- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
- Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
У нас цею експеримент БУВ повторень на мішах, хоча в наших дослідах смороду НЕ вітрімувалі такого трівалого перебування під кулею Рідини. Перфторвуглеці в два рази важча за воду і в 1000 разів важчий за повітря, тому діафрагма легких миші не може довго переносити таке навантаження. Однак примусове прокачування перфторвуглецю через легені дозволяло тварині досить довго дихати цією рідиною. Настільки наочна демонстрація газотранспортних властивостей перфторуглеродов відразу привела до ідеї використовувати їх як кровозамінники.
На початку 80-х років ми провели експеримент з інфузоріями тетрахімени. Ці інфузорії рухаються в ту сторону, де більше кисню. Вони періодично піднімаються до поверхневого шару за "ковтком" повітря, утворюючи при цьому біоконвенціонние потоки. Якщо кювету з водою, в якій знаходяться інфузорії, перевернути і помістити в банку з рідким перфторвуглеців, то тетрахімени не спливали наверх, а рухаються по дну на кордоні розділу вода - перфторвуглеців. Причина зрозуміла: кисень надходить в воду з перфторвуглецю. Цей експеримент, так само як і експеримент з мишею-утопленицею, показав, що різні організми - від інфузорій до ссавців - можуть засвоювати кисень, який розчинений у перфторвуглеців. Так починалася історія, що завершилася створенням "блакитної крові" - газотранспортної емульсії для внутрішньовенного введення. Нині цей препарат, який отримав назву перфторан, пройшовши всі стадії клінічних випробувань, використовується як вільний від усіх інфекцій і не вимагає груповий сумісності кровозамінник.
Біля витоків створення перфторана
Перфторан був створений великим колективом різних фахівців. Розробка почалася ще в 1979 році за ініціативою трьох дослідників: академіка, генерал-майор-інженера Івана Людвіговича Кнунянц, професора, доктора медичних наук Фелікса Федоровича Белоярцева і автора цієї статті - біофізика.
Великомасштабна вітчизняна програма "Перфторвуглеці в біології та медицині" (1980-1985 рр.) В кінцевому підсумку привела до створення перфторана. На жаль, І. Л. Кнунянц і Ф. Ф. Белоярцев пішли з життя, почавши дослідження, але не побачивши їх результату. Однак долі їх склалися по-різному.
Якщо І. Л. Кнунянц, родоначальник вітчизняної школи фторорганіков, зайнявся проблемою кровозамінників на заході своєї наукової кар'єри, коли йому було вже понад сімдесят років, в зеніті віддаються йому заслужених почестей, то Ф. Ф. Белоярцева в 1979 році було тільки 37 років. Хоча у нього вже були заслуги, які виділяють його з-поміж однолітків: потомствений лікар, випускник і гордість Астраханського медичного інституту, автор кількох книг з анестезіології, учасник бригади хірургів, якою керує легендарним М. Дебейки, оперувала президента Академії наук СРСР М. В. Келдиша. У 34 роки Ф. Ф. Белоярцев став доктором медичних наук (випадок для медицини нечастий), в 35 років - завідувачем відділенням відомого клінічного установи Росії - Інституту серцево-судинної хірургії ім. А. Н. Бакулєва. У 38 років він завідує лабораторією медичної біофізики Інституту біологічної фізики АН СРСР в Пущино. Тут і почалися його захоплення перфторвуглеродами і робота над створенням газотранспортних емульсій.
Внесок І. Л. Кнунянц до цього часу в різні галузі хімічної науки, як і в фармакологію, вже був добре відомий і оцінений Ленінської і декількома Державними преміями. Для Ф. Ф. Белоярцева перфторуглеродних газотранспортний кровозамінник був первістком, метою і пристрастю його життя. Саме тому коли в умовах тоталітарної системи в 1985 році на голову Ф. Ф. Белоярцева обрушився шквал безглуздих звинувачень і він вперше зіткнувся з діями правоохоронної системи тоталітарної держави, наклепом і обшуками, то, не витримавши цькування, наклав на себе руки.
Людям старшого покоління добре пам'ятна історія "блакитної крові" в період з 1982 по 1990 рік, коли масова преса була заповнена публікаціями на цю тему. Дослідження по створенню вітчизняного перфторуглеродних кровозамінника штучно були затримані майже на шість років. Навряд чи доцільно викладати тут цю історію, оскільки тепер вона вже описана в книгах і в багатьох журнальних і газетних статтях. На жаль, ми часто говоримо про лідерів нашої науки в минулому часі, поховавши їх.
Хроніка останніх років
Квітень 1992 року. Незалежні експерти американської фармацевтичної фірми "Алльянс" (Pharm.Corp.Alliance, San Diego, USA) своїми методами досліджували перфторан. Віце-президент фірми Алльянс доктор С. Файтфул дав йому високу оцінку.
2 вересня 1997, Пекін. Відкрився XII Міжнародний конгрес з штучним клітинам, кровозамінників та иммобилизованной біотехнології. У день відкриття на пленарному засіданні біофізики з Пущино показали спеціально підготовлений до конгресу десятихвилинний фільм "Русский перфторан. Що це таке?"
Оскільки учасники конгресу в своїй масі не знали, що в Росії з 1990 року були відновлені роботи по створенню перфторуглеродних кровозамінників, то повідомлення про наявність російського комерційного препарату, до того ж перевершує за своїми характеристиками японський препарат флюозол DA, було сенсацією. Сидячі в залі вважали, що російські зазнали фіаско в цьому напрямку. І раптом представники Росії повідомляють, що перфторан існує, продається і широко використовується в клініках.
Спочатку в залі панували недовіру і скепсис. Після відповідей на численні запитання вони змінилися підвищеним інтересом. Слухачів вразила і порівняно низька ціна - 200 доларів за дозу 400 мл. Японський препарат майже в два рази дорожче. Однак для вітчизняного ринку на тлі наших жебраків щорічних бюджетів, що виділяються на охорону здоров'я, вартість препарату виглядає значною. Альо що робити? Його ціна не пов'язана з монополією на виробництво. Високі енергоємні технології і дорога сировина - ось причини.
8-9 жовтня 1997 року, Санкт-Петербург. У Військово-медичної академії пройшла Всеармійського наукова конференція на тему "Фізіологічні активні речовини на основі перфторуглеродов у військовій медицині" Я не буду втомлювати читача перерахуванням назв доповідей, присвячених різним областям використання перфторану в клініках. Їх було понад сімдесят. Важливий підсумок: експертна комісія, створена Головним військово-медичним управлінням Міністерства оборони Росії, рекомендувала препарат для використання в армії.
9-11 червня 1998 року, Пущино. В Інституті теоретичної та експериментальної біофізики Російської академії наук пройшла Х міжнародна конференція "Перфторвуглеці в біології та медицині" Клініцисти з дванадцяти міст Росії і України розповіли про застосування перфторану в хірургії, терапії, офтальмології та реаніматології.
Так що історія з "блакитною кров'ю" все-таки закінчилася успіхом.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
У нас цею експеримент БУВ повторень на мішах, хоча в наших дослідах смороду НЕ вітрімувалі такого трівалого перебування під кулею Рідини. Перфторвуглеці в два рази важча за воду і в 1000 разів важчий за повітря, тому діафрагма легких миші не може довго переносити таке навантаження. Однак примусове прокачування перфторвуглецю через легені дозволяло тварині досить довго дихати цією рідиною. Настільки наочна демонстрація газотранспортних властивостей перфторуглеродов відразу привела до ідеї використовувати їх як кровозамінники.
