Ишемическое повреждение трансплантата во время его изъятия предопределяет его дальнейшую судьбу. Механизм данного повреждения характеризуется прекращением доставки кислорода после остановки кровообращения, быстрым истощением его запасов и вследствие этого – прекращением синтеза макроэргических соединений, переходом на длительный анаэробный метаболизм, накоплением продуктов катаболизма, повреждением клеточных мембран, деструкцией клеточных органелл и самих клеток под воздействием лизосомальных ферментов, облитерацией сосудистого русла эритроцитами и лейкоцитами [1].

Как правило, триггером для возникновения ишемически-реперфузионных осложнений и их последствий служит эндотелиальная выстилка сосудистого русла [2, 3]. После прекращения кровотока в почке нормотермическая ишемия, развивающаяся от гипоксии к аноксии, первоначально приводит к прекращению окисления глюкозы и жирных кислот. Анаэробный метаболизм продолжается, но не может обеспечить синтез необходимого количества АТФ по сравнению с аэробным, что приводит к быстрому обеднению энергетических запасов клетки [4]. Последующая дефосфориляция нуклеотидов и катаболизм аденозинмонофосфата до аденозина, инозина и гипоксантина ведут к истощению всего пула нуклеотидов.

В результате угнетения деятельности калий-натриевой помпы, обусловленного недостаточностью энергии, нарушается внутриклеточный баланс жидкостей и ионов: хлор, кальций и вода диффундируют в клетку, а калий и магний – из нее. Возникает отек и набухание клетки, внутриклеточные калий и магний истощаются, а кальций способствует активации фосфолипазы А. Это приводит к снижению pH и высвобождению лизосомальных ферментов. В течение нескольких минут в ишемизированных тканях накапливается большое количество гипоксантина и ксантиноксидазы [5].

Свободные кислородные радикалы способны повреждать все известные органические структуры: от биологических молекул аминокислот до интегративных образований, таких как клеточные мембраны [5, 6]. Однако помимо прямого повреждающего эффекта свободные радикалы активируют эндотелий. Это приводит к высвобождению эндотелинов, способных вызывать стойкий спазм сосудов, и медиаторов воспаления – цитокинов ИЛ-2, -6, -8, ФНО-α и др. Ишемизированный эндотелий продуцирует молекулы адгезии (Р- и Е-селектины) и связывает полиморфноядерные лейкоциты с поверхностью эндотелия. Затем происходит проникновение нейтрофилов через эндотелий и инфильтрация всего органа в целом [7]. Лейкоциты выделяют протеолитические ферменты, свободные радикалы и провоспалительные цитокины, что приводит к обтурированию просвета капилляров, связыванию тромбоцитов и эритроцитов. В литературе данный процесс получил устойчивое название no-reflow syndrome.

По мнению Н.А. Томилиной и соавт. [8], причины угасания функции трансплантата имеют не гомо-, а гетерогенную природу, а неспецифические факторы, обусловленные ишемически-реперфузионными повреждениями, играют не меньшую роль, чем иммунологические, и часто усиливают последние. Ряд авторов считают такие изменения особенно характерными для доноров после сердечной смерти (ДСС), где продолжительная тепловая ишемия становится основным повреждающим фактором. Это запускает цепь воспалительных и иммунологических событий, что в итоге приводит к уменьшению массы действующих нефронов [9–13].

Действительно, подобно ишемическим, тубулоинтерстициальные и сосудистые повреждения донорских органов, лежащие в основе клинического неблагополучия, сопровождают трансплантат на всех этапах движения от донора к реципиенту (агональный период донора с нестабильной гемодинамикой и гипоперфузией органов, тепловая ишемия во время изъятия, холодовое хранение и реперфузия, кризы отторжения и нефротоксичность препаратов) [14–17].

Существует ряд работ, в которых исследуется негативное влияние смерти мозга на состояние донорских органов до их изъятия [18, 19]. Работами отечественных и зарубежных ученых показано, что при травме, приводящей к смерти мозга, потеря высших нервных центров регуляции сопровождается взаимодетерминированными синдромами: нейроэндокринной дисфункцией, гипотермией, сердечно-сосудистыми расстройствами, нарушением электролитного баланса, кислотно-основного состояния и газообмена, изменениями в системе крови и гемостаза [14, 20–22]. Аноксическое повреждение мозга приводит к ишемическому некрозу мозговой ткани и попаданию продуктов распада в системный кровоток. Нарушения гомеостаза, вызванные нейрогуморальным дисбалансом («катехоламиновый шторм»), способствуют сначала повышению уровня катехоламинов, затем его снижению с последующей вазодилатацией и гиповолемией. Развиваются сначала гипертермия, а затем гипотермия, полиурия, коагулопатия, анемия и другие нарушения, которые ведут к гипоксии всех органов и тканей с последующим включением каскадного механизма ишемии-реперфузии.

