Генетика человека с основами медицинской генетики. Группы крови

Группы крови системы АВ0
как пример
множественного аллелизма
и кодоминирования

Группы крови АВО определяются локусом в хромосоме 9.
Аллели А, В и 0 в этом локусе — классический пример мультиаллелизма, когда три аллеля, два из которых (А и В) наследуются как кодоминантные, а третий (0) — как рецессивный признак, определяют четыре фенотипа.
Антигены А и В определяются действием аллелей А и В на поверхностный гликопротеид эритроцитов, названный антигеном Н. Специфичность антигенов определяется концевыми углеводами, добавляемыми к субстрату Н.
Аллель В кодирует гликозилтрансферазу, преимущественно опознающую сахар D-галактозу и добавляющую его к концу цепочки олигосахаридов, содержащейся в антигене Н, тем самым создавая антиген В.
Аллель А кодирует немного отличающуюся форму фермента, распознающую и добавляющую к субстрату вместо D-галактозы N-ацетилгалактозамин, создавая тем самым антиген А.
Третий аллель, 0, кодирует мутантную версию трансферазы, не обладающую трансферазной активностью и не влияющую на субстрат Н.

Пример множественного аллелизма у человека – наследование групп крови АВО
Множественный аллелизм

проявление у гибридов нового признака, обусловленного взаимодействием двух доминантных аллелей одного гена.
Кодоминирование

Антигены -вещества белкового или углеводного происхождения. Находящиеся на поверхности клеток (тромбоцитов, лейкоцитов, эритроцитов, белков плазмы) фрагменты обладают антигенностью.
Антитела - это белки-иммуноглобулины, которые циркулируют в плазме крови и специфично связываются с антигенами.

На мембране эритроцитов располагаются антигены А и В (агглютиногены).
А
А
А
А
В плазме крови растворены антитела α и β (агглютинины).
β
β
А
А
А
β
антиген А
антитело α
агглютинация

Поверхность эритроцитов покрыта антигенами. Идентифицировано более 400 эритроцитарных антигенов –крови [MNS, P, Lutheran (LU), Kell, Lewis (LE), Duffy (FY), Kidd (JK), Diego (DI)] и т.д
Антитела к антигенам эритроцитов систем АВО, Резус и других клинически значимых систем групп по своей химической структуре являются иммуноглобулинами и синтезируются иммунокомпетентными клетками. Антитела по отношению к групповым антигенам системы AB0 бывают:
«нормальные», естественно возникающие в процессе формирования организма, и
«иммунные», проявляющиеся в результате иммунизации человека.

Антигены эритроцита

Антигенные детерминанты групп крови АВ0 – это олиго-сахариды на поверхности эритроцитов и других клеток
Группы крови АВ0.
Олигосахарид Н – часть, одинаковая у всех групп крови
Ген I кодирует фермент, модифицирующий базовый олигосахарид Н

Антигены эритроцитов человека являются структурными образованиями, расположенными на внешней поверхности мембраны эритроцитов, обладающими способностью взаимодействовать с соответствующими антителами и образовывать комплекс антиген-антитело.
В настоящее время известно более 400 антигенов эритроцитов, которые объединяются в 27 систем. Для каждого человека характерен свой набор этих антигенов, представленный на мембране эритроцитов, который называется фенотипом.
Широкое типирование антигенов эритроцитов для реципиентов гемокомпонентов не требуется. В норме к антигенам всех эритроцитарных систем, за исключением системы АВО, антител быть не должно.

Антигены АВ0 присутствуют на эритроцитах, лейкоцитах, тромбоцитах, тканевых клетках, жидкостях организма, секретах. Антигены системы АВ0 развиваются на эритроцитах ещё до рождения ребёнка.
Клиническая роль многочисленных антигенов эритроцитов крови человека неодинакова. Клиническое значение антигенов определяется способностью аллоантител к данным антигенам вызывать разрушение эритроцитов в организме реципиента. В этом аспекте первостепенное клиническое значение имеют антигены системы АВО и Резус. Меньшее клиническое значение других антигенов эритроцитов объясняется низкой иммуногенностью антигенов и, соответственно, редкой выработкой антител.

Антитела, агглютинины
Изоиммунные - врожденные антитела
Иммуные антитела возникают вследствие
1.Изоиммунизации при парентеральном поступлении в организм несовместимого в отношении антигена,при ошибочном переливании крови, несовместимым по системе АВО,резус-фактору (С,с,Е,е) и другим антигенам М,N, S, Келл,Кидд,Даффи,Левис и т.д.
2.При проведении некоторых прививок, иммунизаций

Иммунные антитела различают полные и неполные антитела.
Полные антитела
Относятся преимущественно к классу IgМ
Неполные антитела принадлежат в основном к иммуноглобулинам класса IgG, они способны фиксироваться на эритроцитах, не вызывая аглютинации.
Тогда аглютинация (склеивание) происходит только в присутствии протеолитических ферментов, коллоидных растворов, при введении антиглобулиновой сыворотки.

Потеря большого количества крови опасна для жизни.
Единственный способ помочь пострадавшему – переливание крови.
Донор – человек, отдающий свою кровь.
Реципиент – человек, получивший переливание крови от донора.
донор
реципиент

Осложнения, вызванные переливанием крови,
эритроцитной массы, несовместимой по групповым
факторам системы АВО
Причиной таких осложнений в подавляющем большинстве случаев является невыполнение правил, предусмотренных инструкциями по технике переливания крови, по методике определения групп крови АВО и проведения проб на совместимость.

