Методы консервации и хранения крови
Консервация – это метод длительного сохранения крови в асептическом состоянии, без явлений свертывания и гемолиза с сохранением морфологических и биохимических ее свойств.
История консервирования крови начинается с 1865 года, когда русский ученый В.В. Сутугин предложил методику консервации дефибринированной крови при температуре 00 и первым начал изучать состояние форменных элементов крови при консервировании и хранении.
В 1867 году В. Раутенберг в Петербурге предложил устранить свертывание крови, смешав ее с раствором углекислого натрия. Затем было предложено много веществ для предупреждения свертывания крови: гирудин, гепарин, глюкоза, сернокислая магнезия, салициловый натрий и другие.
Одним из крупнейших научных открытий является использование лимоннокислого натрия с целью стабилизации крови. Эта идея была осуществлена в 1914 – 1915 г одновременно несколькими авторами из различных стран: в России – В.А. Юревич и Н.К. Розенгард, в Бельгии – Густин, в Аргентине – Агот, в США – Левинсон. Действие лимоннокислого натрия сводится к химической инактивации ионов кальция.
В настоящее время к консервирующим растворам предъявляют следующие требования:
1. они должны сохранять стабилизирующее свойство не менее года;
2. безусловная стерильность раствора;
3. сохранение бактериостатических и бактерицидных свойств антибактериальных препаратов, входящих в его состав;
4. при хранении прозрачность не должна изменяться;
5. в процессе хранения растворы не должны приобретать каких-либо токсических свойств.
В процессе хранения консервированная кровь претерпевает многочисленные изменения. В первую очередь изменения затрагивают клеточные элементы крови. Так, постепенно меняется форма эритроцитов – из дискоидной в шаровидную, а в дальнейшем в сферическую. Но изменения не ограничиваются только внешней стороной – одновременно с этим происходит изменение биохимических и физико-химических свойств эритроцитов. Полноценность консервированной крови определяется уровнем макроэргических фосфатов в ней. Поэтому применяются такие гемоконсерванты, которые способны поддерживать уровни АТФ и 2,3-ДФГ, так как они отвечают за поддержание жизнеспособности эритроцитов и сохранение кислородно-транспортной функции гемоглобина соответственно.
Как только кровь покинула сосудистое русло донора, была стабилизирована и консервирована, начинаются необратимые процессы "старения" крови. Постепенно происходит снижение физиологической полноценности эритроцитов, в первую очередь страдает их кислородно-транспортная функция. Вторые сутки знаменуются утратой физиологической полноценности лейкоцитов и тромбоцитов, разрушением антигемофильного глобулина. Неделю спустя начинают гибнуть лимфоциты и укорачивается полупериод жизни эритроцитов. С середины третьей недели хранения начинается спонтанный гемолиз эритроцитов.
Постоянно растущие требования к качеству компонентов крови и стремление максимально уменьшить примесь лейкоцитов, являющихся одной из основных причин посттрансфузионных реакций, неудовлетворенность методом получения тромбоцитов из обогащенной тромбоцитами плазмы из-за высокой контаминации лейкоцитами концентратов тромбоцитов способствуют разработке и внедрению в практику службы крови новых технологий выделения лейкотромбоцитарного слоя.
Для того чтобы избежать нежелательных последствий при длительном хранении крови, используется ее консервирование при отрицательных температурах. Это позволяет увеличить срок хранения крови за счет того, что обменные процессы в клетках в значительной степени подавляются, а это препятствует раннему их "старению".
Для криоконсервирования используются следующие температурные режимы:
1. умеренно низкие температуры (–40...–60°С),
2. ультранизкие температуры (–196°С).
Величиной температуры определяются сроки, в течение которых эритроциты смогут сохранить свои свойства. При умеренно низких температурах они могут храниться несколько месяцев, а при ультранизких – 10 и более лет. Принимая во внимание то, что ядерные клетки "стареют" быстрее, чем эритроциты, для консервирования лейкоцитов и тромбоцитов желательно использовать ультранизкие температуры, так как при умеренно низких температурах срок хранения уменьшается до нескольких недель.
Для увеличения продолжительности сроков хранения крови вне организма используют специальные растворы – гемоконсерванты. В качестве обязательного компонента во все консервирующие растворы входят особые химические вещества – стабилизаторы. Широкое распространение в практической деятельности получили такие стабилизаторы каклимонная кислота и цитрат натрия. Они связывают ионы кальция, что способствует подавлению одного из этапов процесса гемостаза – образования тромбина. Важным свойством цитрата натрия является то, что через 20–30 мин после трансфузии крови, стабилизированной с его помощью, он почти полностью (не менее 90%) выводится из организма.
Необходимо помнить о том, что при острой кровопотере или других состояниях (гипотермия) в результате введения стабилизированной цитратом натрия крови может возникнуть дефицит ионов кальция, поэтому после гемотрансфузии объемом в 500 мл надо внутривенно ввести 10 мл 10% раствора хлорида или глюконата кальция. Этого бывает вполне достаточно для восполнения возникающего дефицита кальция.
