Восстановление гемоглобина в крови: Our Blog | ПОЛИКЛИНИКА 6

Проблема дефицита железа

Железодефицитная анемия является распространенной женской проблемой. У каждой третьей женщины репродуктивного возраста и каждой второй беременной отмечается выраженный дефицит железа. Помимо этого анемия является частой причиной временной потери трудоспособности у женщин в возрасте 15–44 года. Поэтому так важно следить за уровнем железа в организме и вовремя возмещать недостаток.

Симптомы железодефицитной анемии

Основными признаками железодефицита являются сухая бледная кожа, слабые секущиеся волосы, ломкие ногти, утомляемость, слабость, нарушение вкуса и заеды на губах. Если вы обнаружили у себя несколько из вышеперечисленных симптомов, следует обратиться в лабораторию для сдачи анализа крови и заняться лечением.

Многие женщины игнорируют подобные симптомы – несмотря на дополнительное неудобство, они кажутся неопасными. Но если не предотвратить железодефицит на начальной стадии, он может перерасти в анемию, которая представляет серьезную угрозу нашему здоровью.

Анемия нарушает процесс транспортировки кислорода, что приводит в ухудшению функций всех систем организма. Тяжелая стадия заболевания может привести к гипоксии и сердечной недостаточности. Даже легкое понижение уровня железа может доставить много проблем тем, для кого потребность обеспечения организма кислородом особенно велика, например, людям с заболеваниями почек, легких и сердечно-сосудистой системы.

Причины синдрома

Самыми распространенными причинами железодефицита являются:

• неправильное питание
• витаминная недостаточность
• большая потеря крови
• желудочно-кишечные заболевания
• повышенная потребность в железе

Именно из-за последней причины для беременных женщин и детей возможность заболеть выше, так как растущему организму требуется больше, чем обычно. Помимо них в группе риска находятся новорожденные малыши, кормящие мамы, а также все женщины репродуктивного возраста.

Лечение железодефицитной анемии

На начальной стадии, до снижения гемоглобина, лечение достаточно простое: потребуется корректировка питания, добавление в рацион таких продуктов как гранатовый сок, мясо, печень, яйца. Более быстрому и полному восстановлению способствует прием витаминных комплексов и БАДов, обогащенных железом.

На более поздней стадии потребуется лечение специализированными препаратами. Они позволяют быстро восстановить запас железа, активировав образование гемоглобина и эритроцитов.

Как выявить

Для того, чтобы определить есть ли у вас дефицит железа, достаточно провести анализ на содержание гемоглобина в крови. Вместе с уровнем гемоглобина выясняют количество эритроцитов, ферритин, трансферрин и несколько других показателей. При наличии железодефицитной анемии все эти параметры будут понижены.

После сдачи всех анализов врач сможет подобрать для вас правильное лечение. Если вы заметили у себя признаки железодефицита – не запускайте проблему, своевременно обращайтесь за помощью.

Профилактика анемии, или как предупредить анемию?

Категория: Профилактика.

Проявления анемии, или малокровия, встречаются практически у половины женского населения и детей, мужчины поражены в пять раз реже.

Предупредить анемию гораздо проще, чем потом долго и упорно лечить ее последствия. Поэтому профилактика анемии находится на первом месте, это особенно касается женщин в период беременности и детей.

Профилактика железодефицитной анемии заключает в предупреждении возникновения дефицита витамина В12, отвечающего за образование эритроцитов крови, и железа, а также в предупреждении кровотечений. Дефицит железа возникает тогда, когда его потери преобладают над поступлением. Уровень гемоглобина в крови при этом снижается. Справиться с этой проблемой помогут железосодержащие комплексы биологических добавок к пище. Они, в отличие от продуктов, богатых этим микроэлементов, гарантируют конкретное требуемое поступление железа в организм.

Также следует обогащать свой рацион животными продуктами — говяжьим и свиным мясом, желтками яиц, рыбой, молоком, сметаной, творогом. Немаловажно включать в меню продукты, содержащие витамин С, способствующий лучшему усвоению железа: чёрная смородина, шиповник, яблоки, клубника, перец, капуста, томаты.

Если чрезмерно увлекаться мясными продуктами и не употреблять достаточного количества овощей и зелени, то может развиться фолиеводефицитная анемия, обусловленная недостатком фолиевой кислоты. Этой кислотой богата зелень, овощи, фрукты, особенно молодые.

Исходя из вышеизложенного, питание при анемии должно быть полноценным по содержанию и растительных, и животных продуктов.

Профилактика анемии у детей эффективна в случае железодефицитной анемии, т. к. остальные виды анемий или наследуются, или причины их не установлены. После рождения лучшей профилактикой анемии является кормление грудью, с грудным молоком ребенок получает требуемое количество железа. Если применяется искусственное вскармливание — следует приобретать витаминизированные адаптированные смеси, содержащие повышенное содержание железа. У подросшего ребенка должен быть сбалансированный богатый железом рацион.

Как известно, уровень гемоглобина в крови беременной женщины регулярно контролируется, т. к. анемия в этот период опасна для будущей мамы и плода. Усвоение железа нарушается из-за измененного баланса в гормональном фоне. Профилактика анемии у беременных включает насыщение ежедневного рациона железосодержащими продуктами.

Помимо этого, рекомендуется принимать специальные витамины для беременных с железом и фолиевой кислотой. После родов для нормального восстановления гемоглобина препараты железа действительно необходимы. В этом случае их принимают под обязательным наблюдением врача и строго дозировано.

Как анемия может помешать зачатию

Анемия – это группа симптомов, которая заключается в снижении уровня гемоглобина, гематокрита и эритроцитов в крови. Заболевание делится на два типа. Выделяют анемию дефицита и постгеморрагическую. Наиболее часто встречается анемия дефицита, которая характеризуется нарушениями выработки эритроцитов в результате недостаточного поступления питательных веществ.

Анемия может возникать самостоятельно или появляться в результате других заболеваний, например,  бактериальных, паразитарных и грибковых инфекциях, опухолевых заболеваний или аутоиммунных (например, ревматизма).

Будущим мамам стоит понимать, что их организм и плод – единое целое во всех смыслах. Ведь все то, что плохо отражается на здоровье матери, с большой вероятностью приведет к еще худшим нарушениям со стороны ещё не родившегося малыша.

Главная задача врачей «Геном-Дон» – научить женщин планировать беременность и подходить к такому событию обследованными и здоровыми!

У женщин с диагнозом «анемия» чаще, нежели у других, диагностируются ановуляторные менструальные циклы. В такие месяцы яйцеклетка не выходит из яичника, и, как следствие, оплодотворение не происходит. Кроме того, к репродуктивным органам женщины при малокровии поступает малое количество кислорода, в результате яйцеклетки могут стать либо нежизнеспособными, либо неактивными.

Врачи-гематологи особо выделяют заболевания, при которых беременность противопоказана вовсе и должна быть прервана в первом триместре по медицинским показаниям, если не удастся успешно решить проблему:

– Хроническая тяжелая железодефицитная анемия.
– Любые формы гемолиза крови.
– Патология костного мозга, приводящая к апластической форме болезни, а также онкологические процессы в нем.
– Любые формы анемии с сопутствующей тромбоцитопенией.

Для будущего малыша, анемия его мамы, пока они еще неразрывно связаны, может провоцировать акушерские патологии:

– Синдром задержки развития плода. Он возникает за счет недостаточной функции плаценты, которая усугубляется на фоне недостатка гемоглобина в крови. Исходом такой патологии при беременности могут быть различные нарушения психического и нервного развития ребенка, его умственное отставание в будущем и т.д.

– Возникновение угрозы прерывания беременности на разных сроках гестации. В случае неоказания должной акушерской помощи такая беременность может закончиться самопроизвольным абортом.

– Преждевременные роды.

Хотя современная медицина способна выходить детей, рожденных даже в самые ранние сроки и имеющих массу около 1000 грамм, проблемы со здоровьем у таких детей часто сопровождают их всю оставшуюся жизнь. Это увеличение вероятности развития ДЦП (детского паралича), различных аллергических реакций и сниженного иммунитета, плохое развитие и другие нарушения. Явления токсикоза во время беременности, который ведет к дефициту питательных веществ, поступающих через плаценту к плоду. Анемия у беременной женщины – это верный путь к плацентарной недостаточности!

В клинике ЭКО и репродуктивного здоровья ведет прием врач гематолог-гемостазиолог Ефимова Светлана Владимировна.

Типы, цели, процедуры и восстановление

Переливания крови заменяют кровь, потерянную в результате травмы или хирургического вмешательства. Люди также могут делать переливание крови для лечения определенных заболеваний.

В этой статье будет рассказано, что такое переливание крови, когда оно необходимо и чего ожидать во время процедуры.

Поделиться на Pinterest Человеку может потребоваться переливание крови, если у него анемия, гемофилия или рак.

Переливание крови – это процедура, восстанавливающая кровь в организме.

Медицинский работник введет кровь через резиновую трубку в вену с помощью иглы или тонкой трубки.

В следующих разделах будут рассмотрены различные типы доступных процедур переливания крови, а также различные типы крови.

Типы переливания крови

По данным Американского Красного Креста, существует четыре распространенных типа переливания крови:

• Переливание эритроцитов : человек может получить переливание эритроцитов, если он испытал кровопотерю, если у них анемия (например, железодефицитная анемия) или заболевание крови.
• Переливание тромбоцитов : Переливание тромбоцитов может помочь тем, у кого более низкое количество тромбоцитов, например, после химиотерапии или заболевания тромбоцитов.
• Переливание плазмы : Плазма содержит белки, важные для здоровья. Человек может получить переливание плазмы, если он испытал тяжелые ожоги, инфекции или печеночную недостаточность.
• Переливание цельной крови : Человек может получить переливание цельной крови, если он испытал тяжелое травматическое кровоизлияние и ему требуются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Перед переливанием крови медицинский работник удалит лейкоциты из крови. Это потому, что они могут переносить вирусы.

Тем не менее, они могут переливать белые кровяные тельца, называемые гранулоцитами, чтобы помочь человеку вылечиться от инфекции, которая не подействовала на антибиотики. Медицинские работники могут собирать гранулоциты с помощью процесса, называемого аферезом.

Группы крови

Важно, чтобы медицинский работник использовал правильную группу крови во время переливания крови.В противном случае организм может отторгнуть новую кровь, что может иметь серьезные последствия.

Существует четыре типа крови:

Каждая группа крови может быть положительной или отрицательной.

Группа крови O совместима со всеми другими группами крови. Люди с группой крови O – универсальные доноры.

Если кто-то находится в критическом состоянии и у него сильное кровотечение, врач может использовать универсальную донорскую кровь.

Переливание крови необходимо, когда организму не хватает крови для нормального функционирования.Например, человеку может потребоваться переливание крови, если он получил тяжелую травму или потерял кровь во время операции.

Некоторым людям требуется переливание крови при определенных состояниях и расстройствах, в том числе:

• Анемия : Это происходит, когда в крови человека недостаточно эритроцитов. Это может развиться по ряду причин, например, если в организме человека не хватает железа. Это известно как железодефицитная анемия.
• Гемофилия : это нарушение свертываемости крови, при котором кровь не свертывается должным образом.
• Рак : Это происходит, когда клетки в организме делятся и распространяются на окружающие ткани.
• Серповидно-клеточная анемия : Это группа нарушений эритроцитов, которые изменяют форму эритроцитов.
• Болезнь почек : Возникает при повреждении почек.
• Болезнь печени : Это происходит, когда печень перестает нормально функционировать.

