Początki stosowania „sztucznej krwi”

Artykułu tego nie napisano po to, żeby polecać korzystanie ze środka krwiozastępczego oznaczonego skrótem PFC (z ang. perfluorchemicals [fluoropochodne]). Jest to jedynie informacja o wyprodukowaniu go i o zaletach, którymi góruje nad wieloma innymi środkami krwiozastępczymi. Ponadto zwrócono tu wyraźnie uwagę na konieczność przeprowadzenia jeszcze wielu prac badawczych, zanim będzie można uznać PFC za preparat całkowicie bezpieczny. Prace badawcze nad nim nadal znajdują się w stadium eksperymentowania i stosowanie go wiąże się z ryzykiem. Nieznane są jeszcze uboczne skutki działania PFC.

W ROKU 1979 w naczyniach krwionośnych kilku pacjentów, którzy stracili dużo krwi, zaczęła płynąć pewna nowa ciecz. Najpierw w Japonii, a potem również w Stanach Zjednoczonych w nagłych wypadkach przetoczono ten zadziwiający środek krwiozastępczy, mający własność przenoszenia tlenu, pacjentom, u których z przyczyn medycznych lub religijnych nie można było zastosować zwykłej transfuzji krwi. Niektórzy z nich mieli rzadko spotykaną grupę krwi, co utrudniało szybkie znalezienie odpowiedniej krwi. Ale kilku z nich to Świadkowie Jehowy, którzy nie wyrażają zgody na transfuzję, ponieważ Biblia nakazuje ‛powstrzymywać się od krwi’ (Dzieje 15:20, 29).

W czasopiśmie Science News podano informację, że jednym z takich pacjentów był 67-letni mieszkaniec stanu Minnesota w USA, Świadek Jehowy, który otrzymał „dwa litry tego preparatu, co stanowiło około 25% całej objętości jego krwi. Potem stan jego zdrowia zaczął się poprawiać, organizm stopniowo wydalał sztuczną krew (...), a szpik kostny wytwarzał dostateczną ilość naturalnej krwi, by zlikwidować niedokrwistość”. Według późniejszych informacji człowiek ten czuł się dobrze. W Kalifornii pewien 65-letni mężczyzna otrzymał 1,4 litra tej „syntetycznej krwi” podczas poważnej operacji żołądka. Po pięciu dniach wypisano go ze szpitala.

Do końca owego roku w Japonii i Stanach Zjednoczonych zastosowano ten nowy płyn krwiozastępczy w kilkudziesięciu nagłych wypadkach. Pisano o tym w dziennikach i czasopismach medycznych na całym świecie. Dlaczego się uważa, że te poczynania mają przełomowe znaczenie w medycynie? Chcąc to zrozumieć, trzeba poznać niektóre problemy związane z przetaczaniem krwi ludzkiej.

Wszędzie na świecie w szpitalach i medycznych placówkach naukowo-badawczych zużywa się co roku tysiące ton krwi ludzkiej. W samej tylko Szwecji, która liczy zaledwie 8 milionów ludności, potrzeba co roku 220 000 litrów krwi. Dostarczenie tak wielkiej ilości krwi nastręcza wszędzie olbrzymie trudności. Brak wystarczającej liczby krwiodawców zmusza wiele państw do importowania ogromnych ilości krwi, często z krajów rozwijających się. Krwiodawcy nierzadko bywają tam ubodzy, niedożywieni, a nawet chorzy. Poza tym ceny krwi są wysokie.

Dodatkowym problemem są komplikacje, które może wywołać u pacjentów przetaczanie krwi ludzkiej, na przykład wszczepienne zapalenie wątroby i różne choroby immunologiczne. Ponadto krew łatwo się psuje i może być przechowywana niezbyt długo, zazwyczaj około trzech do pięciu tygodni. Blisko jedna trzecia konserwowanej krwi marnuje się z powodu przeterminowania.