На початку 80-х років ми провели експеримент з інфузоріями тетрахімени. Ці інфузорії рухаються в ту сторону, де більше кисню. Вони періодично піднімаються до поверхневого шару за "ковтком" повітря, утворюючи при цьому біоконвенціонние потоки. Якщо кювету з водою, в якій знаходяться інфузорії, перевернути і помістити в банку з рідким перфторвуглеців, то тетрахімени не спливали наверх, а рухаються по дну на кордоні розділу вода - перфторвуглеців. Причина зрозуміла: кисень надходить в воду з перфторвуглецю. Цей експеримент, так само як і експеримент з мишею-утопленицею, показав, що різні організми - від інфузорій до ссавців - можуть засвоювати кисень, який розчинений у перфторвуглеців. Так починалася історія, що завершилася створенням "блакитної крові" - газотранспортної емульсії для внутрішньовенного введення. Нині цей препарат, який отримав назву перфторан, пройшовши всі стадії клінічних випробувань, використовується як вільний від усіх інфекцій і не вимагає груповий сумісності кровозамінник.
Біля витоків створення перфторана
Перфторан був створений великим колективом різних фахівців. Розробка почалася ще в 1979 році за ініціативою трьох дослідників: академіка, генерал-майор-інженера Івана Людвіговича Кнунянц, професора, доктора медичних наук Фелікса Федоровича Белоярцева і автора цієї статті - біофізика.
Великомасштабна вітчизняна програма "Перфторвуглеці в біології та медицині" (1980-1985 рр.) В кінцевому підсумку привела до створення перфторана. На жаль, І. Л. Кнунянц і Ф. Ф. Белоярцев пішли з життя, почавши дослідження, але не побачивши їх результату. Однак долі їх склалися по-різному.
Якщо І. Л. Кнунянц, родоначальник вітчизняної школи фторорганіков, зайнявся проблемою кровозамінників на заході своєї наукової кар'єри, коли йому було вже понад сімдесят років, в зеніті віддаються йому заслужених почестей, то Ф. Ф. Белоярцева в 1979 році було тільки 37 років. Хоча у нього вже були заслуги, які виділяють його з-поміж однолітків: потомствений лікар, випускник і гордість Астраханського медичного інституту, автор кількох книг з анестезіології, учасник бригади хірургів, якою керує легендарним М. Дебейки, оперувала президента Академії наук СРСР М. В. Келдиша. У 34 роки Ф. Ф. Белоярцев став доктором медичних наук (випадок для медицини нечастий), в 35 років - завідувачем відділенням відомого клінічного установи Росії - Інституту серцево-судинної хірургії ім. А. Н. Бакулєва. У 38 років він завідує лабораторією медичної біофізики Інституту біологічної фізики АН СРСР в Пущино. Тут і почалися його захоплення перфторвуглеродами і робота над створенням газотранспортних емульсій.
Внесок І. Л. Кнунянц до цього часу в різні галузі хімічної науки, як і в фармакологію, вже був добре відомий і оцінений Ленінської і декількома Державними преміями. Для Ф. Ф. Белоярцева перфторуглеродних газотранспортний кровозамінник був первістком, метою і пристрастю його життя. Саме тому коли в умовах тоталітарної системи в 1985 році на голову Ф. Ф. Белоярцева обрушився шквал безглуздих звинувачень і він вперше зіткнувся з діями правоохоронної системи тоталітарної держави, наклепом і обшуками, то, не витримавши цькування, наклав на себе руки.
Людям старшого покоління добре пам'ятна історія "блакитної крові" в період з 1982 по 1990 рік, коли масова преса була заповнена публікаціями на цю тему. Дослідження по створенню вітчизняного перфторуглеродних кровозамінника штучно були затримані майже на шість років. Навряд чи доцільно викладати тут цю історію, оскільки тепер вона вже описана в книгах і в багатьох журнальних і газетних статтях. На жаль, ми часто говоримо про лідерів нашої науки в минулому часі, поховавши їх.
Хроніка останніх років
Квітень 1992 року. Незалежні експерти американської фармацевтичної фірми "Алльянс" (Pharm.Corp.Alliance, San Diego, USA) своїми методами досліджували перфторан. Віце-президент фірми Алльянс доктор С. Файтфул дав йому високу оцінку.
2 вересня 1997, Пекін. Відкрився XII Міжнародний конгрес з штучним клітинам, кровозамінників та иммобилизованной біотехнології. У день відкриття на пленарному засіданні біофізики з Пущино показали спеціально підготовлений до конгресу десятихвилинний фільм "Русский перфторан. Що це таке?"
Оскільки учасники конгресу в своїй масі не знали, що в Росії з 1990 року були відновлені роботи по створенню перфторуглеродних кровозамінників, то повідомлення про наявність російського комерційного препарату, до того ж перевершує за своїми характеристиками японський препарат флюозол DA, було сенсацією. Сидячі в залі вважали, що російські зазнали фіаско в цьому напрямку. І раптом представники Росії повідомляють, що перфторан існує, продається і широко використовується в клініках.
Спочатку в залі панували недовіру і скепсис. Після відповідей на численні запитання вони змінилися підвищеним інтересом. Слухачів вразила і порівняно низька ціна - 200 доларів за дозу 400 мл. Японський препарат майже в два рази дорожче. Однак для вітчизняного ринку на тлі наших жебраків щорічних бюджетів, що виділяються на охорону здоров'я, вартість препарату виглядає значною. Але що робити? Його ціна не пов'язана з монополією на виробництво. Високі енергоємні технології і дорога сировина - ось причини.
8-9 жовтня 1997 року, Санкт-Петербург. У Військово-медичної академії пройшла Всеармійського наукова конференція на тему "Фізіологічні активні речовини на основі перфторуглеродов у військовій медицині" Я не буду втомлювати читача перерахуванням назв доповідей, присвячених різним областям використання перфторану в клініках. Їх було понад сімдесят. Важливий підсумок: експертна комісія, створена Головним військово-медичним управлінням Міністерства оборони Росії, рекомендувала препарат для використання в армії.
9-11 червня 1998 року, Пущино. В Інституті теоретичної та експериментальної біофізики Російської академії наук пройшла Х міжнародна конференція "Перфторвуглеці в біології та медицині" Клініцисти з дванадцяти міст Росії і України розповіли про застосування перфторану в хірургії, терапії, офтальмології та реаніматології.
Так що історія з "блакитною кров'ю" все-таки закінчилася успіхом.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
У нас цей експеримент був повторений на мишах, хоча в наших дослідах вони не витримували такого тривалого перебування під шаром рідини. Перфторвуглеці в два рази важча за воду і в 1000 разів важчий за повітря, тому діафрагма легких миші не може довго переносити таке навантаження. Однак примусове прокачування перфторвуглецю через легені дозволяло тварині досить довго дихати цією рідиною. Настільки наочна демонстрація газотранспортних властивостей перфторуглеродов відразу привела до ідеї використовувати їх як кровозамінники.
