общая биология и генетика. Медикобиологическое направление в медицине нового времени (16401918) Термин новая история
 Скачать 23.26 Kb.
|
|
Медико-биологическое направление в медицине нового времени (1640—1918) Термин «новая история» (или «новое время») впервые введен гуманистами XVI в. В современной исторической науке новое время отождествляется с периодом утверждения и развития капиталистических отношений и ограничивается условными хронологическими рамками 1640—1918 гг. Особенности развития медицины Капиталистическое производство ощущало насущную необходимость в развитии естественно-научных знаний (механики, физики, химии). Особое влияние на их становление оказал французский материализм XVIII в., который сыграл большую роль в подготовке Великой французской буржуазной революции. Центральное место в этом процессе занимали многолетнее издание «Энциклопедии наук, искусств и ремесел» (Дени Дидро, Жан д'Алам-бер) и работы крупнейших мыслителей Франции этого периода —- философов-просветителей Франсуа Мари-Аруэ Вольтера и Жан-Жака Руссо. Большое значение имела также деятельность врачей-материалистов Анри Л еру a (Leroy, Henry, 1598— 1679), Жюльена Ламетри (La Mettrie, Julien Offreyde, 1709—1751) и Пьера Кабаниса (Cabanis, Pierre-Jean-Georges, 1757—1808)—выдающихся представителей французской школы механистического материализма. Определяющее значение для развития диалектических взглядов на природу и развитие медицины в целом имели великие естественно-научные открытия конца XVIII — первой половины XIX в., среди которых Ф. Энгельс отметил три основных: теория клеточного строения живых организмов, закон сохранения и превращения энергии и эволюционное учение (табл. 10)—«три великих открытия», которые объясняли все основные процессы в природе естественными причинами. Фундаментальные открытия в ведущих отраслях естествознания имели определяющее значение для развития науки и техники. На их основе получила дальнейшее развитие и медицина. ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА Биология (от греч. bios —жизнь, logos —учение) —совокупность наук о живой природе. Термин биология предложен Ж. Ламарком в конце XVIII в. Биология весьма обширная наука для того, чтобы один исследователь мог охватить ее. Поэтому большинство биологов являются специалистами в какой-либо одной ее отрасли: ботанике или зологии, анатомии или физиологии, гистологии или эмбриологии, паразитологии, экологии, теории эволюции, генетике и т. д. Несмотря на многогранность биологии, есть в этой науке основные, в се объем л ю-щие обобщения, такие как клеточная теория (М. Шлейден, 1838; Т. Шванн, 1839), теория эволюции органического мира (основные положения которой сформировал Ч. Дарвин, 1859), законы наследственности (Г. Мендель, 1865) и др. Подготовленные всем ходом предыдущего развития наук, они определяют их будущее и составляют фундамент последующих исследований в различных областях естествознания. Теория эволюции органического мира Становление биологии тесно связано с формированием представлений об историческом развитии органического мира. Элементы этой идеи прослеживаются в произведениях древнегреческих философов от Фалеса до Аристотеля. Многие философы и естествоиспытатели эпохи Возрождения и нового времени высказывали мысль об изменчивости живой природы. Среди них немецкий философ Г. Лейбниц, предсказавший существование переходных форм между растениями и животными; швейцарский натуралист Ш. Бонне, развивавший идею о «лестнице существ» (1745) как отражении прогрессирующего усложнения органического мира; Л. Л. Бюффон, выдвинувший смелую гипотезу о развитии Земли (1749). Подразделив «естественную историю» Земли на семь периодов, Бюффон предположил, что растения, затем животные, а за ними и человек появились в последние периоды развития планеты. Он допускал также, что одни формы могут превращаться в другие под влиянием климата или условий существования и что существует «непрерывная иерархия от самого низшего растения до самого высокоорганизованного животного». Огромное влияние на формирование эволюционных идей ученых нескольких поколений оказали принципы систематики органического мира, которые заложил шведский врач и натуралист Карл Линней (Linnaeus, Саго-lus, 1707—1778). В его знаменитом труде «Система природы» («Systema naturae», 1735), 12 раз издававшемся при жизни автора, были впервые предложены основы классификации «трех царств природы» (растений, животных и минералов). Каждое из царств он разделил на классы, отряды, роды и виды; для всех органических видов ввел обязательную бинарную (двойную) номенклатуру. Линней впервые отнес человека к классу млекопитающих (отряду приматов), что в то время требовало от ученого большой гражданской смелости. К. Линней был избран членом академий наук Германии (1754), Швеции (1739), Великобритании (1753), России (1754), Франции (1762). Это свидетельствует о его огромном влиянии на развитие мирового естествознания. Труды Линнея способствовали формированию идей Ж- Ламарка и Ч. Дарвина. Первая теория эволюционного развития живых существ была сформулирована французским естествоиспытателем Жаном Ламарком (Lamarck, Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet, 1744—1829)—учеником и последователем французских материалистов и просветителей XVIII в. (рис. 116). Эволюционная теория Ламарка