Текст уведомления здесь

Твой порядковый номер

Чем отличаются группы крови, что такое резус-фактор и зачем эволюции было угодно их придумать

14 июня отмечается Всемирный день донора крови. Давайте быстро разберемся, откуда вообще взялись группы крови, которые столь важны для донорства, и что еще интересного скрывается за этим понятием.
Добавить в закладки
Комментарии

Долгая кровавая история

Кровь всегда имела сакральное значение для человечества. Обычный здравый смысл и наблюдательность всегда подсказывал нам ее критическую важность для жизни. Когда раненый терял много крови, ничем хорошим это не заканчивалось. На протяжении тысяч лет кровь бессчетное количество раз пытались принимать внутрь и применять наружно, но к заметному лечебному эффекту, как вы догадываетесь, это не приводило. Мысль о том, что, возможно, с кровью они делают что-то не так, начала посещать медиков лишь после 1628 года, когда английский натуралист Уильям Гарвей описал систему кровообращения.

Поняв, что кровеносная система замкнута на самой себе и выпитая пациентом кровь до нее ну никак не дойдет, медицинские умы начали экспериментировать с прямым введением веществ в кровоток. В зловещем 1666 году, после череды опытов с вливанием в вены подопытного пса самых немыслимых жидкостей, англичанин Ричард Ловер сделал первое переливание крови. А полтора столетия спустя лондонский акушер Джейм Бланделл отчитался о первом переливании крови между людьми, после чего провел еще несколько удачных трансфузий, спасая рожениц от послеродовых кровотечений.

Рисунок из британского медицинского труда 1873 года, показывающий процедуру переливания крови. Источник: Wellcome Collection / CC BY 4.0
Рисунок из британского медицинского труда 1873 года, показывающий процедуру переливания крови. Источник: Wellcome Collection / CC BY 4.0

Последующие десятилетия процедура переливания крови многократно повторялась, но так и не получила широкого распространения. Техника переливания совершенствовалась и становилась все доступнее, но процедура все еще оставалась смертельно опасной для пациента. Если речь не шла о жизни больного, медики не спешили браться за столь рискованное дело. Некоторым переливание крови спасало жизнь, у других же прямо во время процедуры или сразу после подскакивала температура, краснела кожа и начиналась тяжелая лихорадка. Кому-то из пациентов удавалось выкарабкаться, кому-то нет. С чем это было связано, объяснить никто не мог.

Сегодня мы знаем, что врачеватели XIX столетия раз за разом сталкивались с острой гемолитической трансфузионной реакцией, или гемотрансфузионным шоком, который наступает при несовпадении группы крови донора и реципиента. Открытие того, что кровь бывает разная, дало возможность обойти риск этого осложнения путем подбора совместимого донора и сделало переливание крови будничной медицинской процедурой. Кому же мы обязаны этим открытием?

Почему Всемирный день донора назначен именно на сегодня?

Потому, что 14 июня 1868 года в Вене родился будущий нобелевский лауреат Карл Ландштейнер. Двадцать лет спустя, работая на кафедре патологической анатомии Венского университета, совсем молодой исследователь столкнулся с любопытным феноменом: сыворотка крови одних людей при добавлении эритроцитов других почти всегда вызывала их слипание. При этом клетки крови опадали на дно чашки Петри характерными комками.

Карл Ландштейнер в своей лаборатории в Институте патологии Венского университета. 1930 год.

Карл Ландштейнер в своей лаборатории в Институте патологии Венского университета. 1930 год.

Заинтригованный Ландштейнер решил провести более широкую серию опытов. Подходя к главному открытию своей жизни, будущий нобелевский лауреат решил особенно не заморачиваться с выбором доноров: быстро взяв кровь у себя и пяти своих коллег, он отделил сыворотку от эритроцитов и деловито взялся смешивать полученные образцы. Тщательно проанализировав их реакции между собой и применив элементарные познания в комбинаторике, Ландштейнер заключил, что в сыворотке присутствуют антитела двух видов, которые он назвал агглютининами. При смешении крови и сыворотки разных людей антитела связываются с распознаваемыми участками на поверхности красных кровяных телец, эритроцитов (а эти участки Карл назвал агглютиногенами), склеивая эритроциты друг с другом. При этом в норме никакой реакции слипания эритроцитов в обычной крови человека не происходит.

Просуммировав все это, исследователь сформулировал главное правило переливания крови:

«В организме человека антиген группы крови (агглютиноген) и антитела к нему (агглютинины) никогда не сосуществуют».

