Кровезаменители — голубая кровь, перфторана

Нет, речь идет не о графах, герцогах, и прочих дворянах, чей знатный род насчитывает не одну сотню лет. В данном случае под голубой кровью подразумевается Перфторан. История создания этого препарата одновременно интересна, противоречива, трагична, и во многом не ясна по сегодняшний день.

Проблемы

О кровезаменителях слышали практически все, даже те, кто никогда тяжело не болел, не травмировался, и чья деятельность не связана с медициной. В общем, это такие лекарства в виде растворов для инфузий, внутривенного капельного введения. В качестве кровезаменителей используют физраствор, растворы глюкозы, коллоидных соединений, и других веществ.

Но мало кто знает, что кровезаменителей не существует, само это понятие ошибочно, и те препараты, которые принято называть кровезаменителями, таковыми не являются.

Увы, до сих пор нет средств, способных полностью заменить кровь. Иначе в больницах не нужна была бы цельная кровь, эритроцитарная масса, свежезамороженная плазма. А все проблемы, связанные с донорством, ушли бы в прошлое.

Вводимое инфузионно средство наполняет сосудистое русло, улучшает кровообращение или перфузию органов и тканей, способствует удалению из организма токсических веществ, и выполняет некоторые другие функции крови, как бы заменяя ее. От того и пошло название.

Но ни один из препаратов не способен взять на себя одну из основных функций крови – транспортную.

Транспорт кислорода к органам и тканям, и транспорт углекислого газа в обратном направлении осуществляют эритроциты. Эти красные кровяные тельца составляют основную часть сухого остатка крови. Имея насыщенный желтый цвет, в большом количестве они формируют красный цвет крови.

Это из-за железа гемоглобина. А если бы наш гемоглобин вместо железа содержал бы медь, наша кровь была бы голубой.

Количество других форменных элементов, лейкоцитов и тромбоцитов, в сравнении с эритроцитами мало. Наряду с форменными элементами есть еще жидкая часть крови, плазма. Она тоже растворяет кислород. Но количество растворенного в плазме кислорода столь незначительно, что ее не следует рассматривать в роли переносчика кислорода.

Кровотечение при переломах, ранах, и прочих травмах сопровождается потерей как плазмы, так и эритроцитов. Потеря плазмы имеет более серьезные последствия, чем потеря эритроцитов.

Явления геморрагического шока, т.е., шока из-за кровотечения, наблюдаются уже при кровопотере 15% от объема циркулирующей крови (ОЦК).

А если потерять 35-40% ОЦК, в органах и тканях развиваются необратимые изменения, не совместимые с жизнью. Не можем мы жить с пустыми сосудами. Поэтому на первом, догоспитальном, этапе основная задача медицинской помощи – как можно быстрее наполнить сосудистое русло.

С этой целью осуществляют инфузии растворов, которые призваны восполнить недостаток плазмы. Поэтому данные растворы следует называть не кровезаменителями, а плазмозаменителями.

А что же эритроциты?

Их одномоментная потеря в большом количестве тоже не сулит ничего хорошего. Мало эритроцитов – нечему доставлять кислород и убирать углекислоту из тканей. Кислородный дефицит (гипоксия) усугубляет тяжесть геморрагического шока.

Чтобы устранить тканевую гипоксию и все, что с ней связано, осуществляют гемотрансфузии – переливания цельной донорской крови и эритроцитарной массы.

