Миллионы людей во всем мире сдают свою кровьдля переливания больным и пострадавшим в разногорода катастрофах. Например, в Канаде на 25миллионов населения - 1,3 миллиона доноров. В СШАдля переливания ежегодно используется почти 14миллионов доз крови (одна доза - около 400 граммов).И в то же время медицинские журналы сегодня всечаще пишут, что смертность от переливания кровихотя и невелика, но все же такая, как от эфирногонаркоза или удаления аппендикса: из пяти тысячпациентов, которым перелили донорскую кровь,один умирает.
Так что же такое донорская кровь - безотказныйспаситель или малоизученное средство лечения?Насколько безопасно переливание крови? Сегодняоб этой проблеме громко заговорили и научныежурналисты, и сами медики.
Причем медицинский мир как бы разделился на двалагеря. В одном считают: переливание донорскойкрови приносит больше вреда, чем пользы, в другомпо-прежнему настаивают: донорская кровьнеобходима, она - основное средство спасенияжизни многих пострадавших.
Кто же прав? Где истина?

Член-корреспондент РАН Г. ИВАНИЦКИЙ.

Спустя 350 лет

16 апреля 1998 года, Москва. Идет семинар вИнституте нейрохирургии имени Н. Н. Бурденко,посвященный современным кровесберегающимтехнологиям в хирургии. Именно там чаще всегоиспользуют сегодня донорскую кровь.Руководитель отдела анестезиологии иинтенсивной терапии Линкопингского госпиталя(Швеция) профессор Б. Лизандер высказываетпарадоксальное мнение: кровь - самое опасное изиспользуемых в медицине веществ. Ведь онаподобна отпечаткам пальцев человека. Нет двухтипов крови, которые были бы совершенноодинаковы. Поэтому переливание крови - не менеесложная и опасная процедура, чем пересадкатканей. Совмещение крови донора и реципиента погруппам и резус-фактору - это грубое совмещение.

Одни врачи делают переливания донорской кровичасто и уверены, что это стоит риска. Другие,которых становится все больше, считают, что рискне оправдан, потому что можно добиться хорошихрезультатов и без донорской крови.

Что предлагает сегодня медицина взамен нее?Вместо того чтобы переливать чужую кровь, можносберечь свою, максимально сократив ее потери. Этоделают с помощью так называемыхкровесберегающих технологий: разрезающихинструментов, уменьшающих травмы и кровопотери(прижигают ткани гальванокаутерами,ультразвуковыми и лазерными "скальпелями");устройств, отсасывающих кровь из ран,фильтрующих ее и направляющих обратно вкровеносное русло. Вошли в обиход хирурга исистемы для понижения температуры телаоперируемого, чтобы уменьшить потреблениекислорода. Аппараты искусственногокровообращения, заполненные традиционнымикровезаменителями (начиная с обычного солевогораствора и кончая декстранами), позволяютподдерживать объем и осмотическое давлениежидкости в кровотоке во время операции.Применяются и лекарственные препараты,улучшающие свертывание крови и позволяющиеуменьшить кровотечение. Если все же пациентпотерял много крови во время операции, то послеоперации ему делают искусственное дыхание черезмаску кислородом под повышенным давлением илипомещают его в специальную камеру высокогодавления в атмосфере кислорода. Затем вводятбольному гормональный препарат, стимулирующийобразование эритроцитов в костном мозге. Все этиподходы сегодня широко используются вевропейских клиниках и, по мнению профессора Б.Лизандера, позволяют практически отказаться отпереливания донорской крови.

Я слушал профессора Лизандера и думал: все этоправильно, но сколько хирургических отделений вРоссии имеют такой арсенал кровесберегающихсредств? Несколько столичных клиник. А нахирургический стол попадают десятки тысяч людейпо всей стране. Мне вспомнилось высказываниедругого специалиста, профессора анатомииКопенгагенского университета Томаса Бартолина:"Те, кто пытается ввести в употреблениечеловеческую кровь, тяжело грешат...Изобретателям этой операции следует страшитьсяБожьего закона". Эти слова были произнесены 350лет назад. Сегодня профессор Лизандер высказалсходную точку зрения - в конце ХХ века.