В дальнейшем Ландштейнер с учениками описали четыре группы крови. Подбор донора по их совместимости позволил резко снизить число фатальных осложнений при переливании, сделав процедуру сравнительно простой, а Ландштейнера — знаменитым.

Чем отличаются группы крови

Что же представляют собой молекулы-агглютиногены? Это цепи полисахаридов, прицепленные к белкам и липидам поверхности эритроцитов. Их структура и определяет, будут ли они связываться специфическими антителами. Всего агглютиногены у человека бывают двух видов — типа, А и В. Если у вас на эритроцитах отсутствуют обе эти молекулярные метки, то вы обладатель самой распространенной 0(I) группы крови. Если на ваших эритроцитах сидит лишь агглютиноген А, то у вас А(II) группа, а если только В, то — В(III). Наконец, если ваши эритроциты обладают обеими этими молекулами, вы редкий хозяин AB(IV) группы крови.

Схема: Анатолий Лапушко / Chrdk.
Схема: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Чтобы иммунная система не атаковала наш собственный организм, в норме у нас не должно быть антител к собственным белкам и полисахаридам. Поэтому у каждого из нас нет антител-агглютининов именно к собственным, родным агглютиногенам, иначе наши эритроциты тут же начали бы слипаться. А вот к чужим агглютиногенам в вашем теле антитела, наоборот, в наличии. Это и объясняет, почему переливание несовпадающих групп крови приводит к болезненной реакции организма. То, насколько она будет сильной и опасной для пациента, зависит от количества перелитой крови и множества других факторов. Иногда это может быть легкое аллергическое недомогание, а иногда — массированное слипание эритроцитов с их распадом (гемолиз) или анафилактический шок, вполне способные загнать пациента в могилу.

Что такое резус-фактор

Еще один общеизвестный показатель совместимости крови — резус-фактор. Он был открыт в 1940 году уже знакомым нам Ландштейнером на макаках-резусах. Положительный или отрицательный резус (Rh+\Rh-) определяется наличием или отсутствием на поверхности клеток крови одного белка — антигена D. Разница в том, что, в отличие от антител-агглютининов, заранее антител к чужому резус-фактору в организме нет — он начинает вырабатывать их после того, как встретит «посторонних». И потому проблемы совместимости чаще всего возникают при повторных переливаниях не совпадающей по резусу крови.

Резус-фактор и система групп крови AB(0) считаются наиболее важными для выбора донора, и именно их комбинацию мы имеем в виду, говоря «группа крови». Но справедливости ради нужно сказать, что это лишь две из более чем трех десятков систем определения групп крови, связанных с примерно 300 различными антигенами на поверхности эритроцитов. Однако оказывается, что для большинства случаев связки из системы АВ(0) и резус-фактора вполне хватает для подбора донора без особого риска для здоровья реципиента.

Фото: Sura Nualpradid / Фотодом / Shutterstock

Фото: Sura Nualpradid / Фотодом / Shutterstock

Резус-конфликт

В естественных условиях кровь разных людей никогда не смешивается, так что природе проблема совместимости ее групп в принципе не знакома. Кроме одного случая — резус-конфликта плода и матери.

Нет, естественно, кровеносные системы матери и растущего в ее утробе ребенка разделены плацентой и ни о каком смешении крови говорить нельзя. Однако во время родов некоторое — пусть и небольшое — количество крови плода может попасть в материнскую и наоборот.

Изредка такой сценарий разворачивается при несовпадении групп матери и плода по системе АВ(0). Но гораздо чаще он сопровождает конфликт по резус-фактору. Если мать резус-отрицательна, а ребенок — резус-положителен, материнская иммунная система распознает резус-фактор крови ребенка как чужеродный антиген и начнет выработку антител к нему. Поэтому первая беременность и роды, как правило, проходят нормально, а вот к следующей у матери уже будет полным-полно антител к соответствующему резусу. И если второй ребенок тоже будет резус-положителен, то уже «опытный» после своего знакомства со старшим ребенком иммунитет матери будет вредить младшему. Выработанные им антитела, проходя через плацентарный барьер, будут атаковать эритроциты плода. Это и есть резус-конфликт.

Облепленные материнскими антителами эритроциты плода начинают пожираються клетками уже его иммунной системы, что в итоге перегружает организм продуктами их распада, окрашивающими кожу новорожденного, пострадавшего от иммунитета матери, в желтоватый цвет.

