Гематология-кровезаменяющие растворы переносчики кислорода

Кровь и ее компоненты по-прежнему остаются опасными биологическимипродуктами, способными быть источником гемотрансмиссивных болезней,причиной развития различных посттрансфузионных реакций и осложнений.

Заготовленная на консервирующих растворах кровь в процессе храненияподвергается существенным изменениям. В ней повышается содержаниенатрия, калия, аммиака, фосфатов и глюкозы, нарушается кислотно-щелочноеравновесие,увеличивается сродство гемоглобина к кислороду, изменяютсяморфофункциональные свойства эритроцитов и происходит частичныйих гемолиз, появляются микроагрегаты из клеточных элементов идр.

Период хранения крови, даже при использовании самых современныхгемоконсервантов, небольшой. Уже в течение первых 10 суток храненияспособность крови к транспорту кислорода существенно уменьшается.Во всем мире наблюдается сокращение числа доноров, что создаетпроблемы с обеспечением кровью и ее дериватами. Часто кровь иее компоненты могут быть недоступны, особенно в экстремальныхситуациях. Альтернативой цельной крови могут быть кровезаменители-переносчикикислорода (КЗПК). В настоящее время интенсивно разрабатываютсядва направления в их создании:

o растворы модифицированного гемоглобина (МГ),

o эмульсии перфторуглеродов (ПФУ). Эти вещества, замещая основнуюфункцию крови - кислородтранспортную, имеют ряд преимуществ:

o универсальны,

o не требуют изосерологического подбора,

o практически безопасны в отношении переноса инфекций,

o имеют длительный срок годности,

o их можно накапливать в больших количествах и применять немедленно.

Малый размер частиц ПФУ и молекул МГ обеспечивает доставку кислородак клеткам ишемизированных тканей через резко суженные капиллярыв условиях нарушенного микрокровотока. Существует несколько областейвозможного клинического применения КЗПК:

o при обширных операциях в сердечно-сосудистой хирургии, втравматологии, ортопедии и пр., для уменьшения потребности валлогенной крови;

o в экстренных ситуациях при восполнении острой кровопотери,когда нет времени и возможности серологического подбора кровиили вообще нет доступа к ее запасам;

o в качестве компонента программы лечения апластической и гемолитическойанемии;

o при нарушениях микроциркуляции, уменьшающих эффективностьтрансфузии эритроцитных компонентов;

o при консервировании органов и тканей;

o у пациентов, отказывающихся по религиозным соображениям отпереливания крови и ее компонентов.

Препараты на основе МГ

Единственным в мире КЗПК на основе МГ, успешно прошедшим клиническиеиспытания и разрешенным к медицинскому применению (декабрь 1998),является российский препарат "Геленпол" на основе полимеризованногогемоглобина человека. Препарат создан сотрудниками РоссийскогоНИИ гематологии и трансфузиологии МЗ РФ и НИИ высокомолекулярныхсоединений РАН.

С июня 1997 года в клинике неотложной хирургии ВМедА проводитсяклиническое изучение Геленпола. К настоящему времени препаратиспользован у 79 больных при лечении геморрагического шока, длякоррекции интраоперационной кровопотери, до- и послеоперационнойанемии. Геленпол вводили внутривенно, струйно или капельно, вобъеме 1-5 доз препарата в до-, послеоперационном периоде, а такжево время хирургического вмешательства. У ряда больных подобныеинфузии повторяли в течение лечения 4-6 раз. Проводимый мониторингпоказал, что Геленпол

o хорошо переносится и не вызывает побочных эффектов,

o обеспечивает нормализацию гемодинамических показателей,

o улучшает работу сердца,

o уменьшает степень анемии,

o увеличивает степень насыщения гемоглобина артериальной ивенозной (с 32 до 44 мм рт.ст.) крови О₂,

o улучшает микроциркуляцию.

