Система груп крові АВО Система груп крові ABO – це основна система груп крові, яка використовується при переливанні крові у людей. Асоційовані анти-А та анти-В – антитіла (імуноглобуліни), зазвичай відносяться до типу IgM, які, як правило, утворюються впродовж перших років життя у процесі сенситізації до речовин, які знаходяться навколо, в основному таких як продукти харчування, бактерії та віруси. Система груп крові ABO також присутня у деяких тварин, наприклад, у мавп (шимпанзе, бонобо і горил).
Історія відкриття
- Вважається, що система груп крові ABO, вперше була виявлена австрійським вченим Карлом Ландштейнером (Karl Landsteiner), який визначив та описав три різних типи крові в 1900 році. За свою роботу він був удостоєний Нобелівської премії з фізіології і медицини у 1930 році.
- Через недостатньо тісні зв’язки між науковцями того часу, значно пізніше було встановлено, що чеський серолог (лікар, який спеціалізується на вивченні властивостей сироватки крові) Ян Янський (Jan Janský) вперше незалежно від досліджень К. Ландштейнера виділив 4 групи крові людини. Проте саме відкриття Ландштейнера було сприйнято науковим світом того часу, тоді як дослідження Я. Янського були відносно невідомими. Проте на сьогодні, саме класифікація Я. Янського досі застосовується в Росії та державах колишнього СРСР. У США, Мосс опублікував власну, дуже схожу роботу в 1910 році. - К. Ландштейнер описав А, B і O групи;
- Альфред фон Декастелло (Alfred von Decastello) і Адріано Стурлі (Adriano Sturli) виявили четверту групу - АB, у 1902 році. - Людвік Гіршфельд (Hirszfeld) і Е. фон Дунгерн (E. von Dungern) описали спадковість системи груп крові АВО у 1910-11 рр.
- У 1924 році Фелікс Бернштайн (Felix Bernstein) дослідив і визначив правильні механізми успадкування груп крові на основі кількох алелей в одному локусі. - Уоткінс (Watkins) і Морган (Morgan), англійські вчені, виявили, що епітопи ABO переносять специфічні цукри - N-ацетилгалактозамін у випадку групи А і галактозу у випадку групи В. - Після публікації великої кількості, пов’язаних з цією інформацією матеріалів, у 1988 році було визначено, що всі речовини ABH приєднуються до глікосфінголіпідів. Так, група, на чолі з Лайне (Laine) виявила, що зв'язок 3 білків призводить до утворення довгого ланцюга полілактозоаміну, який містить велику кількість речовин ABH. Пізніше, група Ямамото підтвердила наявність великої кількості глікозилтрансфераз, які відповідно належать до А, В і О епітопів. АВО антигени
Антиген H є важливим попередником антигенів системи груп крові АВО. Локус H знаходиться на 19
хромосомі. Він складається з 3 екзонів, які охоплюють понад 5 Кб геномної ДНК і кодує діяльність ферменту фукозилтрансферази, який відповідає за виробництво антигену Н на еритроцитах. Антиген Н – це вуглеводна послідовність у якій вуглеводи, в основному пов’язані із білком (незначна їх частка поєднана з функціональною групою церамідів). Антиген складається з ланцюжка β-D-галактози, β-DN-ацетилглюкозаміну, β-D-галактози і 2-пов'язаних між собою молекул, α-L-фукози, який з’єднується з молекулами білка або цераміду.  Локус ABO знаходиться на 9 хромосомі. Він містить 7 екзонів, які охоплюють більше 18 Кб геномної ДНК. Екзон 7 - найбільший і містить велику частину кодуючої послідовності. Локус АВО має три основні групи алельних генів A, B і О:
Більшість антигенів АВО знаходяться на кінцях довгих ланцюгів полілактозаміну, які приєднані до білка смуги 3 (band 3 protein), який є білком аніонообмінної мембрани еритроцитів. Лише незначна частина епітопів знаходиться на нейтральних глікосфінголіпідах.