Зачем же мы такие разные

Природе не знакомы переливание крови и проблемы совместимости ее групп, поэтому кажется, что пестрое многообразие групп крови не имеет издержек для выживания и могло появиться просто в виде закрепившейся случайности. Но, как мы только что узнали, существование как минимум двух вариантов резус-фактора уже имеет адаптивную цену и создает заметные риски при беременности, снижая плодовитость популяции смешанного Rh+\Rh- состава. Так, может быть, все не случайно? И существование разных групп крови дает нам какие-то эволюционные преимущества?

Судя по всему, все действительно не случайно. На формы генов, отвечающие за антигенные маркеры групп крови, действует балансирующий отбор, упрямо поддерживающий их разнообразие. То есть человечество явно что-то выигрывает благодаря тому, что групп крови несколько. Выяснилось, что мутации, приводящие к появлению группы 0(I), независимо происходили в истории человечества аж три раза и каждый раз настойчиво закреплялись естественным отбором.

Возможным преимуществом существования нескольких групп крови могла стать устойчивость к различным заболеваниям. Так, обладатели 0(I) группы гораздо легче переносят малярию, возможно — из-за отсутствия эффекта слипания эритроцитов, инфицированных плазмодием. Но все имеет свою цену, и другое исследование показывает, что носители 0(I) более уязвимы к холере в сравнении с другими группами.

Еще интереснее выглядит другая возможная причина существования групп крови. Антигены, определяющие принадлежность к одной из групп крови, экспрессируются не только на поверхности эритроцитов, но и на других клетках крови и могут легко входить в состав оболочек вирусов, которые отпочковываются от них в случае инфицирования. Именно так поступает вирус иммунодефицита человека.

Отпочковываясь от Т-лимфоцита, ВИЧ прихватывает на своей мембране антигены. Теперь, попав в кровь другого человека с несовпадающей группой крови, этот вирус будет с какой-то (далеко не стопроцентной!) вероятностью заблокирован антителами-агглютининами нового хозяина. Если же он попадет в организм совместимого по группе крови хозяина, такой реакции не произойдет. Поэтому получается, что подхватить ВИЧ от несовместимого с нами по группе крови человека нам чуточку тяжелее, чем от совместимого (но не слишком этим обольщайтесь! От ВИЧ одно только это не защитит, и не стоит усугублять и без того невеселую российскую статистику).

В случае, если подобная инфекция поражает популяцию, для выживания становится полезно иметь редкую группу крови, «не как у всех». Поскольку новые вирусы возникают с завидной регулярностью, мода на группу крови будет постоянно меняться, их разнообразие — поддерживаться, а их распространенность — колебаться.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Осень, что же будет завтра с нами

Как организм человека реагирует на приближение зимы и можно ли ему как-то помочь

По мере сокращения светового дня многие животные впадают в спячку, а люди начинают чувствовать себя сонными и унылыми. Как это связано с недостатком солнечного света? И значит ли это, что физиологически мы слабеем зимой? «Чердак» составил краткий путеводитель по биологическим ритмам человека и рассказывает, отчего и куда они могут сдвинуться.
Добавить в закладки
Комментарии

Биоритмы — это смена сна и бодрствования?

Не совсем. Биоритм (или циркадный ритм) — это цикл, по которому физиологические  процессы в организме сменяют друг друга. Привычный нам цикл сна и бодрствования — это циркадный ритм центральной нервной системы. Но часики тикают и на более глубоких уровнях. Например, около 10% генов, экспрессирующихся в каждой клетке организма, делают это циклично (то есть пик экспрессии приходится на определенное время суток). При этом только 1-3% этих генов общие у клеток разных типов, скажем печени и сердца, остальные отвечают за специфические для конкретного органа функции.

Разница между днем и ночью известна каждой клетке нашего организма. Во-первых, днем на них действует ультрафиолетовое излучение, а значит, копятся повреждения ДНК. Это особенно актуально для клеток кожи, которым было бы выгоднее делиться ночью, чтобы не множить мутации. Во-вторых, днем клетки получают больше еды. Именно поэтому и делиться им приходится тоже в светлое время суток, несмотря на опасность. В-третьих, днем большинство наших органов работает интенсивнее — сосуды, мышцы, почки, печень. Поэтому клеткам удобен режим, при котором днем активны одни гены, а ночью — другие. [ ... ]

Читать полностью
Фрагмент Королевских ворот в Хаттусу, столицу Хеттской империиStylone / Фотодом / Shutterstock