Геленпол

o Молекулярная масса 150-260 кД,

o рО₂ равняется 28 торр,

o период полувыведения - 8-14 часов.

o одна лечебная доза кровезаменителя (в лиофильно высушеннойформе) содержит 4 г гемоглобина- в качестве стабилизаторови антиокислителей используются глюкоза и аскорбиноваякислота.

Инфузия Геленпола увеличивала содержание гемоглобина в циркулирующейкрови (в среднем, с 68 до 88 г/л) и ретикулоцитов. Применениепрепарата позволило в 1.5-2 раза уменьшить объем трансфузии кровии эритрокомпонентов.

Перспективными направления дальнейших разработок препаратов наоснове МГ являются:

o создание комплексов МГ с ферментами ангиоксидангной защиты(каталазой и супероксиддисмутазой) для предупреждения реперфузионногосиндрома;

o моделирование эритроцита - изыскание стабильных форминкапсулированного гемоглобина, заключенного вместе с компонентамисвоего естественного микроокружения в липосомы либо в проницаемыедля продуктов метаболизма нанокапсулы из биодеградируемого материала.

Препараты на основе ПФУ

В отличие от гемоглобина, ПФУ не образуют химических соединенийс кислородом, а растворяют его и другие газы согласно закону Генри.Эта связь - линейная, и степень растворения кислорода в ПФУ прямопропорциональна его парциальному давлению (в отличие от сигмоиднойкривой диссоциации оксигемоглобина).

История изучения ПФУ, как основы КЗПК, ведет свое начало от экспериментовClark и Gollan. В 1960-х годах эти ученые показали возможностьподдержания жизни мышей в жидкой перфторорганической среде, насыщеннойкислородом.

ПФУ не метаболизируются в организме и считаются биологическиинертными. Частицы внутривенно введенной эмульсии ПФУ быстро (втечение 4-12 часов) удаляются из сосудистого русла ретикуло-эндотелиальнойсистемой, накапливаются в легких и селезенке с последующей экскрециейчерез дыхательные пути. Инфузии ПФУ в условиях кровопотери и гиповолемии:

o обеспечивают ткани кислородом,

o оказывают положительный эффект на центральную и периферическуюгемодинамику, микроциркуляцию, кислотно-щелочное состояние,иммунную систему,

o обладают дезинтоксикационным, противовоспалительным свойствамии мембраностабилизирующим действием.

В нашей стране исследования по созданию КЗПК на основе эмульсийПФУ проводились с 1970-х годов в Ленинградском и Центральном НИИгематологии и переливания крови, Институте теоретической и экспериментальнойбиофизики (ИТЭБ) АН СССР. К 1984 году в ИТЭБ был создан, а затемусовершенствован первый отечественный препарат, получивший название"Перфторан". В феврале 1996 года эмульсия Перфторан (фирма"Перфторан") зарегистрирована в РФ и разрешена для медицинскогоприменения и промышленного выпуска.

Перфторан широко используется в различных областях клиническойпрактики. Был апробирован в военной медицине при лечении боевойтравмы.

Наш опыт применения Перфторана для восполнения кровопотери (внутривенноевведение на фоне ингаляции смеси, обогащенной кислородом) показывает,что препарат:

o обеспечивает нормализацию гемодинамических показателей,

o улучшает работу сердца,

o увеличивает напряжение кислорода в смешанной венозной крови,что можно рассматривать как признак уменьшения гипоксии тканей(значения р_vO₂,не превышали физиологическойнормы - 40-45 мм рт.ст., - при которой осуществляется полноценныйгазообмен между эритроцитами и тканями),

o улучшает микроциркуляцию и реологические свойства крови;

o улучшает состояние антиоксидантной

системы крови.

Использование Перфторана уменьшает расход донорской крови и еекомпонентов в 1.5-2 раза.

Сравнительный анализ препаратов

Наш опыт применения в условиях одной клиники различных КЗПК -раствора полигемоглобина (Геленпол) и эмульсии ПФУ (Перфторан)позволяет сравнить возможность и эффективность их применения.

