Хімія в нашому житті /Змінники крові/

Про матеріал

Успішний розвиток біотехнології в XX ст. вийшов на новий рівень. Вчені різних країн продовжують шукати шляхи вирішення проблем, пов'язаних із розробкою і функціонуванням кровозамінників. Ми вважаємо, що дана тема є актуальною, зважаючи на ситуацію на Сході нашої країни. Пропонуються різні шляхи вирішення, компанії об'єднують свої зусилля, аби домогтися потрібних результатів. Поки що не створено універсальний препарат, який міг би виконувати усі поголовні чи хоча б більшість функцій крові, разом із цим препарат повинен бути максимально наближеним до природною тканини. Проте створення такого кровозамінника незабаром настане, а поки існуватимуть вже готові препарати, які почасти можуть заповнювати цей обсяг крові й виконувати деякі її функції, отже, й допомагати величезній кількості людей справлятися з різними травмами і хворобами.

Перегляд файлу

«Хімія в нашому житті»

Науково-популярна робота на тему:

«Замінники крові»

Зміст

Вступ
Основна частина

2) Кров – рідка тканина організму.

А) Функції крові

3) Переливання природною донорської крові. Методика і труднощі

4) Необхідність створення штучної крові

5) Перспективи і новітні технології

6. Висновки

7) Використана література

1.Вступ

Успішний розвиток біотехнології в XX ст. вийшов на новий рівень. Вчені різних країн продовжують шукати шляхи вирішення проблем, пов'язанихіз розробкою і функціонуванням кровозамінників. Ми вважаємо, що дана тема є актуальною, зважаючи на ситуацію на Сході нашої країни. Пропонуються різні шляхи вирішення, компанії об'єднують свої зусилля, аби домогтися потрібних результатів. Поки що не створено універсальний препарат, який міг би виконувати усі поголовні чи хоча б більшість функцій крові, разом із цим препарат повинен бути максимально наближеним до природною тканини.Проте створення такого кровозамінника незабаром настане, а поки існуватимуть вже готові препарати, які почасти можуть заповнювати цей обсяг крові й виконувати деякі її функції, отже, й допомагати величезній кількості людей справлятися з різними травмами і хворобами.

2.Основна частина

Кров – рідка тканина організму. Функції крові

Кров - рідка сполучна тканина організму, що виконує важливі функції в забезпеченні його життєдіяльності. Кров людини складається з рідкої частини плазми, клітин: лейкоцитів,еритроцитів та тромбоцитів. Вона циркулює системою судин під дією сили ритмічних скорочень серця. У всіх хребетних кров – червоного кольору через наявність в ній гемоглобіну,що міститься в еритроцитах.(1).У людей кров становить приблизно 7% від маси тіла. З кров'ю і кровопостачанням тісно пов'язані майже всі процеси, які стосуються травлення і дихання – двох функцій організму, без яких життя неможливе. Кров переносить також продукти секреції ендокринних залоз – гормони – і тим самим забезпечує зв'язок між різними органами і координацію своєї діяльності. Кров грає ключову роль підтримці постійної температури тіла організмів. Температура людського тіла коливається на вельми вузькому інтервалі близько 37°. Виділення і поглинання тепла різними ділянками тіла повинні бути збалансовані, тому тепло переноситься за допомогою крові. У здійсненні функції захисту організму від ушкоджень організму інфекціями особливу роль грають лейкоцити. Вони нагромаджуються поблизу місця ушкоження, причому більша частина цих клітин мігрує з потоку крові через стінки сусідніх кровоносних судин. До місця ушкодження їх притягують хімічні речовини пошкоджених тканин. Ці клітини здатні поглинати бактерії і руйнувати їх своїми ферментами. Отже, перешкоджають поширенню інфекції в організмі. У боротьбі з інфекцією важлива роль належить білкам плазми, саме імуноглобулінам, куди входить безліч специфічних антитіл.

