CRVENO ZLATO

Autor: Ana Stančić*

—

PRIČE IZ MEDIJSKE LABORATORIJE “Nauka kroz priče” predstavlja uzbudljivu seriju tekstova – 23 uzbudljive priče inspirisane naukom koje je pripremila nova generacija autora, polaznika “Medijske laboratorije“, škole naučnog novinarstva koja je realizovana na Institutu za fiziku. Pročitajte više!

Najobilniji sporedni proizvod mesne industrije, klanična krv, nepresušan je izvor biološki aktivnih molekula koji bi se mogli primeniti kao dodaci hrani ljudi ili stočnoj hrani. Tako se u Rusiji već duži niz godina prodaje čokoladna tabla pod nazivom „Gematogen“ proizvedena od goveđe krvi koja se koristi za prevenciju niske koncentracije gvožđa i vitamina B12. Proteini dobijeni iz klanične krvi imaju važna tehnološka svojstva, kao što su geliranje, penjenje i emulgacija, što ih čini korisnim u različitim industrijskim procesima.

Uprkos, ili možda baš kao posledica dramatičnog razvoja biotehnologije, krv ostaje nezamenjiv resurs i u 21. veku. Ali, šta uopšte znamo o ovom crvenom zlatu? Kako smo ga otkrivali, ima li mu zamene i za šta ga još danas možemo upotrebljavati?

Otkrivanje krvi

Antički Grci verovali su da se ljudsko telo sastoji od četiri telesna soka (humora) i da bolest nastaje kao posledica gubljenja ravnoteže među njima. Humoralna teorija svoje temelje izgradila je na opservaciji da se u zgrušanoj krvi u providnom sudu, izdvajaju četiri sloja: crna žuč (krvni ugrušak), krv (crvena krvna zrnca), sluz (bela krvna zrnca) i žuta žuč (krvni serum). Rani pokušaji nadoknade izgubljene krvi koji su u ovo antičko doba povezivani sa slabošću i smrću, uključivali su konzumiranje krvi zdrave, mlade osobe ili životinje i pretpostavlja se da legende o vampirima vode porekle iz ove prakse. Verovalo se da krv ima brojna misteriozna svojstva, poput onog da nosi mentalne i fizičke karakteristike osobe čijim krvnim sudovima protiče. Ova mistična fasciniranost svojstvima krvi prisutna je u različitim stepenima u brojnim kulturama i religijama i dan danas.

Tako, australijski Aboridžini premazuju svoja tela krvlju u toku ritualnih plesova. Krv su u žrtvovanjima koristila i germanska plemena jer se verovalo da može preneti moć osobe od koje potiče. Čin prskanja krvlju po zidovima, statuama bogova i učesnicima označen je kao blóedsian na staroengleskom, a terminologiju je kasnije prihvatila rimo-katolička crkva kako bi skovala reči to bless (blagosloviti) i blessing (blagoslov). Krv je važan simbol u hrišćanstvu – Bog je zabranio Noi i njegovim sinovima da je konzumiraju, a veruje se da osveštano vino koji se koristi pri pričešću postaje krv Isusova, u kojoj je on duhovno i fizički prisutan. Judaizam i islam zabranjuju konzumiranje hrane koja sadrži krv, a Jehovini svedoci idu korak dalje neprihvatajući ni transfuziju pune krvi, ili pojedinih krvnih produkata.

Vino i mleko

Prvi pokušaji transfuzije krvi uspešno su izvedeni na životinjama i vezuju se za rad Vilijama Harvija i početak 17. veka, dok nauka humane transfuzije krvi datira sa početka 20. veka, od otkrića krvnih grupa. Danas se pod transfuzijom podrazumeva nezamenjiv postupak u modernoj medicini – proces unošenja krvi ili krvnih produkata u cirkulaciju pacijenta intravenoznim putem. Iako su transfuzije u početku uključivale punu krv, danas se u modernoj praksi koriste komponente krvi poput eritrocita, leukocita, plazme, faktora koagulacije ili krvnih pločica.

Kao jedino tečno tkivo humanog organizma, krv čoveka (i uopšteno kičmenjaka), sastoji se iz krvne plazme i krvnih ćelija. Plazma čiji najveći deo čini voda, sadrži proteine, glukozu, jone, hormone, ugljen-dioksid i krvne ćelije: eritrocite (crvena krvna zrnca), leukocite (bela krvna zrnca) i trombocite (krvne pločice). Eritrociti su najbrojnije ćelije krvi i sadrže hemoglobin, protein koji im omogućava da vrše svoju osnovnu funkciju – prenosa kiseonika iz pluća do perifernih tkiva i ćelija organizama. S druge strane, ugljen-dioksid nastao kao produkt metabolizma tih istih tkiva najvećim delom biva transportovan do pluća putem plazme.