На початку 80-х років ми провели експеримент з інфузоріями тетрахімени. Ці інфузорії рухаються в ту сторону, де більше кисню. Вони періодично піднімаються до поверхневого шару за "ковтком" повітря, утворюючи при цьому біоконвенціонние потоки. Якщо кювету з водою, в якій знаходяться інфузорії, перевернути і помістити в банку з рідким перфторвуглеців, то тетрахімени не спливали наверх, а рухаються по дну на кордоні розділу вода - перфторвуглеців. Причина зрозуміла: кисень надходить в воду з перфторвуглецю. Цей експеримент, так само як і експеримент з мишею-утопленицею, показав, що різні організми - від інфузорій до ссавців - можуть засвоювати кисень, який розчинений у перфторвуглеців. Так починалася історія, що завершилася створенням "блакитної крові" - газотранспортної емульсії для внутрішньовенного введення. Нині цей препарат, який отримав назву перфторан, пройшовши всі стадії клінічних випробувань, використовується як вільний від усіх інфекцій і не вимагає груповий сумісності кровозамінник.
Біля витоків створення перфторана
Перфторан був створений великим колективом різних фахівців. Розробка почалася ще в 1979 році за ініціативою трьох дослідників: академіка, генерал-майор-інженера Івана Людвіговича Кнунянц, професора, доктора медичних наук Фелікса Федоровича Белоярцева і автора цієї статті - біофізика.
Великомасштабна вітчизняна програма "Перфторвуглеці в біології та медицині" (1980-1985 рр.) В кінцевому підсумку привела до створення перфторана. На жаль, І. Л. Кнунянц і Ф. Ф. Белоярцев пішли з життя, почавши дослідження, але не побачивши їх результату. Однак долі їх склалися по-різному.
Якщо І. Л. Кнунянц, родоначальник вітчизняної школи фторорганіков, зайнявся проблемою кровозамінників на заході своєї наукової кар'єри, коли йому було вже понад сімдесят років, в зеніті віддаються йому заслужених почестей, то Ф. Ф. Белоярцева в 1979 році було тільки 37 років. Хоча у нього вже були заслуги, які виділяють його з-поміж однолітків: потомствений лікар, випускник і гордість Астраханського медичного інституту, автор кількох книг з анестезіології, учасник бригади хірургів, якою керує легендарним М. Дебейки, оперувала президента Академії наук СРСР М. В. Келдиша. У 34 роки Ф. Ф. Белоярцев став доктором медичних наук (випадок для медицини нечастий), в 35 років - завідувачем відділенням відомого клінічного установи Росії - Інституту серцево-судинної хірургії ім. А. Н. Бакулєва. У 38 років він завідує лабораторією медичної біофізики Інституту біологічної фізики АН СРСР в Пущино. Тут і почалися його захоплення перфторвуглеродами і робота над створенням газотранспортних емульсій.
Внесок І. Л. Кнунянц до цього часу в різні галузі хімічної науки, як і в фармакологію, вже був добре відомий і оцінений Ленінської і декількома Державними преміями. Для Ф. Ф. Белоярцева перфторуглеродних газотранспортний кровозамінник був первістком, метою і пристрастю його життя. Саме тому коли в умовах тоталітарної системи в 1985 році на голову Ф. Ф. Белоярцева обрушився шквал безглуздих звинувачень і він вперше зіткнувся з діями правоохоронної системи тоталітарної держави, наклепом і обшуками, то, не витримавши цькування, наклав на себе руки.
Людям старшого покоління добре пам'ятна історія "блакитної крові" в період з 1982 по 1990 рік, коли масова преса була заповнена публікаціями на цю тему. Дослідження по створенню вітчизняного перфторуглеродних кровозамінника штучно були затримані майже на шість років. Навряд чи доцільно викладати тут цю історію, оскільки тепер вона вже описана в книгах і в багатьох журнальних і газетних статтях. На жаль, ми часто говоримо про лідерів нашої науки в минулому часі, поховавши їх.
Хроніка останніх років
Квітень 1992 року. Незалежні експерти американської фармацевтичної фірми "Алльянс" (Pharm.Corp.Alliance, San Diego, USA) своїми методами досліджували перфторан. Віце-президент фірми Алльянс доктор С. Файтфул дав йому високу оцінку.
2 вересня 1997, Пекін. Відкрився XII Міжнародний конгрес з штучним клітинам, кровозамінників та иммобилизованной біотехнології. У день відкриття на пленарному засіданні біофізики з Пущино показали спеціально підготовлений до конгресу десятихвилинний фільм "Русский перфторан. Що це таке?"
Оскільки учасники конгресу в своїй масі не знали, що в Росії з 1990 року були відновлені роботи по створенню перфторуглеродних кровозамінників, то повідомлення про наявність російського комерційного препарату, до того ж перевершує за своїми характеристиками японський препарат флюозол DA, було сенсацією. Сидячі в залі вважали, що російські зазнали фіаско в цьому напрямку. І раптом представники Росії повідомляють, що перфторан існує, продається і широко використовується в клініках.
Спочатку в залі панували недовіру і скепсис. Після відповідей на численні запитання вони змінилися підвищеним інтересом. Слухачів вразила і порівняно низька ціна - 200 доларів за дозу 400 мл. Японський препарат майже в два рази дорожче. Однак для вітчизняного ринку на тлі наших жебраків щорічних бюджетів, що виділяються на охорону здоров'я, вартість препарату виглядає значною. Але що робити? Його ціна не пов'язана з монополією на виробництво. Високі енергоємні технології і дорога сировина - ось причини.
8-9 жовтня 1997 року, Санкт-Петербург. У Військово-медичної академії пройшла Всеармійського наукова конференція на тему "Фізіологічні активні речовини на основі перфторуглеродов у військовій медицині" Я не буду втомлювати читача перерахуванням назв доповідей, присвячених різним областям використання перфторану в клініках. Їх було понад сімдесят. Важливий підсумок: експертна комісія, створена Головним військово-медичним управлінням Міністерства оборони Росії, рекомендувала препарат для використання в армії.
9-11 червня 1998 року, Пущино. В Інституті теоретичної та експериментальної біофізики Російської академії наук пройшла Х міжнародна конференція "Перфторвуглеці в біології та медицині" Клініцисти з дванадцяти міст Росії і України розповіли про застосування перфторану в хірургії, терапії, офтальмології та реаніматології.
Так що історія з "блакитною кров'ю" все-таки закінчилася успіхом.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
У нас цей експеримент був повторений на мишах, хоча в наших дослідах вони не витримували такого тривалого перебування під шаром рідини. Перфторвуглеці в два рази важча за воду і в 1000 разів важчий за повітря, тому діафрагма легких миші не може довго переносити таке навантаження. Однак примусове прокачування перфторвуглецю через легені дозволяло тварині досить довго дихати цією рідиною. Настільки наочна демонстрація газотранспортних властивостей перфторуглеродов відразу привела до ідеї використовувати їх як кровозамінники.
На початку 80-х років ми провели експеримент з інфузоріями тетрахімени. Ці інфузорії рухаються в ту сторону, де більше кисню. Вони періодично піднімаються до поверхневого шару за "ковтком" повітря, утворюючи при цьому біоконвенціонние потоки. Якщо кювету з водою, в якій знаходяться інфузорії, перевернути і помістити в банку з рідким перфторвуглеців, то тетрахімени не спливали наверх, а рухаються по дну на кордоні розділу вода - перфторвуглеців. Причина зрозуміла: кисень надходить в воду з перфторвуглецю. Цей експеримент, так само як і експеримент з мишею-утопленицею, показав, що різні організми - від інфузорій до ссавців - можуть засвоювати кисень, який розчинений у перфторвуглеців. Так починалася історія, що завершилася створенням "блакитної крові" - газотранспортної емульсії для внутрішньовенного введення. Нині цей препарат, який отримав назву перфторан, пройшовши всі стадії клінічних випробувань, використовується як вільний від усіх інфекцій і не вимагає груповий сумісності кровозамінник.
