Наследование групп крови

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение                                                                                                                   3

1. Основные понятия о группах крови                                                                  4

    1.1. Немного истории                                                                                          4

    1.2. Группы крови                                                                                                5

           1.2.1 Система АВО                                                                                       6

           1.2.2 Резус-система                                                                                      8

           1.2.3 Другие системы                                                                                 10

2. Наследование групп крови                                                                               11

    2.1 Наследование групп крови системы АВО                                                11

    2.2 Наследование групп крови системы Rhesus                                             14

Заключение                                                                                                             17

Список  литературы                                                                                                18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Введение 

     Кровь, состоит из жидкой части — плазмы и различных клеток кpoви (форменных  элементов). Плазма содержит белки, минеральные  вещества (основной состав: натрий, калий, кальций, магний, хлор) в виде ионов и другие компоненты. Форменные элементы крови — эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Объем кpoви составляет 6—8% от массы тела — около 5 литров. Кровь выполняет ряд важных функций: транспортирует кислород, углекислый газ и питательные вещества; распределяет тепло по всему организму; обеспечивает водно-солевой обмен; доставляет гормоны и другие регулирующие вещества к различным органам; поддерживает постоянство внутренней среды и несет защитную (иммунную) функцию.

     Согласно  Большому Энциклопедическому Словарю  группы крови - это иммуногенетические признаки крови у особей одного биологического вида. Особи одной группы крови  отличаются от особей с другой группой  крови наличием или отсутствием  у них определенных антигенов в эритроцитах, лейкоцитах, плазме крови, во многих тканях и биологических жидкостях. Группы крови имеются почти у всех видов теплокровных животных и у человека. Кровь животных, независимо от ее групповой принадлежности, несовместима с кровью человека.

     Интерес к групповым факторам крови со дня их открытия не ослабевает. Не последнюю  роль здесь играет широко распространенное переливание крови - не всегда одногруппная кровь полностью принимается организмом реципиента. Даже благополучное зачатие нового организма и нормальное вынашивание плода также может зависеть от группы крови. 
 
 
 

1. Основные понятия  о группах крови

      1.1 Немного истории 

      В 1891 году австралийский ученый Карл Ландштайнер проводил исследование эритроцитов. Он обнаружил любопытную закономерность: в красных кровяных клетках (эритроцитах) некоторых людей может быть специальный маркер, который ученый обозначил буквой А, у других — маркер В, у третьих не обнаруживались ни А, ни В. Чуть позже выяснилось, что описанные Ландштайнером маркеры являются особыми белками, определяющими видовую специфичность клеток, т.е. антигенами. Фактически исследования Карла Ландштайнера поделили все человечество на три группы по свойствам крови: О(I), А(II), В(III). Четвертая группа АВ(IV) была описана ученым Декастелло в 1902 году. Совместное открытие двух ученых получило название системы АВО. Но на этом исследования эритроцитов не закончились.

      В 1927 году ученые обнаружили еще четыре антигена — М, N, P, p на поверхности  эритроцита. Позже оказалось, что  на совместимость крови разных людей эти четыре антигена никакого влияния не оказывали. А в 1940 году был описан еще один антиген, получивший название резус-фактора. В его системе существуют шесть антигенов — C, D, E, c, d, e. Резус-положительными считаются люди, в крови которых содержится главный антиген системы Резус — D, обнаруженный у макак Резус. Резус-фактор, в отличие от антигенов группы крови, расположен внутри эритроцита и не зависит от наличия или отсутствия других факторов крови. Резус-фактор также передается по наследству и сохраняется в течение всей жизни человека. Он находится в эритроцитах 85% людей, их кровь называется резус-положительной (Rh+). Кровь остальных людей не содержит резус-фактор и называется резус-отрицательной (Rh-).

      В последствие учеными было обнаружено еще 19 систем антигенов эритроцитов. Всего на сегодняшний день их известно уже более 150, но при этом важнейшими для человека и медицины все же остаются группы крови по системе АВО и резус-фактор.

       
1.2 Группы крови 

     У человека и высших животных на поверхности клеток крови, особенно эритроцитов, имеются генетически обусловленные факторы – так называемые вещества групп крови. Эти факторы имеют огромное значение при переливании крови, поскольку именно они в основном определяют совместимость крови донора и реципиента. Они служат также объектом генетических исследований и используются в судебной медицине (например, при установлении отцовства).