Бронзовый коллапс, или Куда делись все эти люди

Чем был вызван кризис средиземноморских цивилизаций три тысячи лет назад

В конце второго тысячелетия до нашей эры в Греции и на Ближнем Востоке — в Месопотамии, в Древнем Египте, в Сирии, в Малой Азии — творились очень странные дела. Великие царства бронзового века одно за другим уходили в небытие, из ниоткуда появлялись новые народы, хроники повествовали о нашествиях, голоде и прочих бедствиях. Историки долго предпочитали винить во всем «народы моря», но теперь, благодаря археологическим данным, полученным в последние годы, у нас, кажется, есть основания иначе отвечать на вопрос, кто виноват в коллапсе «бронзовых» цивилизаций.
Добавить в закладки
Комментарии

Как рассказывает профессор Эрик Клайн из Университета Джорджа Вашингтона, директор Капитолийского археологического института, автор книги «1177 BC: The Year Civilization Collapsed», Средиземноморье позднего бронзового века представляло собой мир, очень похожий на современный, — глобализованное пространство с торговыми нитями, опутавшими всю ойкумену, то есть все страны, составлявшие на тот момент европейскую цивилизацию.

Торговые и культурные связи второго тысячелетия до нашей эры обеспечивали единый высокий технологический уровень городов Греции и Ближнего Востока во всем: в кораблестроении, в архитектуре, в обработке металлов. Чтобы показать протяженность и устойчивость торговых путей бронзового века, достаточно сказать, что олово для выплавки бронзовых изделий поступало, скорее всего, из Афганистана, а медь брали на Кипре.  Города были оснащены системами водоснабжения, инженерный уровень которых античным грекам тысячу лет спустя и не снился.

Все это откатилось назад со страшной скоростью в кратчайшие по меркам истории сроки, чтобы сбросить с древнего мира бронзовый век и позволить ему войти в новый век — железный, в ту историю, которую мы изучаем в школе.

За относительно короткое время — в древнеегипетских надписях зафиксирован промежуток от 1207 до 1177 года до нашей эры — весь прекрасный бронзовый мир растворяется. Торговые связи рушатся. Из известных нам царств бронзового века в более-менее нетронутом виде остается Египет, который теряет контроль над Сирией и Палестиной. Вавилон и Ассирия сохраняют разве что локальное значение. Исчезает микенская цивилизация. Разрушена Троя. [ ... ]

Читать полностью

Незримые жнецы

Четыре болезни, бравшие города штурмом

От одних названий болезней, которые свирепствовали на планете в Средневековье, до сих пор бросает в дрожь. Этот страх оправдан: не все вирусы и бактерии, вызывающие смертельные болезни, остались в прошлом. Мы расскажем о невидимых врагах, которые нанесли сокрушительные удары по цивилизации: чуме, оспе, холере и проказе.
Добавить в закладки
Комментарии

Чума: зараза зараз

Именно так — зараза — и переводится с латыни слово pestis — «фамилия», которую носит чумная палочка, Yersinia pestis. Вызываемая ей болезнь еще с античных времен выкашивала людей сотнями тысяч. Самая крупная волна чумы, Черная смерть, прокатилась по Азии, Гренландии, Европе и Северной Африке в середине XIV века: из природного очага в пустыне Гоби монгольские конники и торговцы передали эстафетную чумную палочку в Китай и Индию. Оттуда чума проникла в Европу, где убила десятки миллионов человек. В Средние века никто не догадывался о том, что такая форма жизни, как бактерия, вообще существует, и тем более не знал, как лечить чуму и прививать от нее. А сама бактерия, Yersinia pestis, была открыта только в 1894 году.

Считается, что болезнь досталась людям от крыс, а переносили ее блохи, которые в Средневековье водились и у грызунов, и у придворных дам. Сначала развивалась бубонная чума: бактерии по лимфатическим сосудам попадали в ближайший лимфоузел, который воспалялся и разрастался, образуя бубон. Сильнее всего страдали шейные, подмышечные и паховые лимфоузлы. На поздних стадиях чумная палочка попадала в легкие — возникала легочная чума. Размножение в легких позволяло бактериям быстро передаваться между людьми. И наконец, когда палочки добирались до кровеносных сосудов, развивалась септическая чума — самая опасная и чаще всего летальная.

«Чумная» маска, которую надевали врачи во времена эпидемий. Фото: Wellcome Collection / CC BY 4.0
«Чумная» маска, которую надевали врачи во времена эпидемий. Фото: Wellcome Collection / CC BY 4.0

[ ... ]
Читать полностью