Проведение трансфузий связано с рядом проблем:

• Трансфузии нельзя проводить на догоспитальном этапе работниками скорой помощи. Данное мероприятие осуществимо только в стационаре.
• В стационаре не всегда имеется достаточное количество донорской крови, необходимой группы и резус-фактора. А порой она отсутствует вовсе. Это в большей степени характерно для периферийных больниц.
• Перед трансфузией необходимо провести определение группы крови, резус-фактора, групповой, резус, и биологической совместимости. Эти мероприятия требуют дополнительного расхода сил и времени медперсонала, столь необходимых в критический момент.
• При проведении проб на совместимость могут быть ошибки. Переливание несовместимой крови чревато посттрансфузионным шоком с крайне тяжелым состоянием.
• Еще одна опасность – переливание крови, инфицированной ВИЧ, гепатитом, сифилисом. Конечно, вся донорская кровь проверяется. Но всегда имеется небольшая вероятность серонегативного периода или иммунологического окна, когда донор инфицировался недавно, и на раннем сроке анализы дают отрицательный ответ.
• Некоторые пациенты по религиозным соображениям отказываются от гемотрансфузий даже ценой собственной жизни или жизни своих близких.

Масштаб этих проблем увеличивается при массовых поражениях во время стихийных бедствий, боевых действий, крупных производственных, транспортных аварий.

Создание Перфторана

Перфторан задумывался для того чтобы избежать неудобств и опасностей, связанных с гемотрансфузиями. Препарат в виде эмульсии позиционировался как истинный кровезаменитель, способный доставлять кислород к тканям.

В основе Перфторана лежат синтетические вещества перфторуглероды или перфторорганические (ПФО) соединения. Натуральные органические соединения состоят из углерода и водорода. В перфторуглеродах атомы водорода замещены атомами фтора.

При такой структуре молекул растворимость кислорода и углекислого газа в жидкой ПФО среде возрастает до такой степени, что данная жидкость переносит газы не хуже, а лучше, чем эритроциты крови.

Предыстория создания Перфторана началась в США в 60-х г. прошлого века, когда мышь поместили в сосуд с перфторуглеродной эмульсией. Животное погибло, но не сразу, как следовало бы ожидать, а некоторое время дышало в этой жидкости.

Американские ученые пошли дальше, и перелили ПФО соединения крысам, практически полностью заменив ими кровь. После этого подопытные животные продолжали жить некоторое время.

Ученые оценили перспективы, связанные с практическим использованием ПФО соединений. Созданные на их основе препараты можно было бы использовать в качестве заменителей крови при экстренной помощи, и не прибегать к гемотрансфузиям.

Начались практические работы по созданию препаратов на основе ПФО соединений. Лидирующие позиции в этом направлении заняли США и Япония. Из нескольких препаратов, созданных учеными этих стран, к практическому применению были допущены Флюозол-ДА и Оксигент.

Впервые в истории медицины Флюозол в качестве кровезаменителя был использован в США для лечения пациентов, которые по религиозным мотивам отказались от донорской крови.

В СССР разработки ПФО соединений одновременно в двух научных учреждениях. Это Институт гематологии и переливания крови в Москве, и Институт биофизики АН СССР в подмосковном Пущино. Причем сотрудники Пущино ближе всех подошли к намеченной цели, когда разработали Перфторан.

Возглавлял научные работы профессор Ф.Ф. Белоярцев, по образованию врач-анестезиолог, блестящий ученый, в 34 года защитивший докторскую диссертацию. Именно ему Институт биофизики обязан успехом.

Работы по созданию Перфторана, начатые в самом начале 80-х г., велись в интенсивном режиме, и увенчались успехом. Заветная эмульсия была получена. Всякий вновь созданный препарат проверяют в лабораториях на животных.

Затем Фармкомитет дает разрешение на клинические испытания на группах добровольцев. И только после того как новое средство доказало свою эффективность и безопасность, его разрешают использовать на практике.

Перфторан не прошел клинические испытания, и не был официально одобрен. Но неожиданно подвернулся случай. 5-летняя девочка попадает под движущийся транспорт, и с тяжелыми травмами попадает в больницу.

Здесь ей ошибочно переливают несовместимую кровь. Начинаются посттрансфузионные реакции. Жест отчаяния: руководство клиник обращается за помощью к Белоярцеву. И он приходит на помощь, доставляет Перфторан, и девочка остается жить.

