Ryzyko przeniesienia chorób wirusowych (wszczepienne zapalenie wątroby, AIDS) oraz reakcje immunologiczne w wyniku przetaczania krwi i jej preparatów zmusiły świat lekarski do zmian strategii leczenia chorych wymagających uzupełniania objętości płynów wewnątrznaczyniowych i zastąpienia krwi roztworami krystaloidów i syntetycznych koloidów. Stało się to możliwe dzięki badaniom, które udowodniły, że umiarkowane obniżenie hematokrytu nie jest szkodliwe, gwarantuje dostateczny transport tlenu i prawidłowe utlenowanie tkanek. Leczenie preparatami krwi pozostaje działaniem z wyboru w szczególnych przypadkach niedokrwistości czy zaburzeń krzepnięcia.

Bez odpowiedzi pozostaje w dalszym ciągu pytanie: jak prowadzić terapie płynami? Dylemat dotyczy nie tylko kwestii: koloidy czy krystaloidy? Problemem jest także wybór koloidu. Roztwory te istotnie różnią się miedzy sobą pod względem cech farmakokinetycznych i farmakodynamicznych. Przetoczony płyn powinien długo pozostawać w układzie naczyniowym, będąc równocześnie w równowadze z pozostałymi przestrzeniami płynowymi ustroju, których skład i objętość kontrolują złożone mechanizmy neurohumoralne (hormon antydiuretyczny, układ renina-angionensyna-aldosteron, układ wegetatywny). Uwalnianie hormonu antydiuretycznego spowodowane jest spadkiem osmolalności osocza, natomiast aktywację reniny najsilniej stymuluje obniżenie objętości płynów krążących. Wymienione mechanizmy kompensacyjne powodują zatrzymanie wody i sodu w ustroju oraz obkurczenie naczyń. Wzmożona aktywność reniny, hormonu antydiuretycznego i układu współczulnego mają miejsce w warunkach stresu, czyli urazu lub operacji. Wyrównanie objętości płynów krążących powoduje zahamowanie aktywności hormonów stojących na straży homeostazy płynowej. Podejmowano liczne próby ograniczenie negatywnego działania wymienionych mechanizmów kompensacyjnych poprzez przetaczanie płynów. Podawanie samych krystaloidów okazało się nieefektywne, ponieważ tylko 25% podanej objętości zatrzymuje się w kładzie krążenia. Wzrost objętości osocza o jeden litr uzyskujemy po przetoczeniu 10 l 5% glukozy lub 4,7 l roztworu Ringera. Leczenie krystaloidami jest szczególnie ryzykowne u starych ludzi. U 70% pacjentów w podeszłym wieku, z niedoborami płynowymi wyrównywanymi przetaczaniem tylko krystaloidów, rozwija się obrzęk płuc. Uzupełnienie wlewów o roztwory koloidów zmniejsza częstość występowania tego dramatycznego powikłania do 20% [1].

Zasada Starlinga dotycząca wymiany płynów przez błony biologiczne podkreśla znaczenie ciśnienia koloidoosmotycznego, jako istotnego czynnika wpływającego na przechodzenie płynów pomiędzy przestrzenią wewnątrznaczyniową i międzykomórkową. Manipulacja ciśnienia koloidoosmotycznym jest jedną ze skutecznych metod utrzymania prawidłowej objętości płynów krążących. Przetoczenie 250 ml 25% albumin zwiększa tę objętość o 1 litr [1].

Leczenie płynami chorych poddawanych operacjom serca jest szczególnie trudne. 42% chorych już przed operacją wykazuje deficyt płynów wynikający z patofizjologii choroby podstawowej, stosowanej przed operacją farmakoterapii oraz ewentualnych schorzeń dodatkowych. Hipowolemia w tej grupie chorych dodatkowo upośledza rzut minutowy serca i nasila zaburzenia perfuzji tkanek. Uzupełnienie łożyska naczyniowego zwiększa obciążenie wstępne, rzut serca i chroni narządy przed niedokrwieniem. Znalezienie stanu równowagi pomiędzy wypełnieniem łożyska naczyniowego w stopniu zapewniającym prawidłową perfuzję tkanek, a możliwościami uszkodzonego procesem chorobowym serca może być niezwykle trudne.

