Nejnovější syntetické náhražky umělé krve dokáží rozvážet kyslík do tkání padesátkrát rychleji než krev.
První, z dnešního pohledu naivní pokusy s nahrazováním krve začaly již v 19. století, kdy se tehdejší lékaři potýkali s jejím kritickým nedostatkem pro zraněné vojáky. Zkoušeli jim místo krve nalévat do žil mléko. Tehdejší poznatky o funkci červených krvinek a o úloze imunitního systému ani zdaleka nedosahovala úrovně, kdy by si ranhojiči mohli připustit, že tímto zásahem svému pacientovi pomohou naprosto definitivně a žádné další neduhy jej pak už nikdy nebudou trápit. Cizorodé bílkoviny z mléka totiž v krevním řečišti působily na obranné složky těla jako červený hadr na zuřivého býka. Zpustily zběsilý poplach, který vyústil v prudký anafylaktický šok a rychlou smrt pacienta. Zajímavá praxe tedy nemohla mít příliš dlouhého trvání a umělá krev si na svou chvíli musela počkat ještě déle než sto let.
Pod vlivem hrozby AIDS
V 80. letech minulého století se začala výzkumná centra v celém světě snažit na plný výkon, aby objevila plnohodnotnou náhražku nejvzácnější tekutiny. Ne že by snad tehdy propukl velký celosvětový masakr, či snad z nějakého důvodu ubylo dobrovolných dárců krve. Krevních konzerv byl relativní dostatek, ale problémem začala být čtyři hrozivá písmenka AIDS. Tehdy totiž ještě nebyly prováděné testy zcela spolehlivé, a tak došlo k několika tragickým případům, kdy se pacientům přímo v nemocnicích do cév nalévala smrtící nákaza. S umělým suplementem by podobné maléry byly nemyslitelné.
Farmaceutické firmy si však tehdy ukrojily příliš velký krajíc. Chtěly připravit náhražku krve, která by zvládala všechny její funkce, tedy o rozvoz živin či hormonů, přes zásobování kyslíkem, až po zajištění imunitních funkcí. Taková látka se měla používat při operativních zákrocích nebo při krvácivých zraněních, a měla tedy plně nahradit ztracenou krev. Skutečnost, že tehdejší medicína ani zdaleka nedokázala obsáhnout veškerá tajemství provozu našich cév, nemohla vědce od ambiciózních plánů nijak odradit.
Červená a bílá
Jejich nadšení však netrvalo dlouho a pod vlivem několika neúspěchů se vytvořily dva směry výzkumu, oba však slevily ze svých původní cílů a zaměřily se pouze na zásobování kyslíkem. Jedna skupina látek měla červenou barvu a připravovala se z lidského nebo zvířecího hemoglobinu, krevního barviva, které váže kyslík a kterým jsou za běžných okolností k prasknutí nacpány červené krvinky.
Druhý typ je naproti tomu sněhově bílý a obsahuje chemikálie, uměle připravené v laboratoři, prakticky ve všech případech založené na bázi tzv. perflurokarbonů (PFC). Ty svým složením do značné míry připomínají teflon, díky němuž se dá na pánvi „smažit bez tuku a nepřipékat“. PFC dokáží vázat mnohem více plynů než běžná krev a pokud se jim nabídne přímo kyslík, nemůže je nic porazit. Současná věda nezná žádnou jinou látku, která by do sebe dokázala natáhnout více kyslíku než PFC a v porovnání s krví jej dokáží přenášet padesátkrát rychleji.
Uspíší výzkum armáda?
Problémem je, že všechny dosavadní náhražky krve mají nepříjemné vedlejší účinky. Pacienti v klinických testech po jejich aplikaci mívají problémy s ledvinami a játry, časté jsou dokonce i srdeční infarkty. Loňského roku se však zpustili zkoušky látky zvané Oxycyt, která zatím působí přímo zázračně. Na svém kontě má už několik zachráněných životů tam, kde před její aplikací již mnoho nadějí nezbývalo.