3)Переливання донорської крові. Методика і труднощі

З кінця тридцятих років функція переливання крові стала вельми поширеною в медицині, особливо у військовій. Основна мета переливання крові (гемотрансфузія) – заміна еритроцитів хворого й відновлення обсягу крові після масивною крововтрати. Остання може відбутися або спонтанно (наприклад, при виразковій хворобі дванадцятипалої кишки),або внаслідок травми, під час хірургічної операції або пологів. Переливання крові застосовують також при відновлення рівня еритроцитів, коли організм втрачає здатність виробляти нові кров'яні клітини зі швидкістю, яка потрібна для нормальної життєдіяльності.(2). Одностайна думка авторитетних медиків така, що переливання крові слід проводити лише під час суворої необхідності, оскільки це може призвести до ризикованих ускладнень і передачі хворому інфекційного захворювання – гепатиту, малярії чи СНІДу. Початкові методи прямого переливання крові від донора реципієнту відійшли до минулого. Сьогодні донорську кров беруть з вени в стерильних умовах,яку переливають в спеціально підготовлені ємкості, куди попередньо внесено антикоагулянт і глюкозу, як живильне середовище для еритроцитів при зберіганні.Глюко́за (від грец.γλυκύς — солодкий) (виноградний цукор, декстроза), С₆Н₁₂О₆ — важливий моносахарид; білі кристали солодкі на смак, легко розчиняються у воді.

З антикоагулянтів найчастіше використовують цитрат натрію, який пов'язує перебування у крові іонів кальцію, необхідних для згортання крові. Рідку кров зберігають при 4° близько трьох тижнів;в цей час залишається 70% початкової кількості життєздатних еритроцитів. Оскільки цей рівень живих еритроцитів вважається мінімально допустимим, кров, який зберігався більше трьох тижнів, для переливання не використовується.У зв'язку з зростанням потреби у переливанні крові з'явилися методи, які дозволяють зберігати життєздатність еритроцитів протягом довгого часу. У присутності гліцерину та інших речовин еритроцити можуть зберігатися як завгодно довго за нормальної температури від –20 до –197° З. Для збереження нижче –197° З використовують металеві контейнери з рідким азотом, у яких занурюють контейнери зі кров'ю. Заморожену кров успішно застосовують для переливання.Заморозка дозволяє як створювати запаси звичайної крові - збирати і зберігати у спеціальних банках (сховищах) крові рідкісні її групи.(3).Раніше кров зберігали в скляних контейнерах, а тепер використовують у основному пластикові ємності. Одна з головних переваг пластикового мішка у тому, що до однієї ємності з антикоагулянтом можна прикріпити кілька інших з допомогою диференціального центрифугування в «закритій» системі виділення з крові три типи клітин та плазму. Це дуже важливе нововведення, що докорінно змінило підхід до переливання крові. Сьогодні вже говорять про компонентну терапію, тобто під переливанням мають на увазі заміну тільки тих елементів крові, яких потребуєпацієнт. Більшості людей, котрі страждають анемією, потрібні лише цілісні еритроцити; хворим на лейкоз потрібні переважно тромбоцити; хворі на гемофілію потребують лише певних компонентах плазми. Всі ці частини можна виділити з одної й тої ж донорської крові, після чого залишаться тільки альбумін і гамма-глобулін (і той, і той мають сфери застосування). Цільна кров застосовується тільки до компенсації дуже великої крововтрати, й використовується для переливання менш як у 25% випадків. При гострій судинній недостатності, викликанійвеликою крововтратою або ж шоком внаслідок важкого опіку або травми з обмороженням тканин, потрібно дуже швидко відновити обсяг рівня крові. Якщо цілісна кров недоступна для порятунку життя хворого, можна використовувати її замінники. Як таких замінників найчастіше застосовується суха людська плазма. Її розчиняють в водному середовищі і вводять хворому внутрішньовенно. Недолік плазми як кровозамінника у тому, що із нею може передаватися вірус інфекційного гепатиту. Для зниження ризику зараження використовуються різні підходи. Наприклад, ймовірність зараження гепатитом зменшується, хоча й не зводиться нанівець, при зберіганні плазми протягом кількох місяців при кімнатній температурі. Можлива теплова стерилізація плазми, яка зберігає всі корисні властивості альбуміну. Нині рекомендується використовувати лише стерилізовану плазму.

(4).У розвинених країнах створено мережу станцій переливання крові, що забезпечують громадянську медицину необхідною кількістю крові для переливання. На станціях, зазвичай, складають лише донорську кров, а зберігають її у банках (сховищах) крові. Останні надають на вимогу лікарень і клінік, кров потрібної групи. При багатьох банках є кваліфіковані фахівці, проводять повне типування крові й вивчають можливі реакції несумісності.