была натурфилософской концепцией с элементами идеализма. Основные положения своей теории, изложенные в труде «Философия зоологии» («Philo-sophie zoologique», 1809), Ламарк вывел, занимаясь сравнительной анатомией беспозвоночных (он первым разделил животных на позвоночных и беспозвоночных и ввел эти понятия). Ламарк утверждал, что между видами животных нет резких граней; виды не являются постоянными — они изменяются, приобретая новые свойства под влиянием окружающей среды, и наследуют эти признаки. Он выступал против концепции преформизма, утверждая, что «все живые тела происходят одни от других», но при этом развиваются не из «предсуществую-щих зародышей». Теория Ламарка содержала несколько положений идеалистического характера. Ламарк считал, что признаки, возникающие адекватно воздействующим факторам окружающей среды, передаются по наследству. Кроме того, прогресс организмов он • объяснял их внутренним «стремлением» к самосовершенствованию. Эти положения впоследствии легли в основу ламаркизма — односторонней концепции второй половины XIX в., ставшей после смерти Ламарка антитезой дарвинизма. Но все это не умаляет исторических заслуг самого Ламарка, предложившего первую целостную теорию эволюции. Это понимал и высоко ценил один из величайших биологов мира, основоположник эволюционного учения — Чарлз Дарвин (Darwin, Charles Robert, 1809—1882; рис. 117). Чарлз Дарвин оставил огромное научное наследие, которое насчитывает более 8 тысяч печатных страниц. Его основополагающий труд «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение избранных пород в борьбе за жизнь» («The Origin of Species by means of naturae selection») вышел в свет в 1859 г. В последующих работах Ч. Дарвина «Изменение домашних животных и культурных растений» (1868), «Происхождение человека и половой отбор» (1871) и других эволюционное учение получило свое дальнейшее развитие. Основываясь на огромном фактическом материале, который в значительной степени был получен во время кругосветного путешествия на корабле «Бигл» (1831—1836), предпринятом им после окончания Кембриджского университета, Ч. Дарвин утверждал, что существующие на Земле животные и растения произошли от ранее распространенных видов в результате эволюции. Главными факторами эволюции Ч. Дарвин определил, изменчивость, наследственность и естественный отбор в условиях «борьбы за существование» (понятие, введенное Дарвином). Таким образом, Ч. Дарвин дал материалистическое (диалектическое) обоснование возникновению приспособительных признаков в противовес идеалистической ' (метафизической) точке зрения об изначальной целесообразности существующего мира. Ф'. Энгельс назвал теорию Дарвина . в числе трех основных естественно-научных открытий . XIX в. В письме к К. Марксу он писал в 1859 г.: «...до сих пор никогда еще не было столь грандиозной попытки доказать историческое развитие в природе, да к тому же еще с таким успехом»*. Чарлз Дарвин был избран почетным доктором Кембриджского, Боннского, Брес-славского и Лейденского университетов, членом-корреспондентом Петербургской (1867) и Берлинской (1878) академий наук. Его учение открыло новый исторический подход к изучению закономерностей живой природы и способствовало дальнейшему развитию всех биологических наук. Учение о наследственности и изменчивости Серьезным научным обоснованием эволюционной теории явилось открытие законов наследственности чешским естествоиспытателем Грегором Менделем (Mendel Gregor Johann, 1822— 1884, рис. 118), ставшим основоположником одного из важнейших направлений современной биологии — генетики (от греч. genetikos— относящийся к происхождению; термин предложил В. Бейтсон (V. Bateson) в 1906 г.). В опытах по гибридизации двух сортов гороха, которые Мендель проводил в течение 10 лет, он установил, что организмы содержат наследственные факторы, которые при скрещивании передаются потомству, имеют дискретную природу и переходят от поколения к поколению согласно вариационно-статическим закономерностям (1865). Основные принципы учения о наследственности были изложены в его труде «Опыты над растительными гибридами» («Versuche tiber Pflanzen-Hybriden», 1865), ставшем впоследствии классическим. Г. Мендель опередил науку своего времени. Его открытие не получило адекватной оценки и долгое время оставалось в тени. Оно не было известно Ч, Дарвину, в то время как именно «менделизм... устраняет самое опасное возражение, которое, по словам самого Дарвина, когда-либо было сделано его теории»*. Это — утрата вновь приобретенных признаков в поколениях. Признание революционной роли открытия Менделя состоялось в 1900/ 1901 гг., когда Г. де Фрис (G. de Fries, Голландия), К. Корренс (С. Сог-rens, Германия) и Е. Чермак (Е. Tschermak, Австрия) почти одновременно повторно открыли законы наследственности Менделя и опытным путем доказали правильность его выводов. С этого времени ведет свое начало экспериментальная генетика — наука о наследственности и изменчивости организмов. Важным этапом в развитии генетики явилось создание в 1911 г. хромосомной теории наследственности (Т Морган (Т. Morgan) и сотрудники) С этого момента ведущей теорией генетики стала материалистическая концепция гена. XX век явился временем бурного развития генетики, а на ее базе новых направлений —молекулярной генетики и молекулярной биологии. Развитие