Za vývojem PFC stojí americké Virginia Commonwealth University Reanimation Engineering Shock Center (VCURES), jehož specializací jsou léky pro úrazovou medicínu. Takové portfolio se přesně hodí do krámu armádě, která už jí zadala několik zakázek. Jedním z podobných projektů je implantovaný čip, který dokáže detekovat vážnost zranění vojáka. Za zmínku stojí například i gel, jenž dokáže rychle zastavit silné krvácení.
Nicméně největší úsilí se už několik let soustřeďuje na vývoj umělé náhražky krve. I tady má armáda nemalý zájem. Trvalým poškozením mozku v důsledku špatného zásobení kyslíkem při úrazu totiž trpí celých 30 % zraněných vojáků. Potýkají se se ztrátou paměti, zraku nebo pohyblivosti a epileptickými záchvaty. Je tedy pravděpodobné, že současné klinické testy budou uspíšeny na nejrychlejší možnou mez, aby mohly být v dohledné době armádě, ale nejen jí, k dispozici.
Smrt v tlačenici
Výhody Oxycytu spočívají v tom, že dokáže rychle zásobit tkáně kyslíkem i tam, kde běžná krev nic nezmůže. A nezáleží na tom, kolik konzerv se do pacienta zrovna napumpuje. Kyslík se potřebným buňkám těla předává v tenoučkých kapilárách o průměru pouhých 4 mikrometrů (do jednoho lidského vlasu by se jich vedle sebe naskládalo kolem 30).
Červené krvinky, které normálně rozvážejí kyslík, však mají v průměru 7,2 mikrometru. Sice se díky své značné pružnosti dokáží vlásečnicí protáhnout, ale dá jim to zabrat. Moc prostoru na zmenšení průřezu cév už opravdu nezbývá.
Jenže při zranění se tělo brání krvácení tím, že kapilárky ještě více zatáhne. Jejich stěny se k sobě doslova tisknou strachy a červené krvinky se ocitnou v zácpě. Zúženým řečištěm neprojdou dál, v tlačenici se navíc často poškodí a na nějakou zásobovací činnost mohou rovnou zapomenout. Postižené tkáně se tak ocitají odříznuté od světa a začnou se dusit. Bez kyslíku přitom vydrží jen několik málo minut a pak už je čeká jen ukončení existence.
PFC, mezi které patří i Oxytocyt, jsou zcela inertní olejovité látky. Podobně jako k teflonu k nim nic nepřilne, a proto musí být dříve než se smísí s krví přeměněny v kyslíkem nasycenou emulzi, jejíž bublinky mají velikost pouhých 0,2 mikrometru. Bez problému tedy mohou proudit i tam, kde červené krvinky nemají šanci, a rychle dovézt kyslík na potřebná místa.
Účinný, ale nebezpečný?
Kolem 0,3 litru nasyceného Oxytocytu dokáže rozvézt tolik kyslíku, kolik 4 litry krve. Pokusy na hlodavcích ukázaly, že při poranění míchy je v případě podání Oxytocytu v této tkáni šestkrát více kyslíku než u myší, kterým byly podávány pouze krevní transfuze. Po splnění úkolu je pak oxycyt několik let z těla vylučován, aniž by po sobě zanechal jakoukoli chemickou stopu.
Využití oxytocytu má však také svá úskalí. Aby se totiž plně využila jeho kapacita, musí pacient 4 hodiny před jeho podáním a 12 hodin po podání dýchat vzduch s obsahem minimálně 50 % kyslíku. Běžná krev přitom pracuje s normálním obsahem kyslíku ve vzduchu (tedy kolem 21 %). Delší inhalace vysoce okysličeného vzduchu přitom není nijak zdravou záležitostí. V krvi pacienta se v takové případě tvoří množství volných radikálů, které mají neblahý dopad na metabolismus látek. Poškozují řadu buněčných složek a dokonce i DNA.