NIEŁATWE ZADANIE

Z uwagi na te trudności lekarze rozglądają się za jakimś odpowiednim środkiem zastępującym naturalną krew. Ale wyprodukowanie namiastki płynu o tak skomplikowanej strukturze to naprawdę niełatwe zadanie. Oto niepełna lista spełniających różne funkcje składników krwi o niezwykle złożonej budowie:

Składniki krwi i ich funkcje

Jest to zaledwie kilka z wielu znanych składników krwi ludzkiej. Dotychczas nawet nie są w pełni ustalone wszystkie funkcje tych składników. Niewykluczone, że krew zawiera dalsze składniki, których jeszcze nie znamy, ponieważ dokładna znajomość składu krwi ludzkiej nadal jest tajemnicą naszego wszechmądrego Stwórcy. Pewien amerykański uczony, który może się poszczycić znacznymi osiągnięciami w badaniach nad wytworzeniem „syntetycznej krwi”, bez wahania przyznaje, że nic nie zdoła całkowicie zastąpić krwi ludzkiej.

Mimo złożoności tej krwi uczeni pracują nad wyprodukowaniem namiastki, która by zastąpiła prawdziwą krew albo przynajmniej na jakiś czas przejęła niektóre jej funkcje. Do stosowanych dziś w medycynie środków krwiozastępczych należą między innymi dekstran, Haemaccel, skrobia hydroksyetylowana, płyn Ringera z dodatkiem mleczanu oraz zwykły roztwór soli kuchennej. Jednakże takie roztwory mogą przejąć tylko nieliczne funkcje krwi i służą przede wszystkim do zwiększania objętości osocza. A zatem wypełniają naczynia krwionośne, zapobiegając osiadaniu krwinek, aż organizm sam uzupełni brak krwi.

WYNALEZIENIE „SZTUCZNEJ KRWI”

Jedna z największych wad preparatów zwiększających objętość osocza polega na tym, że w przeciwieństwie do krwinek czerwonych nie przenoszą one tlenu do tkanek i dwutlenku węgla do płuc. Jednakże w ciągu minionych dziesięciu lat uczonym w Japonii, Szwecji i w Stanach Zjednoczonych udało się wyprodukować substancje nazwane fluoropochodnymi (PFC). Mają one zdolność przenoszenia tlenu i dwutlenku węgla.

Fluorokarbony są chemicznie obojętne. Wydaje się, że nie reagują z innymi substancjami zawartymi w krwi ludzkiej i są w stosunkowo krótkim czasie wydalane z organizmu. Mogą nie tylko wchłaniać dwukrotnie więcej tlenu niż krew, ale też w ciągu zaledwie kilku tysięcznych sekundy pobrać albo oddać tlen i dwutlenek węgla.

Dzięki temu uczeni potrafią już wyprodukować roztwór, który w pewnej mierze można uznać za „sztuczną krew”. Ponieważ fluoropochodne nie mieszają się z krwią, trzeba wytworzyć emulsje przez rozprowadzenie w wodzie maleńkich kropelek PFC (drobniejszych niż 1/10 000 mm), mniej więcej tak samo, jak się to dzieje ze śmietaną w homogenizowanym mleku. Następnie dodaje się do tego płynu antybiotyki, witaminy, środki odżywcze i sole. Końcowy produkt zawiera około 80 różnych składników, które — jak się wydaje — mogą spełniać niemało ważnych funkcji naturalnej krwi.

W minionych latach, przed zastosowaniem emulsji PFC, prowadzono zakrojone na szeroką skalę doświadczenia na zwierzętach. W trakcie badań naukowcy japońscy zastępowali 90% krwi szczurów roztworem PFC i zwierzęta te żyły nadal. W Szwecji i w Stanach Zjednoczonych przeżyły nawet zwierzęta doświadczalne, którym całą krew wymieniono na PFC. Japońscy uczeni podali do wiadomości, że dzięki tej substancji krwiozastępczej przeżyły również małpy, które miały zaledwie 2% własnej krwi.

DUŻO ZALET

Zdaniem naukowców emulsje PFC mają dużo zalet. W przeciwieństwie do naturalnej krwi można je łatwo utrzymać w stanie jałowym i przechowywać całymi miesiącami, a nawet latami. Nie trzeba też ustalać grupy krwi (co ma wielkie znaczenie w nagłych wypadkach), a poza tym według wszelkiego prawdopodobieństwa odpada ryzyko przenoszenia takich chorób infekcyjnych, jak wszczepienne zapalenie wątroby i kiła.