Біля витоків створення перфторана
Перфторан був створений великим колективом різних фахівців. Розробка почалася ще в 1979 році за ініціативою трьох дослідників: академіка, генерал-майор-інженера Івана Людвіговича Кнунянц, професора, доктора медичних наук Фелікса Федоровича Белоярцева і автора цієї статті - біофізика.
Великомасштабна вітчизняна програма "Перфторвуглеці в біології та медицині" (1980-1985 рр.) В кінцевому підсумку привела до створення перфторана. На жаль, І. Л. Кнунянц і Ф. Ф. Белоярцев пішли з життя, почавши дослідження, але не побачивши їх результату. Однак долі їх склалися по-різному.
Якщо І. Л. Кнунянц, родоначальник вітчизняної школи фторорганіков, зайнявся проблемою кровозамінників на заході своєї наукової кар'єри, коли йому було вже понад сімдесят років, в зеніті віддаються йому заслужених почестей, то Ф. Ф. Белоярцева в 1979 році було тільки 37 років. Хоча у нього вже були заслуги, які виділяють його з-поміж однолітків: потомствений лікар, випускник і гордість Астраханського медичного інституту, автор кількох книг з анестезіології, учасник бригади хірургів, якою керує легендарним М. Дебейки, оперувала президента Академії наук СРСР М. В. Келдиша. У 34 роки Ф. Ф. Белоярцев став доктором медичних наук (випадок для медицини нечастий), в 35 років - завідувачем відділенням відомого клінічного установи Росії - Інституту серцево-судинної хірургії ім. А. Н. Бакулєва. У 38 років він завідує лабораторією медичної біофізики Інституту біологічної фізики АН СРСР в Пущино. Тут і почалися його захоплення перфторвуглеродами і робота над створенням газотранспортних емульсій.
Внесок І. Л. Кнунянц до цього часу в різні галузі хімічної науки, як і в фармакологію, вже був добре відомий і оцінений Ленінської і декількома Державними преміями. Для Ф. Ф. Белоярцева перфторуглеродних газотранспортний кровозамінник був первістком, метою і пристрастю його життя. Саме тому коли в умовах тоталітарної системи в 1985 році на голову Ф. Ф. Белоярцева обрушився шквал безглуздих звинувачень і він вперше зіткнувся з діями правоохоронної системи тоталітарної держави, наклепом і обшуками, то, не витримавши цькування, наклав на себе руки.
Людям старшого покоління добре пам'ятна історія "блакитної крові" в період з 1982 по 1990 рік, коли масова преса була заповнена публікаціями на цю тему. Дослідження по створенню вітчизняного перфторуглеродних кровозамінника штучно були затримані майже на шість років. Навряд чи доцільно викладати тут цю історію, оскільки тепер вона вже описана в книгах і в багатьох журнальних і газетних статтях. На жаль, ми часто говоримо про лідерів нашої науки в минулому часі, поховавши їх.
Хроніка останніх років
Квітень 1992 року. Незалежні експерти американської фармацевтичної фірми "Алльянс" (Pharm.Corp.Alliance, San Diego, USA) своїми методами досліджували перфторан. Віце-президент фірми Алльянс доктор С. Файтфул дав йому високу оцінку.
2 вересня 1997, Пекін. Відкрився XII Міжнародний конгрес з штучним клітинам, кровозамінників та иммобилизованной біотехнології. У день відкриття на пленарному засіданні біофізики з Пущино показали спеціально підготовлений до конгресу десятихвилинний фільм "Русский перфторан. Що це таке?"
Оскільки учасники конгресу в своїй масі не знали, що в Росії з 1990 року були відновлені роботи по створенню перфторуглеродних кровозамінників, то повідомлення про наявність російського комерційного препарату, до того ж перевершує за своїми характеристиками японський препарат флюозол DA, було сенсацією. Сидячі в залі вважали, що російські зазнали фіаско в цьому напрямку. І раптом представники Росії повідомляють, що перфторан існує, продається і широко використовується в клініках.
Спочатку в залі панували недовіру і скепсис. Після відповідей на численні запитання вони змінилися підвищеним інтересом. Слухачів вразила і порівняно низька ціна - 200 доларів за дозу 400 мл. Японський препарат майже в два рази дорожче. Однак для вітчизняного ринку на тлі наших жебраків щорічних бюджетів, що виділяються на охорону здоров'я, вартість препарату виглядає значною. Але що робити? Його ціна не пов'язана з монополією на виробництво. Високі енергоємні технології і дорога сировина - ось причини.
8-9 жовтня 1997 року, Санкт-Петербург. У Військово-медичної академії пройшла Всеармійського наукова конференція на тему "Фізіологічні активні речовини на основі перфторуглеродов у військовій медицині" Я не буду втомлювати читача перерахуванням назв доповідей, присвячених різним областям використання перфторану в клініках. Їх було понад сімдесят. Важливий підсумок: експертна комісія, створена Головним військово-медичним управлінням Міністерства оборони Росії, рекомендувала препарат для використання в армії.
9-11 червня 1998 року, Пущино. В Інституті теоретичної та експериментальної біофізики Російської академії наук пройшла Х міжнародна конференція "Перфторвуглеці в біології та медицині" Клініцисти з дванадцяти міст Росії і України розповіли про застосування перфторану в хірургії, терапії, офтальмології та реаніматології.
Так що історія з "блакитною кров'ю" все-таки закінчилася успіхом.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
У нас цей експеримент був повторений на мишах, хоча в наших дослідах вони не витримували такого тривалого перебування під шаром рідини. Перфторвуглеці в два рази важча за воду і в 1000 разів важчий за повітря, тому діафрагма легких миші не може довго переносити таке навантаження. Однак примусове прокачування перфторвуглецю через легені дозволяло тварині досить довго дихати цією рідиною. Настільки наочна демонстрація газотранспортних властивостей перфторуглеродов відразу привела до ідеї використовувати їх як кровозамінники.
На початку 80-х років ми провели експеримент з інфузоріями тетрахімени. Ці інфузорії рухаються в ту сторону, де більше кисню. Вони періодично піднімаються до поверхневого шару за "ковтком" повітря, утворюючи при цьому біоконвенціонние потоки. Якщо кювету з водою, в якій знаходяться інфузорії, перевернути і помістити в банку з рідким перфторвуглеців, то тетрахімени не спливали наверх, а рухаються по дну на кордоні розділу вода - перфторвуглеців. Причина зрозуміла: кисень надходить в воду з перфторвуглецю. Цей експеримент, так само як і експеримент з мишею-утопленицею, показав, що різні організми - від інфузорій до ссавців - можуть засвоювати кисень, який розчинений у перфторвуглеців. Так починалася історія, що завершилася створенням "блакитної крові" - газотранспортної емульсії для внутрішньовенного введення. Нині цей препарат, який отримав назву перфторан, пройшовши всі стадії клінічних випробувань, використовується як вільний від усіх інфекцій і не вимагає груповий сумісності кровозамінник.