     Факторы групп крови – это макромолекулы, относящиеся к классу мукополисахаридов; они присутствуют на поверхности эритроцитов и представляют собой группу особых антигенов, так называемых агглютиногенов. Кроме того, в плазме крови большинства людей содержатся антитела, или агглютинины, реагирующие с определенными агглютиногенами. Такого рода иммунная реакция возникает в случае переливания несовместимой крови. При этом мембраны донорских эритроцитов, несущие определенные агглютиногены, реагируют с агглютининами, присутствующими в плазме реципиента; в результате этого взаимодействия донорские эритроциты агглютинируют, т.е. слипаются друг с другом, так как между ними образуются мостики из антител.  
 
 
 

1.2.1 Система АВ0 

     Основные агглютиногены крови К.Ландштейнер обозначил буквами А и В. Эти два фактора дают четыре группы крови: А, В, АВ (в крови имеются оба фактора) и 0 (оба фактора отсутствуют). В таблице 1 приведены антигены системы АВ0 и соответствующие им изоагглютинины. Эти антитела отсутствуют в крови новорожденных, но появляются уже в младенчестве – возможно, при контакте со сходными антигенами каких-то бактерий; действительно, при содержании экспериментальных животных в стерильных условиях изоагглютинины (так называемые естественные антитела) у них не образуются. Не считая исключительных случаев, большинство антител против факторов эритроцитов, не входящих в систему АВ0, образуется лишь после контакта организма с эритроцитами, несущими эти факторы.

Таблица 1

Антигены  и антитела системы АВО

     Группы  крови АВ0 имеют первостепенное значение при подборе крови для переливания. Если донорская кровь относится  к группе А, В или АВ, а у реципиента группа крови 0, то имеющиеся в крови  у реципиента антитела (анти-А, анти-В или оба сразу) вызовут агглютинацию донорских эритроцитов и их разрушение (гемолиз). При этом эритроциты теряют гемоглобин и другие вещества, что приводит к тяжелым последствиям для реципиента – шоку, кровотечению и нарушению функции почек. Благодаря современным методам лечения смертность в связи с переливанием несовместимой крови значительно уменьшилась. Точно так же кровь групп А и АВ нельзя переливать больным с группой В, а кровь групп В и АВ – больным с группой А.

     Поскольку в случае группы крови 0 эритроциты вообще не несут антигенов и потому не агглютинируют при контакте с анти-А или анти-В антителами, создается впечатление, что кровь группы 0 – универсальная донорская кровь, которую можно переливать любому человеку. Подобное мнение предопределило, в частности, широкое использование этой крови для переливания в военных условиях. Однако такая практика довольно опасна – главным образом потому, что кровь донора и кровь реципиента различаются между собой не только антигенами группы АВ0. Кроме того, сыворотка донорской крови группы 0 (в которой имеются антитела анти-А и анти-В) может привести к агглютинации эритроцитов реципиента, несущих антигены А, В или АВ (именно поэтому переливают обычно не цельную кровь группы 0, а выделенную из нее эритроцитарную массу). По тем же причинам нельзя считать универсальными реципиентами людей с группой АВ.

     Согласно  статистическим исследованиям, группа 0 – самая распространенная в  мире. У индейцев центральных районов  Америки она выявляется в 90–95% случаев; однако среди североамериканских индейцев менее 25% имеют группу 0, а 75% – группу А. У эскимосов больше всего распространена группа А, но группа 0 тоже встречается часто. Во всем мире группа В – довольно редкая; она полностью отсутствует во многих племенах американских индейцев и у австралийских аборигенов. Если группа В статистически редкая, то еще реже встречается группа АВ. Только в тех популяциях, где высока частота группы В, распространенность группы AB достигает 10%.  

1.2.2 Резус-система 

     Еще одна важная и весьма сложная система  факторов крови – это резус-система (Rh). Ее название происходит от вида обезьян Macacus rhesus, на которых в 1940 К.Ландштейнер и А.Винер проводили свои эксперименты. Они обнаружили, что при введении эритроцитов этой обезьяны кролику у него вырабатываются антитела, вызывающие у части людей агглютинацию эритроцитов вне зависимости от группы крови по системе АВ0. Соответствующая группа крови получила название резус-положительной (Rh⁺). У остальных людей резус-фактор отсутствует, т.е. их кровь резус-отрицательна (Rh^–).