Большинство переливаний крови происходит в больнице или поликлинике.Тем не менее, посещающие медсестры могут выполнять переливание крови дома. Перед этим врачу необходимо будет сделать анализ крови, чтобы определить группу крови человека.

Во время переливания крови медицинский работник вводит небольшую иглу в вену, обычно в руку или кисть. Затем кровь перемещается из мешка через резиновую трубку в вену человека через иглу.

Они будут внимательно следить за показателями жизнедеятельности на протяжении всей процедуры. Переливание крови может занять до 4 часов.

Время восстановления может зависеть от причины переливания крови. Однако человека можно выписать менее чем через 24 часа после процедуры.

Человек может почувствовать боль в руке или руке после переливания. Также на этом участке могут быть синяки.

Может быть очень небольшой риск отсроченной реакции на переливание. Хотя обычно это не вызывает проблем, человеку следует проконсультироваться с врачом, если он плохо себя чувствует и у него появляются неожиданные симптомы, такие как тошнота, отек, желтуха или зудящая сыпь.

Важно сообщить врачу о любых симптомах, которые могут сигнализировать о реакции, таких как тошнота или затрудненное дыхание.

Переливания крови очень безопасны. Существуют строгие процедуры, обеспечивающие максимальную безопасность тестирования, обращения и хранения донорской крови.

Однако организм человека может реагировать на новую кровь. Такие реакции могут быть как легкими, так и тяжелыми.

Некоторые реакции проявляются немедленно, другие могут проявиться через несколько дней.Примеры включают:

Аллергия

Аллергические реакции являются обычным явлением. Фактически, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), аллергические реакции составляют более 50% зарегистрированных реакций на переливание крови.

Антигистаминные препараты могут помочь в лечении аллергических реакций.

Лихорадка

У человека может подняться температура после переливания крови.

Хотя это не серьезно, если они также испытывают боль в груди или тошноту, им следует как можно скорее сообщить об этом врачу.

Гемолитическая реакция

Это может произойти, когда группы крови несовместимы, в результате чего иммунная система атакует новые клетки крови.

Это серьезная реакция, но очень редко.

Симптомы могут включать:

• боль в пояснице
• боль в груди
• темная моча
• тошнота
• лихорадка

Передача инфекций

В очень редких случаях донорская кровь может содержать бактерии, вирусы или паразиты, которые может вызывать такие инфекции, как ВИЧ или гепатит B или C.

Однако, по данным CDC, эксперты проверяют каждую сдачу крови на наличие этих загрязнителей. Поэтому очень редко человек может заразиться инфекцией в результате переливания крови.

Фактически, по данным Американского Красного Креста, вероятность заражения гепатитом В составляет 1 на 300 000, а вероятность заражения гепатитом С – 1 на 1,5 миллиона.

Вероятность заразиться ВИЧ при переливании крови в США составляет менее 1 на 1 миллион.

Переливание крови – это безопасная процедура, заменяющая потерю крови в результате травмы или операции.Он также может помочь в лечении определенных заболеваний.

Переливание крови может спасти жизнь, но может вызвать некоторые легкие побочные эффекты.

Хотя инфекции очень редки, организм может реагировать на новую кровь. Однако в большинстве случаев эти реакции легкие.

Мы выбрали связанные элементы, исходя из качества продуктов, и перечислили плюсы и минусы каждого из них, чтобы помочь вам определить, какой из них лучше всего подойдет вам. Мы сотрудничаем с некоторыми компаниями, которые продают эти продукты, что означает, что Healthline UK и наши партнеры могут получать часть доходов, если вы совершите покупку, используя ссылку (ссылки) выше.

кровь | Определение, состав и функции

Кровь , жидкость, которая переносит кислород и питательные вещества к клеткам и уносит углекислый газ и другие продукты жизнедеятельности. Технически кровь – это транспортная жидкость, перекачиваемая сердцем (или аналогичной структурой) ко всем частям тела, после чего она возвращается в сердце, чтобы повторить процесс. Кровь – это одновременно ткань и жидкость. Это ткань, потому что она представляет собой набор подобных специализированных клеток, которые выполняют определенные функции.Эти клетки взвешены в жидком матриксе (плазме), что делает кровь жидкостью. Если кровоток прекратится, смерть наступит в течение нескольких минут из-за воздействия неблагоприятной окружающей среды на высокочувствительные клетки.

Британская викторина

Кровь: факт или вымысел?

Эта специализированная жидкость оживляет человеческий организм, но что вы действительно знаете о крови? От клеток крови до групп крови – погрузитесь в эту викторину своими зубами вампира.

Постоянство состава крови обеспечивается циркуляцией, при которой кровь проходит через органы, регулирующие концентрацию ее компонентов. В легких кровь поглощает кислород и выделяет углекислый газ, переносимый тканями. Почки выводят лишнюю воду и растворенные продукты жизнедеятельности. Питательные вещества, полученные с пищей, попадают в кровоток после всасывания в желудочно-кишечном тракте. Железы эндокринной системы выделяют свои секреты в кровь, которая транспортирует эти гормоны к тканям, в которых они проявляют свое действие.Многие вещества перерабатываются через кровь; например, железо, высвобождающееся во время разрушения старых эритроцитов, переносится плазмой к участкам образования новых эритроцитов, где оно повторно используется. Каждый из многочисленных компонентов крови удерживается в соответствующих пределах концентрации с помощью эффективного регулирующего механизма. Во многих случаях действуют системы управления с обратной связью; таким образом, снижение уровня сахара в крови (глюкозы) приводит к ускоренному высвобождению глюкозы в кровь, так что потенциально опасное истощение глюкозы не происходит.

Одноклеточные организмы, примитивные многоклеточные животные и ранние зародыши высших форм жизни лишены кровеносной системы. Из-за своего небольшого размера эти организмы могут поглощать кислород и питательные вещества и сбрасывать отходы непосредственно в окружающую среду путем простой диффузии. Губки и кишечнополостные (например, медузы и гидры) также не имеют кровеносной системы; Средства для транспортировки пищевых продуктов и кислорода ко всем клеткам этих более крупных многоклеточных животных обеспечивается водой, морской или пресной, прокачиваемой через пространства внутри организмов.У более крупных и сложных животных транспортировка достаточного количества кислорода и других веществ требует определенного типа кровообращения. У большинства таких животных кровь проходит через дыхательную обменную мембрану, которая находится в жабрах, легких или даже коже. Там кровь поглощает кислород и избавляется от углекислого газа.

Клеточный состав крови варьируется от группы к группе в животном мире. У большинства беспозвоночных есть различные крупные клетки крови, способные к амебовидному движению.Некоторые из них помогают транспортировать вещества; другие способны окружать и переваривать инородные частицы или мусор (фагоцитоз). Однако по сравнению с кровью позвоночных у беспозвоночных имеется относительно мало клеток. Среди позвоночных есть несколько классов амебоидных клеток (лейкоцитов или лейкоцитов) и клеток, которые помогают остановить кровотечение (тромбоциты или тромбоциты).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишись сейчас

Потребность в кислороде играет важную роль в определении как состава крови, так и архитектуры кровеносной системы.У некоторых простых животных, включая мелких червей и моллюсков, переносимый кислород просто растворяется в плазме. Более крупные и сложные животные, которые нуждаются в большем количестве кислорода, имеют пигменты, способные переносить относительно большие количества кислорода. Красный пигмент гемоглобин, содержащий железо, встречается у всех позвоночных и некоторых беспозвоночных. Почти у всех позвоночных, включая человека, гемоглобин содержится исключительно в эритроцитах (эритроцитах). Эритроциты низших позвоночных (например,g., птицы) имеют ядро, тогда как у эритроцитов млекопитающих ядро ​​отсутствует. У млекопитающих размер эритроцитов заметно различается; у козла гораздо меньше, чем у людей, но коза компенсирует это за счет того, что на единицу объема крови приходится гораздо больше эритроцитов. Концентрация гемоглобина внутри эритроцитов мало различается у разных видов. Гемоцианин, медьсодержащий белок, химически непохожий на гемоглобин, содержится у некоторых ракообразных. Гемоцианин имеет синий цвет при насыщении кислородом и бесцветный при удалении кислорода.У некоторых кольчатых червей есть железосодержащий зеленый пигмент хлорокруорин, у других железосодержащий красный пигмент гемеритрин. У многих беспозвоночных дыхательные пигменты переносятся в растворе в плазме, но у высших животных, включая всех позвоночных, пигменты заключены в клетках; если бы пигменты находились в растворе в свободном состоянии, требуемые концентрации пигментов привели бы к тому, что кровь стала бы настолько вязкой, что затрудняла бы кровообращение.

В этой статье рассматриваются основные компоненты и функции крови человека.Для полного лечения группы крови см. Статью по группе крови. Для получения информации о системе органов, которая передает кровь ко всем органам тела, см. сердечно-сосудистая система. Для получения дополнительной информации о крови в целом и сравнении крови и лимфы различных организмов, см. Циркуляция .

Компоненты крови

У человека кровь представляет собой непрозрачную жидкость красного цвета, свободно текущую, но более плотную и вязкую, чем вода. Характерный цвет придает гемоглобин – уникальный железосодержащий белок.Гемоглобин становится ярче при насыщении кислородом (оксигемоглобин) и темнеет при удалении кислорода (дезоксигемоглобин). По этой причине частично дезоксигенированная кровь из вены темнее, чем насыщенная кислородом кровь из артерии. Красные кровяные тельца (эритроциты) составляют около 45 процентов объема крови, а остальные клетки (белые кровяные тельца или лейкоциты, тромбоциты или тромбоциты) менее 1 процента. Жидкая часть, плазма, представляет собой прозрачную слегка липкую жидкость желтоватого цвета.После жирной еды плазма временно мутнеет. Внутри тела кровь постоянно текучая, а турбулентный поток гарантирует, что клетки и плазма довольно однородно перемешаны.

Диаграмма крови

Кровь состоит из нескольких компонентов, включая эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и плазму.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Общее количество крови у людей зависит от возраста, пола, веса, типа телосложения и других факторов, но приблизительное среднее значение для взрослых составляет около 60 миллилитров на килограмм веса тела.У среднего молодого мужчины объем плазмы составляет около 35 миллилитров, а объем эритроцитов – около 30 миллилитров на килограмм веса тела. Объем крови здорового человека в течение длительного периода времени мало меняется, хотя каждый компонент крови находится в непрерывном состоянии потока. В частности, вода быстро входит и выходит из кровотока, достигая баланса с внесосудистыми жидкостями (находящимися вне кровеносных сосудов) в течение нескольких минут. Нормальный объем крови обеспечивает такой достаточный резерв, что заметная кровопотеря хорошо переносится.Забор 500 миллилитров (около пинты) крови у нормальных доноров – безвредная процедура. Объем крови быстро восстанавливается после кровопотери; в течение нескольких часов объем плазмы восстанавливается за счет движения внесосудистой жидкости в кровоток. Замена эритроцитов завершается в течение нескольких недель. Обширная площадь капиллярной мембраны, через которую вода проходит свободно, позволила бы мгновенно потерять плазму из кровотока, если бы не белки плазмы, в частности, сывороточный альбумин.Мембраны капилляров непроницаемы для сывороточного альбумина, они имеют наименьший вес и самую высокую концентрацию белков плазмы. Осмотический эффект сывороточного альбумина удерживает жидкость в кровотоке, противодействуя гидростатическим силам, которые имеют тенденцию выталкивать жидкость наружу в ткани.

Бычий гемоглобин более эффективен, чем аутологичные эритроциты в восстановлении оксигенации мышечной ткани после глубокой изоволемической гемодилюции у собак.