Środki znieczulenia, silnie działające leki naczyniowe, hipotermia a potem dość szybkie ogrzewanie a także krwawienie śródoperacyjne nasilają dodatkowo niedobory płynowe. Krążenie pozaustrojowe, które jest integralną częścią operacji serca, porównuje się do pierwszej fazy wstrząsu. Wywołuje ono uogólnioną reakcję zapalną, która jest wynikiem kontaktu krwi z niefizjologicznymi powierzchniami drenów i oksygenatora. W ten sposób dochodzi do aktywacji dopełniacza, układu krzepnięcia i fibrynolizy, syntezy cytokin, aktywacji neutrofili z uwalnianiem enzymów proteolitycznych i produkcji aktywnych postaci, co wywołuje wzrost przepuszczalności śródbłonka i ucieczkę płynów z przestrzeni wewnątrznaczyniowej [2]. Krew po krążeniu pozaustrojowym staje się „the stew of powerful enzymes and chemicals” [3]. Sytuację komplikuje dodatkowo fakt przechodzenia cząsteczek koloidu przez uszkodzony śródbłonek.

Nie ma jednoznacznych wytycznych co do sposobu leczenia płynami chorych po operacjach serca. Nie łatwe jest także monitorowanie efektów tej terapii. Ciśnienia uzyskiwane przy pomocy cewnika Swan-Ganza nie korelują z objętością płynu wewnątrznaczyniowego. Echokardiografia przezprzełykowa jest bardziej wiarygodną, ale niestety nie zawsze dostępną metodą monitorowania wypełnienia łożyska naczyniowego.

Złotym standardem wśród płynów koloidowych są bardzo drogie albuminy. Wyliczono, że gdyby w Stanach zjednoczonych używano wyłącznie HES (roztwór hydroksyetylowej skrobi), rezygnując z albumin, można by zaoszczędzić w ciągu roku 50 milionów dolarów [4].

Koloidy syntetyczne są tanie i łatwo dostępne. Roztwory żelatyny mają stosunkowo małą wielkość cząsteczki (35000 D), krótki czas utrzymywania się we krwi (2-3 godz.), są więc najmniej efektywnymi koloidami syntetycznymi. Wpływają one negatywnie na stan krzepliwości krwi poprzez hamowanie agregacji płytek, a powstały skrzep jest niepełnowartościowy [5]. Kolejnym koloidem, który traci na popularności szczególnie w terapii okołooperacyjnej jest dekstran. Dekstran o cząsteczce 40000 D poprawia istotnie przepływ w mikrokrążeniu poprzez redukcję lepkości krwi, powoduje wzrost objętości krwi krążącej oraz zmianę właściwości reologicznych krwinek. Niestety najczęściej spośród koloidów wywołuje on reakcje anafilaktyczne, często o ciężkim przebiegu oraz utrudnia przeprowadzenie próby krzyżowej. Powoduje także zaburzenia krzepliwości krwi hamując agregację płytek i obniżając poziom czynnika von Willebranda. Polimeryzacja fibrynogenu w obecności dekstranu następuje szybko, struktura fibryny jest nieprawidłowa, a skrzep niestabilny. Dekstran nasila także fibrynolizę przez wpływ na aktywność inhibitora plazminogenu. Stężenie samego inhibitora nie ulega zmianie [6].

Najpopularniejszymi obecnie koloidami syntetycznymi są roztwory skrobi. Hydroksyetyloskrobia (HES) jest syntezowana z amylopektyny. U ludzi i zwierząt amylopektyna jest szybko hydrolizowana przez alfa-amylazę i wydalana przez nerki. Aby spowolnić rozkład amylopektyny, cząsteczki glukozy zostały zastąpione grupami hydroksylowymi, najczęściej podstawionymi w pozycji C₂ i C₆. Każdy roztwór hydroksyetyloskrobi ma swoją charakterystykę: stężenie (3%; 6%; 10%), wielkość cząsteczki (niska-70000; średnia-200000; duża-450000), stopień podstawienia, czyli stosunek grup hydroksylowych do jednostek glukozy (0,5; 0,7). Są to roztwory polidyspersyjne, co oznacza, że ciężar cząsteczkowy wchodzących w jego skład elementów mieści się w pewnym zakresie wartości. Albuminy w przeciwieństwie do HES są roztworami monodyspersyjnymi zawierającymi cząsteczki o jednakowej masie. Eliminacja HES z układu krążenia występuje w dwóch mechanizmach – wydalania przez nerki i redystrybucji. Trzecia droga eliminacji, przez układ pokarmowy, ma minimalne znaczenie. Wydalanie przez nerki zachodzi w dwóch fazach, pierwsza faza następuje prawie natychmiast po podaniu. Cząsteczki o niskim ciężarze są szybko eliminowane drogą filtracji nerkowej. Druga faza zachodzi dopiero po zmetabolizowaniu cząsteczek HES przez amylazę. Redystrybucja polega na czasowym gromadzeniu cząsteczek HES w tkankach. HES zachowuje swoje właściwości, jako płyn osmotycznie czynny maksymalnie przez 24 godziny. W tym czasie stwierdzono w naczyniach objętość 29–38% podanego koloidu [2,4].

