Лекция № 7
Генетические основы систем групп крови.
Гемотрансфузные осложнения. Резус-конфликт.
Глоссарий
Гемотрансфузия – то же, что переливание крови.
Агглютинация – склеивание и выпадение в осадок клеток, несущих антигены, под действием специфических антител агглютининов. Реакцию агглютинации применяют для определения групп крови.
ДВС-синдром – нарушенная свёртываемость крови по причине массивного освобождения из тканей тромбопластических веществ.
Гемодинамика – движение крови по сосудам (кровь движется из области высокого давления в область низкого).
Антигены – любые молекулы, способные образовывать связи с антителами.
Антитела – гликопротеиды, которые связываются с антигенами. Участвуют в работе иммунитета.
Главный комплекс гистосовместимости
Это комплекс генов, активность которых направлена на формирование механизма распознавания «свой-чужой» и развитие иммунного ответа. Основным примером выступает HLA - человеческие лейкоцитарные антигены (human leukocyte antigens), они закодированы в комплексе генов, которые находятся в 6 хромосоме. Их роль – обеспечение механизма распознавания «свой-чужой», то есть предоставление информации иммунной системе о том, является клетка «своей» или «чужой». Распознавание производится путём связывания антигенов и антител. В зависимости о того связываются антитела с антигенами клетки или нет, иммунная система «понимает» является клетка «своей» или нет. Этот механизм является одним из определяющих в вопросах трансплантологии, потому что приходится подбирать донора с антигенами, которые не приведут к отторжению органа после пересадки. Если же иммунитет акцептора распознаёт подмену, то начинает «атаковать» чужеродный орган, что ведёт к отторжению. Существует ряд органов, которые имеют привилегии со стороны иммунитета. Неспецифичные антигены в этих органах не ведут к иммунному ответу. В таких случаях антитела взаимодействуют с Т-лимфоцитами и развивается толерантность (устойчивость) к «не тем» антигенам. Примерами таких органов является: глаза, плацента, мозг. Это связано с тем, что иммунный ответ и воспалительный процесс в этих органах может вести к утрате функций органами, а в случае с плацентой (и эмбрионом) даже к отторжению плода (самопроизвольному аборту).
Рис. 1. Схема взаимодействия антигенов и антител.
Ряд авторов (Гайворонский) относят кровь к тканям. В контексте учёта антигенов при перемещении фрагмента одного организма в другой (трансплантации) кровь аналогична тканям и органам. Так как при переливании крови тоже учитываются различные антигены. На принципе антиген – антитело и основаны системы групп крови, потому что на поверхности эритроцитов также имеются антигены.
Система AB0
Эритроциты человека имеют на поверхности своей мембраны особые белки — агглютиногены, которые выполняют роль специфических маркеров — антигенов. В сыворотке крови человека постоянно циркулируют специальные антитела — агглютинины.
На эритроцитах находятся две разновидности белка-агглютиногена. Один из них обозначается как А, другой — В. При этом в сыворотке находятся агглютинины либо α (альфа), либо β (бета). У одного человека агглютиногены и агглютинины не могут быть соименными. При попадании с чужой кровью эритроцитов, чьи белки-маркеры совпадают по названию с антителами (А — α; В — β), происходит агглютинация — склеивание и разрушение эритроцитов.
По системе AB0 выделяют четыре группы крови. У лиц с первой группой крови — 0(I) на мембранах эритроцитов нет ни А, ни В агглютиногенов, в плазме их крови находятся агглютинины α и β. Вторая группа крови характеризуется наличием на эритроцитах агглютиногена А, при этом в сыворотке циркулируют β-агглютинины. Обозначение этой группы крови — А(II). У людей с В(III) группой на эритроцитах находятся Β-агглютиногены; в сыворотке — α-агглютинины. Люди с четвертой группой крови АВ(IV) на поверхности эритроцитов имеют и А-, и В-агглютиногены, в их сыворотке отсутствуют агглютинины.
Наглядным способом определения группы является реакция агглютинации. Она основана на взаимодействии крови (конкретно эритроцитов) и агглютининов, которые добавляют в эту кровь. В зависимости от того, свернулась кровь с тем или иным антигенов и делают выводы о наличие у человека той или иной группы крови (подробнее на Рис. 2).
Рис. 2. Схема реакции агглютинации.
Ген, кодирующий группу крови (по системе AB0) находится в 9 хромосоме (9q34). Всего этот ген имеет три аллеля. Однако, человек является диплоидным организмом, что позволяет нам иметь всего два из трёх аллелей. Поэтому разные комбинации этих трёх аллелей дают разные группы крови (по системе AB0 их 4). Также стоит учитывать не только комбинации аллелей, но и их взаимодействие. В прошлой лекции были рассмотрены три основных типа доминирования (полное, неполное и кодоминирование. Принцип взаимодействия аллелей A, B и 0 можно описать следующей схемой.