Перед переливанням визначають сумісність крові донора і реципієнта. Однією з перевірок є змішання еритроцитів донора з сироваткою реципієнта і, навпаки, сироватку донора з еритроцитами реципієнта і перевірка. Цей тест називають перехресним типуванням. Якщо за змішуванні еритроцитів донора і сироватки реципієнта аглютинує хоча б небагато клітин, кров вважається несумісної.

(5).Прийнята міжнародна класифікація,що позначає кожну групу кровізанаявністю чи відсутністю у ній двох аглютинінів сироваток, що названі альфа (чи бета (b) і двох аглютиногенів еритроцитів:

перша група крові залежить від того, що її еритроцитах відсутні аглютиногени, а сироватці є обидва аглютиніни – альфа і бета. Отже, повна формула крові 1 групи: I (>0ab).

у крові другої групи еритроцити мають лише один аглютиноген – альфа, а сироватка містить один аглютинін – бета. Отже, повна формула крові II групи:II(Ab).

третя група крові характеризується тим, що еритроцити мають лише один аглютиноген – У, і сироватка містить лише один аглютинін – альфа. Отже, повна формула крові III групи: III (>Ва).

Четверта група крові особлива тим, що її еритроцити мають обидва аглютиногени – проте й У, та сироватка не містить аглютинінів. Отже, повна формула крові IV групи: (>АВо).

Нині прийнято позначати групи крові цифрою і за змістом аглютиногенів еритроцитів:I(0);II(А);III(В);IV(AB).

Переливання крові виробляється у обов'язковому порядку після:

1. Визначення групи крові хворого.

2. Визначення групи крові донора.

3. Проби на індивідуальну сумісність.

4. Проби на біологічну сумісність.

Протипоказаннями до переливання крові можна вважати:

1. Важкі порушення функцій печінці та нирок (гострі гепатити, гострі нефрозонефрити запальної етіології, амілоїдоз та інших.).

2. Декомпенсація серцевої діяльності, з явищами набряків,асциту та інших.

3. Захворювання легень, що супроводжуються вираженим застоєм у малому колі кровообігу.

4. Алергічні захворювання (наприклад, гостра екзема, бронхіальна астма та інших.).

5. Активний туберкульозний процес у стадії інфільтрату.

4)Необхідність створення штучної крові

Ідея створення замінників донорської крові виникла з кінці 1950-х. Адже штучна кров явно нічим не заражена і вже не потребує класифікації по антигенним групам, менш вразлива щодо умовам зберігання. І що особливо важливо – його виробництво будь-якої миті може різко зрости. Звісно, хто б сподівався створити субстанцію, здатну виконувати всі функції крові. Головне, що має вміти робити майбутній кровозамінник – це розносити по тканинах тіла кисень.

(6).Двадцять другого серпня 2002 року у каліфорнійському місті Фресно відбулася така історія. Одного ранку офіцер РуссКорнелісон вийшов із свого будинку і зіштовхнувся з підозрілим чоловіком. Коли незнайомець кинувся навтьоки і рушив у свій дім, собака Корнелісона кинулася йому навздогін. Офіцер Корнелісон встиг вчасно нагнутися, коли над ним просвистіла куля, другий постріл вразив його вірного чотириногого друга. Кулі прошили собаці ліву передню, праву задню лапи, праву легеню і ліве вухо. Поранений пес вижив завдяки оксиглобіну – заміннику крові, дозволеному від використання лише у ветеринарії. У той самий час це був єдиний кровозамінник на американському ринку. Хоча препарати, подібні оксиглобіну, часто називають «замінниками крові» чи «штучною кров’ю»,більш точно називати це «кисневою терапією». На відміну від справжньої крові препарати для кисневою терапії не викликають коагуляцію, що лежить на поверхні рани й не входять у боротьбу з інфекцією. Найголовніше, що ці препарати виконують основні функції крові – доставляти кисень до тканин. Адже якщо постачання киснем припиняється хоча на кілька хвилин, це можуть призвести до серйозних проблем нервової системи.

