Inter-unit variability and rapid depletion of 2,3-diphosphoglycerate in stored red blood cells: implications for transfusion practice in neurocritical care
Diese Studie zeigt, dass die 2,3-DPG-Spiegel in gelagerten Erythrozyten eine signifikante Inter-Einheiten-Variabilität sowie einen schnellen Abbau weit vor dem 42-tägigen Verfallsdatum aufweisen, was darauf hindeutet, dass die Verwendung der Lagerdauer als Stellvertreter für den metabolischen Zustand die tatsächliche Sauerstoffabgabe-Kapazität der transfundierten Einheiten falsch klassifiziert.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Wenn ein Arzt einem Patienten eine Bluttransfusion gibt, ist das Ziel einfach: Sauerstoff an das Gewebe zu liefern, das ihn benötigt. Rote Blutkörperchen fungieren dabei als Lieferwagen, die den Sauerstoff gebunden an ein Protein namens Hämoglobin transportieren. Damit dieses System jedoch funktioniert, muss das Hämoglobin bereit sein, den Sauerstoff loszulassen, sobald er den Bestimmungsort erreicht. Ein spezifisches Molekül innerhalb des roten Blutkörperchens, bekannt als 2,3-Diphosphoglycerat, dient dabei als Freisetzungsmechanismus. Es bindt an das Hämoglobin und lockert dessen Griff auf den Sauerstoff, wodurch sichergestellt wird, dass das Gas dort abgeliefert wird, wo es benötigt wird. Ohne ausreichend dieses Moleküls hält das Hämoglobin zu fest zu und der Sauerstoff erreicht das Gewebe nie.
Blutbanken lagern gespendetes Blut in gekühlten Beuteln für bis zu sechs Wochen, bevor es verwendet wird. Während dieser Zeit sind die Zellen von ihrer natürlichen Umgebung abgeschnitten und müssen von gespeicherten Nährstoffen überleben. Es ist eine bekannte Tatsache, dass die Qualität des Blutes während der Lagerung langsam abnimmt, ein Prozess, den Wissenschaftler als „Lagerungs-Läsion“ (storage lesion) bezeichnen. Die Zellen werden fragiler, die umgebende Flüssigkeit wird saurer und das entscheidende Freisetzungsmolekül, 2,3-Diphoglycerat, beginnt zu verschwinden. Jahrelang haben Forscher darüber debattiert, ob das Alter des Blutbeutels für den Patienten von Bedeutung ist. Einige Studien deuten darauf hin, dass frischeres Blut besser ist, während andere keinen Unterschied feststellen. Ein Hauptgrund für diese Verwirrung war die Annahme, dass alle Beutel desselben Alters identisch seien. Wenn ein Beutel zehn Tage alt ist, wird davon ausgegangen, dass er denselben metabolischen Zustand aufweist wie jeder andere zehn Tage alte Beutel. Diese Studie stellt diese Annahme infrage, indem sie direkt die chemische Realität innerhalb der Beutel untersucht.
Ein Forschungsteam in Barcelona beschloss, über das Kalenderdatum auf dem Blutbeutel hinauszublicken und den tatsächlichen chemischen Zustand der darin befindlichen Zellen zu untersuchen. Sie sammelten vierundzwanzig Einheiten leukodepletierter gepackter Erythrozyten – dies sind Standardblutprodukte, bei denen die weißen Blutkörperchen entfernt wurden. Diese Einheiten wurden von gesunden Spendern vorbereitet und in einer Lösung bestehend aus Kochsalzlösung, Adenin, Glukose und Mannitol gelagert. Das Team hat das Blut nicht nur einmal überprüft; es hat dieselben Beutel wiederholt über einen Zeitraum von sechs Wochen beprobt, beginnend am dritten Tag der Lagerung und fortlaufend bis zum zweiundvierzigsten Tag. Um ein möglichst genaues Bild zu erhalten, verwendeten sie eine hochsensible Technik namens Flüssigkeitschromatographie mit Massenspektrometrie. Diese Methode ermöglicht es Wissenschaftlern, spezifische Moleküle mit extremer Präzision zu wiegen und zu zählen, was weit besser ist als ältere Testmethoden. Sie maßen die Menge des Sauerstoff-Freisetzungsmoleküls und den Säuregehalt der Flüssigkeit in jedem Beutel an jedem Kontrollpunkt.
