Проблема искусственной крови
В 1795 году Российская академия наук объявила конкурс на тему о возможности приготовления искусственной крови. За 200 лет, прошедших с тех пор, никто не стал лауреатом этого конкурса, хотя успехи в решении задачи имеются. В лечебной практике нашли применение заменители плазмы, позволяющие поддержать давление крови, падающее в результате кровотечений, при шоковых состояниях. Одним из таких растворов, применявшихся в чрезвычайных ситуациях, стала обычная морская вода, электролитный состав которой близок к составу плазмы.
Необходимость в искусственной крови объясняется не только тем, что не хватает донорской. Причина в том, что искусственная кровь не содержит антигенов и антител, так что отсутствует опасность несовместимости. Кроме того, предотвращается опасность использования донорской крови с нераспознанным вирусом СПИДа.
Наиболее важным представляется создание таких заменителей, которые способны обратимо присоединять кислород. Над этой проблемой работают коллективы лабораторий и фирм в разных странах. В основу искусственных сред положены перфторуглеродные соединения, в которых может содержаться в 20-30 раз больше кислорода, чем в плазме. Их эмульгируют и получают капли размером 0,1-0,6 мкм. Во Франции, в США и Японии запатентованы препараты на основе перфторуглерода, которые можно применять в хирургической практике. В Институте биофизики РАН в Пущине профессора Ф.Ф. Белоярцев и Г.Р. Иваницкий получили в 1985 году соединение "перфторан", названное за свой цвет "голубой кровью".
Сейчас изучают возможность использования в качестве кровезаменителей растворов видоизмененного гемоглобина. Трудность состоит в том, что такой гемоглобин нестоек и высвобождающиеся из него атомы железа откладываются в тканях. Включение гемоглобина в искусственные эритроциты позволило бы избежать этого. Японский ученый И. Цухида разработал в 1989 году способ приготовления капсул размером около 0,1 мкм, покрытых двухслойной фосфолипидной мембраной, в каждую из которых включено до 2000 молекул гемоглобина. Кислород проникает через поры капсулы внутрь, где соединяется с гемоглобином, и в таком виде переносится кровью к тканям. Сложность состоит в том, чтобы добиться таких скоростей диффузии кислорода через мембрану и такого содержания гемоглобина, какие свойственны живому эритроциту. Очевидно, именно в этом направлении следует ожидать успехов в будущем.
Заключение
Исследования системы крови дают основание для важных общебиологических выводов. Один из них заключается в том, что каждая клетка крови полифункциональна - способна участвовать в выполнении нескольких функций этой ткани. Кроме того, каждая функция обеспечивается содружественной работой нескольких типов клеток, а также тесным взаимодействием между клетками и межклеточной средой - плазмой крови. Следует отметить также, что в пределах этой ткани действуют тесные связи между функциями, выражающиеся в том, что активация или торможение одной из них сопровождаются изменениями других. Связующими звеньями между функциями служат клетки крови и компоненты плазмы.
Вряд ли удастся когда-либо в будущем искусственно создать полное подобие таких поразительно сложных структур, какими являются клетки и многие компоненты плазмы крови. Однако задача состоит не только в этом. Система крови тонко реагирует на физические и химические воздействия со стороны внешней и внутренней сред организма, меняется под влиянием образа жизни современного человека с его гиподинамией, информационными перегрузками, стрессовыми ситуациями. Поэтому исследования крови необходимы для решения общебиологических задач и лечения человека и животных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Иржак Л.И. Гемоглобины и их свойства. М.: Наука, 1975.
2. Физиология человека: Пер. с англ. / Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. М.: Мир, 1986. Т. 3.
* * *
Лев Исакович Иржак, доктор биологических наук, профессор, руководитель лаборатории проблем гипоксии Сыктывкарского государственного университета. Область научных интересов - разработка представлений о молекулярных и клеточных механизмах адаптации. Автор и соавтор пяти монографий и 200 научных публикаций.