Группы крови. Системы AB0 и Rh
Антигены и система AB0
Антигены, находящиеся на эритроцитах и определяющие группу крови человека, зависят от того, какие гены он унаследовал от своих родителей. Сами по себе антигены являются веществами, которые организм считает чужеродными (если конкретный антиген не присутствует в своей крови).
Антигены систем групп крови AB0 и Rh
При попадании в кровоток эритроцитов с чужеродными антигенами после переливания несовместимой донорской крови, у реципиента возникает иммунная реакция. Происходит это потому, что антитела (иммуноглобулины), которые вырабатываются определенными В-лимфоцитами, прикрепляются к антигенам на плазматических мембранах введенных эритроцитов и заставляют их слипаться друг с другом. Это ведет к цепи других опасных для жизни процессов:
- Поскольку ветви Y-образных антител случайным образом прикрепляются более чем к одной поверхности чужеродных эритроцитов, они образуют сгустки эритроцитов. Это называется агглютинацией (склеиванием);
- Сгустки эритроцитов блокируют мелкие кровеносные сосуды во всем организме, лишая ткани кислорода и питательных веществ;
- По мере разрушения эритроцитарных комочков в процессе, называемом гемолизом, их гемоглобин высвобождается в кровоток и попадает в почки.
- Почки фильтруют кровь. Однако интенсивность высвобождения гемоглобина может легко нарушить их фильтрующую способность, что может привести к быстрому развитию почечной недостаточности у пациента.
На мембранах эритроцитов было выявлено более 50 антигенов, но наиболее значимые, с точки зрения их потенциального вреда пациентам, классифицируются по двум системам: системе крови AB0 и резус фактору.
Антигены обычно представляют собой большие белки, но могут включать другие классы органических молекул, в том числе углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты.
Хотя название системы крови AB0 состоит из трех букв, типизация крови AB0 обозначает наличие или отсутствие только двух антигенов — A и B. Оба являются гликопротеинами.
Лица с наличием антигенов A, B и AB имеют группы крови A(II), B(III) и AB(IV) соответственно. Те же, кто не имеет ни A, ни B антигенов, имеют 0(I) группу крови. Таким образом, у людей насчитывается четыре группы крови A, B, AB, 0.
В СССР применяли нумерацию по Янскому, где группы крови пишутся римскими цифрами (I, II, III, IV). Поэтому нам более привычно называть группы крови как: первая (0), вторая (A), третья (B) и четвертая (AB).
Чтобы избежать реакции на переливание, донорская кровь должна быть совместима с кровью пациента, которому проводится переливание. В частности, в эритроцитах донора должны отсутствовать те же антигены AB0 и Rh D, которые отсутствуют в эритроцитах пациента.
Обычно организм должен подвергнуться воздействию чужеродных антигенов, прежде чем приступить к выработке антител. Это не относится к системе крови AB0.
В крови людей с группой А— без предварительного контакта с несовместимой кровью — уже сформированы антитела к антигену B, циркулирующие в их плазме.
Эти антитела, называемые анти-В антителами, будут вызывать агглютинацию и гемолиз, если они когда-либо столкнутся с эритроцитами, содержащими антигены типа B.
Антигены на эритроцитах и антитела в плазме
- Группа А (II) — имеет только антиген A на эритроцитах и антитело B в плазме.
- Группа B (III) — обладает только антигеном B на эритроцитах и антителом А в плазме.
- Группа АВ (IV) — антигены A и B на эритроцитах и отсутствие антител в плазме.
- Группа 0 (I) — не имеет антигенов A или B на эритроцитах, но в плазме находятся антитела A и B.
Учитывая все это, пациенты с кровью А могут получать кровь от доноров с такой же группой (не имеющего антигена В) или с кровью 0 группы (не содержащей ни одного антигена AB0). Аналогична ситуация и для пациентов с группой B, им подходит либо свой тип крови, либо кровь 0 группы.
