Die Methode, Blut durch einen verjüngenden Sud zu ersetzen, wird in Ovids Metamorphosen beschrieben, aber schon damals nahm kaum jemand etwas anderes als ein Märchen wahr. Sowohl in der Antike als auch in aufgeklärteren Zeiten dachten Ärzte nicht mehr an magischen Blutersatz, sondern daran, Verwundete und Frauen bei der Geburt zu retten, und versuchten, einen Weg zu entwickeln, um Blut sicher zu übertragen.
Nicht selbst behandeln! In unseren Artikeln sammeln wir die neuesten wissenschaftlichen Daten und die Meinungen maßgeblicher Gesundheitsexperten. Aber denken Sie daran: Nur ein Arzt kann eine Diagnose stellen und eine Behandlung verschreiben.
Solche Versuche scheiterten meist - bis 1901 der österreichische Immunologe Karl Landsteiner die Existenz von Blutgruppen entdeckte (1930 erhielt er dafür den Nobelpreis). Und nachdem der russische Arzt Vadim Yurevich (und gleichzeitig seine belgischen und amerikanischen Kollegen) 1914 vorschlugen, Blut mit einer Natriumcitratlösung zu konservieren, wurde die Bluttransfusion zu einem gewöhnlichen medizinischen Verfahren.
Mit der Entwicklung der Transfusiologie ist das Problem der Blutersatzstoffe drängend geworden. Es ist nicht einmal ein Mangel an Spenderblut - jetzt gibt es es nur noch in armen Ländern. In Russland gibt es an sich keinen Mangel, und Momente einiger Spannungen (in der Regel bei Terroranschlägen oder Naturkatastrophen) entstehen nicht wegen des Mangels an Spendern, sondern wegen der schlechten Organisation der Arbeit bei der Blutbeschaffung.
Manchmal haben Kliniken nicht genug Blut bestimmter Gruppen. In kritischen Fällen können jedoch alle Patienten mit dem gleichen Rh-Faktor mit Blut der Gruppe I (0) transfundiert werden (ihre Träger werden als "Universalspender" bezeichnet). Patienten mit einer seltenen Gruppe IV (AB) – „universelle Empfänger“– können mit Blut jeder Gruppe transfundiert werden.
Damoklesschwert für Ärzte und Patienten - die Möglichkeit der Übertragung von Infektionskrankheiten mit gespendetem Blut. Dieses Problem betrifft aber auch hauptsächlich Entwicklungsländer, in denen noch nicht immer Tests durchgeführt werden, selbst auf HIV- oder Hepatitis-B- und -C-Viren.
In Russland wird jedes gespendete Blut obligatorisch auf HIV, Hepatitis B und C und Syphilis getestet (obwohl die blasse Spirochäte außerhalb des Körpers sehr schnell stirbt und es unmöglich ist, Syphilis zu bekommen, wenn Blutkonserven übertragen werden). Natürlich ist das alles andere als der ultimative Traum.
In den USA wird beispielsweise auch eine Analyse auf Antikörper gegen die humanen T-lymphotropen Viren I und II und eine PCR-Analyse von Nukleinsäuren auf latente Infektion mit humanen Immunschwächeviren, Hepatitis C und West-Nil-Fieber durchgeführt. In unserem Land gibt es keine Studien zum Vorhandensein des lymphotropen Virus und des West-Nil-Enzephalitis-Virus im Blut, da diese Infektionen in unserem Land glücklicherweise nicht üblich sind. Leider ist das Testen auf Nukleinsäuren anderer Viren in Russland ebenfalls nicht obligatorisch, aber seine Umsetzung ist in den Plänen für die Entwicklung der Transfusionsindustrie in naher Zukunft enth alten.
Um die Sicherheit von Blutprodukten in reichen Ländern zu verbessern, werden verschiedene Methoden der Virusinaktivierung eingesetzt - wie die Behandlung mit Detergenzien (Polysorbitol, Triton X100, Natriumthiocyanat), Pasteurisierung und andere Erhitzungsmodi, Ultra- und Nanofiltration. Die universellste für die Plasmareinigung ist die letzte Methode, bei der Molkenproteinmoleküle ohne Verformung spezielle Filter passieren, die nicht nur Viren, sondern auch Prionen einfangen, die als Ursache für die Entwicklung der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit gelten - das menschliche Analogon des berüchtigten "Rinderwahnsinns". Auch in Russland werden nach und nach Verfahren zur Virusinaktivierung in die Praxis eingeführt.