Біля витоків створення перфторана
Перфторан був створений великим колективом різних фахівців. Розробка почалася ще в 1979 році за ініціативою трьох дослідників: академіка, генерал-майор-інженера Івана Людвіговича Кнунянц, професора, доктора медичних наук Фелікса Федоровича Белоярцева і автора цієї статті - біофізика.
Великомасштабна вітчизняна програма "Перфторвуглеці в біології та медицині" (1980-1985 рр.) В кінцевому підсумку привела до створення перфторана. На жаль, І. Л. Кнунянц і Ф. Ф. Белоярцев пішли з життя, почавши дослідження, але не побачивши їх результату. Однак долі їх склалися по-різному.
Якщо І. Л. Кнунянц, родоначальник вітчизняної школи фторорганіков, зайнявся проблемою кровозамінників на заході своєї наукової кар'єри, коли йому було вже понад сімдесят років, в зеніті віддаються йому заслужених почестей, то Ф. Ф. Белоярцева в 1979 році було тільки 37 років. Хоча у нього вже були заслуги, які виділяють його з-поміж однолітків: потомствений лікар, випускник і гордість Астраханського медичного інституту, автор кількох книг з анестезіології, учасник бригади хірургів, якою керує легендарним М. Дебейки, оперувала президента Академії наук СРСР М. В. Келдиша. У 34 роки Ф. Ф. Белоярцев став доктором медичних наук (випадок для медицини нечастий), в 35 років - завідувачем відділенням відомого клінічного установи Росії - Інституту серцево-судинної хірургії ім. А. Н. Бакулєва. У 38 років він завідує лабораторією медичної біофізики Інституту біологічної фізики АН СРСР в Пущино. Тут і почалися його захоплення перфторвуглеродами і робота над створенням газотранспортних емульсій.
Внесок І. Л. Кнунянц до цього часу в різні галузі хімічної науки, як і в фармакологію, вже був добре відомий і оцінений Ленінської і декількома Державними преміями. Для Ф. Ф. Белоярцева перфторуглеродних газотранспортний кровозамінник був первістком, метою і пристрастю його життя. Саме тому коли в умовах тоталітарної системи в 1985 році на голову Ф. Ф. Белоярцева обрушився шквал безглуздих звинувачень і він вперше зіткнувся з діями правоохоронної системи тоталітарної держави, наклепом і обшуками, то, не витримавши цькування, наклав на себе руки.
Людям старшого покоління добре пам'ятна історія "блакитної крові" в період з 1982 по 1990 рік, коли масова преса була заповнена публікаціями на цю тему. Дослідження по створенню вітчизняного перфторуглеродних кровозамінника штучно були затримані майже на шість років. Навряд чи доцільно викладати тут цю історію, оскільки тепер вона вже описана в книгах і в багатьох журнальних і газетних статтях. На жаль, ми часто говоримо про лідерів нашої науки в минулому часі, поховавши їх.
Хроніка останніх років
Квітень 1992 року. Незалежні експерти американської фармацевтичної фірми "Алльянс" (Pharm.Corp.Alliance, San Diego, USA) своїми методами досліджували перфторан. Віце-президент фірми Алльянс доктор С. Файтфул дав йому високу оцінку.
2 вересня 1997, Пекін. Відкрився XII Міжнародний конгрес з штучним клітинам, кровозамінників та иммобилизованной біотехнології. У день відкриття на пленарному засіданні біофізики з Пущино показали спеціально підготовлений до конгресу десятихвилинний фільм "Русский перфторан. Що це таке?"
Оскільки учасники конгресу в своїй масі не знали, що в Росії з 1990 року були відновлені роботи по створенню перфторуглеродних кровозамінників, то повідомлення про наявність російського комерційного препарату, до того ж перевершує за своїми характеристиками японський препарат флюозол DA, було сенсацією. Сидячі в залі вважали, що російські зазнали фіаско в цьому напрямку. І раптом представники Росії повідомляють, що перфторан існує, продається і широко використовується в клініках.
Спочатку в залі панували недовіру і скепсис. Після відповідей на численні запитання вони змінилися підвищеним інтересом. Слухачів вразила і порівняно низька ціна - 200 доларів за дозу 400 мл. Японський препарат майже в два рази дорожче. Однак для вітчизняного ринку на тлі наших жебраків щорічних бюджетів, що виділяються на охорону здоров'я, вартість препарату виглядає значною. Але що робити? Його ціна не пов'язана з монополією на виробництво. Високі енергоємні технології і дорога сировина - ось причини.
8-9 жовтня 1997 року, Санкт-Петербург. У Військово-медичної академії пройшла Всеармійського наукова конференція на тему "Фізіологічні активні речовини на основі перфторуглеродов у військовій медицині" Я не буду втомлювати читача перерахуванням назв доповідей, присвячених різним областям використання перфторану в клініках. Їх було понад сімдесят. Важливий підсумок: експертна комісія, створена Головним військово-медичним управлінням Міністерства оборони Росії, рекомендувала препарат для використання в армії.
9-11 червня 1998 року, Пущино. В Інституті теоретичної та експериментальної біофізики Російської академії наук пройшла Х міжнародна конференція "Перфторвуглеці в біології та медицині" Клініцисти з дванадцяти міст Росії і України розповіли про застосування перфторану в хірургії, терапії, офтальмології та реаніматології.
Так що історія з "блакитною кров'ю" все-таки закінчилася успіхом.
Переливання крові: ПРОТИ, ЗА І АЛЬТЕРНАТИВА
Мільйони людей у всьому світі здають свою кров для переливання хворим і постраждалим в різного роду катастрофах. Наприклад, в Канаді на 25 мільйонів населення - 1,3 мільйона донорів. У США для переливання щорічно використовується майже 14 мільйонів доз крові (одна доза - близько 400 грамів). І в той же час медичні журнали сьогодні все частіше пишуть, що смертність від переливання крові хоча і невелика, але все ж така, як від ефірного наркозу або видалення апендикса: з п'яти тисяч пацієнтів, яким перелили донорську кров, один помирає. Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування? Наскільки безпечно переливання крові? Сьогодні про цю проблему голосно заговорили і наукові журналісти, і самі медики. Причому медичний світ як би розділився на два табори. В одному вважають: переливання донорської крові приносить більше шкоди, ніж користі, в іншому як і раніше наполягають: донорська кров необхідна, вона - основний засіб порятунку життя багатьох постраждалих. Хто ж правий? Де істина?Всеармійського наукова конференція. (Жовтень 1997 року.)
Так виглядають під електронним мікроскопом еритроцити, що містять гемоглобін. Вони забезпечують перенесення газів кров'ю.
Модель молекули гемоглобіну, реконструйована за допомогою рентгеноструктурного аналізу.
Біоконвекція споживають кисень інфузорій в кюветі товщиною 1,5 мм і висотою 6 мм; фотографія потоків руху інфузорій (вгорі) і схема руху (внизу).
Миша, занурена в рідкий перфторвуглеців, дихає розчиненим у ньому киснем.
Так готують сьогодні препарат перфторан: а - процес виробництва; б - оператор контролює вихід готової емульсії; в - готова продукція в замороженому вигляді, призначена до відправки.
Академік І. Л. Кнунянц.
