Ko gre za operacijo presaditve organov, zdravniki trkajo proti uri - in čas ni na njihovi strani.
Skupina klinikov mora najprej odstraniti organ od svojega darovalca, sklope rokavic, ki se uskladijo, da spretno odcepijo tkivo s telesa. Zdravniki nato pripravljeni organ pripravijo za prevoz do prejemnika, ki je morda oddaljen več ur z letalom. Ko organ pride do cilja, se operacija presaditve končno lahko začne; spet morajo kirurgi delovati hitro, da se zagotovi bolnikova varnost in sposobnost preživetja organa.
Zaradi tega opisa lahko operacija presaditve organov zveni kot TV drama, medicinsko osebje pa se sprehaja po bolnišničnih hodnikih s hladilniki, polnimi delov telesa. Toda vse hitenje sproži vprašanje, ki je veliko pomembnejše od televizijske oddaje: Kako dolgo lahko organ traja zunaj telesa in ostane sposoben za presaditev?
Odvisno je od organa. Za zdaj je lahko časovno okno med 4 in 36 urami. Toda nekega dne zdravniki upajo, da bodo lahko vzdrževali organe več tednov.
Organi na ledu
V letu 2018 je bilo samo v ZDA opravljenih več kot 36.500 presaditev organov, poroča Združena mreža za delitev organov (UNOS). Daleč so bile ledvice najpogosteje presajeni organ, lani so opravili več kot 21.000 presaditev. Naslednji najpogosteje presajeni organi so jetra, srce in pljuča v tem zaporedju, sledili so jim presadki trebušne slinavke, črevesja in multiorganov.
Večina organov je po pobiranju postavljena v "statično hladilno shrambo", kar pomeni, da se organ odlaga v hladilniku, polnem ledu, kaže poročilo za leto 2019 v reviji Journal of International Medical Research.
"Prvotna ideja za ohranjanje prehlada je zelo podobna, ko hrano damo v hladilnik," je dejal dr. Mingyao Liu, direktor Inštituta za medicinske znanosti in profesor kirurgije, medicine in fiziologije na univerzi v Torontu.
Preden so organ postavili v hladilnico, tkiva najprej izperejo tkivo z "zaščitno raztopino", da zaščitijo organ pred poškodbami, ki jih povzroči ekstremni mraz, je Liu povedal Live Science.
Pri telesni temperaturi celice črpajo kemikalije v svojih membranah in iz njih, da ohranjajo nizke koncentracije natrija in visoke koncentracije kalija v celici. Toda hladne celice ne morejo učinkovito črpati. Kemikalije puščajo po njihovih membranah, sčasoma pa puščajoče celice nabreknejo z odvečno tekočino, kar resno poškoduje. Rešitve za zaščito pomagajo odložiti to škodo, tako da preverjamo raven natrija in kalija. Te raztopine lahko vsebujejo tudi hranila in antioksidante za vzdrževanje celic in zatiranje vnetja, je dejal Liu. V kombinaciji z ledom in hladilnikom lahko raztopine za ohranjanje organov ohranjajo sposobnost preživetja ure po spravilu.
Pri temperaturah med 32 in 39 stopinj Fahrenheita (0 do 4 stopinje Celzija) celični metabolizem pade na približno 5% njegove normalne hitrosti, zato tkiva gorijo skozi svoje zaloge energije veliko počasneje in potrebujejo manj kisika, da ohranijo svojo aktivnost. Zaradi tega hlajenje organa pomaga odložiti pojav ishemije, stanja, pri katerem tkivo zaradi pomanjkanja kisika postane poškodovano ali nefunkcionalno.
Dajanje organa na led razteza tudi omejene zaloge energije njegovih celic, kar preprečuje, da bi škodljivi presnovki nakopičili in razgradili tkiva organa, je zapisano v poročilu za biologijo in medicino Yale iz leta 2018.