Незакрытый список

С самых древних времен все народы считали кровьчем-то священным. Древние индусы называли еевоплощением мудрости, египетские жрецы -эликсиром бессмертия, греки - волшебным краснымвином.

На употребление крови как напитка былоналожено табу. Хотя некоторые северные народы досих пор пьют кровь оленей, смешивая ее со свежиммолоком. При этом риск занести в организм черезпищеварительный тракт вирусы или бактериивесьма велик.

Кровь - иммунный защитник и в то же время мощныйисточник инфекций для другого организма.

В наши дни все больше и больше людей боятсязаразиться при переливаниях разнообразнымиинфекционными заболеваниями. Тестированиеинфекций, содержащихся в крови, - одна из самыхдраматичных страниц в истории медицины.

Особый страх перед донорской кровью породилапандемия СПИДа. Еще в 1983 году медики обнаружили,что вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) можетпередаваться через кровь. Но массовоетестирование донорской крови на ВИЧ началосьлишь в 1985 году.

Тогда казалось, что проблема решена. Однакоспустя четыре года была обнаружена новая форма,ВИЧ- Ее не "улавливали" уже разработанныетесты. Потребовалось еще несколько лет насоздание новых систем тестирования. Затемобнаружили новую "мертвую зону"! От моментазаражения донора СПИДом до момента, когда у негопоявятся в крови антитела, определяемые тестами,могут пройти месяцы. Все это время донор можетпродолжать сдавать кровь со скрытой инфекцией. Апосле переливания реципиент будет зараженСПИДом.

Сходная и едва ли не более драматичная ситуацияс гепатитом. Мягкая форма гепатита (тип А)известна давно. Профилактика его проста: мойтеруки перед едой, пейте кипяченую воду, соблюдайтечистоту при приготовлении пищи. Более тяжелаяформа гепатита распространяется через донорскуюкровь (тип В). Однако, несмотря на то, чтопереливали проверенную донорскую кровь, людипродолжали заболевать гепатитом (от 8 до 17% тех,кому переливали кровь). Но это был уже другойвирус - гепатита С. Его также через несколько летнаучились тестировать, и все же успокаиватьсябыло рано. Вскоре итальянские исследователисообщили еще об одном вирусном мутанте гепатита.Его назвали вирусом гепатита D. В ноябре 1989 года"Бюллетень медицинского факультетаГарвардского университета" писал: "Можноопасаться, что А, В, С, D - это еще не весь алфавитвирусов гепатита". Сегодня известно восемьвидов гепатита, и для каждого возбудителяприходится добавлять новый тест, чтобыконтролировать донорскую кровь.

Для инфекций несуществует границ

Клоп-хищнец кусает спящую жертву ииспражняется в рану. Человек становитсяносителем так называемой болезни Шагаса,приводящей к смертельным осложнениям на сердце.Скрытый период этой болезни может исчислятьсягодами. В Латинской Америке 10 миллионов человекзаражены болезнью Шагаса. Их кровь может статьразносчиком инфекций. Но почему нас-то должныбеспокоить доноры Латинской Америки?

Дело в том, что развитые транспортные икоммуникационные средства между государствамисоздали каналы, по которым болезни шагают черезграницы континентов. Общечеловеческаясолидарность имеет и оборотную сторону.Вспомните, например, трагические дни декабря 1988года - землетрясение в Армении. Тогда со всегомира везли кровь пострадавшим. Она былапроверена на СПИД и гепатит, но другие инфекциимогли остаться незамеченными, потому что местныеврачи были незнакомы с ними.

"Букет инфекций" все растет: вирус герпеса,инфекционный мононуклеоз (вирус Эпштейна-Барра),токсоплазмоз, трипаносомоз (африканская соннаяболезнь), лейшманиоз, бруцеллез (мальтийскаялихорадка), филяриатоз, колорадская клещеваялихорадка... Беженцы и иммигранты, крайненуждающиеся в деньгах, готовы сдавать кровь понизким ценам, что представляет большуюопасность, так как в их крови могут скрыватьсяспецифические региональные инфекции. Их обычнопропускают при тестировании.