Это заставляет трансплантологов искать пути предупреждения ишемического повреждения донорских органов у доноров как со смертью мозга, так и после сердечной смерти [23–26].

Профилактика ишемически-реперфузионной травмы солидных органов у доноров со смертью мозга и у ДСС включает следующие методы кондиционирования:

• интракорпоральные – лекарственная терапия на фоне применения механического непрямого массажа сердца [27];
• экстракорпоральные – нормотермическая перфузия с экстракорпоральной мембранной оксигенацией крови, селективная сорбция цитокинов, аппаратная холодовая перфузия органов, изолированная нормотермическая перфузия изъятого органа (почка) оксигенированной кровью [28].

Интракорпоральные методы кондиционирования. Интенсивная терапия при кондиционировании направлена на защиту донорских органов от ишемического повреждения. Это достигается поддержкой адекватной перфузии органов и тканей.

При ведении донора целесообразно придерживаться «правила 100»:

• систолическое АД не ниже 100 мм рт. ст.;
• центральное венозное давление – 100 мм вод. ст.;
• пульс – 100 уд/мин;
• диурез – не менее 100 мл/ч;
• гемоглобин – 100 г/л;
• РаО2 – 100 мм рт. ст.

Основные направления лекарственной терапии возможных доноров:

• коррекция гиповолемии;
• лечение несахарного диабета;
• коррекция электролитных нарушений (гипернатриемия, гипокалиемия);
• стабилизация артериального давления;
• коррекция гипокоагуляции и гипергликемии;
• борьба с гипотермией;
• антиоксидантная терапия.

В настоящее время с целью проведения сердечно-легочной реанимации применяют автоматические устройства для непрямого массажа сердца. Данные устройства способны длительное время обеспечивать эффективное перфузионное давление у возможного ДСС. Степень ишемического повреждения солидных органов при использовании механического непрямого массажа сердца и протокол лекарственной противоишемической защиты органов в доступной зарубежной литературе подробно не освещены, хотя к 40 % ДСС данная методика при трансплантации почки применяется с хорошими результатами (годичная выживаемость трансплантата 93 %) [8, 29].

Экстракорпоральные методы кондиционирования. В последнее время получил развитие метод нормотермической перфузии органов с экстракорпоральной мембранной оксигенацией (ЭКМО). Первые публикации, раскрывшие начальный опыт использования данной технологии в донорстве органов для трансплантации, принадлежат группе авторов из Испании.

В 1986 г. отдел трансплантационной координации Клинического госпиталя Барселоны начал реализацию программы по изъятию почек у ДСС. Техника изъятия была стандартной с использованием перфузии in situ через аортальный двубаллонный катетер. Тем не менее доля донорских почек с отсроченной функцией трансплантата была довольно высокой. В конце 1990-х гг. для минимизации повреждений, получаемых донорскими почками в результате тепловой ишемии, та же группа ученых стала применять метод тотального охлаждения тела донора путем подключения к аппарату искусственного кровообращения. Результат был парадоксальным: вопреки ожиданиям авторов, доля донорских почек с отсроченной функцией трансплантата выросла до 75 % против 55 при использовании перфузии in situ. Следующим шагом исследовательской группы из Барселоны стало применение экстракорпоральной перфузионной технологии, но в условиях нормотермии, т. е. тело донора не охлаждалось, а напротив, нагревалось до 37 °С. Результаты оказались ошеломляющими: из восьми донорских почек, изъятых в условиях искусственного кровообращения с нормотермией, лишь одна имела отсроченную функцию, при этом длительность восстановления функции почечного трансплантата сократилась в 3,2 раза по сравнению с техникой перфузии in situ и в 2 раза – по сравнению с технологией тотального охлаждения тела донора [30–33].

Несколько позднее группа исследователей из университетов штатов Мичиган и Висконсин (США) во главе с J.F. Magliocca [34] начала использование в клинической практике экстракорпоральной перфузии ДСС в условиях нормотермии. Целью новой программы стало расширение донорского пула путем активного использования ДСС в условиях, которые бы минимизировали повреждения органов вследствие тепловой ишемии. Кроме того, авторы еще до начала реализации проекта озвучили весьма амбициозную гипотезу, будто органы, изъятые в условиях ЭКМО, будут сопоставимыми по показателям функциональности с органами, полученными от доноров со смертью мозга. Протокол ЭКМО, используемый в Мичигане, заслуживает внимания в связи с тем, что все доноры, составившие исследуемую группу, по классификации Maastricht относились к классу III (т. е. контролируемые доноры), в то время как в Барселоне ЭКМО-перфузия выполнялась всем классам ДСС, кроме III. Разница в длительности тепловой ишемии была значительной, но при этом результаты трансплантации оказались вполне сопоставимыми [34, 35].