Poszczególne roztwory hydroksyetylowanej skrobi różnią sią między sobą wpływem na właściwości reologicyne krwi, jej krzepliwość, ciśnienie koloidoosmotyczne i czas półtrwania w naczyniach [4]. Doniesienia dotyczące zaburzeń krzepliwości krwi po przetoczeniu HES dotyczyły przede wszystkim pierwszej generacji tego preparatu (450000; 0,7). Notowano tendencje do krwawień, wydłużony PT i APTT oraz obniżenie poziomu czynnika VIII i von Willebranda. Wytłumaczenie dla zaburzeń krzepliwości po podaniu roztworu HES stanowi hipoteza zakładająca utratę aktywności czynników krzepnięcia poprzez tworzenie kompleksów z polisacharydami. HES może tworzyć kompleksy z czynnikiem VIII i fibrynogenem. Po podaniu większej ilości preparatu krwinki płytkowe ulegają obrzękowi i ich adhezja jest upośledzona. Doniesienia dotyczące roztworów skrobi o masie 200000 i stopniu podstawienia 0,5 nie potwierdzają indukowania przez nie zaburzeń krzepliwości krwi. Po podaniu roztworu następuje tylko rozcieńczenie czynników krzepnięcia stosownie do przetoczonej objętości [1].

Wpływ stosowanych roztworów koloidowych na układ krzepnięcia ma szczególne znaczenie u chorych po zabiegach z użyciem krążenia pozaustrojowego. Dzieje się tak dlatego, że krążenie pozaustrojowe istotnie wpływa na hemostazę poprzez hemodilucję, zużycie płytek krwi i czynników krzepnięcia, oraz pełną heparynizację a potem zużycie siarczanu protaminy. Śród- i pooperacyjne krwawienia pozostają ważnym problemem chirurgii serca. Badanie Boldta i wsp. dowiodło, że albuminy preferowane w wielu centrach kardiochirurgicnych nie mają przewagi nad niskocząsteczkowym HES pod względem wpływu na funkcję płytek, wielkość krwawień pooperacyjnych oraz ilość przetaczanej krwi [7]. Trwają obecnie badania nad HES najnowszej generacji (130000; 0,4). Ustalono wstępnie, że pod względem wpływu na funkcję układu krążenia nie różni się on od swego poprzednika, popularnego w naszym kraju HES 200000 [8].

Reakcje anafilaktoidalne po podaniu HES występują w 0,085% przypadków i znakomita większość z nich sklasyfikowana została jako łagodne i średnie. Przetaczanie HES powoduje wzrost poziomu amylazy w surowicy średnio do 201 U/l. Wzrost ten nie jest wynikiem zwiększenia produkcji amylazy przez trzustkę, lecz obniżenia wydalania tego enzymu przez nerki. Amylaza łączy się w kompleks z cząsteczkami HES i jej eliminacja ulega zwolnieniu. Podwyższony poziom amylazy utrzymuje się przez kilkadziesiąt godzin i nie powinien on być w tym czasie uznawany za diagnostyczny marker uszkodzenia trzustki [9]. HES powoduje występowanie świądu skóry. Częstość pojawiania się tego nieprzyjemnego objawu jest różna i waha się w granicach 11-50%. Uznano że występowanie świądu jest wprost proporcjonalne do dawki, chociaż obserwowano objawy świądu u chorych po podaniu 500-1000 ml HES. Makrocząsteczki HES nie są wydalane, lecz gromadzą się w układzie siateczkowo-śródbłonkowym różnych narządów i dopiero wtedy są powoli hydrolizowane. Obecność tych cząsteczek w skórze powoduje świąd [10].