После ранения папы римского ему с перелитойкровью занесли цитомегаловирусную инфекцию.Лечение главы Ватикана продлилось более двухмесяцев, но, к счастью, все закончилосьблагополучно.

Как же быть? Тестировать кровь уже не по десяти,а по ста тестам? Но это приведет к небываломуподорожанию донорской крови. Международная ценаодной ее порции для трансфузии уже колеблется от150 до 200 долларов (в зависимости от группы крови).Причем для пациентов цена из-за тестов истраховок обычно удваивается, то есть составляетоколо 300-400 долларов.

России ежегодно нужна донорская кровь вколичестве около одного миллиона литров. Пооценкам фирмы Hema Gen (США), в городах дляиспользования при операциях на сердце и легких ив травматологии цена необходимой донорскойкрови или ее эквивалентных заменителейколеблется от 1,9 до 2,9 миллиарда долларов. Крометестов на СПИД, сифилис, гепатиты А и В с 1994 года вРоссии введена обязательная проверка наантитела к вирусу гепатита С, которым у нас, поприблизительным оценкам, заражены около 10миллионов человек. В цивилизованных странахразвернулась кампания по пропагандеаутодонорства, то есть создания индивидуальногозапаса своей крови для себя,чтобы в случае необходимости избежатьпереливания чужой крови. Аутодонорство - это тожене панацея, оно доступно лишь весьмасостоятельной части общества. Кроме того, такаякровь не подлежит длительному хранению.

Переливание крови - без прикрас

Даже совместимая кровь все равно вызывает"стресс" иммунной системы реципиента.Примерно одно из ста переливаний сопровождаетсяознобом, лихорадкой и сыпью. На каждые 6000переливаний эритроцитарной массы возникает однагемолитическая реакция, которая может привести квнутрисосудистому свертыванию крови, к почечнойнедостаточности и даже к смерти. Дело в том, чтоэритроцит - это не просто "мешок" измембраны, наполненный гемоглобином. Мембранаэритроцита сложно устроена: на ее поверхностирасположено около 400 антигенов. Сейчас пытаютсярешить эту проблему так: "подстричь"мембрану эритроцита, отняв у нее антигены -маркеры, по которым она распознается иммуннойсистемой реципиента, и таким образом избавитьсяот побочных реакций. Однако работы в этомнаправлении только начались.

С начала 80-х годов в печати появились сообщенияо том, что переливание крови отрицательносказывается на людях, перенесших операцию поповоду рака. Частота рецидивов у больных, приоперации которых использовалась донорскаякровь, в 1,5-2 раза выше, чем у остальных. Еще всентябре 1986 года "Американский журнал повопросам хирургии" сделал заключение:"Хирургам-онкологам, по-видимому, придетсяоперировать без переливания крови".

Другая реакция на введение донорской крови -понижение устойчивости организма к инфекциям.Это установлено достоверно. Опасностьвозникновения послеоперационной инфекциипропорциональна числу единиц введеннойдонорской крови. Это усугубляет состояниеослабленного операцией больного.

Экстремальные ситуации

Необходимость в переливании крови связана нетолько с хирургией, но и с ростом экстремальныхситуаций, транспортных и промышленных аварий,вооруженных конфликтов, стихийных бедствий.

Во время дорожных происшествий и стихийныхкатастроф порой не хватает времени для доставкипострадавших в стационар и определения группы ихкрови. При кровотечении 150 мл/мин - в распоряженииврачей не более 20 минут, при потере крови 50-100мл/мин - не более часа.

В этих случаях гораздо разумнее использоватькровезаменители, такие, как растворы Рингера иТироде, полиглюкин, желатиноль, лактосол, плазмакрови. Однако они лишь поддерживают объемкровотока, осмотическое давление, ионный баланскрови, но дыхательную ее функцию не осуществляют.Поэтому проблема создания надежного,эффективного, технологичного кровезаменителя,переносящего к клеткам и тканям кислород,становится все более острой.

Сорок лет исследователи пытаются сделатьискусственную красную кровь на основегемоглобина. Уже много раз казалось, что вот-вотбудет создан такой кровезаменитель, но возникалиновые проблемы, которые отбрасывалиисследователей на исходные позиции. Причиннесколько.