Жесткость и восстановление АТФ сохраненных красных кровяных телец в сыворотке

Вазопрессин стимулирует пролиферацию и дифференцировку предшественников эритроцитов и улучшает выздоровление от анемии.

ВВЕДЕНИЕ

После кровотечения происходит компенсаторное увеличение производства красных кровяных телец (эритропоэз).Эритропоэтин (ЭПО), гормон, вырабатываемый специализированными клетками почек, управляет этим путем воздействия на выживание, пролиферацию и дифференцировку эритроидных клеток-предшественников ( 1 ). Однако действует он не очень быстро. Проходит от трех до четырех дней до того, как незрелые эритроциты (ретикулоциты) будут обнаружены в крови после введения ЭПО ( 1 ).

Гиповолемия или гиперосмоляльность являются сильными стимулами как для синтеза, так и для высвобождения аргинин-вазопрессина (AVP) из задней доли гипофиза ( 2 – 4 ).Кровопотеря, приводящая к гиповолемии и гипотонии, немедленно сопровождается выбросом AVP в кровоток ( 2 ). У собак концентрации AVP в плазме в 40 раз выше нормы вскоре после начала экспериментального геморрагического шока и после этого постепенно снижаются ( 5 ). У людей кровотечение может вызвать 50-100-кратное увеличение концентрации циркулирующего AVP ( 3 ) параллельно с увеличением плазменных концентраций EPO, катехоламинов, кортизола, альдостерона и ренина / ангиотензина ( 6 ).В первые 48 часов после сильного кровотечения в костном мозге крыс наблюдаются два пика митотической активности (через 4 и 18 часов) ( 7 ). Первый из них отсутствует у гипофизэктомированных крыс и у крыс с врожденным несахарным диабетом [крысы, у которых отсутствует AVP ( 7 )]. Мы заметили, что многие люди, страдающие центральным несахарным диабетом (ИКД), также страдают анемией, и предположили, что вазопрессин может напрямую стимулировать эритропоэз. Здесь мы показываем, что гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественники (HSPC), особенно более зрелые виды, имеют рецепторы вазопрессина и быстро реагируют на вазопрессин путем пролиферации и дифференцировки.Таким образом, AVP, по-видимому, ускоряет пролиферацию / дифференцировку предшественников эритроидных клеток костного мозга при анемии и высвобождает эритроциты из костного мозга, чтобы ускорить восполнение запасов клеток крови до тех пор, пока ЭПО не сможет вступить в силу.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Пациенты с ИКД страдают анемией

Мы проанализировали записи пациентов в клинической базе данных Национального института здравоохранения (NIH) [Система информации о биомедицинских трансляционных исследованиях (BTRIS)], у которых была хорошо задокументированная ИКД [определяемая как наличие постоянный диагноз, иногда в течение многих лет, и успешное лечение десмопрессином (dDAVP или 1-деамино-8-d-AVP)].База данных BTRIS насчитывает два десятилетия, и многие пациенты наблюдались в Клиническом центре NIH в течение длительных периодов времени. У некоторых пациентов была первичная ИКД; чаще они развиваются после операции по поводу опухолей гипофиза. В некоторых случаях нам не удавалось определить, была ли ИКД первичной (наследственной) или вторичной.

Среди 92 пациентов с ИКД 45 мужчин (от 1 до 65 лет) и 47 женщин (от 4 до 60 лет). Восемьдесят семь процентов мужчин и 51% женщин всегда или периодически страдали анемией.На рисунке 1А показаны значения среднего гематокрита (Hct), гемоглобина (Hgb) и ширины распределения эритроцитов (RDW) пациентов (дополнительные показатели эритроцитов см. В таблице S1). В Соединенных Штатах Америки только 1,5–6% мужчин и 4,4–12,2% женщин в этих возрастных пределах страдают анемией ( 8 ). Мы сравнили частоту анемии у пациентов с ИКД с максимальным процентом, наблюдаемым в «нормальной» популяции – 6% у мужчин и 12,2% у женщин, проверяя гипотезу о том, что пропорции в популяции ИКД и в населении США в целом являются наиболее вероятными. То же самое, используя двухвыборочный биноминальный тест пропорций, отклоняя нулевую гипотезу, если наша оценка Z > 1.96 (α = 0,05, двусторонний). И для мужчин, и для женщин наши баллы Z составили> 1,96, что дает P <0,001.

Рис. 1. Анемия у больных центральным несахарным диабетом.

( A ) Девяносто два пациента с центральным несахарным диабетом были выявлены в Клиническом центре Национального института здоровья: 45 женщин (красные кружки) и 47 мужчин (синие квадраты). Значения их гемоглобина, гематокрита и ширины распределения эритроцитов (RDW) были усреднены для всех выполненных измерений и показаны на графике одной тонкой красной или синей линией.Черная линия на каждом графике представляет средние значения у здоровых людей. Значения гематокрита и гемоглобина у этих пациентов значительно (*** P <0,0001) отличаются от общего населения США. ( B ) Обнаружение на основе полимеразной цепной реакции обратной транскрипции (ОТ-ПЦР) мРНК AVPR1A , AVPR1B и AVPR2 в клетках CD34 ⁺ человека. Дорожка 1, лестница из 100 пар оснований (п.н.); дорожка 2, продукт ОТ-ПЦР; дорожка 3, без шаблона.( C ) Клетки CD34 ⁺ человека на 3 день двухфазных жидких культур (иммуноцитохимия). Присутствуют все три рецептора аргинина вазопрессина (AVP). AVPR1B, по-видимому, гораздо более распространен, чем AVPR1A и AVPR2. Шкала 10 мкм. ( D ) Белки рецепторов AVPR1A, AVPR1B и AVPR2 во время дифференцировки эритроидов в двухфазной жидкой культуре (вестерн-блоттинг). ( E ) AVP и d (Cha ⁴ ) -AVP (агонист AVPR1B) увеличивают внутриклеточный Ca ²⁺ в гематопоэтических стволовых клетках и клетках-предшественниках (HSPC).

Таким образом, мы пришли к следующему выводу:

1) Шестьдесят процентов пациентов с ИКД страдали анемией, несмотря на то, что их лечили dDAVP.

2) Во время периодов анемии у пациентов низкие показатели Hct, Hgb и RBC. Их средние значения корпускулярного объема были в пределах нормы (таблица S1). Их сывороточные концентрации натрия были нормальными (таблица S1), что указывает на то, что анемия не была результатом гемодилюции, вызванной dDAVP.

3) Многие пациенты с анемией имели аномально большие RDW, как и пациенты с миелодисплазией ( 9 ).Хотя дозы dDAVP, используемые для лечения ИКД, были достаточными для восстановления гомеостаза воды, возможно, что их было недостаточно для эффективного управления производством эритроцитов у пациентов, страдающих анемией.

Все три рецептора AVP экспрессируются в HSPC человека и отвечают на стимуляцию AVP и AVPR1B увеличением внутриклеточного кальция

Используя метод на основе микрочипов ( 10 ), мы ранее обнаружили, что гематопоэтические предшественники (человеческие CD34 ⁺ / CD38 ^– и CD34 ⁺ / CD38 ⁺ клетки) образуют мРНК, кодирующие рецепторы AVP.Мы искали мРНК рецептора вазопрессина в популяции HSPC ( 11 , 12 ) с использованием полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (RT-PCR). Как показано на фиг. 1B, мРНК, кодирующие все три рецептора AVP, были обнаружены в HSPC человека. Иммуноцитохимический (рис. 1C) и вестерн-блоттинг (рис. 1D) анализы рецепторов AVP во время дифференцировки эритроидов в двухфазной жидкой культуре показали, что все рецепторы AVP экспрессируются. Рецепторы AVPR1B и AVPR2, по-видимому, уменьшаются во время терминальной дифференцировки эритроидных клеток.

Чтобы определить, какие рецепторы AVP регулируют гематопоэз в HSPCs, мы сначала спросили, вызывает ли AVP увеличение внутриклеточного кальция. Как показано на фиг. 1E, как AVP, так и d (Cha ⁴ ) -AVP, специфический для человека агонист AVPR1B, увеличивают содержание кальция в цитоплазме клеток CD34 ⁺ человека. [Phe ² , Ile ³ , Orn ⁸ ] VP, специфический агонист рецептора AVPR1A, не влиял на внутриклеточный кальций в физиологической дозе (фиг. S1A). AVP также увеличивал количество циклического аденозин-3 ‘, 5’-монофосфата (цАМФ) в предшественниках CD34 ⁺ человека, полученных от двух доноров (рис.S1B). Эти результаты предполагают, что AVPR1B и / или AVPR2 могут потенциально влиять на кроветворение.

AVP управляет пролиферацией гематопоэтических предшественников через рецепторы AVP1B

Чтобы определить, управляет ли AVP1B гематопоэз, мы изучили пролиферацию человеческих клеток CD34 ⁺ , стимулированных AVP или AVPR1B-специфическим агонистом d (Cha ⁴ ) – AVP в присутствии или в отсутствие антагониста AVPR1B, SSR 149415. Анализ пролиферации 5-бром-2′-дезоксиуридина (BrdU) показал, что как AVP, так и d (Cha ⁴ ) -AVP увеличивают пролиферацию культивируемых HSPC человека ( Инжир.2А). Это увеличение пролиферации полностью блокировалось антагонистом AVPR1B. Эти результаты предполагают, что рецептор AVP1B играет ключевую роль в стимулировании пролиферации HSPC человека. Поскольку введение периферически активного агониста AVPR1B должно быть относительно свободным от побочных эффектов ( 13 ), мы сосредоточили внимание на этом рецепторе в последующих экспериментах.

Рис. 2. Эритроидная дифференцировка клеток CD34 ⁺ человека, промотированная AVP.

( A ) И AVP, и агонист AVPR1B вызывают пролиферацию HSPC (CD34 ⁺ ) in vitro.Этот эффект блокировал специфический антагонист AVPR1B. Данные и планки ошибок – это средние значения + SEM; нс, не имеет значения. * P <0,05. OD 450, оптическая плотность при 450 нм. ( B ) Были проведены анализы образования колоний для определения количества колоний эритроидных (BFU-E) и колониеобразующих единиц-эритроидных единиц (CFU-E), когда клетки CD34 ⁺ подвергались действию AVP или к метилцеллюлозе добавлен специфический агонист AVPR1B. AVP и агонист AVPR1B значительно увеличивали количество колоний BFU-E, но не CFU-E. n = 3 независимых донора и по две реплики каждый. Столбцы данных и ошибок – это средние значения + SEM. * P <0,05. ( C ) Анализы образования колоний проводили после 48 часов обработки AVP или агонистом AVPR1B. И AVP, и агонист AVPR1B значительно увеличивали CFU-E, но только агонист AVPR1B увеличивал количество колоний BFU-E. n = 2 независимых донора и по две реплики каждый. Данные и планки погрешностей – это средние значения + SEM. * P <0,05, *** P <0.001. ( D ) Окрашивание клеток из колоний BFU-E по Май-Грюнвальду / Гимзе. Клетки собирали с помощью Cytospin после выращивания в течение 10 дней в контрольной среде или среде с 10 нМ AVP. Большинство клеток в контрольных колониях представляют собой базофильные эритробласты. Добавление AVP, по-видимому, ускоряет дифференцировку; можно увидеть много ретикулоцитов, на что указывает стрелка. Звездочка расположена между двумя эритроцитами, которые находятся в процессе энуклеации, чтобы стать ретикулоцитами. Шкала 100 мкм (малое увеличение; слева) и 10 мкм (большое увеличение; справа).( E ) Клетки CD34 ⁺ человека культивировали с AVP или без него. Подсчет клеток производился каждые 3 дня. Каждый график представляет одного донора. ( F ) Вестерн-блоты p-STAT5 и сигнального преобразователя и активатора транскрипции 5 (STAT5). Клетки CD34 ⁺ человека заражали эритропоэтином (ЭПО), АВП или ЭПО + АВП на 9 и 12 сутки. На 9 сутки влияние ЭПО + АВП на фосфорилирование STAT5 было заметно больше, чем эффекты только ЭПО или АВП. . На 12-й день эритроидные клетки поздней стадии были более чувствительны к AVP, чем EPO, и два агента больше не действовали согласованно.GAPDH, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа.