Пристального внимания заслуживает возможность применения ЭКМО-технологии при изъятии экстраренальных органов у ДСС. В зарубежной литературе мы встретили практический опыт использования этой технологии при изъятии печени у ДСС под авторством уже упомянутых исследователей из Мичигана, а также группы из Барселоны, но с другим авторским составом. Кроме того, группа из Мичигана представила данные и по изъятию поджелудочной железы с использованием ЭКМО у ДСС. Опыт исследователей из США по изъятию экстраренальных органов составил семь печеночных трансплантатов и один – поджелудочной железы. Авторы ограничились тем, что указали общее количество органов и отсутствие каких-либо осложнений, включая первично нефункционирующий трансплантат в ближайшем послеоперационном периоде.

Статья из Барселоны более детализирована и фактически посвящена разработке, а также успешному клиническому использованию нового протокола изъятия донорской печени в условиях ЭКМО. До публикации испанских данных опыт трансплантации печени, полученной от ДСС, был незначительным. Фактором, ограничивающим данный вид операции, является повышенный риск развития таких грозных осложнений, как первично нефункционирующий трансплантат, ишемическая холангиопатия, тромбоз печеночной артерии. Почти все работы, которые выходили в свет до представления испанского опыта, имели отношение к контролируемым донорам и лишь две были посвящены изъятию печени у неконтролируемых [36].

А. Casavilla и соавт. (1995) описали наблюдения шести неконтролируемых доноров, от которых были пересажены печеночные трансплантаты. В ближайшем послеоперационном периоде пять из них были потеряны, соответственно, выживаемость трансплантатов составила 17 % [37].

В более поздней публикации испанские авторы А. Otero и соавт. [38] представили свой опыт работы с 20 неконтролируемыми донорами, при этом выживаемость трансплантатов составила 55 %. В 2007 г. группа авторов из Испании опубликовали результаты исследования о влиянии нормотермической перфузии на ишемические повреждения печени. Это исследование показало, что нормотермическая ЭКМО может частично восстанавливать на клеточном уровне энергетические запасы, утраченные в процессе остановки кровообращения у донора. На основании этой экспериментальной работы Клинический госпиталь Барселоны разработал и внедрил в практику протокол изъятия печени у ДСС в условиях нормотермической ЭКМО. Кроме того, были разработаны критерии пригодности таких печеночных трансплантатов для пересадки. Работа велась с I категорией доноров по Maastricht, т. е. остановка кровообращения происходила во внегоспитальных условиях. Важно отметить, что при отборе потенциальных доноров для ЭКМО необходимо точно знать время остановки кровообращения. Далее донор доставлялся в госпиталь, при этом и во время транспортировки, и в госпитале непрямой массаж сердца и искусственная вентиляция продолжались. О поступлении потенциального донора данной категории информировался трансплантационный координатор, и после констатации смерти начинались подготовительные этапы для подключения контура ЭКМО. Затем проводились анализы крови донора – общий анализ, биохимические показатели, показатели газового состава крови и электролитов [39]. Принципиально важным для возможного изъятия печени считалось поддержание перфузионного объема крови в контуре на уровне 1,7 л/мин при условии, что торакальные органы и головной мозг не перфузируются. Из 10 доноров, у которых была изъята печень для пересадки в условиях ЭКМО, пятеро умерли от острых нарушений ритма сердца, четверо – от острого инфаркта миокарда и один – от травмы, полученной при дорожно-транспортном происшествии. Результаты пересадки печеночных трансплантатов распределились следующим образом: пять реципиентов живы и имеют хорошую функцию трансплантата (срок наблюдения – 23 месяца), один трансплантат был потерян в результате его первичного нефункционирования в течение первого месяца, и еще один – вследствие тромбоза печеночной артерии. Оба реципиента успешно перенесли ретрансплантацию. Первичное нефункционирование трансплантата авторы объясняют длительными реанимационными мероприятиями (более 155 минут). Кроме того, в одном случае после 70 минут ЭКМО произошла техническая поломка в нагревателе крови в контуре и донор подвергся 95-минутному периоду гипотермии. Три реципиента умерли с функционирующими трансплантатами вследствие причин, не связанных с их качеством.

Приведенный опыт убедительно демонстрирует широкие возможности ЭКМО в изъятии с минимальным ишемическим повреждением не только почечных трансплантатов, но и экстраренальных органов брюшной полости, что значительно увеличивает пул потенциальных доноров для мультиорганного изъятия [7, 39]. Это особенно актуально для Российской Федерации, поскольку число доноров с констатированной смертью головного мозга здесь остается небольшим, в то время как число реципиентов в листах ожидания на трансплантацию экстраренальных органов неуклонно растет.