Отдельные молекулы гемоглобина нельзязапустить в кровяное русло: они мгновенно будутсвязаны с белками плазмы, например с альбумином.После этого гемоглобин превращается вгаптоглобин и утилизуется в почках, костноммозге и селезенке. Этот процесс может привести клихорадке, головным болям, болям в мышцах исуставах и даже вызвать тромбоз сосудов.Появилась идея заключить гемоглобин в"мешок" - микрокапсулу. Четверть векапытаются сделать оболочку такой капсулы. Опытына животных показали, что иммунная системаорганизма распознает капсулы как непрошеныхпришельцев, разрушает их и удаляет остатки изсистемы кровообра щения. При этом возникаетсильная аллергическая реакция. Да и гемоглобин втакой искусственной оболочке работаетнеэффективно.

Природный эритроцит, транспортирующийгемоглобин, - это сложная биохимическая система,содержащая более 140 ферментов. Кроме того, унормального эритроцита форма - двояковогнутыйдиск, благодаря чему он эластичен и обладаетбольшой поверхностью для обмена газами.Искусственный эритроцит можно сделать лишьсферическим, а значит, и менее эластичным. Онзастревает в капиллярах, что часто приводит кзакупорке сосудов.

Подобные трудности побудили разработчиковотказаться от микрокапсул и попытатьсяиспользовать свободный гемоглобин, но сшить егоотдельные молекулы химическими методами, создавчто-то вроде кристаллов. Кристаллы могутциркулировать в крови, и имунная система на нихне реагирует. Однако кристаллы очень хрупкие, и,чтобы сделать полигемоглобиновую упаковкуустойчивой, ее сшивают глутаровым альдегидом,диимидоэфирами или другими агентами. При этомограничивается подвижностьчастей "молекулярной машины", снижаются ееспособности переносить кислород.

Да и само получение гемоглобина также остаетсяпроблемой. У человека его синтез контролируют отсеми до десяти пар генов. Гемоглобин можнополучить и с помощью генной инженерии. Но в этомслучае в раствор гемоглобина попадаютвырабатываемые микробами яды. Появилось большоеколичество публикаций о том, что растворысвободного гемоглобина вызывают к тому же общийспазм сосудов.

Хотя за последние годы есть существенноепродвижение в получении искусственногогемоглобина, тем не менее главным его источникомостается натуральная кровь. Несмотря на все этитрудности, оптимизм не покидает исследователей.Например, санкт-петербургские ученые недавноприступили к клиническому изучениюотечественного кровезаменителя геленпол наоснове модифицированного гемоглобина.

Вещества с алмазным сердцем

Твердые фторорганические соединения (например,тефлон) более устойчивы к действиюконцентрированных кислот, щелочей и другихреагентов, чем благородные металлы - золото илидаже платина. Знаменитый химик Джозеф Саймонсназвал их "веществами с алмазным сердцем ишкурой носорога". Однако биологовзаинтересовала не только химическаяустойчивость, но и невероятная способностьжидких перфторуглеродов растворять газы. Онирастворяют до 50 объемных процентов кислорода и вчетыре раза больше углекислого газа.

В 1962 году в журнале "Nature" англичанин И.Килстра опубликовал статью под сенсационнымназванием "Мышь как рыба". В эксперименте,проведенном этим исследователем, мышь погрузилив физиологический раствор, который подповышенным давлением насыщался кислородом. Имышь не погибла. Четыре года спустя американскиеисследователи Л. Кларк и Ф. Голлан обнаружили, чтотакой эффект можно получить ипри нормальном атмосферном давлении, если вместоводы применить жидкий перфторуглерод. Как бываетсо всяким тонущим животным, легкие мышинаполняются жидкостью, животное погружается надно стакана, но сохраняет способность дышать. Вопытах Кларка крыса дышала до 10 минут, затем еевынимали из жидкости.

У нас этот эксперимент был повторен на мышах,хотя в наших опытах они не выдерживали стольдлительного пребывания под слоем жидкости.Перфторуглероды в два раза тяжелее воды и в 1000раз тяжелее воздуха, поэтому диафрагма легкихмыши не может долго переносить такую нагрузку.Однако принудительное прокачиваниеперфторуглерода через легкие позволяложивотному довольно долго дышать этой жидкостью.Столь наглядная демонстрация газотранспортныхсвойств перфторуглеродов сразу привела к идееиспользовать их как кровезаменители.