AVP увеличивает экспансию эритроидных элементов в культурах клеток CD34 человека

⁺

Мы оценили влияние AVP на гематопоэтические клетки-предшественники человека с помощью анализа колоний метилцеллюлозы двумя способами. В одном из условий свежевыделенные HSPC помещали в метилцеллюлозу, которая содержала AVP или агонист AVPR1B. В другом случае HSPC предварительно обрабатывали AVP или агонистом AVPR1B перед помещением в метилцеллюлозу, которая не содержала AVP или агониста.Как показано на рис. 2B, когда AVP и агонист AVPR1B d (Cha ⁴ ) -AVP были добавлены в среду, они увеличивали образование взрывоопасных единиц – эритроид (BFU-E; ранний предшественник эритроидов), но не колонии образующая единица – эритроидные (КОЕ-Э; предшественник позднего эритроида) числа. Норэпинефрин использовали в качестве положительного контроля для эффектов BFU-E (рис. S2). В другом состоянии HSPC предварительно обрабатывали AVP или агонистом AVPR1B в течение 48 часов в жидкой культуре, а затем высевали на чашки, но не добавляли AVP или агонист в среду с метилцеллюлозой.AVP и d (Cha ⁴ ) -AVP увеличивали CFU-E, но только d (Cha ⁴ ) -AVP влияли на BFU-E (рис. 2C). Эти результаты предполагают, что короткое воздействие AVP и d (Cha ⁴ ) -AVP стимулирует CFU-E и что AVP и агонист AVPR1B ускоряют дифференцировку эритроидных клеток-предшественников.

Мы также наблюдали, что клетки, выделенные (с использованием цитоспина) из выбранных колоний BFU-E, выращенных в метилцеллюлозе, состояли из гомогенной коллекции в основном базофильных эритробластов, тогда как клетки из колоний, выращенных в присутствии AVP, состояли из более зрелых эритроцитов, включая многие ретикулоциты, которые уже вытеснили свои ядра (рис.2D). Кроме того, колонии, выросшие в присутствии AVP и агониста AVPR1B (фиг. S3), были больше по размеру, чем колонии, выращенные в контрольной среде.

Чтобы увидеть, могут ли AVP и агонист AVPR1B ускорять производство терминально дифференцированных эритроидных клеток, мы индуцировали человеческие клетки CD34 ⁺ с образованием эритроидных клеток в двухфазной жидкой культуре ( 14 ) в течение 12 дней с AVP. Мы изучили характеристики роста при наличии и отсутствии АВП. Единичные человеческие клетки CD34 ⁺ от двух здоровых доноров пролиферировали быстрее в присутствии AVP, начиная с 6-го дня, а разница между пролиферацией AVP-обработанных и необработанных клеток дополнительно увеличивалась через 9 и 12 дней в культуре (рис.2E). В присутствии AVP наблюдалось на 40-50% больше эритроидных клеток, чем в контрольных культурах, что позволяет предположить, что AVP может увеличивать дифференцировку эритроидов.

Чтобы понять сигнальный путь, с помощью которого AVP способствует дифференцировке эритроидов, мы изучили фосфорилирование сигнального преобразователя и активатора транскрипции 5 (STAT5), поскольку было показано, что управляемая ЭПО пролиферация и выживаемость предшественников эритроидов зависят от фосфорилирования STAT5 ( 15 – 17 ).Вестерн-блоттинг (фиг. 2F) и количественная оценка (фиг. S4) через 9 дней в двухфазных эритроидных культурах показали, что EPO активировал STAT5 и что обработка AVP дополнительно увеличивала стимулированную EPO продукцию p-STAT5. В это время только AVP практически не влиял на p-STAT5. Через 12 дней двухфазного культивирования только AVP увеличивал p-STAT5 в такой же степени, как и EPO, но комбинация EPO и AVP не была ни аддитивной, ни синергетической. В целом эти данные предполагают, что AVP может регулировать образование предшественников эритроидов и ускорять терминальную дифференцировку эритроидов.

Крысы Brattleboro (с дефицитом AVP) показывают замедленное выздоровление от анемии.

Для изучения роли AVP при анемии мы сначала использовали крыс Brattleboro (BB). Эти животные не могут синтезировать AVP и страдают несахарным диабетом. Крысы BB гомозиготны по мутации сдвига рамки считывания в кодирующей области гена AVP. Эта мутация возникла спонтанно в популяции крыс Long-Evans (LE), которую можно использовать в качестве контроля ( 18 ). Мы подвергали крыс BB и LE сублетальному облучению, чтобы разрушить большую часть их гемопоэтических стволовых клеток (HSC), а затем отслеживали количество их Hct и ретикулоцитов с течением времени.Как показано, к 19 дню у крыс LE было больше Hcts (фиг. 3A) и количество ретикулоцитов (фиг. 3B), чем у крыс BB. Кроме того, у крыс LE было больше ретикулоцитов высокой интенсивности (самых молодых ретикулоцитов в циркуляции), чем у крыс BB (рис. 3C), что позволяет предположить, что AVP способствует высвобождению незрелых предшественников эритроцитов из костного мозга. Эти результаты предполагают, что AVP необходим для стрессового эритропоэза.

Рис. 3. Выздоровление крыс с дефицитом АВП от анемии, вызванной сублетальным облучением.

AVP-дефицитных крыс Brattleboro и контрольных крыс Long-Evans подвергали сублетальному облучению. Гематокрит ( A ), скорректированный процент ретикулоцитов (рассчитанный путем умножения процента ретикулоцитов на соотношение измеренного гематокрита и нормального гематокрита) ( B ) и процентное содержание высокоинтенсивных ретикулоцитов ( C ) были измерены в указанные дни. . Выздоровление крыс Brattleboro было значительно медленнее, чем выздоровление контрольных крыс Long-Evans. Столбики данных и погрешностей – это средние значения + SD.Брэттлборо ( n = 6), *** P <0,001; Лонг-Эванс ( n = 9), *** P <0,001.

рецепторы AVP экспрессируются в HSC мыши и терминально дифференцирующихся эритроидных клетках, а AVP увеличивает устойчивый эритропоэз. ПЦР показывает, что все три рецептора AVP экспрессируются в мышиных HSC (фиг. 4A). Мы отсортировали развивающиеся популяции эритроидов из костного мозга мыши с использованием CD44 и Ter119 (рис.4B) (

19 ) с использованием сортировки клеток, активируемой флуоресценцией (FACS). Все три мРНК рецептора были обнаружены в четырех исследованных субпопуляциях эритроидов (рис. 4С). Транскрипт Avpr1b оказался наиболее распространенным, и его количество постепенно увеличивалось по мере развития клеток. Экспрессия мРНК Avpr1b была самой высокой в ​​ортохроматических эритробластах. Таким образом, рецепторы AVP экспрессируются в мышиных HSC и терминально дифференцирующихся эритроидных клетках.

Инжир.4. Эффекты AVP или d (Leu ⁴ Lys ⁸ ) VP, специфического агониста AVPR1B, на анемичных грызунах.

( A ) Avpr1a , Avpr1b и Avpr2 экспрессия рецепторов в клеточно-отсортированном по флуоресценции костном мозге (BM) мыши lin ^– Sca-1 ⁺ c-kit ⁺ ( LSK) ячеек. Дорожка 1, маркер 100 п.н .; дорожка 2, продукт ОТ-ПЦР; дорожка 3, без шаблона. ( B ) Сортировка с помощью проточной цитометрии эритроидных клеток костного мозга мыши с использованием маркеров CD44 и TER119 на четыре популяции.Популяция I, проэритробласт; популяция II, базофильная; популяция III, полихроматическая; популяция IV, ортохроматическая. Числа представляют собой процент от общего числа TER119-положительных клеток. n = 4 мыши, C57BL / 6. ( C ) Изменения экспрессии генов рецепторов Avpr1a , Avpr1b и Avpr2 в четырех различных популяциях клеток эритроидной линии костного мозга. Планки погрешностей представляют SEM; n = 4 мыши, C57BL / 6. TBP, ТАТА-бокс-связывающий белок.( D ) Мышам C57BL / 6 вводили AVP (100 мкг / кг), и через 16 часов эритроидные предшественники в костном мозге и селезенке анализировали с помощью проточной цитометрии. Столбцы данных и погрешностей – это средние значения + SD; n = 5 мышей на группу; ** P <0,01. ( E ) У мышей C57BL / 6 произошло кровотечение, и им один раз инъецировали AVP (100 мкг / кг) или агонист AVPR1B (100 мкг / кг). Гематокрит и исправленные ретикулоциты измеряли в указанные дни. После кровотечения и AVP, и d (Leu ⁴ Lys ⁸ ) VP (агонист AVPR1B) значительно улучшили время восстановления.Столбцы данных и погрешностей – это средние значения + SD; n = 6 мышей на группу. * P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001. ( F ) Мыши C57BL / 6 получали облучение всего тела (440 градусов по Цельсию; два раза в течение 12 часов) и инъецировали AVP (100 мкг / кг). Гематокрит и исправленные ретикулоциты измеряли в указанные дни. После облучения костного мозга введение AVP привело к значительному повышению гематокрита и ретикулоцитов.Столбцы данных и погрешностей – это средние значения + SD; n = 6 мышей на группу. * P <0,05, *** P <0,001. ( G ) Мышам C57BL / 6 сделали спленэктомию и дали им возможность восстановиться в течение 1 месяца. Мышам подвергали кровотечению и немедленно вводили AVP (100 мкг / кг) или агонист AVPR1B (100 мкг / кг). Гематокрит и исправленные ретикулоциты измеряли в указанные дни. У мышей, подвергнутых спленэктомии, AVP все еще способствовал выздоровлению от анемии. Столбцы данных и погрешностей – это средние значения + SD; n = 6 мышей на группу.** P <0,01; *** П <0,001. ( H ) Мышей облучали сублетально, а затем вводили костный мозг с дефицитом Avpr1b дикого типа (WT) или Avpr1b . Два месяца спустя у них забрали от 10 до 20% крови или их лечили фенилгидразином. Через четыре дня после кровотечения наблюдалось значительное увеличение количества ретикулоцитов, скорректированных с помощью крови, у животных, получавших костный мозг дикого типа по сравнению с костным мозгом с дефицитом рецепторов. Это не отразилось на повышении гематокрита.Через 6-14 дней после лечения фенилгидразином скорректированное количество ретикулоцитов было значительно повышено у мышей, получавших костный мозг дикого типа по сравнению с костным мозгом с дефицитом рецепторов. На 6-й день гематокрит мышей дикого типа также был выше. Столбцы данных и погрешностей – это средние значения + SD; n = 6 мышей на группу. * P <0,05, ** P <0,01. ( I ) У мышей C57BL / 6 произошло кровотечение (этот образец считался исходным) и им инъецировали фосфатно-солевой буферный раствор (PBS) или ЭПО (50 Ед / кг) или AVP (100 мкг / кг).Гематокрит измеряли в указанные временные точки. Лечение AVP значительно увеличивало гематокрит на 12 часов по сравнению с лечением EPO или носителем (PBS). Планки погрешностей представляют SD; n = 6 мышей на группу. ** P <0,01, *** P <0,001. ( J ) У мышей C57BL / 6 кровоточили и вводили либо 100 мкг ЭПО-нейтрализующего антитела (Ab), либо его изотипный (ISO) контроль, с AVP или без него (100 мкг / кг). Гематокриты измеряли в указанные временные точки.Столбцы данных и погрешностей – это средние значения + SD; n = 5 мышей на группу. * P <0,05, *** P <0,001.