Професор Ф. Ф. Белоярцев.
<
>
Через 350 років
16 квітня 1998 року, Москва. Йде семінар в Інституті нейрохірургії імені М. М. Бурденка, присвячений сучасним кровесберегающім технологій в хірургії. Саме там найчастіше використовують сьогодні донорську кров. Керівник відділу анестезіології та інтенсивної терапії Лінкопінгского госпіталю (Швеція) професор Б. Лізандер висловлює парадоксальну думку: кров - найнебезпечніше з використовуваних в медицині речовин. Адже вона подібна відбитками пальців людини. Немає двох типів крові, які були б абсолютно однакові. Тому переливання крові - не менш складна і небезпечна процедура, ніж пересадка тканин. Поєднання крові донора і реципієнта по групам і резус-фактору - це грубе суміщення.
Одні лікарі роблять переливання донорської крові часто і впевнені, що це варто ризику. Інші, яких стає все більше, вважають, що ризик не виправданий, тому що можна домогтися гарних результатів і без донорської крові.
Що пропонує сьогодні медицина замість неї? Замість того щоб переливати чужу кров, можна зберегти свою, максимально скоротивши її втрати. Це роблять за допомогою так званих кровесберегающіх технологій: розрізають інструментів, що зменшують травми і крововтрати (припікають тканини гальванокаутером, ультразвуковими і лазерними "скальпелем"); пристроїв, що відсмоктують кров з ран, фільтруючих її і направляють назад в кровоносне русло. Увійшли в ужиток хірурга і системи для зниження температури тіла оперованого, щоб зменшити споживання кисню. Апарати штучного кровообігу, заповнені традиційними кровезаменителями (починаючи зі звичайного сольового розчину і закінчуючи декстранами), дозволяють підтримувати обсяг і осмотичний тиск рідини в кровотоці під час операції. Застосовуються і лікарські препарати, що покращують згортання крові і дозволяють зменшити кровотеча. Якщо все ж пацієнт втратив багато крові під час операції, то після операції йому роблять штучне дихання через маску киснем під підвищеним тиском або поміщають його в спеціальну камеру високого тиску в атмосфері кисню. Потім вводять хворому гормональний препарат, який стимулює утворення еритроцитів в кістковому мозку. Всі ці підходи сьогодні широко використовуються в європейських клініках і, на думку професора Б. Лізандера, дозволяють практично відмовитися від переливання донорської крові.
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів? Кілька столичних клінік. А на хірургічний стіл потрапляють десятки тисяч людей по всій країні. Мені згадалося висловлювання іншого фахівця, професора анатомії Копенгагенського університету Томаса Бартоліні: "Ті, хто намагається ввести у вжиток людську кров, важко грішать ... Винахідникам цієї операції слід боятися Божого закону" Ці слова були вимовлені 350 років тому. Сьогодні професор Лізандер висловив подібну точку зору - в кінці ХХ століття.
незакритий список
З найдавніших часів всі народи вважали кров чимось священним. Стародавні індуси називали її втіленням мудрості, єгипетські жерці - еліксиром безсмертя, греки - чарівним червоним вином.
На вживання крові як напою було накладено табу. Хоча деякі північні народи досі п'ють кров оленів, змішуючи її зі свіжим молоком. При цьому ризик занести в організм через травний тракт віруси або бактерії дуже великий.
Кров - імунний захисник і в той же час потужне джерело інфекцій для іншого організму.
В наші дні все більше і більше людей бояться заразитися при переливанні різноманітними інфекційними захворюваннями. Тестування інфекцій, що містяться в крові, - одна з найдраматичніших сторінок в історії медицини.
Особливий страх перед донорською кров'ю породила пандемія СНІДу. Ще в 1983 році медики виявили, що вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) може передаватися через кров. Але масове тестування донорської крові на ВІЛ почалося лише в 1985 році.
Тоді здавалося, що проблема вирішена. Однак через чотири роки була виявлена нова форма, ВІЛ-2. Її було "вловлювали" вже розроблені тести. Знадобилося ще кілька років на створення нових систем тестування. Потім виявили нову "мертву зону"! Від моменту зараження донора на СНІД до моменту, коли у нього з'являться в крові антитіла, які визначаються тестами, можуть пройти місяці. Весь цей час донор може продовжувати здавати кров з прихованою інфекцією. А після переливання реципієнт буде заражений СНІДом.
Схожа і чи не більш драматична ситуація з гепатитом. М'яка форма гепатиту (тип А) відома давно. Профілактика його проста: мийте руки перед їжею, пийте кип'ячену воду, дотримуйтесь чистоту при приготуванні їжі. Більш важка форма гепатиту поширюється через донорську кров (тип В). Однак, незважаючи на те, що переливали перевірену донорську кров, люди продовжували хворіти на гепатит (від 8 до 17% тих, кому переливали кров). Але це був уже інший вірус - гепатиту С. Його також через кілька років навчилися тестувати, і все ж заспокоюватися було рано. Незабаром італійські дослідники повідомили ще про один вірусному мутанте гепатиту. Його назвали вірусом гепатиту D. У листопаді 1989 року "Бюлетень медичного факультету Гарвардського університету" писав: "Можна побоюватися, що А, В, С, D - це ще не весь алфавіт вірусів гепатиту" Сьогодні відомо вісім видів гепатиту, і для кожного збудника доводиться додавати новий тест, щоб контролювати донорську кров.
Для інфекцій не існує кордонів
Клоп-хищнец кусає сплячу жертву і випорожнюється в рану. Людина стає носієм так званої хвороби Шагаса, яка призводить до смертельних ускладнень на серце. Прихований період цієї хвороби може тривати роками. У Латинській Америці 10 мільйонів людей заражені хворобою Шагаса. Їх кров може стати рознощиком інфекцій. Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Справа в тому, що розвинені транспортні та комунікаційні засоби між державами створили канали, за якими хвороби крокують через кордони континентів. Загальнолюдська солідарність має і зворотний бік. Згадайте, наприклад, трагічні дні грудня 1988 року - землетрус у Вірменії. Тоді з усього світу везли кров постраждалим. Вона була перевірена на СНІД і гепатит, але інші інфекції могли залишитися непоміченими, тому що місцеві лікарі були незнайомі з ними.
"Букет інфекцій" все зростає: вірус герпесу, інфекційний мононуклеоз (вірус Епштейна-Барра), токсоплазмоз, трипаносомоз (африканська сонна хвороба), лейшманіоз, бруцельоз (мальтійська лихоманка), філяріатоз, колорадський кліщові лихоманка ... Біженці і іммігранти, вкрай потребують в грошах, готові здавати кров за низькими цінами, що становить велику небезпеку, так як в їх крові можуть ховатися специфічні регіональні інфекції. Їх зазвичай пропускають при тестуванні.
Після поранення папи римського йому з перелитої кров'ю занесли цитомегаловирусную інфекцію. Лікування глави Ватикану тривало понад два місяці, але, на щастя, все закінчилося благополучно.
Як же бути? Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів? Але це призведе до небувалого подорожчання донорської крові. Міжнародна ціна однієї її порції для трансфузии вже коливається від 150 до 200 доларів (в залежності від групи крові). Причому для пацієнтів ціна через тести і страховок зазвичай подвоюється, тобто становить близько 300-400 доларів.