     Гены, кодирующие резус-фактор, находятся  в трех близко расположенных хромосомных  локусах, обозначаемых С или с, D или d, и Е или е. Таким образом, возможно довольно много генотипов, которые  определяются различными комбинациями этих локусов (ССDDЕЕ, СсDDее, ссDDЕе и т.д.). Однако на практике термин «резус-положительный» относится к людям, у которых есть хотя бы один локус D (в комбинации DD или Dd), а «резус-отрицательный» – к носителям комбинации dd. Это правило связано с введением в клиническую практику только определенных методов типирования крови. Большинство людей, не относящихся к европеоидной расе (в том числе все жители Океании и австралийские аборигены), – резус-положительны. Жители Азии и американские индейцы имеют в основном генотип cDE или CDe; африканцы и афроамериканцы – главным образом генотип cDe. У европейцев и белых американцев доминирует генотип CDe, причем ок. 15% из них – резус-отрицательны. Резус-система достаточно важна: при переливании резус-положительной донорской крови резус-отрицательным реципиентам у них могут вырабатываться антитела против резус-фактора, и в этом случае при повторном переливании Rh⁺-крови у таких реципиентов возникает очень опасная реакция гемолиза (разрушения) эритроцитов донорской крови.

     Эритробластоз плода (гемолитическая болезнь новорожденных). В ситуации, когда мать – резус-отрицательна, а плод – носитель Rh⁺, нарушение целостности плаценты при родах приводит к тому, что эритроциты плода проникают в кровоток матери и иммунизи иммунизируют ее; для материнского организма это равнозначно переливанию резус-положительной крови. Примерно в 10% подобных случаев мать становится иммунизированной, и тогда при повторной беременности (резус-положительным плодом) имеющиеся у нее в крови антирезусные антитела проходят через плаценту и попадают в организм плода, вызывая гемолитическую болезнь.

     Специфическое действие материнских антител при  этом заболевании состоит в том, что они покрывают собой поверхность  эритроцитов плода и тем самым способствуют разрушению этих клеток в селезенке. Возникающая в результате гемолитическая болезнь может быть разной степени тяжести. Ее сопровождает анемия, которая приводит иногда к внутриутробной смерти плода и угрожает жизни новорожденного. Кроме того, развивается желтуха, вызванная накоплением билирубина (этот пигмент образуется из гемоглобина, высвобождающегося в большом количестве при гемолизе). Билирубин может накапливаться в структурах центральной нервной системы и вызывать необратимые ее изменения.

     В настоящее время разработана  т.н. RhoGAM-вакцина, которая при введении резус-отрицательной женщине в  первые 72 ч после родов предупреждает  образование антител на резус-положительную  кровь. Поэтому при следующей  беременности в крови у такой  женщины не будет антител, и гемолитическая болезнь у ребенка не разовьется.  

1.2.3 Другие системы групп крови 

     Система MN закодирована в двух генах, что дает три возможных генотипа (MM, MN и NN), которые соответствуют группам крови М, MN и N. Этой системе близкородственна система Ss. Имеется также система Р. В редких случаях названные группы крови оказываются несовместимы, что осложняет подбор крови для переливания. Прочие антигены групп крови (Kell, Duffy, Kidd, Lewis и Lutheran) названы по именам тех людей, у которых они были впервые обнаружены и описаны. Первые три из них могут вызывать осложнения и гемолитическую болезнь при переливании крови; для двух последних таких осложнений не описано. Известны еще некоторые редкие системы групп крови, важные с генетической точки зрения. Среди них можно назвать Diego – систему, практически не встречающуюся у жителей Европы и Западной Африки, но изредка выявляемую у лиц монголоидной расы, за исключением эскимосов.

     Относительно  недавно обнаружена система Xg, представляющая особый интерес, потому что кодирующий ее ген расположен в Х-хромосоме. Это первая из известных систем групп крови, сцепленная с полом.  
 
 
 
 
 
 

2. Наследование групп  крови

2.1 Наследование групп  крови системы  АВО 

     Генетически система групп крови AB0 контролируется тремя аллелями: один аллель, обозначаемый A, контролирует синтез антигена A, другой аллель, B, - синтез антигена B, а третий аллель 0 - неактивный и не вызывает образования антигена. Соответственно синтезируемым антигенам и различают четыре группы крови, но им отвечают шесть генетических вариантов (генотипов): генотип 00, A0, AA, B0, BB, AB, типы белка 0, A, B, AB, группа крови I, II, III, IV.

