Най-скъпоценната субстанция
Червените водопади на живота
През осемдесетте години на ХХ в. кръвта бе покрита с мрачна слава. Новината, че причиняващият СПИН вирус HIV може да се предава чрез кръвопреливания, предизвика вълна от паника и доведе до установяването на твърди процедури за тестване на банките с най-скъпоценната животоспасяваща субстанция. Лекарите от редица страни заявиха, че техните резерви кръв са сигурни, но това се оказа 
невярно. Страхът не се разпръсна. Въпреки че вероятността да се хване СПИН чрез кръвопреливане е под 1 на 450 000, разпространи се мнението, че голяма част от кръвта е заразена. Към тази лоша репутация на червената течност през последните години се добави и опасността от глобален недостиг на кръв за кръвопреливания.
Днес в света всяка секунда се налага да бъдат извършени по над десет кръвопреливания. Не повече от пет процента от хората даряват кръв, а броят на кръводарителите непрекъснато намалява, като в същото време нараства възрастта на населението, с което расте и нуждата от кръвопреливане. Резервите се оказват крайно недостатъчни. По усреднени оценки на специалисти през 2002 г. на лекарите от петте континента не достигат близо 10 млн. литра кръв. Затова експертите бият тревога, че бързо трябва да се намерят успешни заместители на кръвта.
Още през 50-те години на ХХ в. изследователите започнаха да отсяват различните възможности за създаването на изкуствена кръв. След разливането на СПИН-вълната редица научни звена и институции, свързани с отбраната и здравеопазването, активизираха дейността си в търсенето на пълноценни заместители на кръвта. Постигнати бяха конкретни резултати, но въпреки че учените от шест фирми вече успяха да създадат заместители на кръвта, проблемът още не е решен. Както отбелязват в сп."Сайънтифик Американ" авторите на един от моделите за изкуствена кръв Мари Нучи и Ейбрахам Абуковски, още не е намерено идеалното решение. Това съвсем не е учудващо, като имаме предвид, че учените се опитват да разберат и възпроизведат не друго, а същността на живота.
Кръвопреливанията имат дълга история. През вековете за кръвни заместители са били експериментирани редица течности като бирата, урината, опиумът, растителни сокове, млякото, овчата кръв и мн.др. През 1667 г. Жан-Баптист Денис - един от лекарите на Луи ХІV, успешно извършва първото документирано кръвопреливане с човешка кръв, но малко по-късно процедурата била забранена във Франция, Италия и Великобритания, след като съпругата на един от пациентите на Денис завела дело срещу лекаря. Доказало се, че човекът е умрял не след "смяната" на кръвта, а защото жена му го била отровила с арсен, но в същото време много други пациенти не оцелявали след кръвопреливането.
След като през 1901 г. американският патолог с австрийски произход Карл Ландщайнер открива системата АВО на кръвните групи, броят на успешните кръвопреливания се увеличава значително. Установено било, че повърхността на червените кръвни телца в човешката кръв може да се покрива от два вида захари, наречени от Ландщайнер съответно А и Б. Кръвта на всеки човек се характеризира с комбинация от тези захари, като може и да е лишена от тях. Съществуват четири такива комбинации, т.е. четири типа кръв.
Какво ще стане, ако при кръвопреливане се смесят два несъвместими типа кръв? За пациента това ще е равносилно на смъртоносна инжекция. В организма му ще настъпи бурна имунна реакция, която ще предизвика микроскопични коагулации на кръвта и хемолиза - процес, при който хемоглобинът излиза извън червените кръвни телца. Задачата на антителата, произвеждани от белите кръвни телца, е да поддържат имунния ни баланс и да ни пазят от инфекции, вируси, бактерии и др.п. неканени гости, наречени антигени. При смесването на различните типове кръв антителата в кръвта на пациента "разпознават" като антигени червените кръвни телца от чуждата кръв и бурно реагират, т.е. причината за фаталния изход е в собствената ни имунна система.
Може би ще разберем огромните затруднения, които учените срещат при търсенето на пълноценен заместител на кръвта, ако се запознаем макар и бегло с комплексната същност на животворната течност.