Do nemocnic ještě letos
Vědci jsou nicméně přesvědčeni o tom, že Oxytocyt může dobře fungovat i při vdechování běžného vzduchu, jen zatím neměli možnost postup dostatečně otestovat v klinických zkouškách. Přestože se dosavadní léčba několika pacientů neobešla bez mírných vedlejších účinků (které jsou podobné příznakům chřipky), výhody několikanásobně převyšují stinné stránky.
Nejlepší neurochirgucká pracoviště na světě mají u pacientů s těžkým krvácením do mozku třetinovou úmrtnost. Oxytocyt byl podán osmi pacientům, u kterých už běžná medicína ztrácela naděje, a pouze jediný z nich zemřel. Zotavení zbylých sedmi navíc proběhlo nezvykle rychle a hladce.
Klinické testy by měly být dokončeny za pár měsíců a Oxytocyt by se tak do běžné praxe měl dostat ještě letos.
Pomůže krev od červa?
Jedním z nejnovější objevů na poli hemoglobinové umělé krve je výzkum francouzských hematologů, kteří objevili neocenitelnou krev 10 – 30 cm dlouhého mořského červa Arenicola marina. Narozdíl od krve ostatních zvířat jeho složky nevyvolávají žádnou imunitní reakci, takže by vlastně mohl být univerzálním dárcem. Vzhledem k jednoduchosti těla nemá ani žádné krvinky, které by se staraly o rozvoz hemoglobinu. Ten prostě jen tak volně plave v červí krevní plazmě, takže k jeho získání stačí jednoduchá extrakce. Není zapotřebí žádných úprav, musí se pouze vyčistit. Narozdíl od lidského hemoglobinu totiž nemá tendenci nechávat se bez ochrany krvinek trhat, odírat a jinak poškozovat.
Jelikož nedochází k jeho poškozování, nemá ani tendenci tvořit zamotané shluky s dalšími molekulami a ucpávat cévy. Právě tato vlastnost dělá u ostatních hemoglobinů lékařům největší vrásky. Červ však má molekuly svého krevního barviva asi padesátkrát větší než člověk, a tak se ve volné formě chová podobně jako krvinka. Jeho jedinou nevýhodou je, že na získání každého litru krve je zapotřebí vykrvit velké množství červů.
Dávnověk krevních transfuzí
Myšlenkami na náhradu krve se zabývali lékaři již v 17. století. Nejstarší dochovaný záznam takového zákroku pochází z roku 1667 z Paříže, kdy tamní ranhojiči tak dlouho pouštěli svému patnáctiletému chlapci žilou, až jim málem vykrvácel. Proto se rozhodli do něj znovu trochu životodárné tekutiny nalít a využili k tomu jako živou konzervu jednoho ze svých kolegů. Oba aktéři prý zákrok přežili ve zdraví a bez jakýchkoli následků.
Rok 1667 byl na transfuze krve opravdu štědrý. Lékaři se tehdy odhodlali darovat svým pacientům zvířecí krev. K několika zákrokům došlo ve Francii, Anglii i Itálii a záznamy se kupodivu nezmiňují o následných potížích s prudkou imunologickou reakcí, která je u mezidruhových transplantací známa v moderní medicíně. Krev se brala od ovcí, později se však od tohoto způsobu upustilo z důvodu nebezpečí přenosu nemoci zvané ovčí melancholie.
Jelikož však i značné procento přenosu krve pouze z člověka na člověka pochopitelně skončilo nezdarem, byla tato metoda roku 1680 zcela zakázána. Její znovuzavedení do lékařské praxe umožnil až objev krevních skupin AB0 z počátku 20. století, který eliminoval nežádoucí imunitní reakce mezi dvěma navzájem odlišnými typy.
