Galerie

Articole

Postere

Video

Imagini

Ce sunt substituentii de sange?

    Substituentii de sânge sunt compusi chimici cu rol de transport de oxigen, destinati înlocuirii sângelui integral sau a masei eritrocitare în transfuzie. Acesti compusi reprezintã o alternativã atractivã pentru transfuzia de sânge si o rezolvare pentru riscurile asociate cu aceasta (boli transmisibile, reactii alergice, etc).

    La animale, riscurile asociate transfuziei sunt reprezentate de hemoliza acuta, infectii determinate de sânge contaminat, transmiterea de boli parazitare (Haemobartonella, Anaplasma, Babesia) si virale (leucemie felina sau bovina, anemia infectioasa ecvina, etc.), hipocalcemia cauzata de excesul de citrat si hipervolemia. Substituentii de sange eliminã aceste riscuri asociate trasfuziei de sânge prin faptul cã sunt compusi chimici de uz universal, neantigenici si inerti. Substituentul de sânge ideal trebuie sa fie: capabil de reumplere vasculara rapida si de oxigenare a tesuturilor, lipsit de antigenitate, incapabil de a transmite infectii, netoxic, lipsit de reactii adverse, eficient în livrarea oxigenul, de uz universal si cu timp de înjumatatire de cel putin câteva zile. Compusii actuali asigura oxigenarea eficienta a tesuturilor, au un timp de înjumatatire suficient de mare iar reactiile alergice pe care le dau sunt minime.

    Rolul substituentilor de sânge actuali este sã înlocuiascã functia de transport de oxigen a sângelui, mai exact a hemoglobinei. Totodata, acesti vectorii de oxigen sunt si expandanti de volum, prin solutia electrolitica pe care o au în compozitie.

    Existã douã tipuri de compusi chimici folositi ca bazã pentru substituentii de sange. Unul din compusi este chiar hemoglobina, vectorul de oxigen natural. Hemoglobina liberã poate fi folositã ca vector de oxigen dar neprotejatã de membrana eritrocitului, aceasta disociazã in dimere si monomere care, avand dimensiuni reduse (16 kDa si 32 kDa), extravazeazã usor si sunt eliminate rapid. Solutia de hemoglobinã liberã poate contine resturi de membrane eritrocitare care, într-un organism strãin, pot determina reactii alergice grave. Din aceastã cauzã, hemoglobina folositã ca substituent de sange este supusã unor procedee de purificare si modificare chimicã pentru stabilizarea moleculei într-o formã care sã cedeze usor oxigenul si care sã prezinte un timp de înjumãtãtire îndelungat. Al doilea tip de compusi chimici folositi ca substituenti de sange sunt perfluorocarburile, compusi chimici inerti si foarte buni solventi pentru gaze. Perfluorocarburile sunt compusi chimici sintetici aromatici sau alifatici ce au atomii de hidrogen substituiti cu atomi de fluor, inerti din punct de vedera chimic si insolubili în apã si lipide. Din aceastã cauzã, substituentii de sange pe bazã de perfluorocarburi se prezintã sub formã de emulsie.

Etape în dezvoltarea vectorilor de oxigen ca substituenti de sânge  

    Primul vector de oxigen cercetat a fost hemoglobina. În anul 1934 Amberson, în urma experimentelor cu lizat eritrocitar administrat la pisici exangvinate, a stabilit rolul hemoglobinei si a arãtat cã hemoglobina liberã poate fi folositã ca vector de oxigen. Totusi, experimentele realizate cu hemoglobina liberã au arãtat câteva dezavantaje majore în utilizarea acesteia ca transportor de oxigen. Aceste dezavantaje sunt: reactii alergice, extravazarea si eliminarea rapida, efectul hipertensiv si ineficienta în livrarea oxigenului. Experimentele ulterioare au elucidat cauzele acestor reactii adverse si au putut fi îndepãrtate prin modificãrile aduse hemoglobinei. Aceste experimente au deschis calea spre artificializarea sângelui.

    În paralel, obtinerea celulelor artificiale a deschis un nou orizont. În anul 1957, Chang si col. au obtinut primele celule artificiale sub forma eritrocitelor artificiale. Eritrocitele artificilale obtinute de el erau alcãtuite din membrane polimerice sferice, ce înveleau micropicaturi de hemoglobinã si enzime din hemolizat eritrocitar. Celulele artificiale creazã premisa obtinerii unor vectori de oxigen cu un continut cât mai apropiat de cel al eritrocitelor biologice, ba chiar îmbunãtãtit.

    O nouã descoperire o constituie perfluorocarburile. În anul 1966 Clark a constatat ca perfluorocarburile sunt excelenti solventi pentru gaze, în special pentru oxigen si bioxid de carbon. Un an mai tarziu Clark si Gollan au aratat ca soarecii pot supravietui imersati complet în fluorocarburi oxigenate sau in ulei de silicon oxigenat. Aceste descoperiri au dus la cercetarea perfluorocarburilor ca substituenti de hemoglobinã si pentru a putea fi folosite ca lichide respirabile în scufundãrile la mare adâncime.

    Substituentii de sânge pe bazã de perfluorocarburi sunt cerecetati intesiv si sunt mai tentanti datoritã urmãtoarelor avantaje: în primul rând, sunt inerti din punct de vedere chimic si foarte greu de descompus, prin urmare au un timp de înjumãtãtire foarte mare. Costul de obtinere este mai scãzut decât în cazul hemoglobinei si nu este necesarã o sursã biologicã de hemoglobinã. Fiind compusi sintetici, riscul de transmitere a bolilor scade considerabil. Nu sunt metabolizati in organism ci sunt eliminti pe cale pulmonarã, prin expir.