В 80-х идет война в Афганистане. Раненых много, донорской крови не хватает. И тогда военные медики везут Перфторан в афганские госпитали.

Препарат вводят нескольким сотням бойцов. Примерно в то же время его и окрестили голубой кровью. Примечательно, что эмульсия Перфторана белая, по внешнему виду напоминает молоко. Но после ее введения вены приобретают голубой цвет.

В 1984 г. было получено разрешения Фармкомитета на проведение клинических испытаний. Белоярцева и возглавляемую им группу ученых выдвинули на соискание Государственной премии СССР. Слава первооткрывателей, переворот в медицине, всеобщее признание в СССР и за рубежом – все это было не за горами.

Развязка

И вдруг, как гром среди ясного неба — испытания Перфторана запретили. Вскоре группой Белоярцева заинтересовались работники прокуратуры, ОБХССС, и КГБ.

Белоярцева обвинили в краже спирта из лаборатории, в хищении наркотиков, присвоение денег сотрудников. Припомнили ученому и практическое применение не одобренного Фармкомитетом средства.

Выходит, что нескольким сотням военнослужащих была уготована роль подопытных крыс. Пошли одна за другой унизительные проверки, обыски. Не выдержав травли, Белоярцев наложил на себя руки. В декабре 1985 г. его нашли повешенным на собственной даче в Пущино.

Разумеется, ни спирта, ни наркотиков Белоярцев не крал. Отчисления из премий сотрудников на научные разработки были. Но лично себе ученый ничего не присваивал. Кто или что стоит за надуманными обвинениями? Вариантов много. Возможно, это зависть конкурентов из Института гематологии, или личная обида кого-либо из сотрудников.

Конфликты Белоярцева с сотрудниками органов госбезопасности тоже имели место. Принято считать, что великий ученый со своим детищем пополнил список жертв косной тоталитарной советской системы. Но истинная причина трагической развязки так и осталась тайной.

Альтернативные мнения

Таинственным ореолом окутан и сам Перфторан. Взгляды ученых на его эффективность и безопасность неоднозначны. Многие утверждают, и не без оснований, что от препарата больше вреда, нежели пользы.

Предшественник Перфторана, упомянутый выше японо-американский Флюозол был запрещен в США в 1994г. Слишком уж большая частота аллергических реакций, до 35%, при низкой способности переносить кислород в течение непродолжительного времени. Сторонники Перфторана апеллируют к тому факту, что все недостатки Флюозола из-за большого размера молекул.

В то же время величина частиц Перфторана всего 0,1 мкм. В сравнении с эритроцитами величиной от 7 мкм они меньше в 70 раз!

При шоковых состояниях из-за спазма капилляров развивается т.н. сладж-феномен. Округлые эритроциты слипаются в микроскопические конгломераты, по форме напоминающие монетные столбики.

Эти столбики закупоривают капилляры, кровь по ним не циркулирует, и гипоксия усугубляется. В то же время мелкие частицы Перфторана проникают по смазмированным капиллярам, и несут кислород даже в труднодоступные участки тканей.

Но доставить кислород – это еще не все. Нужно передать его клеткам ткани. Эритроциты отлично справляются с этим. А вот у ПФО соединений, как утверждают некоторые ученые, здесь имеются проблемы. Они плохо отдают тканям кислород. Если это верно, то выходит так, что богатая кислородом субстанция циркулирует по сосудам, но толку от нее мало.

Перфторан позиционировался как инертное вещество. Якобы он не вступает в реакции с органическими соединениями крови и других тканей, и потому безвреден. Но перфторуглероды по сути своей чужеродны, и потому потенциально опасны, т.к. могут негативно влиять на обмен веществ. ПФО соединения медленно выводятся из организма, накапливаясь в печени, в легочной ткани, в костном мозге.