Чтобы увидеть, может ли AVP влиять на эритропоэз в устойчивом состоянии, мы вводили пептид мышам (100 мкг / кг массы тела) и исследовали клетки костного мозга и селезенки с помощью FACS через 16 часов. Как показано на фиг. 4D, AVP увеличивает количество проэритробластов и эритробластов в костном мозге, но не в селезенке.

AVP ускоряет выздоровление мышей с анемией

Мы проверили способность AVP и d (Leu ⁴ Lys ⁸ ) VP, агониста AVPR1B, специфичного для рецептора грызунов, стимулировать выработку эритроцитов у мышей после кровоизлияние или облучение.После кровотечения мышей лечили AVP, агонистом AVPR1B или носителем. Ко 2-му дню количество как Hct, так и ретикулоцитов увеличивалось у мышей, получавших AVP, по сравнению с животными, получавшими носитель; только ретикулоциты увеличивались у мышей, получавших агонист AVPR1B (рис. 4E).

Мыши, подвергшиеся сублетальному облучению, теряют HSC и предшественники ( 20 ). Когда таких животных лечили AVP в течение 2 дней, у мышей, получавших AVP, наблюдали увеличение Hcts и скорректированное количество ретикулоцитов (фиг. 4F).

У мышей селезенка участвует в экстрамедуллярной регенерации клеток крови после анемии ( 21 ). Чтобы увидеть, может ли влияние AVP на количество эритроцитов быть результатом выброса в кровоток селезенки, а не клеток крови костного мозга, мы спленэктомировали мышей. Когда они выздоровели, мы подвергли их кровотечению. AVP-индуцированное увеличение Hct у мышей после спленэктомии было аналогично тому, которое наблюдалось у животных без спленэктомии, что позволяет предположить, что селезенка не играет основной роли в быстром пополнении эритроцитов у мышей в ответ на AVP (рис.4G). На основании результатов, обобщенных выше, кажется, что AVP играет важную роль в стресс-индуцированном эритропоэзе.

Действие AVP на мышиных моделях анемии опосредуется рецептором AVP1b

Чтобы узнать об эффектах рецептора Avp1b, в частности, на клетки костного мозга, мы облучали мышей соответствующего возраста и пола и трансплантировали мышам дикую природу. -тип или Avpr1b -дефицитный костный мозг мыши. После того, как мыши выздоровели, анемия была вызвана кровотечением или фенилгидразином (PHZ), агентом, лизирующим эритроциты.В обеих моделях анемии мыши с костным мозгом дикого типа были менее серьезно поражены, чем мыши с дефицитом Avpr1b костного мозга (рис. 4H). Мы пришли к выводу, что рецепторы AVPR1B являются основными медиаторами эффектов AVP на продукцию эритроцитов у мышей. Это аналогично эффектам, которые мы наблюдаем в клетках человека in vitro.

Влияние AVP на Hct не зависит от EPO

Чтобы определить, может ли эффект AVP на продукцию RBC быть вызван высвобождением EPO, мы разработали два эксперимента.Во-первых, мы вводили мышам дикого типа EPO или AVP сразу после кровотечения и после этого смотрели на значения Hct в разное время. Эффект AVP на Hct, казалось, начался в течение 6 часов; увеличение было статистически значимым ( P <0,001) через 12 часов после кровопотери, задолго до того, как наблюдался эффект ЭПО. Различия между эффектами ЭПО и АВП исчезли через 5 дней после кровотечения (рис. 4I).

Во втором эксперименте мы вводили мышам АВП или фосфатно-солевой буфер после кровотечения и давали им ЭПО-нейтрализующие антитела для устранения эффекта эндогенного ЭПО.Даже после нейтрализации EPO, AVP увеличивал значения Hct (фиг. 4J), тогда как без инъекции AVP значения Hct падали, потому что эндогенно высвобожденный EPO больше не был доступен для ответа на кровопотерю. По прошествии времени разница между значениями Hct у мышей с инъекцией AVP и контрольных мышей (которые имеют только эндогенный ЭПО) постепенно исчезла. Эти эксперименты показывают, что AVP действует быстрее, чем EPO, и что он может действовать независимо от EPO, но позже, EPO, кажется, берет верх.

ОБСУЖДЕНИЕ

Кровоизлияние приводит к потере клеток и плазмы.В ответ на это AVP, также известный как антидиуретический гормон, высвобождается в кровоток магноцеллюлярными клетками гипоталамо-гипофизарной системы ( 22 ). Этот гормон стимулирует задержку воды почками, предотвращая дальнейшую потерю объема ( 22 ), но не предполагалось, что он оказывает прямое влияние на восстановление эритроцитов в крови. Вместо этого стимуляция выработки эритроцитов приписывается ЭПО, который высвобождается специализированными интерстициальными фибробластами в почках.ЭПО стимулирует деление и дифференцировку нескольких последовательных популяций клеток в костном мозге, и ЭПО требуется от 3 до 5 дней, чтобы увеличить количество ретикулоцитов и зрелых эритроцитов на периферии ( 1 , 23 ). Поскольку HSC и предшественники имеют рецепторы для AVP, мы задались вопросом, может ли гормон помочь ускорить производство эритроцитов. Несколько десятилетий назад Hunt et al. сообщил, что есть два пика митотической активности (через 4 и 18 часов) в костном мозге крыс в первые 48 часов после тяжелого кровотечения ( 7 ).Первый из них отсутствует у гипофизэктомированных крыс или крыс BB, животных, у которых отсутствует AVP из-за мутации в его предшественнике ( 7 ). Это подтвердило представление о том, что AVP может прямо или косвенно влиять на пролиферацию клеток в костном мозге.

Данные нашего исследования показывают, что AVP может управлять пролиферацией и дифференцировкой HSPC. Концентрация AVP в сыворотке крови человека обычно составляет от 0,3 × 10 ⁻¹² до 2 × 10 ⁻¹² M ( 24 ). После кровопотери во время операции концентрация АВП в сыворотке повышается до 0.5 × 10 ⁻¹⁰ до 1,0 × 10 ⁻¹⁰ M ( 25 ), концентрации, которые были оптимальными для пролиферативного эффекта, наблюдаемого in vitro.

Воздействие на культивируемые предшественники CD34 ⁺ человека AVP или d (Cha ⁴ ) -AVP (селективный агонист рецептора AVPR1B человека) увеличивало внутриклеточный Ca ²⁺ , но при использовании специфического агониста AVPR1A эффекта не наблюдалось. был протестирован. Помимо увеличения кальция, AVP также увеличивает внутриклеточный цАМФ. Хотя это, вероятно, было вызвано активацией рецептора AVPR2, возможно, что рецепторы AVPR1B были вовлечены ( 26 ).Приведенные выше данные позволяют предположить, что рецептор AVPR1B может быть основным медиатором пролиферативного эффекта AVP.

Медленное восстановление количества эритроцитов у облученных BB по сравнению с крысами дикого типа (LE) предполагает, что AVP играет физиологическую роль в стрессовом эритропоэзе. Участие рецепторов AVP1B в этом процессе подтверждается нашим наблюдением, что трансплантированные клетки костного мозга, лишенные таких рецепторов, не способствовали восстановлению эритроцитов так же эффективно, как костный мозг, полученный от доноров дикого типа после летального облучения мышей-хозяев.Мы изучили три разные модели анемии. После кровотечения теряются клетки периферической крови и объем; после обработки PHZ эритроциты лизируются, но потери объема не происходит; а после облучения периферические клетки не поражаются, но травмируется костный мозг. Во всех трех изученных моделях AVP вызывал быстрое увеличение ретикулоцитов и Hct. Особенно быстро оказалось, что молодые (высокоинтенсивные) ретикулоциты попадают в кровоток.

В принципе, AVP может действовать косвенно, увеличивая EPO.Однако это кажется маловероятным, поскольку экзогенно введенный АВП действует быстрее, чем ЭПО, в течение 12 часов после кровотечения. ЭПО требуется от 3 до 5 дней для увеличения показателей периферической крови ( 1 ). Кроме того, мы обнаружили, что нейтрализация ЭПО не устраняет быстрое действие АВП. С другой стороны, мы могли продемонстрировать, что AVP и EPO действуют вместе на фосфорилирование STAT5 ранними предшественниками эритроида in vitro, но что AVP индуцирует этот эффект только в предшественниках эритроидов на поздней стадии.Эти результаты предполагают, что AVP действует независимо от ЭПО на предшественников эритроцитов на поздних стадиях. Он был так же эффективен у животных, подвергшихся спленэктомии, как и у нормальных мышей. Таким образом, действие AVP нельзя объяснить высвобождением резервов клеток крови в селезенке.

На основании наших результатов мы предполагаем, что AVP играет несколько ролей у животных, потерявших кровь, и действует совместно с ЭПО (рис. S5). AVP активирует рецепторы AVPR2 в почках ( 27 ), стимулируя резорбцию воды для компенсации потери объема.Он помогает остановить кровотечение, высвобождая фактор фон Виллебранда из эндотелиальных клеток ( 28 ). Одновременно он запускает кроветворение, способствуя восполнению утраченных эритроцитов. Помимо индукции пролиферации и вероятного ускорения дифференцировки предшественников клеток крови, AVP, по-видимому, также может стимулировать перемещение большого количества незрелых ретикулоцитов из костного мозга в кровоток. Эти клетки кажутся больше и содержат больше ретикулума (цитоплазматическая ретикулярная сеть рибосомной РНК), чем нормальные ретикулоциты.Наконец, фосфорилирование STAT5 с помощью AVP на поздних стадиях эритропоэза может снизить апоптоз более зрелых эритроидных клеток в костном мозге после кровотечения, поскольку антиапоптотический ген Bcl-x _L индуцируется p-STAT5 ( 15 ). AVP оказывает антиапоптотическое действие на различные клетки млекопитающих, включая клетки почечных канальцев и эндотелиальные клетки ( 29 ). Этот антиапоптотический эффект может способствовать внезапному повышению уровня Hct и циркулирующих ретикулоцитов.

В настоящее время ЭПО – единственный агент, который используется в клинических условиях для стимуляции эритропоэза, но есть пациенты, которые не реагируют на ЭПО или которые не могут принимать препарат, потому что он стимулирует рост опухоли. AVP, по-видимому, является EPO-независимым, быстродействующим агентом, который увеличивает количество эритроцитов после анемии. Он запускает кроветворение, в то время как ЭПО индуцирует продукцию ранних предшественников и, следовательно, вступает в силу позже. Поддержка идеи о том, что вазопрессин может играть важную роль в регулировании выработки эритроцитов у людей, исходит из наших наблюдений, что пациенты с ИКД (дефицит вазопрессина), по-видимому, страдают анемией гораздо чаще, чем люди в целом.Недостатком информации, которую мы извлекли из базы данных NIH BTRIS, является то, что диагнозы пациентов не всегда хорошо аннотируются. Например, некоторые пациенты унаследовали ИКД, у некоторых он развился после операции по удалению опухоли гипофиза, а в других случаях было неясно, была ли проблема первичной или вторичной. Важно определить, является ли анемия признаком обеих форм ИКД.

