Konzervace orgánů a tkání - uchování orgánů a tkání mimo tělo fyziologicky úplné a vhodné pro praktické použití po dlouhou dobu. Konzervace pomáhá odebírat orgány a tkáně v předstihu, mít je vždy v zásobě a přepravovat na velké vzdálenosti. Konzervace krve viz článek Darování krve
Ke snížení poškození orgánů a tkání odebraných z těla dárce a izolovaných se používají tři hlavní metody konzervace:
Volba metody a konkrétního způsobu konzervace orgánů a tkání je dána jejich strukturou, rychlostí metabolismu a vykonávanou funkcí [1] .
Metody konzervace v souladu s hlavními metodami antiischemické ochrany orgánů a tkání se dělí do tří skupin: normotermické, hypotermické a kryogenní. Normotermní konzervace orgánů znovu vytváří optimální podmínky pro jejich životně důležitou činnost; se provádí metodami hardwarové perfuze cévního řečiště okysličenou krví při teplotě + 35-37 °C. Prodloužené uchování orgánů v těle asystolického dárce je možné při připojení systémů jako ECMO (mimotělní membránová oxygenace) nebo použití transportních zařízení pro normotermní perfuzi pevných orgánů, pokud je nutné prodloužit mimotělní období odebraného orgánu s monitorování vitálních parametrů a funkce orgánů v reálném čase. Mezi nevýhody metody homotermální konzervace patří vysoká cena přístrojů a spotřebního materiálu, nedostatečná znalost výsledků transplantací takto uchovaných orgánů. Normotermní konzervace tkání není široce používána kvůli nemožnosti perfuze tkání. Hypotermická konzervace vytváří podmínky pro podporu života orgánů a tkání na snížené úrovni v důsledku rychlého ochlazení a skladování štěpů při kladných teplotách (blízko 0 °C): +4-8 °C. Pro svou technickou jednoduchost, efektivitu a nízkou cenu je tato metoda široce používána.
V klinické praxi se používají dvě hlavní varianty metody farmakohypotermické konzervace orgánů: metoda hypotermické perfuze (A) a neperfuzní metoda statické konzervace (B).
A. Hypotermická perfuze orgánů - metoda je založena na rychlém promývání orgánu a jeho následné konstantní pulzující perfuzi při teplotě +8°C krví okysličenou extracelulárními proteinovo-solnými roztoky obsahujícími další substráty, metabolity a léčiva prodlužující metabolismus v orgánu na snížené úrovni. Metoda zahrnuje použití stacionárních zařízení nebo transportních perfuzních zařízení
Předpokládá se, že perfuzní systémy s pulzujícím přívodem perfuzátu mohou nejen zlepšit fungování štěpů v časném a pozdním potransplantačním období, ale také zvýšit počet dárcovských ledvin vhodných k transplantaci díky jejich postischemické rehabilitaci během perfuze. Mezi nevýhody perfuzní metody hypotermické konzervace patří možnost poškození cévního endotelu, které zvyšuje imunogenicitu štěpu, nutnost použití drahého vybavení a perfuzátů a také další riziko infekce štěpu při manipulacích.
B. Neperfuzní metoda statické konzervace (simultánní chladová perfuze) je metoda, která je v současnosti zlatým standardem pro konzervaci lidských orgánů. Je založena na krátkodobém promytí a rychlém naplnění cévního řečiště orgánu studeným (+4 °C) konzervačním roztokem v kombinaci s vnějším chlazením orgánů sterilním ledem s dalším skladováním ve sterilní nádobě s konzervačním prostředkem roztok při teplotě asi +4 °C. Orgány se přepravují v izotermických kontejnerech udržujících teplotu v rozmezí + 4 až + 6 °C. Po perfuzi nastává pro orgán období studené ischemie . Optimální doba trvání se liší v závislosti na orgánu a použitém konzervačním roztoku.
Hypotermická konzervace tkání se provádí bezperfuzní metodou v tekutých médiích při teplotách od + 2 do + 6 °C umístěním tkáňových štěpů do skleněných nebo plastových nádob a jejich uložením do domácí chladničky po dobu několika dnů až několika týdny a dokonce měsíce.
Kryogenní konzervace (zmrazení) tkání a orgánů zahrnuje nejúplnější reverzibilní zastavení metabolických procesů při vystavení teplotám pod 0 °C (až -70 °C a ultranízké kryogenní teploty -196 °C) a obnovení plné funkce po oteplení (při t = 37 °C). V současnosti se však nelze vyhnout nevratnému poškození struktury orgánů spojenému s jejich zmrazením/rozmražením.