В ходе исследований собаке вливали Перфторан. Препарат заменил до 70% ОЦК, и, не смотря на это, животное осталось жить. Правда, спустя время собака все равно погибла. Когда ее вскрыли, печень была поражена циррозом. По некоторым данным ПФО соединения являются питательной средой для бактерий и разрушают сурфактант. Эта жидкость содержится в альвеолах, предотвращает их слипание, и тем самым поддерживает газообмен в легких.

Специалисты утверждают, что перфторуглероды являются мутагенами. Они повреждают ДНК, и провоцируют онкозаболевания. Из-за тератогенности, опасности врожденных уродств, эти соединения не рекомендованы женщинам репродуктивного возраста. Тератогенность – это еще одна причина, по которой запретили Флюозол.

После использования Перфторана в Афганистане и в ряде лечебных учреждений СССР якобы была зафиксирована высокая летальность. Так, из 700 воинов погибли 200, у многих остальных развились онкологические заболевания. Возможно, все это домыслы.

Тогда установить истину могла бы объективная информация из документов, где указано, когда, кому, с какой целью был использован Перфторан, причина наступившей смерти. Но этих данных как раз и не было, или же их по каким-то причинам не опубликовали.

Фторорганические соединения в составе Перфторана по структуре сходны с политетрафторэтиленом, более известным как тефлон. Выходит, что пациентам вводят в вену … материал для покрытия сковородок.

Когда сотрудники Института биофизики, воодушевленные успехом создания Перфторана, попросили Белоярцева ввести им чудодейственное лекарство, ученый ответил: «Да вы что, ребята, разве такое де…мо можно вводить себе».

И если это не поклеп, и данные слова действительно были произнесены, тогда события предстают совсем в ином свете. Ученый в погоне за славой пошел на заведомый обман, а следственные органы вывели его на чистую воду, и тем самым многим спасли здоровье и жизнь. Так это или нет, можно было бы установить на основании материалов следствия.

Но информация, способная пролить свет на все, что связано с разработкой Перфторана, засекречена. Если она и станет доступной, то не скоро.

История продолжается

Работы по Перфторану возобновились в 1991г., когда было создано ОАО НПФ «Перфторан». Препарат запустили в серийное производство. Лечение Перфтораном получили несколько тысяч пациентов. У большинства были зафиксированы позитивные результаты. Объем продаж поначалу резко возрос, но в 2015 г. так же резко пошел на спад.

Это объяснялось недостаточным финансированием и износом оборудования. Хотя, возможно, причина кроется в недостатках самого средства. Ведь Перфторан можно использовать только в стационаре, а многие врачи отказываются от него. Проблема не только в побочных эффектах, но и в дороговизне. А ведь для замещения крови нужны большие объемы, до 20-30 мл на 1 кг массы тела.

За рубежом, в основном в США, тоже продолжаются работы по созданию кровезаменителей на основе ПФО соединений. Но ни одно из этих средств так и не получило разрешения на использование от Управления по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

А в России в 2016 г. объявили о создании ПФО эмульсии последнего поколения. Расширяется сфера применения перфторуглеродов. Их можно использовать в качестве консервантов для донорских органов и тканей. Данные соединения могут быть полезными при операциях на сердце.

На 2017 г. была анонсирована первая в мире операция по пересадке человеческой головы. При ее проведении тоже планировали использовать перфторуглерорды. Правда, операция так и не состоялась.

Еще одна сфера применения – косметология. Перфторуглероды снабжают кожу и подкожную клетчатку кислородом, и предотвращают старение. Поэтому многие косметические фирмы, в т.ч. и известная многим Фаберлик, включили их в состав своей продукции.

Вопрос по поводу использования ПФО эмульсий в качестве кровезаменителей так и остается открытым. Но уже ясно , что ни одно, даже самое «продвинутое» соединение, не может заменить то, что создано Природой – натуральную кровь. Перфторуглероды транспортируют кислород, но не выполняют другие функции крови. Поэтому показания к их использованию должны быть пересмотрены. А донорская кровь и препараты на ее основе останутся востребованными впредь.

Автор: Доценко Андрей Анатольевич.