Всем пациентам из NIH с CDI давали dDAVP, смешанный агонист AVPR1B / AVPR2, чтобы помочь с водным дисбалансом, но данная доза могла не полностью компенсировать их недостаток AVP в отношении продукции клеток крови; лечение могло привести к десенсибилизации рецептора AVPR1B; или у послеоперационных пациентов дефицит гормонов гипофиза, кроме AVP, мог добавить к дефициту.

Специфический агонист AVPR1B может быть полезен для индукции выработки эритроцитов при тяжелой анемии из-за кровотечения, токсических эффектов лекарств или химиотерапии, не влияя на гомеостаз воды, опосредованный рецептором AVPR2. Эта гипотеза согласуется с нашими данными о животных и должна быть проверена в клинике.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

После того, как мы обнаружили, что пациенты НИЗ с ИКД обычно страдают анемией, мы разработали серию исследований культивируемых предшественников эритроцитов человека и мыши.Наша цель состояла в том, чтобы узнать, может ли вазопрессин стимулировать эритропоэз in vitro, какой рецептор (ы) опосредует это, зависит ли это от ЭПО и как это происходит. Ответив на эти вопросы, мы приступили к экспериментам на животных, чтобы проверить гипотезу о том, что вазопрессин и агонист рецептора вазопрессина 1B с высокой специфичностью у грызунов могут иметь положительное влияние на выздоровление от анемии, вызванной кровотечением, облучением или лизисом эритроцитов.

Мы не использовали анализ мощности для определения размера выборки.Эксперименты in vitro проводили по крайней мере дважды или в трех экземплярах. Вначале эксперименты in vivo проводились с использованием шести-восьми мышей на группу. Поскольку гомозиготных крыс BB было трудно разводить в больших количествах и иметь контрольную группу из однопометников, к концу экспериментов размеры групп иногда составляли всего четыре крысы на группу. Эти эксперименты не повторялись из-за трудностей с получением достаточного количества крыс. Редкие статистические выбросы определялись с помощью теста Граббса согласно GraphPad (www.graphpad.com/quickcalcs/Grubbs1.cfm) и были исключены из дальнейшего анализа (одна мышь из сублетального облучения, одна из экспериментов PHZ и одна крыса LE из сублетального облучения). В экспериментах in vivo мышей случайным образом распределяли по клеткам, и исследователь, взявший кровь, не знал о лечении.

Пациенты

Архивные данные были получены через приложение NIH BTRIS, Limited Dataset по соглашению № BTRIS_2016_1110_Mezey_E_NIDCR (таблица S1).Это исследование пациентов было ретроспективным.

Грызуны

Содержание и содержание животных полностью соответствовали критериям NIH по уходу и использованию лабораторных животных. Комитет по уходу и использованию животных Национального института стоматологических и черепно-лицевых исследований (NIDCR), NIH, одобрил все исследования на грызунах [ASP (Протокол исследования на животных) № 13-706].

Для создания модели анемии крыс молодые взрослые (от 100 до 120 г) самцы крыс LE и крыс BB (без AVP из-за естественной мутации у животных LE) были приобретены у MMRRC / RRRC (ресурс и исследовательский центр по мутантным мышам / крыса). ресурсный и исследовательский центр) Университета Миссури (www.rrrc.us). Двухмесячных гомозиготных крыс BB и контрольных крыс LE подвергали сублетальному облучению, а образцы крови брали из орбитального сплетения через 2, 4, 6, 12, 19 и 38 дней спустя.

В моделях анемии у мышей использовали мышей C57BL / 6 в возрасте от 8 до 12 недель, совпадающих по возрасту и полу. Для модели кровоизлияния 25% объема циркулирующей крови (на основании Руководства Консультативного комитета по исследованиям животных по выживанию мышей и крыс после кровопотери, Управление по уходу и использованию животных, NIH) было отведено из ретроорбитального сплетения.Для модели PHZ PHZ (50 мг / кг массы тела) вводили внутрибрюшинно в дни 0 и 1. Для сублетального облучения мышей облучали (4,5 грей) и трансплантировали на следующий день 2 миллиона клеток костного мозга дикого типа или Avpr1b мышей с нокаутом ( 30 ), в зависимости от эксперимента, через хвостовую вену. Животных лечили триметоприм-сульфаметоксазолом в течение 7 дней до облучения и в течение дополнительных 4 недель после облучения. После кровотечения, PHZ или облучения AVP [Arg ⁸ ] -вазопрессин (AnaSpec) вместе с или -фенантролином (20 мг / кг массы тела; Sigma-Aldrich) или d (Leu ⁴ Lys ⁸ ) ВП (подарок М.Manning), агонист вазопрессина Avpr1b (100 мкг / кг массы тела) вводили внутрибрюшинно. Для исследований ЭПО использовали эпоэтин альфа (50 Ед / кг массы тела; Эпоген) или ЭПО-нейтрализующее антитело (100 мкг на мышь; моноклональное антитело ЭПО мыши, IgG2A крысы, MAB 9591, R&D Systems) или контроль изотипа IgG2A крысы, MAB006, R&D Systems) вводили мышам внутрибрюшинно сразу после кровотечения. Образцы крови были взяты на 2, 4 и, в некоторых случаях, на 6 день для определения Hct и скорректированных значений ретикулоцитов.Соотношение ретикулоцитов в периферической крови определяли с использованием проточного набора Retic-Count (BD Biosciences) в соответствии с инструкциями производителя. Значения Hct были измерены с помощью автоматического анализатора и микро-Hct пробирок. Индекс ретикулоцитов рассчитывали следующим образом: процент ретикулоцитов% = общее количество закрытых клеток × Hct / 45.

Для выполнения спленэктомии мышей анестезировали изофлураном и делали 2-сантиметровый дорсальный разрез кожи по средней линии с его каудальным концом на уровне 13-го ребра.Селезенку обнажали, открывая левую брюшную стенку на 1,5–2,5 см от средней линии. С помощью тупых пинцетов орган (вместе с кровеносными сосудами и тканью поджелудочной железы) протянули через разрез. Кровеносные сосуды были перевязаны, селезенка удалена. Заменена поджелудочная железа, мышца округлена, кожный разрез закрыт зажимами для ран. Имитация спленэктомии выполнялась идентично, за исключением того, что перевязка не проводилась и селезенка была заменена нетронутой.

Клетки CD34

⁺ человека

Клетки CD34 ⁺ периферической крови человека выделяли от здоровых доноров аферезом через 5 дней лечения филграстимом (10 мкг / кг; Amgen).Клетки сортировали с использованием магнитных шариков против CD34 (Miltenyi Biotec), а затем замораживали и хранили при -150 ° C (протокол, спонсируемый Национальным институтом сердца, легких и крови: 02-H-0160, NCT00033774; www.clinicaltrials.gov) . Клетки CD34 ⁺ человека были также выделены из лейкоцитов периферической крови здоровых добровольцев в отделении трансфузионной медицины Клинического центра NIH. Информированное согласие было получено от доноров в соответствии с Хельсинкской декларацией.

Двухфазную жидкую культуру клеток CD34 ⁺ проводили, как описано ранее, с модификациями ( 14 ).Клетки культивировали в течение 6 дней в среде фазы 1, содержащей среду StemSpan (STEMCELL Technologies) с 10% фетальной бычьей сывороткой (FBS), фактором стволовых клеток (SCF; 100 нг / мл), интерлейкином-3 (IL-3; 10 нг / мл). мл), ЭПО (0,5 Ед / мл), 10 ^-5 М β-меркаптоэтанол, пенициллин (100 Ед / мл) и стрептомицин (100 мкг / мл) (37 ° C и 5% CO ₂ ). На этапе 2 клетки культивировали в среде StemSpan с 30% FBS, 10 ^-5 M β-меркаптоэтанолом, SCF (10 нг / мл), EPO (2 U / мл) и указанными выше антибиотиками в течение 8 дней.Клетки подсчитывали в указанные моменты времени для анализа кривой роста.

Для анализа пролиферации клеток BrdU человеческие клетки CD34 ⁺ высевали на 96-луночный планшет в среде StemSpan с пенициллином и стрептомицином, дополненной тромбопоэтином (TPO; 100 нг / мл), Fms-родственным лигандом тирозинкиназы 3. (FLT3L; 50 нг / мл), IL-3 (50 нг / мл) и SCF (100 нг / мл) (PeproTech). Клетки обрабатывали от 10 ^-8 до 10 ^-14 M AVP (Phoenix Pharmaceuticals). Через 24 часа к культурам добавляли BrdU (Sigma-Aldrich) в концентрации 1: 1000, и включение BrdU измеряли с использованием набора BrdU для ELISA клеточной пролиферации (Roche) еще через 24 часа инкубации.

Метилцеллюлозный анализ

CD34 ⁺ Клетки от здоровых доноров помещали в основную среду StemMACS HSC-CFU (Miltenyi Biotec), содержащую гемопоэтические факторы [гранулоцитарно-макрофагальный CSF (5 нг / мл), IL-3 (5 нг / мл). ), SCF (50 нг / мл), EPO 2,5 (U / мл)] для анализов BFU-E и подсчитывают на день 14. Для анализов CFU-E клетки выращивали в основной среде StemMACS HSC-CFU с EPO (3 ед. / мл) и считали на 7 день. В среду добавляли AVP или специфический агонист рецептора AVPR1B человека d (Cha ⁴ ) -AVP (Tocris) в концентрации 10 ^-8 M.Для экспериментов с предварительной обработкой клетки CD34 ⁺ стимулировали AVP или агонистом рецептора AVPR1B в среде StemSpan с добавлением TPO (100 нг / мл), FLT3L (50 нг / мл), IL-3 (50 нг / мл) и SCF. (100 нг / мл) в течение 48 часов. Через 48 часов клетки высевали в основную среду StemMACS HSC-CFU с цитокинами, как описано выше, но без агониста рецептора AVP или AVPR1B. Колонии подсчитывали с помощью автоматического счетчика колоний STEMvision КОЕ (STEMCELL Technologies).

Препарат цитоспина

Две колонии BFU-E собирали в цитобуфер [сбалансированный солевой раствор Хэнкса (Gibco, Thermo Fisher Scientific) с 0.5% бычий сывороточный альбумин (United States Biological) и 2 мМ EDTA], промывают и диссоциируют до суспензии отдельных клеток. Образцы цитоспиновых клеток были приготовлены с использованием слайдов Shandon 3 и SuperFrost. Клетки фиксировали и окрашивали раствором Мэй-Грюнвальда (Sigma-Aldrich) в течение 15 минут, промывали 40 мМ трис-буфером (pH 7,4) в течение 2 минут и окрашивали раствором Гимза (Sigma-Aldrich) в течение 40 минут. Клетки были визуализированы с помощью ScanScope.

Иммуноцитохимия

Клетки CD34 ⁺ человека из двухфазных жидких культур собирали на 3 день.Клетки выделяли (цитоспин), как описано выше, и фиксировали 4% формальдегидом. Антитела разбавляли (1: 1000), и слайды инкубировали в течение ночи при 4 ° C. Используемые антитела: AVPR1A (SC30025, Santa Cruz Biotechnology), AVPR1B (LS-A266, LifeSpan) и AVPR2 (A272, LifeSpan). После нескольких промывок применяли анти-кроличий Fab2, конъюгированный со вторичным антителом Alexa Fluor 594, в разведении 1: 1000 в течение 1 часа при комнатной температуре. Затем предметные стекла были промыты и исследованы под конфокальным микроскопом Leica SP8.Контрольные слайды обрабатывали аналогично, за исключением того, что не применяли специфическое первичное антитело.