Dalszą zaletą jest zdolność przenikania drobniutkich cząsteczek fluorokarbonu nawet do skurczonych wskutek urazu (na przykład oparzenia) naczyń włosowatych. Cząsteczki te są mniej więcej tysiąc razy mniejsze od krwinek czerwonych, toteż potrafią zaopatrywać w tlen takie obszary, do których krew by nie dotarła. Ponadto uczeni zauważyli, że fluorokarbon zdaje się uaktywniać białe krwinki, które zwalczają choroby.

Udzielając wywiadu docent Lars-Olof Plantin z ośrodka badawczego Karolinska Institut przy szpitalu uniwersyteckim w Huddinge w Szwecji wymienił następujące możliwości zastosowania PFC: nagłe wypadki, wielka chirurgia, zatrucia tlenkiem węgla, silne krwotoki, chemioterapia, posocznica, usuwanie z krwiobiegu substancji toksycznych, wirusów, lekarstw itp., zatrucia beztlenowcami, leczenie uodparniające, przetaczanie wymienne krwi. A chemik amerykański Robert E. Moore dodał: „[Fluorokarbony] mogłyby znaleźć zastosowanie w leczeniu różnych typów niedokrwistości, z niedokrwistością sierpowatą włącznie. Można by je stosować przy usuwaniu następstw zawału serca. Ponieważ są chemicznie obojętne, więc doskonale się nadają do celów badawczych, gdyż pozwalają wykluczyć oddziaływanie jakichś nieznanych czynników”.

Zanim jednak ten środek krwiozastępczy będzie można stosować w lecznictwie szpitalnym, trzeba jeszcze przeprowadzić bardzo wiele badań. Jak mówią Lars-Olof Plantin i jego współpracowniczka Vera Novacova, trzeba poddać dokładnemu badaniu wszystkie ważne narządy ciała, żeby ustalić, czy PFC nie wyrządza jakichś szkód. Dalsze badania pozwolą stwierdzić, czy PFC nie zakłóca czynności różnych narządów ustroju. Ponadto wielkie znaczenie ma opracowanie jak najlepszej formuły emulsji.

Nie wiadomo też, czy organizm potrafi w naturalny sposób przez oddychanie i przez skórę wydalać PFC w takim samym tempie, jak wytwarza czerwone krwinki. Zmierza się do wyprodukowania trwałych emulsji PFC, które organizm zdołałby wydalić w ciągu około 30 dni. Mimo usilnych starań zmierzających do rozwiązania tych problemów mogą jeszcze upłynąć całe lata, zanim zostaną wszechstronnie zbadane wszystkie możliwości wystąpienia reakcji ubocznej. Dlatego też stosowanie „sztucznej krwi” wiąże się z ryzykiem.

Obecnie zarówno w Japonii, jak i w Stanach Zjednoczonych władze zezwalają tylko w nagłych wypadkach na stosowanie fluorokarbonu jako środka krwiozastępczego. Dr Joseph Fratantoni z amerykańskiego Biura Kontroli Żywności i Leków (FDA) miał nawet powiedzieć, że nie wyobraża sobie, aby to Biuro wyraziło zgodę na zastosowanie „sztucznej krwi” w innym wypadku niż odmowa przyjęcia transfuzji krwi z przyczyn religijnych, jak to czynią Świadkowie Jehowy. Jednakże, jak powiedziano w New York Times, korzystny wynik zastosowania fluorokarbonu u wspomnianego już Świadka Jehowy ze stanu Minnesota w USA „podziałał na amerykańskie prace badawcze jak katalizator”.

Wypadki tego rodzaju mogą dostarczyć naukowcom dalszych informacji o oddziaływaniu tych chemikalii na organizm ludzki. Zwracając uwagę na to, jak bogatego materiału do badań dostarczają tacy pacjenci, wydawane w Los Angeles czasopismo Times mówi: „Fakt, iż wielu z nich prawdopodobnie będzie się wywodzić spośród Świadków Jehowy, oznacza, że ich przekonania religijne mogą się w końcu okazać pożyteczne dla ludzi ze wszystkich wyznań”.