Med pogosto presajenimi organi srce najhitreje izgubi sposobnost preživetja, če ga shranimo v hladilniku, je dejal dr. Brian Lima, direktor kirurgije za presaditve srca v univerzitetni bolnišnici North Shore v Manhassetu v New Yorku. V idealnem primeru srca ne bi smeli postavljati v statično hladilnico več kot 4 do 6 ur, je dejal. Po četrturnem obdobju začne delovanje srčnih celic odpovedovati in verjetnost, da bo organ pri svojem prejemniku nepravilno deloval, se močno poveča. Lima odpoved presaditev organov, znana kot primarna disfunkcija presadkov, je "najbolj zaskrbljen zaplet", povezan s presaditvami trdnih organov, je dejal Lima.
"Srce ... je najbolj občutljivo na pomanjkanje krvnega pretoka," je dejala Lima. "Po drugi strani so ledvice zelo prožne." Nabrane ledvice lahko ostanejo sposobne preživeti 24 do 36 ur v hladnem skladišču, dlje kot kateri koli od drugih štirih štirih organov za presaditev. Pljuča lahko ostanejo sposobna preživeti 6 do 8 ur, je dejal Lima, jetra pa lahko ostanejo v hladilnici približno 12 ur, je povedal dr. James Markmann, vodja oddelka za presaditve v splošni bolnišnici Massachusetts v Bostonu.
Nadomestna metoda
Čeprav je tehnologija nizka tehnologija, metoda hladilnika ledu "ponuja preprost in učinkovit način za ohranjanje in prevoz organov" in se pogosto uporablja od šestdesetih let prejšnjega stoletja, kaže poročilo Liu iz leta 2018. Toda tehnika ni brez svojih pomanjkljivosti. Ne le, da organi v hladilnici v nekaj urah izgubijo sposobnost preživetja, ampak tudi zdravniki ne morejo oceniti kakovosti ohlajenih organov, je dejal Liu.
V bistvu noben objektivni test kliničnim zdravnikom ne more povedati, če je organ še vedno funkcionalen, ko zadevni organ sedi v hladnem hladilniku, njegov celični metabolizem pa se upočasni. Vendar pa ena od možnosti shranjevanja v hladilniku zdravnikom omogoča, da preverijo organe, preden jih presadijo, in ta možnost lahko kmalu postane bolj običajna, so povedali strokovnjaki Live Science.
Ta nadomestna metoda konzerviranja, znana kot perfuzija, vključuje pripenjanje pobranega organa na stroj, ki črpa tekočino, bogato s kisikom in s hranili, skozi tkiva organa, kot bi to storilo srce v telesu, je zapisano v poročilu revije Yale za leto 2018. . Ko organ vključi v stroj, ko organ presnavlja energijo in proizvaja odpadke, se njegove zaloge sladkorja napolnijo in odstranijo strupene presnovke.
Preden kirurgi pobirajo organe, darovalčevo srce za nekaj časa preneha črpati kisikovo kri v tkivo, kar povzroči škodo. Namestitev organa v perfuzijski stroj lahko tkivu omogoči okrevanje, je dejal Markmann. Poleg tega lahko kliniki prijavijo organ tako, da spremljajo nivo metabolita laktata, ki kroži v sistemu, je dejal. Celice uporabljajo laktat med normalnimi presnovnimi funkcijami, tako da "če organ dobro deluje, je treba laktat sčasoma očistiti", je dejal Markmann.
"Laktat je v najboljšem primeru surovi metabolični ukrep perfuzije po telesu," vendar še vedno služi kot boljši ukrep v primerjavi z očesnim očesom skoraj zamrznjenega organa pred presaditvijo, je še dodala Lima. Zdravniki lahko glede na organ ocenijo zdravje tkiva tudi z drugimi meritvami, na primer s proizvodnjo žolča v jetrih.
Ali lahko perfuzija dlje ohranja organe zdrave?