Krv snabdeva tkiva kiseonikom i nutrijentima, učestvuje u uklanjanju produkta metabolizma, a ima i važnu ulogu u pokretanju imunskog odgovora na patogene iz spoljašnje sredine. U slučaju povrede, koagulacija krvi i stvaranje krvnog ugrška sprečavaju veći gubitak ove dragocene tečnosti čime se održava ravnoteža unutar organizma. Krv funkcioniše i kao glasnik prenoseći hormone i druge signalne molekule u organizmu, a ima i ulogu u termoregulaciji.

Od kako je Vilijam Harvi 1616. godine prvi opisao anatomiju cirkulatornog sistema, naučnici su počeli da razmišljaju o tome kako bi se krv mogla ukloniti i da li bi mogla biti zamenjena nekom drugom tečnošću kao što su na primer vino, ili mleko. Mislili su da će na taj način uspeti da izleče određene bolesti, kao i da će neke osobine ličnosti biti promenjene. Očigledno, to je dovelo do zanimljivih, ali vrlo razočaravajućih eksperimenata.

Proizvodnja veštačke krvi

Moderni pokušaji da se proizvede veštačka krv datiraju iz perioda Prvog i Drugog svetkog rata, kada je očigledna potreba za njom dospela u žižu interesovanja. Zahvaljujći obaveznom skriningu i poboljšanom prikupljanju, krv koja se danas koristi za transfuziju je daleko bezbednija, ali i dalje mora zadovoljiti uslov podudarnosti krvnih grupa donora i primalaca i period u kom je pogodna za transfuziju je tek nekoliko nedelja od prikupljanja. Shodno tome, zamena za krv trebalo bi da bude univerzalno dostupna, bez ograničenja koje krvne grupe nameću i sa mogućnošću čuvanja duži vremenski period.

Dok krv ima brojne uloge, veštačka zamena za ovo tečno tkivo je pre svega dizajnirna sa idejom da omogući prenos kiseonika i ugljen dioksida. Do sada nisu razvijene zamene koje bi imale i druge vitalne funkcije krvi poput one u imunskom odgovoru ili koagulaciji. Shodno tome, rešenja koja se danas razvijaju se terminološki ispravnije označavaju kao prenosioci kiseonika. Za sada su razvijene dve grupe ovih materijala: jedna zasnovana na perfluoro jedinjenjima i druga zasnovana na hemoglobinu.

Perfluoro hemikalije (PFC) su inertni materijali koji rastvaraju 50 puta više kiseonika nego krvna plazma. Jeftini su i laki za proizvodnju i ne sadrže biološke materijale tako da nema rizika od prisustva infektivnih agenasa. Međutim, da bi se mogli upotrebiti, moraju se pomešati sa drugim jedinjenima – lipidima, tako da se primenjuju u formi emulzija.

Prenosioci kiseonika zasnovani na hemoglobinu koriste protein koji i u eritrocitima ima ulogu prenosa kiseonika, ali kako u ovom slučaju nije skriven u membrane ovih ćelija, nema ni ograničenja koje antigeni ABO sistema krvnih grupa nameću. Ovi prenosioci mogu se skladištiti duže vreme što olakšava rad transfuzijskih centara i pogodni su za korišćenje na mestima nepogoda/nesreća, u nerazvijenim zemljama ili ratnim zonama.

Nazad u klanicu

Iako na momente preti da zađe u domene naučne fantastike, moderna biotehnologija prepoznaje mnoge procese i postupke koji omogućavaju iskoristivost komponenti animalne i humane krvi u najrazličitije svrhe. Tako se klanična krv uprkos činjenici da postoje industrijski sistemi za tretman i njeno uklanjanje sve više koristi za dobijanje novih proizvoda jer se njeno odbacivanje kao otpada više ne smatra ni ekološki prihvatljivim, ni ekonomski isplativim.

Naučnici širom sveta (uključujući i Srbiju) rade na optimizaciji procesa izolovanja eritrocitnih membrana iz klanične krvi koja bi se u farmaceutskoj industriji koristile kao sistemi za produženo i kontrolisano oslobađanje lekova. Brojne su prednosti korišćenja eritrocitnih membrana u odnosu na standardne nosače i neke od njih uključuju biorazgradivost i mogućnost smanjenja neželjenih dejstava leka. Hemoglobin koji zaostaje u procesu dobijanja eritrocitnih membrana mogao bi se koristiti za prevenciju anemije.

Sve je više podataka i o mogućnost korišćenja sopstvene krvi za lečenje različitih patoloških stanja pod okriljem relativno novih pravaca u medicini današnjice, tzv. regenerativne i personalizovane medicine. Matične ćelije koje se mogu izolovati iz krvi imaju potencijal za regeneraciju hrskavičavog, mišićnog i koštanog tkiva i predmet su brojnih naučnih istraživanja. Jos uvek predstavljaju sličnu nepoznanicu za istraživače, kao i krv iz koje se izoluju, sa ogromnim potencijalnom za primenu koji se tek naslućuje.

—–

FOTO: Depositphotos/angellodeco

*Autorka je polaznica Medijske laboratorije, škole naučnog novinarstva koju je “Nauka kroz priče” organizovala u jesen 2018. godine na Institutu za fiziku u Beogradu.  Pročitajte Priče iz medijske laboratorije!