Серологія
Анти-А і анти-В антитіла (які ще називаються ізогемаглютиніни), яких немає у новонароджених, з'являються в перші роки життя. Вони є ізоантитілами, тобто, утворюються в організмі людини і вступають в реакцію з антигенами того ж виду (ізоантигенами). Анти-А і анти-В антитіла класу М (IgM) зазвичай не надходять до плоду через плаценту, тобто не потрапляють до кровообігу плоду. В організмі осіб з О-групою можуть утворюватися антитіла АВО класу G (IgG).
Теорії походження
Цілком ймовірною є версія, згідно з якою, продовольчі та екологічні антигени (антигени бактерій, вірусів або рослин) мають епітопи схожі на глікопротеїни антигенів А і В. Відповідні антитіла, які утворюються проти цих навколишніх антигенів у перші роки життя можуть перехресно реагувати з АВО-несумісними еритроцитами, які пізніше, під час переливання крові вступають у зв'язок.
Дослідники припускають, що анти-антитіла утворюються в результаті імунної відповіді організму на вірус грипу, епітопи якого дуже схожі на α-DN-галактозамін, який міститься на А глікопротеїні, що може викликати певні перехресні реакції. Щодо анти-В антитіл, то існує припущення, що вони виникають від антитіл, які утворюються проти грам-негативних бактерій (Gram-negative bacteria), таких як кишкова паличка, внаслідок крос-реакції з α-D-галактозою на B глікопротеїні. Згідно з теорією «Світло у темряві» ("Light in the Dark theory" DelNagro, 1998), коли розвивається певний вірус, захоплюючи мембрани клітин-хазяїна, конкретного хворого (зокрема, клітини легень та епітеліальні клітини слизової оболонки, де діяльність вірусу проявляється найактивніше), то крім цього вірус також «бере» з собою антигени АВО, які знаходяться на мембрані. Після цього, він (вірус) може перенести ці антигени іншим особам, де вони можуть викликати імунну реакцію у відповідь на дію чужорідних антигенів крові. Ці вірусні антитіла, носіями яких стає людина може спричинити утворення у новонароджених антитіл, які нейтралізують дію чужорідних антигенів крові. Підтвердження цієї теорія з’явилися як наслідок нещодавних експериментів, пов’язаних з ВІЛ. У ході лабораторних досліджень, вченим вдалося нейтралізувати з допомогою використання антитіл антигени групи крові, специфічно виражены у клітинах, які продукують ВІЛ.
Ця теорія пропонує нову, незвичну теорію еволюції. Відповідно до якої існує загальний імунітет, який призводить до скорочення здатності вірусів до інтер-трансмісивності (здатність вірусу передаватися людині). Причиною цього є те, що все населення планети має велику кількість унікальних антигенних функціональних груп, що відповідно робить людей стійкими до більшості інфекцій.
Проте, більш вірогідно, що рушійною силою еволюції та утворення алельного різноманіття є звичайний залежний від частоти відбір (frequency-dependent selection). У процесі якого клітини з рідкісними варіантами мембранних антигенів легше відрізняються імунною системою від патогенних антигенів, які належать іншим хазяїнам. Таким чином, в осіб, які мають рідкісні види антигенів, імунна система краще розпізнає патогени.
Неантигенна біологія (Nonantigen biology)
Молекули вуглеводів на поверхні червоних кров'яних клітин (еритроцитів) відіграють важливу роль у підтриманні цілісності клітинної мембрани, клітинної адгезії (зчеплення клітин з іншими клітинами, поверхнями або позаклітинною матрицею), транспортуванні молекул через мембрану. Крім того вони виступають в якості рецепторів для позаклітинних лігандів і ферментів. ABO антигени відіграють аналогічну роль у епітеліальних клітинах, як і у червоних кров'яних тільцях.
Реакції на переливання крові (трансфузійні реакції)
У зв'язку з наявністю ізоантитіл, які утворюються в результаті присутності чужорідних антигенів крові, в осіб з групою крові А після переливання крові групи В відразу утворюються анти-В антитіла. Вони, зв'язуються з В антигенами на еритроцитах і викликають комплемент-опосередкований лізис еритроцитів. Аналогічні процеси відбуваються для B і O груп (проте в цьому випадку збільшується кількість як анти-А так і анти-В антитіл).