Leider kann die 100-prozentige Virenfreiheit in Spenderblut nicht garantiert werden, da unmittelbar nach der Ansteckung das Virus mit immunologischen Methoden nicht nachgewiesen werden kann. Die Wahrscheinlichkeit einer solchen Infektion ist jedoch sehr gering. Laut Statistik liegt die Chance, sich durch eine Bluttransfusion mit HIV zu infizieren, heute bei etwa eins zu einer Million.
Ein weiteres Problem ist die begrenzte H altbarkeit von Blutbestandteilen. Erythrozyten werden bei -4°C bis zu 35 Tage mit 70 % Lebensfähigkeit gelagert, Blutplättchen nur fünf Tage. Das am längsten (2 Jahre) gelagerte gefrorene Blutplasma. Es gibt eine Methode zum Tiefgefrieren von Blutzellen und deren Langzeitlagerung in flüssigem Stickstoff bei einer Temperatur von -196 °C, die theoretisch verwendet werden könnte, um Banken zu schaffen, in denen das Biomaterial aller Art gelagert würde. Dies ist jedoch wirtschaftlich nicht vertretbar und wird zur Aufbewahrung des eigenen Blutes nur bei drohendem massiven Blutverlust empfohlen.
Perfekter Ersatz
Es ist unmöglich, alle Eigenschaften von Blut vollständig zu imitieren, daher gibt es keinen Blutersatz im vollen Sinne des Wortes und wird es höchstwahrscheinlich auch nicht sein.
Das Porträt eines idealen Blutersatzstoffes sieht ungefähr so aus: er ist ungiftig; verursacht keine Immunreaktionen und andere Nebenwirkungen; hat eine blutähnliche Viskosität; hat puffernde Eigenschaften, das heißt, es hält einen konstanten Säuregeh alt im Blut aufrecht; kann lange im Körper zirkulieren, ohne seine Eigenschaften zu verlieren; interagiert nicht mit Plasmakomponenten und Zellen; bei Raumtemperatur gelagert; hat eine lange H altbarkeit; Es ist kostengünstig und vor allem transportiert und gibt es Sauerstoff und Kohlendioxid wie Hämoglobin ab.
Die erste Lebensgefahr bei massivem Blutverlust ist ein Blutdruckabfall: In den Gefäßen ist so wenig Flüssigkeit, dass das Herz sie nicht mehr pumpen kann. Der Flüssigkeitsmangel kann mit gewöhnlicher Kochsalzlösung (0,9 % NaCl) aufgefüllt werden, wodurch bis zu 30 % des Blutes ersetzt werden. Dies normalisiert den Druck für ein paar Stunden, verursacht aber anschließend eine Schwellung des Gewebes. Kolloidale Blutersatzstoffe auf Basis von Gelatine, Hydroxyethylstärke, Dextran (das ist ein von einigen Bakterien synthetisiertes Glukosepolymer) oder Polyethylenglykol ermöglichen es Ihnen, auf Ödeme zu verzichten.
Zur Wiederherstellung des Blutvolumens kann Spenderplasma oder Humanserumalbuminlösung transfundiert werden. Sie sind jedoch teuer, verursachen eine Reihe von Nebenwirkungen und schließen die Übertragung von Viren und Prionen nicht aus.
Die zweite mögliche Todesursache beim Menschen aufgrund von Blutverlust kann eine unzureichende Sauerstoffversorgung des Gewebes sein. In diesem Fall ist die Einführung von roten Blutkörperchen oder sauerstofftragenden Ersatzstoffen notwendig. Erythrozyten haben alle typischen Nachteile von Spenderblut: die Wahrscheinlichkeit, dass ein Medikament der gewünschten Gruppe fehlt, die Möglichkeit einer Infektion und Nebenwirkungen, die oft sogar dann auftreten, wenn Zellen der gewünschten Gruppe transfundiert werden.
Die Entwicklung synthetischer sauerstofftragender Blutersatzstoffe geht in zwei Richtungen: modifizierte Hämoglobinlösungen und Perfluorkohlenwasserstoff-Emulsionen. Diese Substanzen erfordern keine Selektion nach Gruppe, Rh-Faktor und anderen Systemen der Gewebeverträglichkeit, vertragen keine Infektionen, sind lange h altbar, sie können in großen Mengen akkumuliert und sofort verwendet werden. Nur in Bezug auf den Preis und die Lebensdauer im Körper bleiben sie hinter dem Ideal zurück: Spender-Erythrozyten zirkulieren bis zu drei Monate im Blut des Empfängers, und synthetische - nicht länger als einen Tag. Aber sie transportieren Sauerstoff nicht schlechter als Vollblut.