Росії щорічно потрібна донорська кров в кількості близько одного мільйона літрів. За оцінками фірми Hema Gen (США), в містах для використання при операціях на серці та легенях і в травматології ціна необхідної донорської крові або її еквівалентних замінників коливається від 1,9 до 2,9 мільярда доларів. Крім тестів на СНІД, сифіліс, гепатити А і В з 1994 року в Росії введена обов'язкова перевірка на антитіла до вірусу гепатиту С, яким у нас, за приблизними оцінками, заражені близько 10 мільйонів чоловік. У цивілізованих країнах розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення індивідуального запасу своєї крові для себе, щоб в разі необхідності уникнути переливання чужої крові. Аутодонорство - це теж не панацея, воно є лише досить заможної частини суспільства. Крім того, така кров не підлягає тривалому зберіганню.
Переливання крові - без прикрас
Навіть сумісна кров все одно викликає "стрес" імунної системи реципієнта. Приблизно одне із ста переливань супроводжується ознобом, лихоманкою і висипом. На кожні 6000 переливань еритроцитарної маси виникає одна гемолітична реакція, яка може привести до внутрішньосудинного згортання крові, до ниркової недостатності і навіть до смерті. Справа в тому, що еритроцит - це не просто "мішок" з мембрани, наповнений гемоглобіном. Мембрана еритроцита складно влаштована: на її поверхні розташовано близько 400 антигенів. Зараз намагаються вирішити цю проблему так: "підстригти" мембрану еритроцита, відібравши у неї антигени - маркери, за якими вона розпізнається імунною системою реципієнта, і таким чином позбутися від побічних реакцій. Однак роботи в цьому напрямку тільки почалися.
З початку 80-х років у пресі з'явилися повідомлення про те, що переливання крові негативно позначається на людях, які перенесли операцію з приводу раку. Частота рецидивів у хворих, при операції яких використовувалася донорська кров, в 1,5-2 рази вище, ніж у інших. Ще в вересні 1986 року "Американський журнал з питань хірургії" зробив висновок: "Хірургам-онкологів, мабуть, доведеться оперувати без переливання крові"
Інша реакція на введення донорської крові - зниження стійкості організму до інфекцій. Це встановлено достовірно. Небезпека виникнення післяопераційної інфекції пропорційна числу одиниць введеної донорської крові. Це погіршує стан ослабленого операцією хворого.
Екстремальні ситуації
Необхідність в переливанні крові пов'язана не тільки з хірургією, а й з ростом екстремальних ситуацій, транспортних і промислових аварій, збройних конфліктів, стихійних лих.
Під час дорожніх пригод і стихійних катастроф часом не вистачає часу для доставки потерпілих в стаціонар і визначення групи їх крові. При кровотечі 150 мл / хв - в розпорядженні лікарів не більше 20 хвилин, при втраті крові 50-100 мл / хв - не більше години.
У цих випадках набагато розумніше використовувати кровозамінники, такі, як розчини Рінгера і Тироде, поліглюкін, желатиноль, лактосол, плазма крові. Однак вони лише підтримують обсяг кровотоку, осмотичний тиск, іонний баланс крові, але дихальну її функцію не здійснюють. Тому проблема створення надійного, ефективного, технологічного кровозамінника, що переносить до клітин і тканин кисень, стає все більш гострою.
Сорок років дослідники намагаються зробити штучну червону кров на основі гемоглобіну. Вже багато разів здавалося, що ось-ось буде створений такий кровозамінник, але виникали нові проблеми, які відкидали дослідників на вихідні позиції. Причин кілька.
Окремі молекули гемоглобіну не можна запустити в кров'яне русло: вони миттєво будуть пов'язані з білками плазми, наприклад з альбуміном. Після цього гемоглобін перетворюється в гаптоглобин і утилізовано в нирках, кістковому мозку і селезінці. Цей процес може привести до лихоманки, головного болю, болю в м'язах і суглобах і навіть викликати тромбоз судин. З'явилася ідея укласти гемоглобін в "мішок" - мікрокапсулу. Чверть століття намагаються зробити оболонку такої капсули. Досліди на тваринах показали, що імунна система організму розпізнає капсули як непроханих прибульців, руйнує їх і видаляє залишки з системи кровообра щення. При цьому виникає сильна алергічна реакція. Та й гемоглобін в такий штучної оболонці працює неефективно.
Природний еритроцит, що транспортує гемоглобін, - це складна біохімічна система, що містить більше 140 ферментів. Крім того, у нормального еритроцита форма - двоввігнутий диск, завдяки чому він еластичний і володіє великою поверхнею для обміну газами. Штучний еритроцит можна зробити лише сферичним, а значить, і менш еластичним. Він застряє в капілярах, що часто призводить до закупорки судин.
Подібні труднощі спонукали розробників відмовитися від мікрокапсул і спробувати використовувати вільний гемоглобін, але зшити його окремі молекули хімічними методами, створивши щось на зразок кристалів. Кристали можуть циркулювати в крові, і імунна система на них не реагує. Однак кристали дуже тендітні, і, щоб зробити полігемоглобіновую упаковку стійкою, її зшивають глутаровий альдегідом, діімідоефірамі або іншими агентами. При цьому обмежується рухливість частин "молекулярної машини", знижуються її здатності переносити кисень.
Та й саме отримання гемоглобіну також залишається проблемою. У людини його синтез контролюють від семи до десяти пар генів. Гемоглобін можна отримати і за допомогою генної інженерії. Але в цьому випадку в розчин гемоглобіну потрапляють виробляються мікробами отрути. З'явилася велика кількість публікацій про те, що розчини вільного гемоглобіну викликають до того ж загальний спазм судин.
Хоча за останні роки є істотне просування в отриманні штучного гемоглобіну, проте головним його джерелом залишається натуральна кров. Незважаючи на всі ці труднощі, оптимізм не покидає дослідників. Наприклад, санкт-петербурзькі вчені нещодавно приступили до клінічного вивчення вітчизняного кровозамінника геленпол на основі модифікованого гемоглобіну.
Речовини з алмазним серцем
Тверді фторорганические з'єднання (наприклад, тефлон) більш стійкі до дії концентрованих кислот, лугів та інших реагентів, ніж благородні метали - золото або навіть платина. Знаменитий хімік Джозеф Саймонс назвав їх "речовинами з алмазним серцем і шкурою носорога". Однак біологів зацікавила не тільки хімічна стійкість, але і неймовірна здатність рідких перфторуглеродов розчиняти гази. Вони розчиняють до 50 об'ємних відсотків кисню і в чотири рази більше вуглекислого газу.
У 1962 році в журналі "Nature" англієць І. Кілстра опублікував статтю під сенсаційним назвою "Миша як риба". В експерименті, проведеному цим дослідником, миша повантажили в фізіологічний розчин, який під підвищеним тиском насичується киснем. І миша не загинула. Чотири роки по тому американські дослідники Л. Кларк і Ф. Голлан виявили, що такий ефект можна отримати і при нормальному атмосферному тиску, якщо замість води застосувати рідкий перфторвуглеців. Як буває і з кожним потопаючим тваринам, легкі миші наповнюються рідиною, тварина занурюється на дно склянки, але зберігає здатність дихати. У дослідах Кларка щур дихала до 10 хвилин, потім її виймали з рідини.