Кръвта е съставена от кръвни клетки, соли и други вещества като протеини и витамини, разтворени в кръвната плазма. Трите вида клетки - червените кръвни телца, белите кръвни телца и тромбоцитите, съставляват близо 45 % от обема на кръвта. Нормално в един кубически милиметър човешка кръв се съдържат от 4,5 до 5,5 млн. червени кръвни телца, от 7000 до 12 000 бели кръвни телца и от 150 000 до 400 000 тромбоцити. Този сложен биологичен комплекс изпълнява многобройни функции - транспортира чрез кръвообращението хранителни вещества, хормони и отпадъчни продукти, защитава организма от инфекции, блокира кръвоизливите чрез съсирване и пр. Най-известна е ролята на кръвта, свързана с дишането, при което се поема кислород и се отделя въглероден двуокис. Ключовият белтък, отговарящ за този процес - хемоглобинът, се намира в червените кръвни телца, като всяка от милиардите червени клетки съдържа по 250 млн. молекули от него.
Всъщност хемоглобинът се е съхранил в хода на еволюцията при по-голямата част от гръбначните. Той до голяма степен е подобен при различните животински видове и винаги е съставен от четири полипептидни вериги. При човека например хемоглобинът е формиран от две еднакви вериги алфа и от две еднакви вериги бета, като всяка от тях се състои от около 140 аминокиселини. Веригите алфа и бета се свързват помежду си в димери, а от своя страна двете двойки алфа-бета по-слабо се свързват помежду си в тетрамер. Всяка от полипептидните вериги съдържа по една хемоглобинна единица, притежаваща един атом желязо, който е "мястото" за свързването на кислорода. И така, всяка от трилионите молекули хемоглобин в човешкия организъм може да свърже четири молекули кислород; хемоглобинът поема кислорода в белите дробове и го разнася из тялото.
Транспортиран чрез кръвта до отделните клетки в различните части на тялото, кислородът активира клетъчното дишане, което подпомага жизнените трансформации и акумулира енергията, с която живеем. След като хемоглобинът се освободи от кислорода, червените кръвни телца залавят въглеродния двуокис, отпадъчният продукт от дишането на клетките достига с кръвта до белите дробове и ние го издишваме.
Кръвта, изпълваща съдовете на кръвоносната система, е около 7 % от телесното тегло на човека, т.е. средно 5-6 литра. Със загубата на кръв се нарушават важни биологични процеси. Ако човек загуби до 30-40 % от кръвта си, организмът му все още може да се справи самостоятелно със ситуацията, като компенсира липсата с вродени естествени механизми: ускорява производството на червени кръвни телца, пренасочва кръв от по-маловажните към основните органи и усвоява част от циркулиращите течности до възстановяването на постоянния кръвен обем. Тези действия се контролират и командват от нашето подсъзнание, което си има шпиони, "докладващи" за състоянието на всяка клетка в нашия организъм! Разбира се, автозащитните реакции зависят от възрастта и от здравословното състояние на човека.
Ако обаче някой загуби над 40 % от кръвта си, животът му може да бъде запазен само след кръвопреливане. Фаталните последствия от объркването на кръвните групи налагат точно съответствие при кръвопреливането. Кръв от тип А може да бъде дарена на хора с кръвна група А или АБ, кръв от тип Б може да се приеме от хора с кръвна група Б или АБ, кръв от тип АБ може да се прелее само на хора със същата кръвна група, които са универсални приематели и могат да приемат също кръв от типовете А, Б и 0. Хората с нулева кръвна група са универсални дарители, но могат да приемат само кръв от своята група. Съвместимостта на кръвните донори трябва да се съобразява и с т.нар. Резус фактор. При изследване на маймуните резус през 40-те години на ХХ в. бе открито, че кръвта може да притежава антигена Rh. В такъв случай тя се определя като Rh+, а ако антигенът отсъства, кръвта се характеризира като Rh-. Кръвта Rh+ може да бъде преливана само на пациенти с Rh+, докато кръвта Rh- може да бъде дарявана на всички.