Переливання крові – це надія на порятунок й одночасно ризик занести інфекцію. За даними європейських досліджень, на мільйон переливань доводиться сім випадків зараження гепатитом В,15 – гепатитом З, до двох – ВІЛ-інфекцією. «Особливий страх перед донорської кров'ю викликала епідемія СНІДУ, - каже лікар-інфекціоніст, директор клініки «Вітацел» Ігор Марков. – У1983 року медики виявили вірус імунодефіциту людини (ВІЛ). Але масове тестування почалося лише у 1985 року. За ці роки лише у Франції медики заразили СНІДом близько тисячі людей». Не менш драматична ситуація з вірусами гепатитів. Спочатку кров тестували лише з гепатит У, проте люди продовжували хворіти після переливань (до 17% пацієнтів). (7).Як з'ясувалося, викликав захворювання інший вірус гепатиту -С. Вчені дізналися про існування гепатиту D. Сьогодні вже відомо вісім різновидів гепатиту, але реципієнти продовжують хворіти жовтухою після переливань. Донорську кров не перевіряють на наявність таких інфекції, як вірус герпесу, цитомегаловірус, інфекційний мононуклеоз,токсоплазмоз,лейшманіоз, бруцельоз.

Є й інші мінуси переливання крові. Донорська кров викликає стрес імунної системи. Чим більше хворий отримав чужої крові, тим вища можливість розвитку інфекцій. Тобто, від одного донора не можна взяти 2-3 літра крові,а лише по 400 мл тому,коли потрібно перелити 3-6 літри крові, потрібно близько десяти донорів. Коли організм потрапляє така велика кількість крові від різних донорів виникають різні ускладнення.

(8).Почасти у ряді цивілізованих країн розгорнулася кампанія з пропаганди аутодонорства, тобто створення власного запасу своєї крові, щоб у разі потреби уникнути переливання чужої. Така кров може зберігатися 10-15 років. Утім, деякі вважають, що немає сенсу вводити це масово. Запас необхідний лише окремих випадках. Наприклад, якщо людині доведеться складна операція чи великий ризик кровотечі під час пологів. Аутодонорство – це також проблема,адже воно доступно лише заможної частині суспільства.

5)Перспективи і новітні технології.

Кілька років тому вчені зможуть отримати справжній кровезамінник, який у змозі повністю замінити пацієнтові кров при нормальної температурі.

Наприкінці 2004 року працівникиПаризькогоуніверситетузнайшлиспосібпровадити у лабораторнихумовахчервонікров'янітільця. У процесідослідженнявченіоб'єдналивласністовбурніклітинище з однієюгрупоюкров'янихклітин, та бувобробилиїхречовиною, якийстимулюєзростання. Схожіекспериментипроводятьсянині з всьомусвіту - протедосіуспіхуученимдомогтися не вдавалося. Відмінністьпаризькогодослідження, у тому, щовикористаніклітинимишейвпершеперебувають у умови, подібні до тими, у якихростутьклітиникістковогомозку. У принципі так, подібнихрезультатівможнадомогтися, використовуючиклітинитієїлюдини, якомупізнішезнадобитьсяпереливаннякрові, стверджуєпрофесорЛюкДуей, працював у складікоманди, що поставила цейексперимент. "Цетакожзнімаєімунологічніпроблеми, пов'язаніщодовідторгнення тканин", - заявив. У остаточному підсумку, розраховуютьвчені, їхекспериментпризведе до того що, щомасовевиробництвоштучнихчервонихкров'янихтілець. Але що рано говорити, щоштучну кров можнавикористовувати в клінічнихумовах.

Групадослідниківізтрьох великих японськихуніверситетіврозробиланову формулу штучноїкрові, що у найближчим часом зможеуспішноусунутинебезпеказараженнявірусами і буде абсолютно сумісної з будь-якийгрупоюкрові у їїпереливанні. Цеосновнінедоліки природною крові, обмежуютьїїзастосуванняборотьбу з якимивитраченочимало грошей часу й зусиль.

(9).Авторами сенсаційноюрозробкисинтетичноїкрові стали фахівцівізуніверситетівВаседа, КейоіКумамото. Як фахівціодній з лабораторій, працювала над проектом, новим типом штучноїкровіможнаробитимасово й берегтищододовгий час. Тим самим було буде подоланоіще одна недолікнатуральноїкрові – невеличкийтермінзберігання, необхідністьспеціальнихконсервантів, до того ж час погіршуютьїївластивості. Вчені у Японіївже провели дужеуспішнідосліди на тварин і звинувачуютьочікують, щопрактичнезастосуваннярозробкирозпочнетьсяприблизно, два роки, після, здійсненнястадіїклінічнихвипробуваньрозпочатихлюдині.