Die Ergebnisse offenbarten eine überraschende Wahrheit über die Blutversorgung. Am ersten Tag, an dem sie die Beutel testeten – dem dritten Tag der Lagerung –, waren die Einheiten nicht alle gleich. Die Menge des Sauerstoff-Freisetzungsmoleküls variierte von Beutel zu Beutel massiv. In einigen Beuteln lag der Wert nahe Null, während er in anderen noch hoch war, fast zwanzigmal höher als in den niedrigsten. Dies bedeutet, dass zwei Blutbeutel mit exakt demsem Alter eine völlig unterschiedliche Fähigkeit zur Sauerstoffabgabe besitzen können. Dieser Unterschied hielt jedoch nicht lange an. Im Laufe der Tage sank der Gehalt in jedem einzelnen Beutel rapide ab. Bis zum siebten Tag war die durchschnittliche Menge des Moleküls auf weniger als ein Drittel dessen gefallen, was zu Beginn vorhanden war. Bis zum vierzehnten Tag war sie um mehr als neunzig Prozent gesunken. Nach siebzehn Tagen war das Molekül in den meisten Beuteln so niedrig, dass die Geräte es nicht mehr nachweisen konnten.
Gleichzeitig verfolgten die Forscher den Säuregehalt des Blutes. Sie fanden heraus, dass die Flüssigkeit jeden Tag stetig saurer wurde und bis zum Ende des Sechs-Wochen-Zeitraums von einem neutralen Niveau in einen signifikant sauren Zustand überging. Die Daten zeigten einen klaren Zusammenhang: Während das Blut saurer wurde, verschwand das Sauerstoff-Freisetzungsmolekül. Die Ansäuerung der Lagerflüssigkeit scheint der primäre Treiber zu sein, der die Produktion des Moleküls abschaltet und dessen Abbau beschleunigt. Diese rasche Verarmung geschieht lange vor dem Erreichen des offiziellen Verfallsdatums von zweiundvierzig Tagen.
Die Studie argumentt, dass die aktuelle Art und Weise, Blut allein basierend auf der Anzahl der Lagertage als „frisch“ oder „alt“ zu klassifizieren, irreführend ist. Ein Beutel, der als „alt“ gekennzeichnet ist, könnte bereits vor Wochen seiner Sauerstoff-Freisetzungsfähigkeit beraubt worden sein, während ein Beutel, der als „jung“ gekennzeichnet ist, möglicherweise bereits den Großteil davon verloren hat, wenn er mit einem niedrigen Ausgangswert startete. Die Forscher schlagen vor, dass der Fokus nicht darauf liegen sollte, die Transfusionsrichtlinien dahingehend zu ändern, nur die neuesten Beutel zu verwenden, sondern vielmehr darauf, die Lagerlösungen selbst zu verbessern. Sie weisen darauf hin, dass frühere Experimente gezeigt haben, dass das Hinzufügen bestimmter Substanzen zur Lagerflüssigkeit oder die Kontrolle der Acidität das Potenzial hat, das Sauerstoff-Freisetzungsmolekül länger am Leben zu erhalten. Indem man das Milieu innerhalb des Beutels optimiert, könnte es möglich sein, das Blut für seine gesamte Haltbarkeit funktionsfähig zu halten und sicherzustellen, dass jede an einen Patienten gegebene Einheit in der Lage ist, Sauerstoff effektiv abzugehen, unabhängig davon, wie viele Tage seit der Spende vergangen sind.
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