В начале 80-х годов мы провели эксперимент синфузориями тетрахимена. Эти инфузориидвигаются в ту сторону, где больше кислорода. Онипериодически поднимаются к поверхностному слоюза "глотком" воздуха, образуя при этомбиоконвенционные потоки. Если кювету с водой, вкоторой находятся инфузории, перевернуть ипоместить в банку с жидким перфторуглеродом, тотетрахимены не всплывают наверх, а двигаются подну на границе раздела вода -перфторуглерод. Причина ясна: кислород поступаетв воду из перфторуглерода. Этот эксперимент, также как и эксперимент с мышью-утопленницей,показал, что различные организмы - от инфузорийдо млекопитающих - могут усваивать кислород,который растворен в перфторуглеродах. Такначиналась история, завершившаяся созданием"голубой крови" - газотранспортной эмульсиидля внутривенного введения. Ныне этот препарат,получивший название перфторан, пройдя все стадииклинических испытаний, используется каксвободный от всех инфекций и не требующийгрупповой совместимости кровезаменитель.

У истоков создания перфторана

Перфторан был создан большим коллективомразличных специалистов. Разработка началась ещев 1979 году по инициативе трех исследователей:академика, генерал-майор-инженера ИванаЛюдвиговича Кнунянца, профессора, докторамедицинских наук Феликса Федоровича Белоярцеваи автора этой статьи - биофизика.

Крупномасштабная отечественная программа"Перфторуглероды в биологии и медицине"(1980-1985 гг.) в конечном итоге привела к созданиюперфторана. К сожалению, И. Л. Кнунянц и Ф. Ф.Белоярцев ушли из жизни, начав исследования, ноне увидев их результата. Однако судьбы ихсложились по-разному.

Если И. Л. Кнунянц, родоначальник отечественнойшколы фтороргаников, занялся проблемойкровезаменителей на закате своей научнойкарьеры, когда ему было уже более семидесяти лет,в зените отдаваемых ему заслуженных почестей, тоФ. Ф. Белоярцеву в 1979 году было только 37 лет. Хотя унего уже имелись заслуги, выделяющие его из средысверстников: потомственный врач, выпускник игордость Астраханского медицинского института,автор нескольких книг по анестезиологии,участник бригады хирургов, руководимойлегендарным М. Дебейки, оперировавшей президентаАкадемии наук СССР М. В. Келдыша. В 34 года Ф. Ф.Белоярцев стал доктором медицинских наук (случайдля медицины нечастый), в 35 лет - заведующимотделением известного клинического учрежденияРоссии - Института сердечно-сосудистой хирургииим. А. Н. Бакулева. В 38 лет он заведуетлабораторией медицинской биофизики Институтабиологической физики АН СССР в Пущино. Здесь иначались его увлечение перфторуглеродами иработа над созданием газотранспортных эмульсий.

Вклад И. Л. Кнунянца к этому времени в различныеобласти химической науки, как и в фармакологию,уже был хорошо известен и оценен Ленинской инесколькими Государственными премиями. Для Ф. Ф.Белоярцева перфторуглеродный газотранспортныйкровезаменитель был первенцем, целью и страстьюего жизни. Именно поэтому когда в условияхтоталитарной системы в 1985 году на голову Ф. Ф.Белоярцева обрушился шквал нелепых обвинений ион впервые столкнулся с действиямиправоохранительной системы тоталитарногогосударства, клеветой и обысками, то, не выдержавтравли, покончил с собой.

Людям старшего поколения хорошо памятнаистория "голубой крови" в период с 1982 по 1990год, когда массовая печать была заполненапубликациями на эту тему. Исследования посозданию отечественного перфторуглеродногокровезаменителя искусственно были задержаныпочти на шесть лет. Вряд ли целесообразноизлагать здесь эту историю, поскольку теперь онауже описана в книгах и во многих журнальных игазетных статьях. К сожалению, мы часто говорим олидерах нашей науки в прошедшем времени,похоронив их.