     Аллель 0 проявляется фенотипически, т.е. как  признак организма, только тогда, когда  он оказывается в гомозиготном состоянии (00); этому соответствует первая группа крови, характеризующаяся отсутствием групповых антигенов. В гетерозиготном состоянии (генотипы A0 и B0) он никак не влияет на формируемый фенотип, который целиком определяется альтернативным аллелем (A или B). Поэтому фенотипически генотипы A0 и AA тождественны: они характеризуются наличием антигена A и определяют вторую группу крови. Точно так же тождественны генотипы B0 и BB, определяющие третью группу, т.е. наличие антигена B. В том случае, когда у гетерозиготной особи фенотипически проявляется только один аллель, говорят, что этот аллель доминантный; при этом другой аллель называется рецессивным.

     Для системы групп крови AB0, аллели A и B доминируют над аллелем 0; последний  же рецессивен по отношению к ним. Если оба аллеля проявляются в фенотипе гетерозиготной особи, то говорят, что они кодоминантны. Так, аллели A и B кодоминантны по отношению друг к другу: в гетерозиготном состоянии (AB) они определяют присутствие обоих антигенов, A и B, т.е. четвертую группу крови.  

     Таблица 2

Наследование  групп крови у человека (система AB0)

     Люди со второй и третьей группами крови продуцируют разные гаметы в зависимости от того, гомозиготны они или гетерозиготны. Из таблицы видно, какой генотип ожидается у детей от родителей с теми или иными группами крови. Если оба родители гомозиготны, то все их дети будут одинаковой группы. Например, родители с первой группой крови образуют гаметы, несущие только аллель 0, поэтому у их детей может быть только первая группа. Если мать имеет вторую, а отец третью группу крови и при этом они гомозиготны, т.е. их генотип, соответственно, АА и ВВ, то дети могут иметь только четвертую группу крови (АВ). Если же один или оба родителя гетерозиготны, то наблюдается т.н. расщепление признака в потомстве, вытекающее из сформулированного выше Первого правила Менделя и проявляющееся в том, что у детей могут появиться признаки, отсутствующие у родителей. Так, если бы в вышеприведенном примере мать была гетерозиготна, то она производила бы яйцеклетки двух типов - с аллелем A и с аллелем 0. При этом у нее может равновероятно родиться ребенок с третьей либо с четвертой группой крови (генотипа B0 или AB, соответственно). Таким образом, при генотипе матери А0 и отца ВВ дети не могут иметь группу крови матери; их группа крови будет либо такой же, как у отца, либо такой, какая не свойственна ни отцу, ни матери. Если оба родителя гетерозиготны, то разнообразие генотипов среди детей еще выше. Например, если отец и мать имеют вторую группу крови и генотип их A0, то генотип и группа крови их ребенка зависит от того, какая именно яйцеклетка созрела и каким сперматозоидом она будет оплодотворена. Поскольку в данном примере каждый из родителей производит гаметы A и 0, то генотип их ребенка может быть AA, A0 или 00, а согласно теории вероятностей шансы получить их распределяются как 1:2:1. Поскольку первые два генотипа определяют одну и ту же группу крови, то по признаку "группа крови" шансы иметь ребенка с первой или второй группой крови будут 1:3 (эти соотношения в потомстве гетерозиготных родителей были открыты Менделем). И наконец, если бы мать имела вторую, а отец третью группу крови и оба они были бы гетерозиготными, то с равной вероятностью у них мог бы родиться ребенок с любой группой крови.

     Наследование  группы крови ребенка по закону Менделя:

• По законам Менделя, у родителей с I группой крови, будут рождаться дети, у которых отсутствуют антигены А- и В-типа.
• У супругов с I и II - дети с соответствующими группами крови. Та же ситуация характерна для I и III групп.
• Люди с IV группой могут иметь детей с любой группой крови, за исключением I, вне зависимости от того, антигены какого типа присутствуют у их партнера.
• Наиболее непредсказуемо наследование ребенком группы крови при союзе обладателей со II и III группами. Их дети могут иметь любую из четырех групп крови с одинаковой вероятностью.
• Исключением из правил является так называемый «бомбейский феномен». У некоторых людей в фенотипе присутствуют А и В антигены, но не проявляются фенотипически. Правда, такое встречается крайне редко и в основном у индусов, за что и получило свое название.

2.2 Наследование групп  крови системы  Rhesus 

     Резус-система  определяется тремя сцепленными  генами (CDE); все эти гены локализованы в 1-й хромосоме. Наиболее сильным антигеном резус-системы является антиген RhD, который контролируется соответствующим геном D. При этом резус-положительная группа крови доминирует над резус-отрицательной.