К другой разновидности стабилизаторов относитсягепарин. Он препятствует свертыванию крови, непосредственно связывая и инактивируя тромбин. Существенным недостатком гепарина при использовании его в качестве стабилизатора является то, что он не позволяет длительно сохранять консервированную с его помощью кровь, потому что по мере увеличения срока хранения происходит инактивация гепарина. В результате этого уже через сутки образуются мелкие, а через двое суток и крупные сгустки крови.
Гепарин как консервант кроме самого гепарина (50 мг) содержит глюкозу (5 г), изотонический раствор хлорида натрия (до 100 мл). У этой смеси рН=7,3. Соотношение "раствор – кровь" при консервации должна быть 1:9. Такой метод стабилизации крови используется в случае необходимости ее срочного применения. Так, гепаринизированная кровь получила применение при проведении операций с использованием аппаратов искусственного кровообращения – ею заполняют аппарат.
При заготовке крови обычно используются следующие гемоконсерванты.
Глюгицир – глюкозно-цитратный раствор с низким значением рН (4,8-5,4), при смешивании с кровью в полимерном контейнере снижается рН крови, при этом утрачивается функциональная полноценность клеток. Срок хранени крови с глюгициром – 21 день. ЦФГ(состав: Na фосфокислый однозамещенный, глюкоза, цитрат натрия, лимонная кислота) –обеспечивает сохранение морфофункциональной полноценности крови и эритроцитной массы в полимерных контейнерах в течение 21 дней. Фаглюцид (состав: Na фосфорнокислый трехзамещенный, глюкоза, лимонная кислота, аденин) – обеспечивает сохранение морфофункциональной полноценности крови и эритроцитной массы в полимерных контейнерах в течение 50 дней.
При заготовке крови для экстракорпорального кровообращения в последние годы с успехом применяют гемоконсервант ЦОЛИПК-12а следующего состава: лимонная кислота, глюкоза, фосфат натрия трехзамещенный, 4% раствор NaOH, вода бидистиллированная. Кровь заготовленная с помощью этого раствора, обладает наиболее оптимальными параметрами для заполнения аппарата искусственного кровообращения. Она имеет преимущества перед кровью, консервированной с помощью других растворов, вследствие меньшего количества анионов лимонной кислоты, а для нейтрализации их избытка требуется незначительное количество хлорида кальция, в результате чего устраняется возможность развития гиперкальциемии у реципиента.
Цельная кровь при положительных температурах (+2...+6°С) может сохраняться в течение ограниченного периода времени. При использовании раствора глюгицира потеря функциональной активности клетками крови происходит к концу третьей недели хранения в результате истощения содержания ферментов и коферментов, ответственных за поддержание метаболических процессов. А при условии добавления метаболитов углеводно-фосфорного обмена срок сохранения полноценных эритроцитов удлиняется до 30–35 дней. При этом по мере увеличения срока хранения ухудшаются морфофункциональные свойства эритроцитов. Поэтому был разработан метод хранения эритроцитов при ультранизких температурах, позволяющий сохранять клетки крови в биологически полноценном состоянии в течение многих лет. Для предотвращения гибели или повреждения клеток при замораживании к ним в определенных соотношениях добавляются специальные химические агенты, так называемые криопротекторы, или криофилактики, а сам метод получил название криоконсервирования.
Криопротекторы в зависимости от механизма ограждающего действия на клетки делят на две группы:
1. эндоцеллюлярные (т.е. проникающие внутрь клетки);
2. экзоцеллюлярные (т.е. не проникающие внутрь клетки).
В клинической практике для консервирования эритроцитов крови человека используют метод замораживания. Существует три основных метода замораживания:
1. при умеренно-низких температурах (от-30 до -40 0С), используют электрохолодильники;
2. при низких температурах (до -80 0С), такжн используют электрохолодильники;
3. при ультранизких температурах (от -150 до -196 0С) с использованием свойств жидкого азота.
Хранение крови при положительных температурах обычно происходит в бытовых комнатных холодильниках. Они обеспечивают поддержание температурного режима в пределах от +2 до +6 °С. При таких температурах можно хранить консервированную цельную кровь, эритроцитную массу, нативную плазму.
Различные компоненты крови имеют разные сроки хранения. Профильтрованная замороженная плазма при температуре минус 30 0С может храниться 24 месяца, а при температуре от минус 25 до минус 30 0С – только 12 месяцев. Режим хранения круглосуточно контролируется дежурным персоналом и фиксируется в журнале регистрации температурного режима холодильников не реже 2-х раз в сутки.
С течением времени появляются новые растворы и методики, позволяющие добиться лучших результатов консервации и хранения крови и ее компонентов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие, с точки зрения истории, существуют периоды развития трансфузиологии?
2. Каковы особенности современного периода?
3. Особенности каких антигенных систем используются в трансфузиологии?
4. Как формируется система АВО?
5. Как формируется резус-фактор?
6. Можно ли с точки зрения формирования антигенных систем крови избежать осложнений при переливании крови?
7. Чем отличается механизм действия крови, находящейся в организме от механизма действия перелитой крови?
8. Какие основные механизмы действия перелитой крови используются в настоящее время?
9. Перечислите основные звенья службы крови в России.
10. Назовите основные источники получения крови.