Solche Medikamente werden vor allem in Notfallsituationen benötigt: Eine Reihe von Paketen mit wertvoller und verderblicher Erythrozytenmasse verschiedener Gruppen kann nicht für alle Fälle in einem Krankenwagen transportiert werden. Und selbst wenn das Opfer ins Krankenhaus gebracht wurde, ist es besser, so schnell wie möglich mit der Transfusion mit einem Blutersatz zu beginnen und erst dann Plasma oder rote Blutkörperchen zu injizieren.
Aufgrund ihrer geringen Größe können Perfluorkohlenstoffpartikel und Hämoglobinmoleküle selbst durch verengte Kapillaren Sauerstoff an Gewebezellen liefern. Dies ist besonders wichtig bei Hirnverletzungen, Herzinfarkten und Schlaganfällen, wenn die Blutversorgung des Gewebes gestört ist und jede gerettete Zelle unbezahlbar ist. Sauerstofftragende Blutersatzmittel eignen sich zur Aufbewahrung von Spenderblut bei elektiven Operationen, zur Erh altung von Organen und Geweben bei Transplantationen und sogar in Fällen, in denen der Patient aus religiösen Gründen die Transfusion von Blut und seinen Bestandteilen ablehnt.
Blaue Blute
Mitte der 1960er Jahre versuchten Wissenschaftler, die Fähigkeit von Perfluorkohlenwasserstoffen zu nutzen, bis zu 50 Volumenprozent Sauerstoff und bis zu 190 Volumenprozent Kohlendioxid aufzulösen, um flüssige Atmungsmischungen herzustellen. Aber sie fanden praktische Anwendung als Grundlage von Blutersatzstoffen.
Japanische und amerikanische Wissenschaftler arbeiteten aktiv in diese Richtung, aber nach der Einführung experimenteller Medikamente starben Tiere oft an Verstopfungen von Blutgefäßen. Der Grund war die relativ große (selbst in Präparaten der zweiten Generation - etwa 0,2 Mikrometer) Größe der Perfluorkohlenstofftröpfchen, die zu noch größeren Strukturen zusammenklebten, was zu einer Verstopfung kleiner Gefäße führte.
Das in den 1970-1980er Jahren am Institut für Biophysik der Akademie der Wissenschaften der UdSSR unter der Leitung von Felix Fedorovich Beloyartsev entwickelte russische Medikament Perftoran, das aufgrund seiner bläulichen Farbe „blaues Blut“genannt wird, ist davon frei Nachteil. Die Größe der in seiner Zusammensetzung enth altenen Partikel beträgt 0,04 bis 0,07 Mikrometer (der Durchmesser eines Erythrozyten beträgt 7 Mikrometer). Die Fähigkeit kleiner Emulsionspartikel, komprimierte Kapillaren zu durchdringen und so die Mikrozirkulation des Blutes wiederherzustellen, ermöglicht es, den Teufelskreis funktioneller Störungen zu durchbrechen, die mit Störungen der Gewebedurchblutung verbunden sind. Bei Sauerstoffmangel sch alten die Zellen von der Glukoseoxidation auf eine Backup-Energieversorgung um – die Glykolyse, den Abbau von Glukose zu Milchsäure. Wenn die Umgebung angesäuert ist, schrumpfen die Kapillaren noch mehr, noch weniger Sauerstoff tritt ein. Perfluorkohlenwasserstoffpartikel, die Sauerstoff in die Zellen schmuggeln, können diesen Prozess umkehren.
Tests von Perftoran an Tieren und dann in der Klinik zeigten seine außergewöhnliche Wirksamkeit. Mit Hilfe des damals noch experimentellen Medikaments wurden mehrere als absolut hoffnungslos geltende Patienten und mehr als ein Dutzend schwer verwundete Soldaten in Afghanistan gerettet. Perftoran erwies sich nicht nur als ausgezeichneter Blutersatz, sondern auch als wirksames Mittel zur Entfernung tödlicher Hirnödeme, die sich bei Schädel-Hirn-Verletzungen entwickeln, zur Vorbeugung von Fettembolien - Verstopfung von Blutgefäßen durch Fetttröpfchen, die bei schweren aus dem Knochenmark gelangen Verletzungen und Wunden, sowie für Transporte für Organtransplantationen.