     Наследование  резус-фактора происходит сложным  образом, но, учитывая ведущую роль гена D, его можно представить как моногенное наследование с полным доминированием: при генотипе DD или Dd резус положительный (Rh⁺), а при генотипе dd – отрицательный (Rh^–). Соответствие генотипов, антигенов, антител и групп крови можно отразить в виде таблицы: 
 
 

     Таблица 3 

     Переливание резус–положительной крови человеку с резус-отрицательной группой  крови приводит к развитию иммунной реакции на резус-антиген: синтезируются резус-антитела, то есть происходит иммунизация организма против резус-антигена. Этот процесс продолжается в течение 2…4 месяцев. Резус-антитела сохраняются в сыворотке длительное время. Если иммунизированному человеку перелить резус-положительную кровь, то резус-антитела разрушают резус-положительные эритроциты, что приводит к гемолитическому шоку, а нередко – и к смерти человека.

     Большое значение резус-совместимость имеет  при вынашивании плода. Если резус-отрицательная женщина (dd) вынашивает резус-положительный плод с генотипом Dd (аллель D приходит от резус-положительного отца DD или Dd), то происходит иммунизация организма матери резус-антигеном.

     Существуют  различные точки зрения на механизм иммунизации. Согласно одной из них, часть эритроцитов плода попадает в кровоток матери при родах. Однако имеются данные о возможности проникновения резус-антигенов через плаценту еще до родов; в то же время, в некоторых случаях иммунизации не происходит.

     Если  организм женщины оказался иммунизированным резус-антигеном, то при повторной  беременности резус-антитела через  плаценту попадают в кровоток плода. Если генотип второго ребенка  dd, то резус-антигены отсутствуют, и резус-конфликта не происходит. Но если генотип второго ребенка Dd, то резус-антитела матери разрушают резус-положительные эритроциты плода. Это приводит или к гибели плода, или к рождению неполноценного ребенка.

     Таким образом, браки ♀ Rh^– × ♂ Rh⁺ (например, ♀ dd × ♂ Dd или ♀ dd × ♂ DD) оказываются неблагоприятными, т.к. в этом случае велика вероятность рождения неполноценного ребенка. Однако в каждом конкретном случае все может быть не так страшно.

     Во-первых, в браках ♀ dd × ♂ Dd (то есть при гетерозиготности отца) вероятность образования резус-отрицательного плода с генотипом dd составляет 50%. Тогда никакой иммунизации не происходит. Вполне возможно, что и последующие дети окажутся резус-отрицательными, и никакого резус-конфликта не возникнет.

     Во-вторых, даже если в браке ♀ dd × ♂ Dd первый плод окажется резус-положительный (Dd), и произойдет иммунизация материнского организма, то последующие дети могут оказаться резус-отрицательными, и резус-антигены не окажут на их эритроциты вредного воздействия.

     В-третьих, при обнаружении в крови резус-отрицательной женщины резус-антигенов (например, сразу после рождения резус-положительного ребенка) ей переливают сыворотку крови от мужчин-добровольцев, искусственно иммунизированных резус-антигенами. Такая сыворотка содержит резус-антитела, которые разрушают эритроциты с резус-антигенами, появившиеся в женском организме. В результате иммунизации женского организма не происходит.

     И, наконец, при рождении резус-положительного ребенка, в крови которого обнаруживаются резус-антитела, ему производят полное (заместительное) переливание крови на кровь, не содержащую резус-антитела. 
 

Заключение 

     Подводя итог, можно сказать, что группы крови - уникальные иммунологические и генетические характеристики отдельно взятого организма, которые возникли в ходе эволюции путем мутаций как результат приспособления к среде существования; антигены системы АВ0 различаются между собой по химическому строению и свойствам, но все имеют одно общее ядро (фукозу), к которому присоединяются различные сахара. Это позволяет объединить их в одну систему. То же самое можно сказать и об антигенах системы Резус (естественно, что общее ядро будет другим); несмотря на то, что группы крови АВ0 и Резус объединены в системы, все же следует учитывать наличие либо отсутствие того или иного антигена - при сочетании разных антигенов даже в пределах одной системы возникает конфликт между матерью и вынашиваемым ею ребенком, что в дальнейшем сказывается на физиологическом и психическом состоянии как матери, так и будущего ребенка. Чаще всего конфликт наблюдается при сочетаниях: группа 0 - группа А, группа 0 - группа В, группа Rh+ - группа Rh-; на течение конфликта по резус-фактору оказывают влияние антигены системы АВ0, возможно и антигены других групповых систем крови.