Хроника последних лет

Апрель 1992 года. Независимые экспертыамериканской фармацевтической фирмы"Алльянс" (Pharm.Corp.Alliance, San Diego,USA) своимиметодами исследовали перфторан. Вице-президентфирмы Алльянс доктор С. Файтфул дал ему высокуюоценку.

2 сентября 1997 года , Пекин. Открылся XIIМеждународный конгресс по искусственнымклеткам, кровезаменителям и иммобилизованнойбиотехнологии. В день открытия на пленарномзаседании биофизики из Пущино показалиспециально подготовленный к конгрессудесятиминутный фильм "Русский перфторан. Чтоэто такое?"

Поскольку участники конгресса в своей массе незнали, что в России с 1990 года были возобновленыработы по созданию перфторуглеродныхкровезаменителей, то сообщение о наличиирусского коммерческого препарата, к тому жепревосходящего по своим характеристикамяпонский препарат флюозол DA, было сенсацией.Сидящие в зале считали, что русские потерпелифиаско в этом направлении. И вдруг представителиРоссии сообщают, что перфторан существует,продается и широко используется в клиниках.

Сначала в зале царили недоверие и скепсис.После ответов на многочисленные вопросы онисменились повышенным интересом. Слушателейпоразила и сравнительно низкая цена - 200 долларовза дозу 400 мл. Японский препарат почти в два разадороже. Однако для отечественного рынка на фоненаших нищих ежегодных бюджетов, отпускаемых наздравоохранение, стоимость препарата выглядитвнушительной. Но что делать? Его цена не связана смонополией на производство. Высокие энергоемкиетехнологии и дорогое сырье - вот причины.

8-9 октября 1997 года , Санкт-Петербург. ВВоенно-медицинской академии прошла Всеармейскаянаучная конференция на тему "Физиологическиеактивные вещества на основе перфторуглеродов ввоенной медицине". Я не буду утомлять читателяперечислением названий докладов, посвященныхразличным областям использования перфторана вклиниках. Их было более семидесяти. Важен итог:экспертная комиссия, созданная Главнымвоенно-медицинским управлением Министерстваобороны России, рекомендовала препарат дляиспользования в армии.

9-11 июня 1998 года , Пущино. В Институтетеоретической и экспериментальной биофизикиРоссийской академии наук прошла Х международнаяконференция "Перфторуглероды в биологии имедицине". Клиницисты из двенадцати городовРоссии и Украины рассказали о примененииперфторана в хирургии, терапии, офтальмологии иреаниматологии.

Так что история с "голубой кровью" все-такиокончилась успехом.






Всеармейская научнаяконференция. (Октябрь 1997 года.)Председательствующие на пленарном заседании(слева направо): генерал-майор медицинской службыП. Г. Брюсов, генерал-майор медицинской службы,академик РАМН Г. А. Софронов, член-корреспондентРАН Г. Р. Иваницкий.

Так выглядят под электронныммикроскопом эритроциты, содержащие гемоглобин.Они обеспечивают перенос газов кровью.



Модель молекулыгемоглобина, реконструированная с помощьюрентгеноструктурного анализа. Четыре дискавнутри молекулы - это железосодержащий элемент,который связывает кислород воздуха в легких,переносит его по кровотоку и отдает в капиллярахтканям тела.

а а б

Биоконвекцияпотребляющих кислород инфузорий в кювететолщиной 1,5 мм и высотой 6 мм; фотография потоковдвижения инфузорий (вверху) и схема движения(внизу): а - в открытой сверху кювете; б - в кювете,перевернутой и помещенной в стакан сперфторуглеродом, через слой которого кислородпоступает в кювету снизу. Инфузории дышаткислородом, растворенным в перфторуглероде, и неподнимаются вверх для "глотка" воздуха.



Мышь, погруженная вжидкий перфторуглерод, дышит растворенным в немкислородом.

а
б
в

Так готовят сегодняпрепарат перфторан: а - процесс производства; б -оператор контролирует выход готовой эмульсии; в -готовая продукция в замороженном виде,предназначенная к отправке.



Академик И. Л. Кнунянц.



Профессор Ф. Ф.Белоярцев.