Иммунная гемолитическая трансфузионная реакция- АВО-несовместимость
Последствия переливания АВО-несовместимой крови может начаться уже после введения нескольких миллилитров крови.
Высвобождение белков комплимента С5,С6,С7,С8,С9 ведет к разрушению эритроцитов –гемолиз (в мембране эритроцитов образуются отверстия)
Белки комплемента С3а,С5а запускают воспалительный ответ (падение АД, шок, почечная недостаточность, ДВС)

Группа крови
I
II
III
IV
Антигены (агглютиногены)
Антитела (агглютинины)
—
α и β
β
α
—
А
В
А и В
А
А
А
А
В
В
В
В
А
А
В
В
(0)
(А)
(В)
(АВ)
Группы крови

I
II
III
IV
40%
39%
15%
6%
Распределение групп крови
у населения нашей страны
Группы крови - это генетические маркеры, несущие в себе огромное количество информации о популяции в целом и индивиде в частности.
Разные группы крови встречаются во всех популяциях, но неравномерно распределены по всему миру

Rh (+)
Rh (—)
Резус
Антигены
—
Частота встречаемости
85%
15%
Резус-фактор
NB! В отличие от системы АВ0 естественные антитела в системе Резус крови не встречаются. Они относятся к иммунным антителам.

универсальные доноры
универсальные реципиенты

Даже если донорская кровь совместима с кровью реципиента по системе АВО, остается риск гемолитической трансфузионной реакции при наличии в плазме пациента других эритроцитарных антител (С,с, Е,е, Д, Келл, Даффи,Кидд)
При попадании в организм антигена, отсутствующего у данного индивида, создаются предпосылки для выработки антител и развития аллосенсибилизации.
Синтез антител может наблюдаться в ответ на гемотрансфузии или беременность. При последующих гемотрансфузиях может произойти взаимодействие антигенов эритроцитов доноров и антител реципиентов, что приводит к посттрансфузионному осложнению.
Образование антител достигает максимума на 5-7-10-25 день (повышение титра в 3-8 ступеней) с последующим падением титра. Разрушение эритроцитов может вызвать анемию и умеренную желтуху.

Одним из основных факторов безопасности гемотрансфузионной терапии является обеспечение переливания иммунологически совместимой среды.
Для этого необходимо соблюдать правила подбора крови донора и реципиента по антигенам эритроцитов системы АВ0 и антигенам системы Резус, что обеспечивает безопасность 95-98 % гемотрансфузий.

Определение группы крови перекрестным методом
Моноклональные антитела- «цоликлоны*»- типирующие реагенты нового поколения для определения антигенов эритроцитов человека.
Наиболее часто используются цоликлоны анти-А (красная жидкость), анти-B (синяя жидкость) и анти-D (прозрачная жидкость). Первые два цоликлона предназначены для определения группы крови по системе AB0, последний — для определения группы крови по системе резус.
* Название препаратов происходит от названия института, где изобрели и изготовили эти растворы —
Центральный Ордена Ленина Институт Клинической Онкологии

Цоликлоны диагностические жидкие — моноклональные реагенты для типирования крови человека по антигенам эритроцитов. Исследование проводят посредством смешивания реагента с анализируемыми эритроцитами. Принцип теста основан на реакции гемагглютинации. Наступает в результате специфического взаимодействия антигенов эритроцитов с соответствующими реагентами. Положительный результат характеризуется образованием агглютинатов и просветлением поля реакции. В случае отсутствия антигена агглютинация не наблюдается.

определение групп крови
с помощью цоликлонов

Международное общество переливания крови установило определенные правила для обозначения фенотипов антигенов.
Понятие фенотипа обозначает антигены, присутствующие или отсутствующие на эритроцитах индивида, что определяется по взаимодействию исследуемых эритроцитов с сыворотками.
Эритроциты можно фенотипировать, но нельзя генотипировать. До тех пор пока не выполнено семейное исследование, генотип всегда интерпретируется из фенотипа.
Фенотип и генотип

ТРАНСФУЗИОННЫЕ ОСЛОЖНЕНИЯ

Развитие техники бескровных хирургических операций, бережное и настороженное отношение к клиническому использованию компонентов крови, опора на лабораторные показатели крови при назначении компонентов крови становятся характерной чертой современного подхода к переливанию крови (её компонентов).

Таблица наследования групп крови, в % указана вероятность генотипа потомства

Существование нескольких групп крови:
1) повышение устойчивости популяции к различным заболеваниям;
2) регуляция взаимодействия с симбиотическими организмами, населяющими наше тело.
Так, антигены AB0 чаще всего встречаются в частях тела, занятых симбиотическими микроорганизмами, либо на «входных воротах» инфекций. Местонахождение этих антигенов не только эритроциты, и эволюционировали они сначала в других тканях организма — слюнных железах, желудочно-кишечном тракте (и там их намного больше, чем в крови). Однако точные механизмы этого феномена еще не ясны.
В случае вируса это является средством молекулярной мимикрии: вирус имитирует клетку крови человека и таким образом не уничтожается клетками инфицированного организма, например вирус ВИЧ размещает на своей оболочке многие антигены лимфоцита, из которого он вышел. Если же вирус попадает в кровь человека с другой группой крови, он будет атакован антителами нового хозяина к чужеродным антигенам. Поэтому получается, что заразиться ВИЧ от несовместимого по группе крови человека менее вероятно, чем от человека с тождественной.