ОТ-ПЦР и ПЦР в реальном времени

Тотальную РНК выделяли из клеток CD34 ⁺ человека и отсортировали клетки костного мозга мыши, отрицательные по клону, Sca-1-положительные и c-kit-положительные (LSK) клетки, используя Набор Stratagene Absolutely RNA Microprep. Общую РНК, обработанную дезоксирибонуклеазой, подвергали обратной транскрипции с использованием олиго (dT) праймеров и обратной транскриптазы вируса мышиного лейкоза Молони в соответствии с инструкциями производителя (Promega).Условия ОТ-ПЦР были следующими: 50 ° C в течение 30 минут обратной транскрипции (только для одностадийной RT-PCR), 95 ° C в течение 15 минут начальной активации полимеразы Taq и денатурации обратной транскриптазы, и затем 40 циклов при 94 ° C в течение 15 секунд денатурации, различных температурах праймера (таблицы S2 и S3) в течение 30 секунд отжига и 72 ° C в течение 30 секунд удлинения. Продукты ПЦР обрабатывали на 2% агарозных гелях и визуализировали с помощью бромистого этидия. Количественная ПЦР была проведена на отсортированной популяции для всех рецепторов AVP с использованием SYBR Green Master Mix (Applied Biosystems).Относительную экспрессию определяли с использованием метода Δ C _t и нормировали на Mus musculus TATA-бокс-связывающий белок, Tbp , в качестве гена домашнего хозяйства (таблица S4).

Вестерн-блоттинг

Для экспрессии рецептора AVP образцы белка собирали в указанные моменты времени, и экстракцию белка проводили с использованием буфера для анализа радиоиммунопреципитации (RIPA). Равные количества белка (20 мкг) были загружены во все дорожки, и все три рецептора вазопрессина были исследованы с использованием следующих антител: AVPR1A (H00000552-m07A, Abnova), AVPR1B (LS-A266, LifeSpan) и AVPR2 (A272, LifeSpan). ).Блоты инкубировали при 4 ° C в течение ночи при разведении 1: 1000, и соответствующее вторичное антитело инкубировали в течение 1 часа при комнатной температуре при разведении 1: 50 000. Козий анти-кроличий иммуноглобулин G – пероксидаза хрена (IgG-HRP) и козий антимышиный IgG-HRP были получены от SouthernBiotech, а кроличий анти-козий IgG-HRP был приобретен у KPL. Для обнаружения использовали субстрат Millipore Immobilon Western Chemiluminescent HRP. Полоса AVPR1A была видна только после 60-минутного воздействия; полосы AVPR1B и AVPR2 были видны после 1-минутной выдержки.

Для анализа STAT5 на 9 и 12 дни дифференцировки клетки инкубировали в течение 80 мин в ростовой среде, не содержащей ЭПО, и в присутствии 10 ^-10 или 10 ^-12 M AVP или без AVP. ЭПО добавляли обратно в среду (1 ед. / Мл), и через 10 мин клетки собирали для приготовления белковых лизатов. Необработанные клетки, которые инкубировали в отсутствие AVP и EPO в течение всех 90 мин, использовали в качестве контроля. Клетки лизировали в буфере RIPA, и белки разделяли на основе размера в системе электрофореза NuPAGE (Life Technologies).В качестве первичных используемых антител были анти-STAT5 (каталожный номер 9363) и анти-p-STAT5 (каталожный номер 9359) от Cell Signaling и анти-GAPDH (глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа) (ab9485) от Abcam.

Проточная цитометрия

Клетки эритроидной линии мыши были отсортированы с помощью FACS, как ранее опубликовано ( 19 ), с использованием CD44 и Ter119. Вкратце, 4-месячный костный мозг мыши C57BL / 6 был извлечен, и клетки CD45 ⁺ были истощены. Клетки CD45 ^– были отсортированы на основе CD44 и Ter119 на четыре популяции.Для мышиных HSC были отсортированы клетки LSK. Антимышиные антитела крысы (анти-CD4, CD8, B220, Ter119, Gr-1 и CD11b) использовали для истощения клонов (см. Таблицу S5). Клетки с отрицательным клонированием окрашивали c-kit фикоэритрином / Cy5, а антитела к Sca-1 – флуоресцеина изотиоцианату и клетки LSK сортировали на сортировщике клеток DAKO Cytomation MoFlo.

Внутриклеточный Ca

²⁺ и измерения цАМФ

Внутриклеточный Ca ²⁺ Концентрацию определяли, как описано ранее ( 31 ).Клетки CD34 ⁺ человека загружали с использованием Fura-2, и измерения цитоплазматического Ca ²⁺ проводили в клеточных суспензиях с использованием флуоресцентного спектрофотометра (DeltaScan, Photon Technology International). Ратиометрические измерения были записаны при возбуждении 340/380 нм и эмиссии 500 нм, и отношения были нанесены на график в зависимости от времени. Иономицин (10 мкМ) добавляли в конце каждого цикла для определения максимальной степени флуоресценции ( 31 ). Для измерения цАМФ использовали набор цАМФ femto 2 (каталожный номер 62AM5PEB, Cisbio) в соответствии с инструкциями производителя.

В дополнение к агонисту AVPR1B мы также использовали специфический для человека агонист AVPR1A (Phe ² , Ile ³ и Orn ⁸ ) и AVP (American Peptide Company). Измерения проводили на многополюсном счетчике Wallac Victor2 1420 (PerkinElmer).

Статистический анализ

Статистический анализ экспериментов in vivo был выполнен Social and Scientific Systems Inc. (www.s-3.com), а данные in vitro были проанализированы авторами. Тест Стьюдента t (для двух групп) или дисперсионный анализ (ANOVA) использовали с соответствующими поправками.Данные оценивали с помощью программного обеспечения GraphPad Prism 5.0, и значение P <0,05 было принято как статистически значимое. Данные представляют собой средние значения ± стандартное отклонение. Количество использованных образцов указано в подписях к рисункам или как описано выше для каждого эксперимента. Для анализа человеческих данных (CDI по сравнению с нормальной популяцией) использовали программное обеспечение SAS версии 9.3.

Управление кровью во время пандемии COVID-19

РЕФЕРАТ

Всемирная пандемия COVID-19 потребовала от систем здравоохранения реализации стратегий для эффективного оказания медицинской помощи при одновременном управлении сбоями в цепочке поставок крови и нехваткой крови, вызванной практиками ограничения инфекций, которые привели к сокращению крови пожертвования.В клинике Кливленда мы предприняли несколько синхронных усилий: призыв к увеличению сбора крови, согласованию усилий между отделами трансфузиологии (банкам крови), усилению мониторинга и сортировки использования продуктов крови, а также повышению уровня информированности о методах лечения пациентов в отношении использования крови. и лечение анемии. Кроме того, мы создали алгоритм для оценки риска анемии у пациентов, у которых плановая операция была отменена, для оптимизации предоперационного уровня гемоглобина.

ВВЕДЕНИЕ

Мировая пандемия COVID-19 вызвала у поставщиков медицинских услуг потребность быстро реагировать, внедрять инновации и адаптироваться для удовлетворения сохраняющегося спроса на неотложную помощь и необходимые медицинские услуги в условиях этой пандемии.Таким образом, системы здравоохранения должны были определить, как лучше всего заботиться о пациентах, обеспечивать безопасность лиц, осуществляющих уход, и управлять сбоями и дефицитом цепочки поставок, включая нехватку продуктов крови.

В марте 2020 года штаты начали выпуск рекомендаций по социальному дистанцированию и увеличили закрытие школ и предприятий. В ответ медицинские учреждения отменили все плановые хирургические процедуры и несущественную помощь. Эти меры также привели к отмене забросов крови и уменьшили количество доноров крови, которые могли находиться в пунктах сбора крови, что серьезно повлияло на доступность продуктов крови. ¹ Центрам крови и больницам пришлось сотрудничать, чтобы обеспечить непрерывный сбор крови. ²

В начале пандемии COVID-19 в Огайо поставщики крови для клиники Кливленда проинформировали нас о возможности нехватки крови и возможном сокращении стандартных заказов на 25%, что привело к необходимости корректировки запасов и крови. утилизация. Услуги по утилизации крови включают отделения медицины переливания (банк крови) и управления кровью пациентов (PBM).Были созданы планы по активному мониторингу и сортировке заказов на продукты крови. Электронная медицинская карта заказов на кровь была изменена, чтобы усилить и упростить сортировку. PBM расширил свои просветительские усилия по ограничению использования крови и ведению анемии. Кроме того, PBM предпринял упреждающий подход к рассмотрению отмененных плановых хирургических случаев, чтобы определить возможности для предоперационной оптимизации гемоглобина после возобновления этих операций.

ИСТОРИЯ ВЕДЕНИЯ КРОВИ ПАЦИЕНТОВ

Практика PBM существует уже несколько десятилетий, но не была полностью интегрирована в универсальный стандарт лечения.PBM определяется как основанный на фактических данных медицинский и хирургический подход к минимизации необходимости и использования переливания крови пациентам как средства улучшения их клинических исходов. ³ Он включает в себя комплексную интеграцию ориентированного на пациента, мультидисциплинарного стандарта медицинской помощи, сосредоточенного на здоровье крови, который включает в себя все функции поддержания объема крови, лечения анемии, управления свертыванием крови и хирургической техники, а не только терапию переливания крови.

Для достижения оптимальных результатов для пациентов PBM реализует различные стратегии лечения, чтобы минимизировать или сократить использование продуктов крови, а также снизить общие расходы на здравоохранение. ^4⇓⇓-7 Практика и стандарты PBM универсальны для разных специальностей, а также для стационарных, амбулаторных, хирургических и медицинских дисциплин.

Основы PBM доказывают свою ценность как при обычном ежедневном уходе за пациентами, так и во время глобальной пандемии. Они сосредоточены на оптимизации значений гемоглобина, минимизации кровопотери (например, частая флеботомия, во время операции), лечении коагулопатии и повышении толерантности к анемии. ⁸

Практикующие PBM последовательно рассматривают гипотетическую ситуацию ухода за пациентами без наличия продуктов крови при описании ее актуальности и ценности.Кровоснабжение США зависит от добровольных доноров. Приказы не выходить из дома привели к беспрецедентной отмене забастовок крови, что поставило под угрозу снабжение кровью из-за дефицита. Поставщики крови начали уведомлять больницы об этой нехватке, что привело к подготовке и действиям по ее устранению при сохранении медицинского обслуживания.

УПРАВЛЕНИЕ КРОВЬЮ ПАЦИЕНТОВ И COVID-19: КЛИНИЧЕСКИЙ ОПЫТ КЛИВЛЕНДА

Пандемия COVID-19 подчеркнула необходимость того, чтобы руководящие принципы PBM стали общепринятой практикой.Во-первых, существует непосредственный риск того, что нехватка крови создаст тяжелые больные. Во-вторых, существует резкая потребность в инновациях в предоставлении услуг PBM с учетом новых возможностей для оптимизации пациентов, например, после отмены плановых операций.

В случае нехватки крови наиболее серьезными проблемами, вызывающими беспокойство, является снижение наличия O-отрицательных эритроцитов (эритроцитов) и тромбоцитов. Для этого требуется хорошо структурированная и формальная система сортировки заказов на продукты крови для обеспечения распределения среди наиболее нуждающихся пациентов. ^9⇓-11 Эта система должна определять конкретные критерии сортировки, а также реализовывать рабочие процессы, которые можно адаптировать для каждой отдельной организации.