Як вже зазначалося, лише при АВ групі крові немає анти-А і анти-В ізоантитіл. Це пояснюється тим, що А і В-антигени присутні на еритроцитах і є власними антигенами. Саме тому, особи з цією групою крові можуть отримувати кров усіх груп, тобто, як вважалося раніше, вони є універсальними рецепієнтами. На сьогодні це поняття вважається застарілим і дозволеним є переливання лише одногрупної крові, при чому із обов’язковим врахуванням резус-належності. Значення понять «універсальний донор» та «універсальний реципієнт» залишилося лише як цікавий пізнавальний момент та для навчальної мети, переважно у історичному контексті. Щодо сумісності, пов’язаної з переливанням крові, то варто зазначити, що при переливанні сумісність визначається не лише із врахуванням АВО класифікації. Особливу увагу варто звернути також на резус фактор. Так, резус-фактор і група крові ABO – це дві найважливіших ознаки, сумісність яких обов’язково необхідно розглядати при здійсненні переливання крові. Резус фактор у людини позначається як Rh + або Rh-. Простіше кажучи, якщо у людина група крові А і позитивний резус-фактор, то він або вона вважається особою з групоюкрові "А+".
Сумісність відповідно до групи крові та резус фактора позначена на перетині між донором і реципієнтом на сьогодні не застосовується у практиці для реального переливання крові * Особи з групою крові AB + є універсальними реципієнтами: Хоча варто пам’ятати, що тих людей, які мають групу крові AB - , не можна назвати універсальними реципієнтами, це дуже суттєва відмінність. ** Так, як особам, які мають А-, A +, B-, B +, AB-, AB +, O - і O + можна переливати кров від донорів з групою крові O-, то можна сказати, що особи з такою групою крові є універсальними донорами. В той час, як при O + є певні винятки, див. табл.
Варто зазначити, що ця таблиця сумісності та визначення універсальних донорів стосується лише сумісності еритроцитів, а не всіх продуктів крові. Так, згідно з наданої інформації, у сироватці крові групи О містяться як анти-А, так і анти-В антитіла. Саме тому переливання особі з групою крові A, B, AB цільної крові групи О призведе до гемолітичної реакції через присутність цих антитіл у сироватці цільної крові.
Антитіла зазвичай не утворюються лише проти антигену Н, за винятком тих осіб, які мають Бомбейський фенотип (полягає у тому, що дитина має таку групу крові, якої у неї за правилами генетики бути не може - тобто у дитини виявляється антиген, якого немає в жодного з батьків).
У секреторів (слина та інші біологічні рідини людей в яких містяться сліди розчинних у воді агглютиногенів, які визначають притаманну людині групу крові) ABH, ABH антигени виділяються більшістю слизо-утворюючих клітин тіла при взаємодії з навколишнім середовищем, у тому числі у легенях, шкірі, печінці, підшлунковій залозі, шлунку, кишечнику, яєчниках і простаті.
Несумісність групи крові матері і дитини може призвести до виникнення гемолітичної хвороби новонароджених
Спадковість
Групи крові успадковуються від обох батьків. Група крові визначається одним геном (геном ABO), який має три алелі : i, IA, та IB. Цей ген кодує діяльність глюкозилтрасферази, ферменту, який змінює вуглеводний склад антигенів червоних кров'яних клітин. Ген АВО розташований на довгому плечі 9 хромосоми (9q34). Алель IA відповідає групі крові А, IB - групі крові В, а i - групі О. Алелі IA і IB є домінантними по відношенню до i. Лише люди з типом ii мають групу крові О.
- особи з типом IAIA або IAi мають групу крові А; - особи з IBIB або IBi типом мають групу крові В. - у той час, як люди з IAIB мають обидва фенотипи, адже домінантність між групами А і В – особлива – має назву кодомінантність, це означає, що батьки, з А та В групами крові можуть мати дітей з групою АВ. Крім того у дитини, подружньої пари, яка має А і В групу крові може бути О тип, якщо обоє батьків – гетерозиготні за IBi, IAi. При цис-AB фенотипі в особи є лише один фермент, який відповідає за утворення А і В антигенів. У результаті цього червоні кров'яні клітини зазвичай не утворюють А чи В антигени на нормальному рівні, який характерний для груп А1 або В, що може допомогти пояснити проблему виникнення генетично-неможливої групи крові. Поширення та еволюційна історія
Розподіл груп крові А, В, О і АВ у світі різний, і змінюється відповідно до особливостей певного населення. Є також певні відмінності щодо поширення груп крові всередині субпопуляцій.