У нас цей експеримент був повторений на мишах, хоча в наших дослідах вони не витримували такого тривалого перебування під шаром рідини. Перфторвуглеці в два рази важча за воду і в 1000 разів важчий за повітря, тому діафрагма легких миші не може довго переносити таке навантаження. Однак примусове прокачування перфторвуглецю через легені дозволяло тварині досить довго дихати цією рідиною. Настільки наочна демонстрація газотранспортних властивостей перфторуглеродов відразу привела до ідеї використовувати їх як кровозамінники.
На початку 80-х років ми провели експеримент з інфузоріями тетрахімени. Ці інфузорії рухаються в ту сторону, де більше кисню. Вони періодично піднімаються до поверхневого шару за "ковтком" повітря, утворюючи при цьому біоконвенціонние потоки. Якщо кювету з водою, в якій знаходяться інфузорії, перевернути і помістити в банку з рідким перфторвуглеців, то тетрахімени не спливали наверх, а рухаються по дну на кордоні розділу вода - перфторвуглеців. Причина зрозуміла: кисень надходить в воду з перфторвуглецю. Цей експеримент, так само як і експеримент з мишею-утопленицею, показав, що різні організми - від інфузорій до ссавців - можуть засвоювати кисень, який розчинений у перфторвуглеців. Так починалася історія, що завершилася створенням "блакитної крові" - газотранспортної емульсії для внутрішньовенного введення. Нині цей препарат, який отримав назву перфторан, пройшовши всі стадії клінічних випробувань, використовується як вільний від усіх інфекцій і не вимагає груповий сумісності кровозамінник.
Біля витоків створення перфторана
Перфторан був створений великим колективом різних фахівців. Розробка почалася ще в 1979 році за ініціативою трьох дослідників: академіка, генерал-майор-інженера Івана Людвіговича Кнунянц, професора, доктора медичних наук Фелікса Федоровича Белоярцева і автора цієї статті - біофізика.
Великомасштабна вітчизняна програма "Перфторвуглеці в біології та медицині" (1980-1985 рр.) В кінцевому підсумку привела до створення перфторана. На жаль, І. Л. Кнунянц і Ф. Ф. Белоярцев пішли з життя, почавши дослідження, але не побачивши їх результату. Однак долі їх склалися по-різному.
Якщо І. Л. Кнунянц, родоначальник вітчизняної школи фторорганіков, зайнявся проблемою кровозамінників на заході своєї наукової кар'єри, коли йому було вже понад сімдесят років, в зеніті віддаються йому заслужених почестей, то Ф. Ф. Белоярцева в 1979 році було тільки 37 років. Хоча у нього вже були заслуги, які виділяють його з-поміж однолітків: потомствений лікар, випускник і гордість Астраханського медичного інституту, автор кількох книг з анестезіології, учасник бригади хірургів, якою керує легендарним М. Дебейки, оперувала президента Академії наук СРСР М. В. Келдиша. У 34 роки Ф. Ф. Белоярцев став доктором медичних наук (випадок для медицини нечастий), в 35 років - завідувачем відділенням відомого клінічного установи Росії - Інституту серцево-судинної хірургії ім. А. Н. Бакулєва. У 38 років він завідує лабораторією медичної біофізики Інституту біологічної фізики АН СРСР в Пущино. Тут і почалися його захоплення перфторвуглеродами і робота над створенням газотранспортних емульсій.
Внесок І. Л. Кнунянц до цього часу в різні галузі хімічної науки, як і в фармакологію, вже був добре відомий і оцінений Ленінської і декількома Державними преміями. Для Ф. Ф. Белоярцева перфторуглеродних газотранспортний кровозамінник був первістком, метою і пристрастю його життя. Саме тому коли в умовах тоталітарної системи в 1985 році на голову Ф. Ф. Белоярцева обрушився шквал безглуздих звинувачень і він вперше зіткнувся з діями правоохоронної системи тоталітарної держави, наклепом і обшуками, то, не витримавши цькування, наклав на себе руки.
Людям старшого покоління добре пам'ятна історія "блакитної крові" в період з 1982 по 1990 рік, коли масова преса була заповнена публікаціями на цю тему. Дослідження по створенню вітчизняного перфторуглеродних кровозамінника штучно були затримані майже на шість років. Навряд чи доцільно викладати тут цю історію, оскільки тепер вона вже описана в книгах і в багатьох журнальних і газетних статтях. На жаль, ми часто говоримо про лідерів нашої науки в минулому часі, поховавши їх.
Хроніка останніх років
Квітень 1992 року. Незалежні експерти американської фармацевтичної фірми "Алльянс" (Pharm.Corp.Alliance, San Diego, USA) своїми методами досліджували перфторан. Віце-президент фірми Алльянс доктор С. Файтфул дав йому високу оцінку.
2 вересня 1997, Пекін. Відкрився XII Міжнародний конгрес з штучним клітинам, кровозамінників та иммобилизованной біотехнології. У день відкриття на пленарному засіданні біофізики з Пущино показали спеціально підготовлений до конгресу десятихвилинний фільм "Русский перфторан. Що це таке?"
Оскільки учасники конгресу в своїй масі не знали, що в Росії з 1990 року були відновлені роботи по створенню перфторуглеродних кровозамінників, то повідомлення про наявність російського комерційного препарату, до того ж перевершує за своїми характеристиками японський препарат флюозол DA, було сенсацією. Сидячі в залі вважали, що російські зазнали фіаско в цьому напрямку. І раптом представники Росії повідомляють, що перфторан існує, продається і широко використовується в клініках.
Спочатку в залі панували недовіру і скепсис. Після відповідей на численні запитання вони змінилися підвищеним інтересом. Слухачів вразила і порівняно низька ціна - 200 доларів за дозу 400 мл. Японський препарат майже в два рази дорожче. Однак для вітчизняного ринку на тлі наших жебраків щорічних бюджетів, що виділяються на охорону здоров'я, вартість препарату виглядає значною. Але що робити? Його ціна не пов'язана з монополією на виробництво. Високі енергоємні технології і дорога сировина - ось причини.
8-9 жовтня 1997 року, Санкт-Петербург. У Військово-медичної академії пройшла Всеармійського наукова конференція на тему "Фізіологічні активні речовини на основі перфторуглеродов у військовій медицині" Я не буду втомлювати читача перерахуванням назв доповідей, присвячених різним областям використання перфторану в клініках. Їх було понад сімдесят. Важливий підсумок: експертна комісія, створена Головним військово-медичним управлінням Міністерства оборони Росії, рекомендувала препарат для використання в армії.
9-11 червня 1998 року, Пущино. В Інституті теоретичної та експериментальної біофізики Російської академії наук пройшла Х міжнародна конференція "Перфторвуглеці в біології та медицині" Клініцисти з дванадцяти міст Росії і України розповіли про застосування перфторану в хірургії, терапії, офтальмології та реаніматології.
Так що історія з "блакитною кров'ю" все-таки закінчилася успіхом.
Так що ж таке донорська кров - безвідмовний рятівник або маловивчене засіб лікування?Наскільки безпечно переливання крові?
Хто ж правий?
Де істина?
Що пропонує сьогодні медицина замість неї?
Я слухав професора Лізандера і думав: все це правильно, але скільки хірургічних відділень в Росії мають такий арсенал кровесберегающіх коштів?
Але чому нас-то повинні турбувати донори Латинської Америки?
Як же бути?
Тестувати кров уже не по десяти, а по ста тестів?
Що це таке?