В клинике Кливленда одновременно были предприняты следующие усилия:

• Трансфузионная медицина установила руководящие принципы для выдачи всех Rh (D) -отрицательных единиц эритроцитов, а не только O-отрицательных, и выдачи Rh (D) -отрицательных тромбоцитов. В трансфузионной медицине существует хорошо отлаженный процесс сортировки всех тромбоцитов, когда количество тромбоцитов падает ниже предписанного уровня.Кроме того, персонал трансфузионной медицины предупредил институты о возможной нехватке крови и планах по сокращению использования крови.

• PBM внедрило руководство по использованию эритроцитов и ведению анемии (рис. 1). Эти руководящие принципы решительно поддерживают последовательную стратегию управления кровью независимо от наличия продуктов крови. Ограничительные триггерные и целевые пороги подтверждаются научно обоснованной литературой. ^12,13

Рис. 1

Рекомендации по контролю крови пациента при использовании эритроцитов в стационаре на основе уровней гемоглобина.

Hb = гемоглобин; RBC = красные кровяные тельца

Управление анемией – жизненно важная основа PBM. В нашей программе PBM нередко есть дооперационные направления пациентов с давней историей умеренной анемии, которая, возможно, не получила официального разрешения. Оценка анемии сосредоточена на немедленном введении гематиновых добавок, особенно парентерального железа, поскольку дефицит железа является наиболее распространенным гематиновым дефицитом, ¹⁴ и некорректированный предоперационный дефицит железа тесно связан с плохими периоперационными исходами для пациентов. ¹⁵

Персонал PBM сотрудничал с аптекой, чтобы обеспечить доступность препаратов железа для внутривенного введения, и контролировал рабочие аспекты инфузионных центров, которые потенциально могут помешать лечению пациентов, такие как простота доступа и возможность записи на прием. Кроме того, чтобы свести к минимуму риск заражения вирусом, большему количеству пациентов прописывали пероральные препараты железа, чтобы избежать посещения инфузионных центров, с последующим контролем переносимости и клинического ответа.Мы рекомендуем принимать пероральное введение железа через день в виде однократной дозы на ночь для максимального энтерального всасывания. ¹⁶

В нормальных условиях наша программа PBM имеет систему направлений для предоперационного лечения анемии. Однако отмена плановых операций и переход на виртуальные посещения пациентов снизили количество направлений на 70% в течение апреля и мая 2020 года. Команда PBM обсудила лучший подход к продолжению лечения анемии для пациентов, операции которых были отложены, и создала план управления рабочим процессом для оценки этих случаи (рисунок 2).Хирургические службы были уведомлены о том, что команда PBM проведет обследование этих пациентов без необходимости в официальном направлении.

Рисунок 2

Подход к оценке анемии у пациентов с отмененными операциями.

GI = желудочно-кишечный тракт; IBD = воспалительное заболевание кишечника; PBM = управление кровью пациента

Этот процесс дает нам дополнительное время для оптимизации значений гемоглобина пациентов, время, которое ранее не было доступно. После восстановления регулярного хирургического обслуживания пациенты будут повторно обследованы на анемию, включая измерение запасов железа.

Работа в стационаре и хирургии не изменилась. По-прежнему проводится интраоперационная оптимизация коагуляции с использованием мониторинга с помощью тромбоэластографии, ¹⁷ использования транексамовой кислоты, ¹⁸ , а также использования клеточных препаратов. ¹⁹ Для пациентов в реанимации текущие подходы поддерживают ограничительное, а не либеральное ведение жидкости, усиливая использование ограничительного подхода к переливанию, чтобы минимизировать риск перегрузки кровообращения, связанной с переливанием крови. ²⁰

ВЛИЯНИЕ COVID-19 НА ПОДАРОК ​​КРОВИ

Пандемия COVID-19 оказала серьезное влияние на донорство крови, как в плане отмены побуждений крови, так и правил социального дистанцирования, которые влияют на количество доноров, допущенных к сдаче крови и центры крови. Больницы, такие как наша, продолжают сотрудничать с центрами крови для проведения анализов крови на больших площадях, чтобы свести к минимуму контакты с донорами и максимизировать сборы крови. Критерии регулярной сдачи крови оставались неизменными до тех пор, пока Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), стремясь увеличить объем сдачи крови, не изменило некоторые из своих более строгих критериев. ²¹ Например, период отсрочки для случайного укола иглы или переливания крови теперь составляет 3 месяца вместо предыдущих 12 месяцев. Лица, у которых диагностирован COVID-19 (симптоматический или бессимптомный), и лица с подозрением на COVID-19 не должны сдавать кровь в течение как минимум 14 дней после полного исчезновения симптомов или даты положительного диагностического теста, в зависимости от того, что больше. Центры крови могут быть более строгими, поэтому доноры крови должны зарегистрироваться онлайн в центре сбора крови, чтобы определить, соответствуют ли они критериям отбора.

КОНВАЛЕСЦЕНТНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАЗМЫ ДЛЯ ВЫЖИВШИХ COVID-19

Пациенты, выздоровевшие от COVID-19, помогли пациентам с COVID-19, сдав плазму. Эта плазма, называемая плазмой выздоравливающей (CCP) COVID-19, считается новым исследуемым препаратом FDA и может вводиться только в рамках утвержденного институционального наблюдательного совета (IRB). ²² Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (IRB) ввело два IRB, новый лекарственный препарат для экстренных исследований, требующий регистрации FDA для каждого пациента, и программу расширенного доступа в рамках IRB клиники Mayo, которая позволяет зарегистрированным больницам запрашивать CCP для любого квалифицированного пациента.FDA также одобряет рандомизированные контролируемые испытания с использованием CCP.

Больницы должны размещать заказы на CCP через свои банки крови, которые затем запрашивают плазму у своих поставщиков крови. Поставщики крови используют аппараты для афереза ​​для сбора КПК от квалифицированных доноров крови, что привело к достижению баланса между сбором тромбоцитов для афереза ​​и КПК, которые собираются одними и теми же инструментами для афереза.

УПРАВЛЕНИЕ КРОВИ ПАЦИЕНТА И COVID-19: ЧТО ДАЛЬШЕ?

Практика PBM должна продолжать укреплять передовые методы оптимизации анемии, ориентированной на пациента, а также снижать риск кровопотери.Должны быть строгие критерии для сортировки использования крови и применения экономных методов переливания. Среди пациентов с COVID-19 должно появиться все больше данных о лучших способах лечения анемии, в идеале с использованием нетрансфузионного подхода, особенно с учетом того, что стратегии введения жидкости сосредоточены на ограничительном подходе, особенно среди пациентов в критическом состоянии.

Продолжительность пандемии все еще неизвестна, и проблемы с доступностью крови будут оставаться в течение неизвестного периода времени.Усилия по коррекции анемии среди населения в целом, а также внедрение протоколов безопасного забора крови должны оставаться в силе, чтобы снизить риск заражения вирусами.

ВЫВОДЫ

Пандемии и активные кризисы выступают в качестве катализатора инноваций и внедрения новых стратегий по преодолению препятствий для эффективного оказания медицинской помощи. Это также влияет на управление кровью, поскольку оно играет решающую роль в улучшении оптимизации состояния пациентов, особенно перед хирургическим вмешательством.Клиницисты должны сбалансировать необходимость оптимизации анемии при минимизации риска потери крови пациентом, чтобы снизить потребность в переливании крови. По нашему опыту, использование крови пациентами с COVID-19 не отличается от других пациентов. Также следует отметить, что не было задокументированных случаев респираторных вирусов, передаваемых при переливании крови, таких как коронавирусы, включая SARS-CoV-2.

Сноски

• Утверждения и мнения, выраженные в Консультации по COVID-19 Curbside, основаны на опыте и доступной литературе на дату публикации.Несмотря на то, что мы стараемся регулярно обновлять это содержание, никакие предлагаемые рекомендации не могут заменить клиническую оценку врачей, осуществляющих уход за отдельными пациентами.

• Авторские права © 2020 The Cleveland Clinic Foundation. Все права защищены.

Переливание крови – NHS

Переливание крови – это когда вам сдают кровь от кого-то другого (донора). Это очень безопасная процедура, которая может спасти жизнь.

Зачем это делают

Переливание крови может потребоваться, если у вас нехватка эритроцитов.

Это может быть потому, что ваше тело не вырабатывает достаточно красных кровяных телец или потому что вы потеряли кровь.

Например, вам может потребоваться переливание крови, если у вас есть:

Переливание крови может заменить потерянную кровь или просто заменить жидкость или клетки, обнаруженные в крови (например, эритроциты, плазму или клетки, называемые тромбоцитами) .

Спросите своего врача или медсестру, почему они думают, что вам может понадобиться переливание, если вы не уверены.

Что происходит

Перед переливанием крови вам объяснят процедуру, и вас попросят подписать форму согласия.

Также будет взят образец вашей крови для проверки вашей группы крови.

Вам будут сдавать только кровь, безопасную для человека с вашей группой крови.

Во время переливания крови:

1. Вы сидите или ложитесь на стул или в кровать.
2. Игла вводится в вену на руке.
3. Игла подсоединяется к трубке и мешку с кровью.
4. Кровь по трубке попадает в вашу вену.

Для получения 1 пакета крови может потребоваться до 4 часов, но обычно это происходит быстрее.

Обычно вы можете вернуться домой вскоре после этого, если только вы серьезно не заболели или не нуждаетесь в большом количестве крови.

Как вы можете себя чувствовать во время и после

Вы можете почувствовать острый укол, когда игла впервые вводится в вену, но вы не должны ничего чувствовать во время переливания.

Во время сдачи крови вас будут регулярно проверять. Сообщите сотруднику, если вы чувствуете себя плохо или неудобно.

У некоторых людей появляется температура, озноб или сыпь. Обычно это лечится парацетамолом или замедлением переливания крови.

В течение нескольких дней после этого у вас может болеть рука или кисть, и на ней может появиться синяк.

Обратитесь к терапевту, если вы почувствуете недомогание в течение 24 часов после переливания крови, особенно если у вас затрудненное дыхание или боли в груди или спине.

Риски

Переливание крови – обычная и очень безопасная процедура.

Вся донорская кровь проверяется перед использованием, чтобы убедиться, что она не содержит серьезных инфекций, таких как гепатит или ВИЧ.

Существует очень небольшой риск осложнений, таких как:

• аллергическая реакция на донорскую кровь
• проблема с вашим сердцем, легкими или иммунной системой (защита организма от болезней и инфекций)

Риски будут объясните это перед переливанием, если это невозможно – например, если вам требуется экстренное переливание.

Обратитесь к своему врачу или медсестре, если у вас есть какие-либо проблемы.

Альтернативы

Переливание крови будет рекомендовано только в случае необходимости, и другие методы лечения не помогут.

Если возможно, что вам понадобится переливание (например, если вам предстоит операция или у вас анемия), вам иногда могут дать лекарство, чтобы:

• снизить риск кровотечения, например, транексамный кислота
• увеличивает количество красных кровяных телец, например таблетки железа или инъекции

Это может снизить ваши шансы на необходимость переливания крови.

Сдавать кровь после этого

В настоящее время вы не можете сдавать кровь, если вам сделали переливание крови.

Это мера предосторожности для снижения риска передачи от доноров серьезного заболевания, называемого вариантом CJD (vCJD).

Узнайте больше о том, кто может сдавать кровь, на веб-сайте NHS Blood and Transplant.

Информация:

На веб-сайте NHS Blood and Transplant есть ряд информационных листовок для пациентов, в том числе:

• информация для родителей и детей
• переливание крови во время беременности
• альтернативы переливанию крови

Последняя проверка страницы: 18 января 2021 г.
Срок следующей проверки: 18 января 2024 г.

.