У Великобританії, розподіл частоти типу крові серед населення, як і раніше, показує деяку кореляцію з розподілом топонімів, войовничих вторгнень і міграцій вікінгів, данів, саксів, кельтів, норманів які призвели до формування певних генетичних особливостей серед населення.
Серед європеоїдної раси відомо шість алелей гена ABO, які відповідають за групу крові:
Крім того багато рідкісних варіантів цих алелей були знайдені серед різних народів у всьому світі. Деякі еволюційні біологи припускають, що алель IA виникла найраніше з О шляхом видалення одного нуклеотиду, в результаті зрушення рамки зчитування, в той час, як алель IB з’явилася пізніше. Саме на цій теорії ґрунтується обчислення частки людей у світі з кожною групою крові, яка узгоджується з прийнятою моделлю міграції населення та поширення різних груп крові в різних частинах світу. Так, наприклад, група B дуже поширена серед азіатського населення, тоді як серед населення Західної Європи, ця група зустрічається досить рідко. Відповідно до іншої теорії, існують чотири основних лінії гена ABО, а мутації під час яких утворився тип 0 відбулися в організмі людини, як мінімум тричі. Найраніше з’явилася алель A101, далі по хронології - A201/O09, B101 , O02 і O01. Тривала присутність O алелей пояснюється результатом стабілізуючого відбору. Ці дві наведені теорії суперечать поширеній раніше теорії про те, що 0 група крові виникла першою.
Група крові B найчастіше зустрічається серед жителів Північної Індії та інших країн Центральної Азії, при цьому її частка зменшується, як при рухові на Захід, так і при рухові на Схід і кількість жителів Іспанії, які мають групу крові В становить лише 1%. Вважається, що цієї групи крові взагалі не було серед населення американських індіанців та австралійських аборигенів до європейської колонізації.
Частка населення з групою крові А – найбільша серед європейського населення, особливо високий цей показник у жителів Скандинавії і Центральної Європи, хоча часто ця група крові зустрічається й серед австралійських аборигенів та етнічних груп Чорноногих індіанців, які проживають у штаті Монтана (США).
Асоціація з фактором фон Віллебранда
Антигени системи АВО також утворюються у факторі фон Віллебранда (ФВ), глікопротеїні, який бере участь у гемостазі (зупинці кровотечі). Так, в особи, яка має О групу крові, підвищується ризик виникнення раптової кровотечі, адже близько 30% від загальної генетичної мінливості плазми фактора фон Віллебранда пояснюється впливом системи груп крові ABО, а у осіб з групою крові О рівень фактора фон Віллебранда (і VIII фактора) у плазмі крові – нижчий, ніж у людей, котрі мають інші групи крові.
Крім того, рівень ФВ в загальному серед населення поступово знижується, що пояснюється поширеністю групи крові О з Cys1584 варіантом ФВ (поліморфізму амінокислоти у структурі ФВ) гену ADAMTS13 (який кодує діяльність протеази, що розщеплює ФВ). На 9 хромосомі вона займає той самий локус (9q34), що і система груп крові АВО. Більш високий рівень фактора Віллебранда зустрічається серед людей, у яких вперше був ішемічний інсульт (від згортання крові). Результати цього дослідження показали, що дефіцит ФВ був зумовлений не появою поліморфізму ADAMTS13, а зумовлений лише групою крові людини.
Зв'язок із захворюваннями В осіб які мають групу крові О, у порівнянні з людьми, які мають інші групи крові (A, AB, і B) ризик виникнення плоско клітинної карциноми – нижчий на 14%, а базаліоми – нижчий на 4%. Крім того, цю групу крові пов’язують із нижчою ймовірністю виникнення раку підшлункової залози. В-антигени асоціюють із підвищеним ризиком раку яєчників. Рак шлунка - найбільш характерний для осіб з групою крові А, а найрідше зустрічається серед населення з групою крові О.