Аллели А и В подавляют действие аллеля 0 (полное доминирование, между собой же (А и В) являются кодоминантами, что обеспечивает наличие на мембранах эритроцитов агглютиногенов типа А и типа В.
Рис. 3. Карта расположения гена, кодирующего группу крови (AB0), в 9 хромосоме.
Несмотря на то, что существует 6 возможных комбинаций аллелей, групп крови выделяют 4. Это связано с тем, что аллель 0 не даёт агглютиногенов на поверхностях эритроцитов, поэтому комбинации этого аллеля с аллелями А и В будут синонимичны другим комбинациям АА и ВВ, соответственно. Таким образом комбинации А0 и АА дают агглютиногены А на мембранах эритроцитов, а комбинации В0 и ВВ дают агглютиногены В на мембранах. Более подробно и наглядно это представлено в Таблице 1.
Таблица 1. Комбинации аллелей
| Комбинация аллелей | Группа крови |
| I(0) | |
| А0 | II(A) |
| АА | |
| B0 | III(B) |
| BB | |
| AB | IV(AB) |
Резус-фактор
Это еще один белок-маркер. У 85 % людей он присутствует на поверхности эритроцитов, поэтому их кровь резус-положительная (Rh+). У остальных людей нет резус-фактора, следовательно, их кровь резус-отрицательная (Rh-).
У резус-отрицательных людей в обычных условиях антитела к данному белку-маркеру не вырабатываются. Они появляются только при попадании в их организм эритроцитов, имеющих на своей поверхности резус-фактор. Следует отметить, что выработка антирезус-антител происходит довольно медленно. Поэтому наибольшую опасность представляет повторный контакт с резус-положительной кровью.
Данные антигены кодируются 3 сцепленными генами (C, D, E), однако, обозначаются все три гена Rh. Кодирующий участок находится в 1 хромосоме (1p35), выделяют всего два аллеля: доминантный (положительный) и рецессивный (отрицательный). Между собой эти аллели взаимодействуют по принципу полного доминирования. Таким образом, когда «встречаются» два доминантных (DD) или один доминантный и один рецессивный аллели (Dd), то это ведёт появлению на эритроцитах антигенов (резус-фактора), в комбинации dd этих антигенов нет. В Таблице 2 представлена информация по вероятностям резус-фактора у плода в зависимости от родительских генотипов.
Таблица 2. Комбинации аллелей резус-фактора.
Гемотрансфузные осложнения
Переливание крови называется гемотрансфузией. Человек, который отдает свою кровь для переливания, называется донором, тот, кто ее получает, — реципиентом. Реципиенту в настоящее время можно переливать только кровь его группы как по системе АВ0, так и по резус-фактору.
Совместимость крови донора и реципиента неоднократно проверяется. Непосредственно переливание крови проводится под постоянным контролем врача. Ошибки в определении групп крови, при ее хранении, неправильном переливании могут привести к тяжелым осложнениям и даже гибели пациента.
Причиной таких осложнений в подавляющем большинстве случаев является невыполнение правил, предусмотренных инструкциями по технике переливания крови, по методике определения групп крови АВ0 и проведения проб на совместимость.
Начинаются осложнения с разрушения перелитых эритроцитов, что в дальнейшем ведёт к развитию ДВС-синдрома. Нарушается гемодинамика (движение крови) и развивается гемотрансфузный шок.
Начальные клинические признаки гемотрансфузионного шока как осложнения этой реакции могут появиться непосредственно вовремя гемотрансфузии или вскоре после нее и характеризуются кратковременным возбуждением, болями в груди, животе, пояснице. В дальнейшем постепенно нарастают циркуляторные нарушения, характерные для шокового состояния (тахикардия, гипотензия), развивается картина массивного внутрисосудистого гемолиза (гемоглобинемия, гемоглобинурия, билирубинемия, желтуха) и острого нарушения функции почек и печени.
Если шок развивается во время оперативного вмешательства под общим обезболиванием, то клиническими признаками его могут быть выраженная кровоточивость из операционной раны, стойкая гипотония, а при наличии мочевого катетера — появление мочи темно-вишневого или черного цвета.
Резус-конфликт
Это гуморальный иммунный ответ резус-отрицательной матери на эритроцитарные антигены резус-положительного плода, при котором образуются антирезусные антитела. Эти антитела вызывают распад (гемолиз) красных кровяных телец (эритроцитов), что приводит к гемолитической желтухе новорождённых. Механизм представлен на следующей схеме.
Вопросы для самоподготовки:
1. Что такое гемотрансфузия?
2. На чём основаны системы групп крови?
3. Что такое «антиген-антитело»?
4. Этапы резус-конфликта?