Nekateri perfuzijski sistemi še vedno zahtevajo, da se organ ohladi kot del procesa ohranjanja, vendar se je v zadnjih 20 letih več raziskovalnih skupin odločilo, da bodo organ ogrevali in tkiva zalivali s toplo kri. Pri temperaturah med 68 in 92 F (20 in 33 C) izolirani organi delujejo enako kot v človeškem telesu. Tako hladni kot topli perfuzijski sistemi se danes pogosto uporabljajo v Avstraliji in Združenih državah Amerike, vendar večina teh pripomočkov ostane v kliničnih preskušanjih v ZDA.
Vendar pa je en perfuzijski sistem v ZDA objavil naslove decembra kot prvovrstno presaditev srca. Zdravniki z Univerzitetnega medicinskega centra Duke v Durhamu v Severni Karolini so odstranili bolnikovo srce, potem ko je prenehalo bijeti; nato so v bistvu "oživili" organ s pomočjo toplega perfuzijskega sistema, poroča CNN. Običajno se srca odstranijo od možganov mrtvih darovalcev, preden organ neha utripati, da se prepreči obsežna škoda zaradi ishemije. Zdravniki so pred tem v ZDA ponovno oživljali otroška srca, vendar sistema nikoli niso uporabljali na organu za odrasle. V državah, ki že leta uporabljajo sistem, se je skupina darovalcev sprejemljivih src razširila za približno 30% do 40%, je dejal Lima.
"Če to pomeni v ZDA, govorimo o velikih, velikih številkah," je dodal.
Dr. Jacob Schroder, docent za kirurgijo na univerzi Duke in eden od kirurgov, ki so pomagali pri izvajanju pomembne presaditve srca, je za CNN povedal, da bi lahko s sistemom po vsej državi "povečal število darovalcev in število presaditev za 30%."
Čeprav se lahko zbirka darovalcev razširi, bi se stanje organov izboljšalo? Do zdaj je malo raziskav neposredno primerjalo hladnejšo shranjevanje in perfuzijo, a naključno se zdi, da so perfuzijski organi na splošno boljši.
Na primer, v enem preskušanju, ki je primerjal sistem jetrne perfuzije s standardnim hladilnikom, so zdravniki zavrnili samo 16 perfuziranih jeter v primerjavi z 32, ki so prišla iz hladilnikov, in perfuzirani organi so bili videti manj poškodovani, poroča Stat News. Liu je dejal, da opaža podobne trende pri svojem delu s presaditvami pljuč. Liu in njegovi sodelavci so razvili "per vizijski perfuzijski sistem" ex vivo; pred uvedbo so v bolnišnici njegove univerze uspešno presadili manj kot 20% pljuč darovalcev. Zdaj je program razširil svojo aktivnost za 70%, "z odličnimi rezultati", kaže poročilo 2018.
Običajno pljuča ostanejo priklopljena na perfuzijski sistem 4 do 6 ur, vendar eksperimentalno delo z živalskimi organi kaže, da bi lahko perfuzirana pljuča ostala sposobna preživeti od 12 do 18 in morda celo do 36 ur, je dejal Liu. Dodal je še, da bo nekoč organ lahko napolnil tedne. Dlje kot lahko organi ostanejo v sistemu, več časa bi morali kliniki sanirati poškodovano tkivo. Liu in njegovi sodelavci zdaj preiskujejo, kako lahko vnetje in celična smrt zavremo v perfuziranih pljučih. Toda v prihodnosti bi morda organe lahko zdravil z genskimi ali matičnimi celicami, medtem ko so bili priklenjeni na perfuzijski stroj, je dejal.
Za zdaj večina darovanih organov še vedno potuje do svojih prejemnikov, ugnezdenih v hladilnike taljenega ledu. Zakaj?
"Pošteno povedano, ovira so stroški," je dejala Lima. Perfuzijski sistem za en organ lahko stane več tisoč dolarjev, kar očitno presega ceno običajnega hladilnika, je dejal. Ker je malo raziskav primerjalo perfuzijo s standardno shranjevanje v hladilniku, ni nobenih "podatkov o drobljenju zemlje", ki bi bolnišnice lahko prepričale, da bi preklopile po vsej državi.
A glede na nedavni uspeh presaditve Duke srca je Lima dejala, da lahko perfuzija kmalu postane standard nege.