Підгрупи системи груп крові АВО
А1 і А2
Група крові А містить близько двадцяти підгрупи, з яких найбільш поширеними є А1 і А2 (більше 99%). A1 становить близько 80% всіх випадків групи крові А. Ці дві підгрупи є взаємозамінними, якщо говорити про переливання крові, проте дуже рідко бувають випадки, при переливанні різних підтипів крові виникають певні ускладнення.
Бомбейський фенотип У людей, які мають рідкісний бомбейський фенотип (HH) червоні кров’яні клітини не виробляють антиген Н. Оскільки антиген H виконує функції попередника для утворення і А, і В антигенів, то його відсутність означає, що люди не мають також ні А, ні В антигенів (явище аналогічне групі крові O). Однак, на відміну від групи O, антиген H відсутній, тобто в організмі людини утворюються ізоантитіла до антигену H, а також до А і В антигенів. Якщо цим особам переливають кров групи О, то анти-Н антитіла зв'язуються з антигеном H на еритроцитах донорської крові і знищують власні еритроцити в процесі комплемент-опосередкованого лізису. Саме тому, особам із бомбейським фенотипом можна переливати кров лише від інших hh. Позначення в Європі та країнах колишнього СРСР. У деяких країнах Європи, "O" в системі груп крові АВО замінена на "0" (нуль), що означає відсутність А чи В антигену. У країнах колишнього СРСР для позначення груп крові використовують римську нумерологію, а не літери. Це оригінальна класифікація груп крові Янського, згідно з якою є чотири групи крові I, II, III, IV, які з використанням системи груп крові АВО означають відповідно O, A, B, і AB. Позначати групи крові літерами А і В вперше запропонував Людвік Гіршфельд (Ludwik Hirszfeld.)
Приклади методу тестування АВО і резус-D
Під час використання цього методу для дослідження беруться три краплі крові, які поміщаються на предметне скло разом із рідкими реагентами. Процес аглютинації вказує на наявність чи відсутність антигенів групи крові в досліджуваному матеріалі.
Створено універсальну кров з усіх типів крові та штучної крові
У квітні 2007 року, міжнародна команда дослідників опублікувала в журналі Nature Biotechnology недорогий і ефективний спосіб перетворення груп крові A, B та AB у групу крові О. Цей процес здійснюється з допомогою ферментів глікозидази з конкретної бактерії, які дають змогу вилучити антигени груп крові з червоних кров’яних клітин. Вилучення антигенів А і В поки що не вирішує проблеми антигенів резус-фактору, які містяться у клітинах крові. Перед використанням цього методу потрібно проводити глибокі дослідження та експерименти за участі великої кількості учасників. Іншим підходом до вирішення проблем антигенів крові є створення штучної крові, яку можна буде використовувати в якості замінника у надзвичайних ситуаціях.
Гіпотези
Є безліч популярних гіпотез, пов’язаних із системою груп крові АВО. Вони виникли ще відразу після виявлення системи груп крові АВО і їх можна знайти у різних культурах по всьому світу. Наприклад, впродовж 1930-х років у Японії та деяких інших частинах світу стали популярними теорії, які поєднували групи крові і тип особистості.
Популярність книги Пітера д’Адамо (Peter J. D'Adamo), «Іжте те, що необхідно для вашої крові» та його концепції 4 групи – 4 шляхи до здоров’я, вказує на те, що схожі теорії й надалі залишаються популярними. Згідно з книгою цього автора можна визначити оптимальний раціон, ґрунтуючись на системі груп крові АВО (дієта за групами крові).
Іншою цікавою здогадкою є те, що наявність групи крові А викликає важке похмілля, групу O пов'язують із прекрасними зубами, а в осіб з групою A2 – найвищий рівень IQ. Проте, жодних наукових доказів для цих тверджень на сьогодні не існує.
Таким чином, дієта (харчування) за групами крові, асоціація із характером, типом особистості чи зв’язок з важкістю похмілля навряд чи є достатньо обґрунтованими і асоціювати ці ознаки чи особливості із наявністю тієї чи іншої групи крові у відповідної ознаки не варто.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