Konzervace kostní dřeně má v současnosti mimořádný význam, protože transplantace kostní dřeně se využívá nejen ke korekci hematologických onemocnění, ale také v regenerativní medicíně k navození regeneračních procesů v poškozených orgánech [1] .
Úkoly konzervace orgánů:
Orgánové perfuzní roztoky používané v USA [2] :
Nedostatek průtoku krve v orgánu vede k zastavení aerobní oxidace glukózy a mastných kyselin. Za anaerobních podmínek se syntéza ATP v ischemické buňce zastaví, což vede k inhibici aktivity draslíkovo-sodné pumpy , naruší se intracelulární rovnováha tekutin a iontů: do buňky difunduje chlór, vápník a voda, draslík a hořčík z toho. Dochází k edému a otoku buňky, dochází k vyčerpání intracelulárního draslíku a hořčíku a vápník podporuje aktivaci fosfolipázy A , která je zodpovědná za lýzu buněčných membrán. Dochází k rozpadu membrán organel a buňky samotné. Koncentrace laktátu a dalších podoxidovaných produktů se zvyšuje v důsledku výsledné anaerobní glykolýzy , což také vede ke snížení buněčného pH a narušení integrity lysozomálních membrán s uvolňováním lysozomálních enzymů. Ty ničí vazby transportních proteinů (transferin, feritin) s nekovy (železo, měď) obsaženými v jejich struktuře. Během několika minut se v ischemických tkáních nahromadí velké množství hypoxanthinu a xanthinoxidázy . Toto je první fáze ischemicko-reperfuzního poškození. Další fází je reperfuze. Uvolněné ionty kovů a vápníku hrají roli katalyzátorů při oxidaci hypoxanthinu (produkt rozkladu ATP) vlivem xanthinoxidázy a to vede k lavinovitému nárůstu volných radikálů po reperfuzi.
U dárců s mozkovou smrtí a u dárců s ireverzibilní zástavou oběhu v důsledku hemodynamické nestability a zpomalení průtoku krve dochází ještě před odběrem k poškození endotelu a aktivaci leukocytů, mají univerzální charakter. V tomto případě dochází k poškození štěpu ještě před zahájením konzervace a ještě více před opětovným spuštěním prokrvení.
Adhezní molekuly produkované ischemickým endotelem , jako je ICAM-I, VCAM-1 , P-selektin a E-selektin , vedou k vazbě polymorfonukleárních leukocytů na povrch samotného endotelu – adhezi ke stěně cévy, a jeden s druhým.
První fáze adheze spočívá v uvolnění leukocytu do parietální vrstvy mikrocévní plazmy, kde dochází k jakémusi „rolování“ leukocytu po vnitřní stěně cévy ve směru proudění krve (rolování). Dále se pohyb leukocytů stále více zpomaluje (aktivace). Poté jsou leukocyty fixovány na stěnu cévy (pevná adheze), načež je obsah buňky „přetečen“ pomocí integrinů, což je typ molekul receptoru CD11/CD18b, přes póry ve stěně cévy do tkání. obklopují cévu a infiltrují celý orgán, jeho parenchym a intersticium jako celek. Hromadná adheze leukocytů ke stěnám cév a k sobě navzájem vede v konečném důsledku ke vzniku velkých leukocytárních konglomerátů, které ucpávají lumen cév a prudce zhoršují venózní odtok. V průměru dosahují konglomeráty někdy 20-50 mikronů. V terminálním období kyslíkového hladovění tkání až do úplného zastavení dýchání a srdeční činnosti dosahují konglomeráty velikosti až 80 mikronů, což vede k uzávěru cév stále většího průměru a k jejich prudké deformaci. To následně vysvětluje obtížnost či nemožnost obnovení mikrocirkulace při hluboké hypoxii. Nejdůležitější je v tomto případě doba nestabilní hemodynamiky, tepelné ischemie a z toho plynoucí „mobilizace leukocytů“, která cílí na mikrovaskulaturu a endotel orgánu. Aktivované neutrofily se po nastartování krevního oběhu stávají hlavním zdrojem produkce volných radikálů, lyzačních enzymů, k prezentaci antigenní informace dochází přímou i nepřímou cestou a je spojen efektorový efekt aktivovaných T-lymfocytů . Existují scénáře komplikací, které zahrnují nespecifické zánětlivé a imunologické konflikty vedoucí ke ztrátě štěpu v různých časech v závislosti na závažnosti ischemicko-reperfuzního poškození .
Při snižování funkčních rezerv dárcovského orgánu je tedy nejvýznamnější nejen vyčerpání energetických zásob tkání při ischemii, ale také snížení potenciálu obnovy energetické rezervy v důsledku zablokování mikrovaskulatury leukocyty. konglomeráty.