Перфторан чаще использовали по неотложным показаниям (72.8%),а Геленпол - в плановом порядке (58.3%). Это связано, в первуюочередь, с тем, что препарат искусственного гемоглобина способенстимулировать гемопоэз и таким образом эффективен при лечениибольных с хроническими анемиями и при подготовке больных к операции.В то же время Перфторан начинали вводить во время оперативноговмешательства после устранения источника кровотечения и убежденностив надежности гемостаза. Это касалось как экстренных, так и плановыхоперативных вмешательств. Чаще всего возникала необходимость винфузиях Перфторана и Геленпола при острой кровопотере, сопровождавшейсягеморрагическим шоком. В таких случаях Перфторан был перелит 32.1% больных, а Геленпол - 31.2%. Нередким показанием к применениюКЗПК явилась интраоперационная кровопотеря. В ряде случаев препаратыоказались эффективными для предупреждения декомпенсации функциижизненно важных органов и систем организма (например, при наличиипостинфарктного кардиосклероза, хронических неспецифических заболеванияхлегких, диффузных поражениях печени, а также при патологическихизменениях мочевыделительной системы).

Имеющиеся у нас данные позволяют дифференцировать Перфторан иГеленпол по влиянию на функции различных систем организма (таблица).Установлено выраженное воздействие Перфторана на газотранспортнуюфункцию крови, ее реологические свойства и микроциркуляцию. Отмеченадостаточно высокая эффективность его влияния на гемодинамику,иммунологическую реактивность организма, процессы перекисногоокисления липидов. В то же время Перфторан был нейтрален в отношениигемопоэза и свертывающей системы крови, мало участвовал в нормализациикислотно-основного состояния крови. Геленпол наибольший эффектоказывал на гемодинамику, усиливал гемопоэз и газотранспортнуюфункцию крови. Однако Геленпол не влиял на иммунную реактивностьорганизма, КОС крови, ее реологические свойства и микроциркуляцию.

Таблица. Сопоставление эффектов геленпола и перфторана

ПОКАЗАТЕЛИ

ПЕРФТОРАНГЕЛЕНПОЛ

Газотранспортная функция+++++Гемодинамический эффект+++++Гемопоэз-++Кислотно-основное состояние крови+-Иммунологическая реактивность организма++-Процессы перекисного окисления липидов+++Микроциркуляция и реологические свойства крови+++-Свертывающая система крови-+

+++ - сильный эффект, ++ - средний эффект, + -слабый эффект, - - отсутствие эффекта

Клинические наблюдения, данные экспериментальных исследованийи анализ литературы позволяют предполагать следующие механизмылечебного действия КЗПК.

Геленпол:

o моделирует дыхательную функции эритроцитов и функции плазменныхбелков;

o повышает содержание гемоглобина в циркулирующей крови и егосинтез;

o усиливает транспорт оксида азота (N0) и S-нитрозотиолов (SNO),

Перфторан:

o пассивный переносчик кислорода и углекислого газа пропорциональноперепаду парциального давления соответствующего газа;

o усилитель потока кислорода и углекислого газа за счет увеличенияих массопереноса, обусловленного повышенной растворимостью газовв ПФУ и возможностью свободного прохождения газов через частицы;

o демпфер (за счет образования дополнительной емкости для газовкрови в плазме), создающий подпор для кислорода при его потреблении.

Препараты имеют как общие свойства, так и различия в действии,поэтому могут применяться раздельно и вместе, дополняя лечебныйэффект друг друга. В условиях контролируемой интраоперационнойкровопотери и возможности ведения пациента на смеси, обогащеннойкислородом, эмульсии ПФУ, очевидно, предпочтительнее растворовМГ. В то же время для коррекции анемии в дооперационном и послеоперационномпериодах целесообразно использовать Геленпол. Состояние исследованийпо проблеме создания КЗПК на основе МГ и эмульсий ПФУ создаетуверенность в том, что эти инфузионные среды, моделирующие самуюглавную, кислородтранспортную функцию крови, уже в начале XXIвека займут достойное место в различных программах, альтернативныхприменению донорской крови.