравнение с уже существующими методами позволяет сделать некоторые выводы. Прежде всего вспомним, какие есть возможности для «домашнего анализа» сейчас и какова цена вопроса.
Во-первых, существуют полоски для определения сахара в моче. Достоинства способа: дешевый и безболезненный. Недостатки: низкая точность (только качественный результат), анализ требует уединения.
Во-вторых, существуют полоски для определения глюкозы крови. Недостатки: инвазивный анализ (то есть болезненный), низкая точность (30–40 % ошибки, в лучшем случае полуколичественный результат), высокая цена (стоимость полоски около 0,4 доллара).
В-третьих, существует глюкометр. Достоинство: точность (количественный результат). Недостатки: инвазивный анализ, высокая цена (100 долларов — глюкометр, 0,5 доллара — полоска).
