Сохранение жизнеспособности донорских органов и тканей.

В трансплантологии важной проблемой является проблема сохранения донорских органов и тканей жизнеспособными. После выделения органа из организма донора в нем очень быстро развиваются явления ишемии в результате прекращения кровообращения, которые приводят к повреждению трансплантата и снижают его жизнеспособность. Поэтому сохранение жизнеспособности и функциональной активности донорских органов на определенный срок (от 12 до 48 часов) или создание банков трупных органов является важной медико-биологической проблемой, еще далекой от разрешения. В настоящее время с этой целью разработаны специальные методы консервирования.

Для сохранения почек вне организма в течение 24-36 часов часто используется холодовая бесперфузионная консервация. Удаленный орган охлаждается до низких температур - метод охлаждения - гипотермии.Гипотермия снижает скорость клеточных энергозатрат и метаболических реакций в тканях и позволяет им более безопасно "пережить" период ишемических повреждений. В настоящее время быстрое охлаждение органов достигается с помощью кратковременной перфузии (пропускания по кровеносным сосудам) холодовых растворов под давлением 50-70 мм рт. ст. При этом одновременно удаляется застойная кровь и токсические продукты метаболизма. Температура снижается до 4-6°С в течение 5 мин. Далее органы хранятся в холодовом растворе в специальных емкостях со льдом. Однако даже при 0°С метаболическая активность клеток сохраняется, что является главным лимитирующим фактором холодового сохранения органов.

Отсюда следует вывод об ограниченных возможностях гипотермии как метода консервации органов и необходимости ее сочетания с перфузией, а также использование глубокого замораживания.

Консервирующие жидкости по ионному составу должны быть близки к естественным межклеточным жидкостям организма, и обеспечивать структурную и функциональную целостность клеточных мембран.

В первые годы клинических трансплантаций использовали растворы Рингера, Хенкса, физиологический, среду 199 и др., близкие к внеклеточной жидкости. Они позволяли сохранять почки в течение 6-8 часов. В настоящее время для консервации почек используется более 20 различных внутриклеточных растворов.

Описанный метод холодовой бесперфузионной консервации эффективен только в случае взятия органа от "идеального" донора при сохраненном кровообращении. Таких доноров явно недостаточно, учитывая постоянный рост больных с хронической почечной недостаточностью. В связи с этим используется гипотермическая перфузия органов, при которой поддерживается известный уровень метаболизма в аэробных условиях за счет постоянной циркуляции питательных веществ и удаления продуктов обмена. Этот метод перфузионной консервации был предложен А.Г. Лапчинским в 1960 г., который описал технику сохранения конечности собаки в условиях гипотермической перфузии.

Рис. 4.1. Холодовая перфузия блока печень – почки in situ:

1 – селезеночная вена; 2 – аорта; 3 – нижняя полая вена

Перфузионная консервация осуществляется с помощью специальных аппаратов. С их помощью удается поддерживать высокий уровень АТФ в клетках, что в свою очередь, ведет к сохранению клеточной энергии и стабилизации мембран. Консервация органов перфузионным способом более физиологична, чем бесперфузионным.

Вместе с тем перфузионная консервация не лишена недостатков, ограничивающих ее использование. Главным из них является травма консервируемого органа, наносимая на различных этапах перфузии. В результате ишемии органа возможна "перфузионная нефропатия", что ограничивает время эффективной консервации 72 часами. Кроме того, этот метод значительно дороже и технически сложнее, чем бесперфузионная гипотермия. Можно использовать сочетание обоих методов. Тем не менее, методом выбора консервации почек остается бесперфузионная гипотермия.

Консервация поджелудочной железы, печени и сердца принципиальных отличий от методов консервации почек не имеет, но связана с большими сложностями из-за анатомических особенностей органов, повышенной чувствительности этих органов к ишемии, быстрым развитием отека после травмирования и др. Чаще применяется гипотермическая перфузия, в отдельных случаях позволяющая сохранять донорские органы до 24 часов. В клинических условиях стараются, чтобы это время не превышало 6 часов, максимум 12 часов, но при условии, что время тепловой ишемии не превысит 30 мин. В противном случае отмечается тромбоз сосудов трансплантата. Защиту клеточных структур от повреждающего действия ишемии и гипотермии осуществляют гиперкалиевыми растворами.

Описанные методы как бесперфузионной гипотермии, так и гипотермической перфузии не позволяют подводить к органам достаточное количество кислорода. Снизить уровень метаболизма в органах при одновременной доставке кислорода к его клеткам удается при использовании трансорганной газовой перфузии. Исследования на почке показали, что непосредственная доставка кислорода к клеткам консервируемого органа позволяет использовать почки с длительными сроками тепловой ишемии (до 30 - 45 мин.) и сохранять их вне организма более 48 часов. Метод прост, доступен и дешев, но для большого оптимизма пока нет оснований.

Гипотермические методы консервации позволяют сохранить структурно - функциональную целостность жизненно важных органов в сроки не более 50 часов. Создать банк органов с помощью этих методов невозможно. Один из путей достижения этой цели - замораживание органов. Оно полностью ликвидирует возможность накопления кислородного долга в течение всего периода консервации. Таким методом консервируют клетки крови, костного мозга. Консервация глубоким замораживанием предусматривает несколько этапов:

- отмывание и начальную перфузию органа,

- добавление криопротектора,

- охлаждение до необходимой температуры,

- сохранение при низкой температуре,

- согревание,

- удаление криопротектора.

В качестве криопротектора используется диметилсульфоксид (ДМСО) и глицерол, которыми перфузируется орган. Эти вещества проходят через биологические мембраны в клетку до охлаждения, и они должны быть удалены при отогревании органов. В начале орган охлаждается до 4оС, а затем помещается в камеру с жидким азотом, где снижение температуры программируется до - 196оС.

Самый сложный вопрос проблемы криоконсервации - согревание. Оно должно быть быстрым (не менее, чем 1о/мин). Чаще используют прибор электромагнитного излучения высокой частоты. При этом равномерно прогреваются все слои органа.

Поскольку все органы представляют собой сложные клеточные организации, состоящие из разных клеток, различающихся по основным физико-химическим параметрам, криоконсервация может привести их к дезинтеграции. Поэтому даже в эксперименте не получено обнадеживающих результатов при криоконсервации печени, поджелудочной железы и сердца. Наибольший экспериментальный опыт накоплен по консервации почки. Сохранение жизнеспособности отмечается лишь у половины консервированных почек.

В Кировском НИИ гематологии и переливания крови под руководством Е.П. Сведенцова (2001) и А.А. Костяева и др. (2001) разработаны новые способы криоконсервации концентратов тромбоцитов при –80^оС под защитой не токсичного криоконсерванта «Кримолит», не требующего отмывания от биосреды после оттаивания, криоконсервирования костного мозга под защитой хладоограждающего раствора «Гекмолит». Полученные результаты свидетельствуют о сохранности морфофункциональных свойств кровяных пластинок и клеток костного мозга, пригодность их для клинического применения.