Рискът от смърт при кръвопреливане е около 1 на 100 000. За сравнение ще посочим, че вероятността човек да загине от автомобилна катастрофа е 1 на 50 000, а опасността да умре от грип е 1 на 10 000. Рискът включва възможността от грешки при определянето на кръвните групи, инфекции от бактерии или вируси и пр. Според данни на международните специализирани центрове в началото на третото хилядолетие са регистрирани около 10 000 болни от СПИН, получили болестта след преливане на заразена кръв. Специалистите обаче смятат, че истинският брой на инфекциите от вируса HIV след кръвопреливане е значително по-голям, тъй като симптомите на СПИН се появяват след доста време. Според изследване, публикувано в сп."Ню Ингланд Джърнъл оф Медисин", вероятността човек да се зарази от хепатит Б е 1 на 63 000, а шансът му да прихване хепатит С е 1 на 103 000. Не трябва обаче да забравяме, че това са усреднени данни за страните с по-висок стандарт на живот и ако цифрите се съотнесат към броя на съответните боледували в България, ще излезе, че страната ни има многократно по-голямо население.
И така, първото десетилетие на ХХІ в. ще бъде свързвано в историята с началото на производството на изкуствена кръв.
Адекватният заместител на кръвта би трябвало да удовлетворява много изисквания. Трябва да е лишен от токсичност, да е стерилен и лесен за транспортиране в организма, да не провокира бурни имунни реакции, да е в състояние да замести всички типове кръв. Подобна субстанция трябва да се задържи в обръщение в кръвоносната система, докато организмът възстанови собствената си кръв, а след това да бъде изхвърлена без странични ефекти. Кръвта се съхранява при температура 4оС и въпреки това остава прясна най-много 42 дни, което значително я оскъпява. Изкуствената кръв трябва да може да се съхранява по-дълго време.
Заместителите на кръвта, които са вече на пазара в развитите страни, се опитват да удовлетворят изискванията, но все още не изпълняват всички задачи на кръвта. Различаващи се по добавките си от плазма, физиологичен разтвор или разтвор на гроздова захар, те наблягат предимно на главната й роля - пренасянето на кислород, но пренебрегват други нейни функции.
През последните години се появиха две основни направления на подход при създаването на кръвни заместители. Едното се основава на химически препарати, а другото на "реорганизация" на хемоглобина. Привържениците на първото решение се доверяват на перфлуоровъглеродните съединения - синтетични вещества, които могат да транспортират кислород, като се опитват да опровергаят становището, че свойството на кръвта да поема и пренася газовете не може да бъде възпроизведено чрез изкуствено вещество. В ход са и други изследователски програми: за производството на хемоглобин в трансгенни животни, за модифицирането на повърхността на еритроцитите до създаването на универсална кръвна група, за замразяването на червените кръвни телца, инкапсулирането на хемоглобина в липозоми и пр.
Красимир ГЕОРГИЕВ, Евгени АЛЕКСИЕВ
Днес в света всяка секунда се налага да бъдат извършени по над десет кръвопреливания. Резервите са крайно недостатъчни, затова експертите бият тревога, че бързо трябва да се намерят успешни заместители на кръвта
В ход са редица изследователски програми за създаване на изкуствена кръв: кръвни заместители на базата на химически препарати, чрез реорганизация на хемоглобина, за производството на хемоглобин в трансгенни животни, за модифицирането на повърхността на еритроцитите до създаването на универсална кръвна група, за замразяването на червените кръвни телца, инкапсулирането на хемоглобина в липозоми и пр.
Водопадът на живота - различните компоненти на кръвта се произвеждат в костния мозък
Кръвта е съставена от кръвни клетки, соли и други вещества като протеини и витамини, разтворени в кръвната плазма
Първото десетилетие на ХХІ в. ще бъде свързвано в историята с началото на производството на изкуствена кръв
Снимки: Архив на група "Ергосфера"
Статиите са защитени съобразно механизмите, свързани с нормативните документи за авторското право, и могат да бъдат препечатвани или ползвани в централния и периодичния печат и в другите средства за масова информация само след изричното разрешение на авторите, което може да бъде договорено на e-mail ergosfera@fliorir.com или на тел.: 846-57-68 или gsm: 0885-733-566, издателство “Фльорир”. Статиите могат да бъдат ползвани в други електронни сайтове само изцяло и без промени, със споменаването на авторите и наличието на връзка към http://www.fliorir.com. Снимките към статиите могат да бъдат ползвани само след разрешение на авторите и надписването към тях на текста: Снимки: архив на група “Ергосфера”. Ергосфера > Фактор Х > Най-скъпоценната субстанция