биологии в 21 веке Самое главное для этого периода то, что ученые научились читать генетическую информацию. Прочли гены уже многих бактерий, некоторых растений и простейших животных, практически прочитали геном человека. Здесь еще остались сложные, но в основном математические, технические проблемы. Когда объявили, что расшифрован геном человека, имелось в виду, что получен «буквенный текст». Сейчас появились методы, позволяющие быстро читать такие тексты. В основном биологи считают, что первая задача это старение. Здесь две точки зрения. Одна – общепринятая, что старение – это поломка сложной системы, которая рано или поздно должна произойти. Но Вейсманом (Weismann) в конце 19 века была высказана другая точка зрения – что смерть была придумана эволюцией для того, чтобы выбраковывать ненужные особи, чтобы быстрее сменялись поколения, чтобы популяция не засорялась монстрами (чем старше организм, тем больше вероятность, что он родит уродливое потомство). Чтобы все это предотвратить, была – специально! – придумана смерть в результате старения. Первые указания в пользу вейсмановской точки зрения уже есть. Обнаружены такие гены, при поломке которых существо живет дольше. Есть такой червячок, у которого удалось вышибить два определенных гена – и его жизнь удлинилась в шесть раз. В 1999 году был проделан опыт на мышах: им испортили ген (это называется нокаут гена), который кодирует так называемый белок р66 , - и продолжительность жизни подопытных особей возросла на 30 процентов. Есть еще очень интересная задача для наступившего века – решение проблемы старения генетического материала. У бактерий генетический материал имеет форму кольца. Когда нужно сделать копию, на эту кольцевую молекулу в определенных местах может сесть определенный белок, фермент, который по ней ползет и наращивает ее копию. Естественно, у него при этом всегда и справа и слева есть молекула ДНК, ведь она же кольцевая. А когда появились так называемые эукариоты, более сложные клетки, то ДНК разорвалась, она стала линейной. Но поразительно, что «копирующий» механизм остался прежним. Он по-прежнему работает только тогда, когда у него и справа и слева есть генетический материал. Соответственно, самый кончик молекулы ДНК не копируется. Этот переход случился сотни миллионов лет назад. За это время возникло множество других ферментов, изменились старые ферменты – но вот этот механизм почему-то остался прежним. Сейчас возникает новая химия, оперирующая веществами, которых нет в природе. Вот пример одной недавней и совершенно фантастической работы: нахождение вещества, блокирующего белок р53. Этот ключевой белок, называется «стражем генома», есть в каждой клетке. Он «ползает» по молекуле ДНК и проверяет, не порвалась ли она где-нибудь. Если порвалась, он дает команду починить, а сам продолжает ползать. Если ДНК не чинится, белок дает другой приказ – запрещает клетке делиться. А потом если за длительный срок повреждение не исправлено, дает приказ на самоубийство – приводит в действие самурайский закон, и клетка сама себя убивает. Так вот, оказывается, что в половине всех случаев рака этот замечательный белок сломан. Поэтому клетка с поврежденной ДНК и шалеет – сигнала на самоубийство нет. С другой стороны, при инфарктах, инсультах, септическим шоке это самоубийство охватывает сразу огромное количество клеток в жизненно важном органе. Итак, с одной стороны, р53 очень хорош своим антираковым действием, с другой – отчасти из-за него мы гибнем от инфаркта и инсульта. Здравоохранение будущего. Генетические технологии и персонализированная медицина как драйвер развития отрасли Генетические технологии в медицине претерпевают настоящий скачок развития. Секвенирование генома широко используется в программах управления здоровьем, что позволяет выявлять заболевания на ранней стадии и проводить эффективную терапию. Широкое внедрение в клиническую практику клеточных и генотерапевтических технологий открывает сегодня перед медициной беспрецедентные возможности в борьбе с заболеваниями, которые сегодня считаются неизлечимыми. При этом вопросы допустимости вмешательства в геном человека создают сегодня огромный резонанс, сталкиваясь с вопросами социально-этического характера и вмешательства в эволюцию человечества в целом. Бесспорно, развитие генетических технологий — это вопрос прогрессивной медицины и национальной биобезопасности. Но также несомненна необходимость создания государственных механизмов, защищающих права и свободу человеческой личности. Драйвером каких достижений для сферы здравоохранения в области диагностических систем, инновационных алгоритмов лечения, лекарственных средств является развитие генетических технологий? Каковы реальность и перспективы генетических технологий в клинической практике? Какие проводятся в России инновационные генетические исследования, профилактике каких заболеваний они могут способствовать в ближайшем будущем? Каковы перспективы их развития в здравоохранении? Какой международный опыт в генной диагностике и терапии сегодня является наиболее приемлемым для России? Какие возможности и риски несут в себе исследования в области редактирования генома человека? Каковы перспективы их трансфера в практическую медицину? Каким задачам отвечает Федеральная научно-технологическая программа генетических технологий? |