Leider führten Spiele hinter den Kulissen, der Kampf um Titel und Geld sowie die Ambitionen einiger einflussreicher Persönlichkeiten zum Selbstmord von Professor Beloyartsev, der dem Druck des KGB nicht standh alten konnte, und vorübergehend die Arbeit an Perftoran ausgesetzt (Details zu dieser sensationellen schmutzigen Geschichte können Sie aus Simon Shnols Buch "Heroes and Villains of Soviet Science" erfahren). Nach einiger Zeit setzten die Anhänger von Beloyartsev jedoch die von ihm begonnene Arbeit fort, und jetzt wird in der Stadt Pushchino in der Nähe von Moskau der einzige und wirklich hervorragende Blutersatzstoff der Welt hergestellt. Amerikanisches Oxygent und japanisches Fluosol-DA waren Perftoran in jeder Hinsicht unterlegen und werden derzeit nicht produziert.
Natürliches Hämoglobin
Freies Hämoglobin als Sauerstoffträger hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber ganzen roten Blutkörperchen aus Spenderblut. Es verursacht keine Immunantwort, wodurch die Auswahl eines Medikaments aufgrund der Kompatibilität überflüssig wird, es sorgt aufgrund der geringen Größe der Moleküle für eine bessere Sauerstoffversorgung des Gewebes und kann ohne Aktivitätsverlust 2-3 Jahre lang eingefroren gelagert werden.
Die ersten Versuche, Hämoglobinlösungen zu transfundieren, führten zur Entwicklung eines schweren Nierenversagens, das, wie sich später herausstellte, durch das Vorhandensein von Zellmembranfragmenten in den Präparaten verursacht wurde. 1970 wurde erstmals gereinigtes, für die Nieren ungiftiges Hämoglobin gewonnen.
Zusätzlich zu der Schwierigkeit, Verunreinigungen zu entfernen, haben Präparate mit freiem Hämoglobin einen weiteren wesentlichen Nachteil. Hämoglobin wird innerhalb weniger Stunden nach der Verabreichung durch die Nieren aus dem Körper entfernt, was angesichts der ziemlich hohen Kosten seine Verwendung wirtschaftlich unzweckmäßig macht. Eine Alternative ist die Verwendung von Rinderhämoglobin, das in mancher Hinsicht sogar besser ist als menschliches, aber es kann eine Quelle für Erreger der spongiformen Enzephalopathie werden - der oben erwähnten Creutzfeldt-Jakob-Krankheit.
Um die Eigenschaften von Hämoglobinlösungen zu verbessern, können verschiedene Methoden zur Stabilisierung der Moleküle verwendet werden: Polymerisation, Vernetzung von Molekülen zu Dimeren, Kombination mit großen Molekülen und Verpackung in Liposomen.
Das russische Medikament Gelenpol, basierend auf polymerisiertem Hämoglobin aus Spenderblut, hat klinische Studien erfolgreich bestanden und 1998 eine staatliche Zulassung erh alten, aber seine industrielle Produktion ist noch Zukunftsmusik. Ungefähr auf der gleichen Stufe befindet sich das von der amerikanischen Firma Biopure aus polymerisiertem Rinderhämoglobin entwickelte Medikament Hemopure. Ihr Preis ist viel höher als der von Spenderblut, und die Aktivität im Körper dauert weniger als einen Tag, was die Rationalität ihrer Verwendung erheblich verringert (Perftoran „wirkt“etwa doppelt so lange).
Weitere Varianten in- und ausländischer Medikamente auf Basis von modifiziertem Hämoglobin befinden sich in verschiedenen Stadien der Entwicklung oder präklinischen Studien.
Andere Optionen
Es gibt mehrere weitere Ansätze zur Herstellung von Blutersatzstoffen. Beispielsweise wird versucht, Blutzellen aus patienteneigenen Stammzellen zu züchten. Eine solche Option würde die Probleme der immunologischen Inkompatibilität und der Übertragung von Infektionen vollständig beseitigen, aber das Verfahren selbst ist – zumindest jetzt – sehr mühsam und teuer. Es wird auch versucht, Analoga von menschlichem oder sehr wirksamem Krokodilhämoglobin unter Verwendung von transgenen Mikroorganismen zu synthetisieren.
Noch vor einem Jahrzehnt war es am Rande der Science-Fiction. Angesichts der schwindelerregenden Entwicklung der Bio- und Gentechnik ist es jedoch gut möglich, dass uns in naher Zukunft ein Fläschchen mit einer Spender-Erythrozytenmasse viel mehr überraschen wird als jetzt eine wiederverwendbare Glasspritze. Und warum nicht?