Схема переливания крови без учета резус-фактора
Если не учитывать резус-фактор, то кровь можно переливать следующим образом:
- Реципиенты с любой группой крови могут получить кровь от доноров с 0 группой (I);
- Кровь A группы (II) подходит реципиентам с группами А (II) и АB (IV);
- Кровь B группы (III) подходит реципиентам с группами B (III) и AB (IV);
- Реципиенты с кровью AB (IV) могут получить кровь от доноров с любой группой крови, однако их кровь подходит только обладателям AB (IV) группы.
Cейчас медики стремятся к тому, чтобы переливать человеку идентичную группу крови. От этого правила отступают лишь в крайних случаях.
Резус (Rh)-принадлежность
Резус-группа крови классифицируется в зависимости от наличия или отсутствия второго эритроцитарного антигена, идентифицированного как резус-фактор.
Впервые он был обнаружен у вида приматов, известного как макака-резус, который часто используется в исследованиях, потому что его кровь похожа на человеческую.
Несмотря на то, что были идентифицированы десятки резус-антигенов, только один, обозначенный как D, имеет клиническое значение.
Лица, имеющие антиген Rh D на эритроцитах, считаются резус-положительными (Rh+), а все остальные — резус−отрицательными (Rh—).
Резус-группа отличается от системы AB0. Любой человек, вне зависимости от группы крови, обладает или не обладает антигеном Rh.
При указании группы крови пациента резус-группа обозначается добавлением знака плюс или минус к типу АВ0. Например, положительный (A+) означает кровь АВ0 группы А с наличием резус-антигена, а отрицательный (AB—) означает кровь AB0 группы AB без резус-антигена.
Резус-фактор имеет первостепенное значение в акушерстве, являясь основной причиной гемолитической болезни новорожденных (ГБН).
Как и группы крови AB0, резус-фактор является унаследованным белком крови или антигеном красных кровяных телец.
Филип Левин в 1939 году обнаружил, что сыворотки большинства женщин, родивших детей с гемолитической болезнью, содержали антитела, которые реагировали с эритроцитами младенцев и с эритроцитами 85% европеоидов.
С клинической точки зрения, антиген D имеет большое медицинское значение. Это обусловлено тем, что при переливании Rh+ эритроцитов людям с отрицательным резусом у них могут сформироваться аллоантитела.
Побочные эффекты могут не наблюдаться при первом введении резус-несовместимой крови, но иммунная система среагирует на чужеродный резус-антиген, вырабатывая анти-резус-антитела.
При повторном введении резус-положительной крови реципиенту с анти-резус-антителами, они будут атаковать чужеродные эритроциты, вызывая их адгезию или агглютинацию.
В результате гемолиза эритроцитов развиваются тяжелые осложнения, иногда заканчивающиеся смертью реципиента.
Как развивается резус гемолитическая болезнь
Антиген D представляет проблему для RhD-отрицательных матерей, вынашивающих ребенка с RhD-положительными эритроцитами, которые тот унаследовал от отца.
При такой ситуации проникновение в кровоток матери эритроцитов плода во время родов или травм, связанных с беременностью (например, амниоцентез), может привести к выработке у нее анти-резус-фактора, как ответной реакции на кровь ребенка.
Как правило, осложнений во время первой беременности не возникает. Это объясняется тем, что материнский организм не способен вырабатывать значительное количество антител.
Вместе с тем, при отсутствии лечения во время первой беременности и наступлении повторной беременности с положительным резусом у плода, у матери возрастает способность производить антитела в больших количествах.
С увеличением уровня антител в организме матери возможно разрушение эритроцитов ребенка. Это может вызвать как гемолитическую болезнь новорожденного, так и повреждение у него головного мозга.
На сегодняшний день можно предотвратить подобную ситуацию, назначив таким женщинам иммуноглобулин Rh (D) в течение 72 часов после родов.
В отличие от системы ABO, естественных антител против антигенов резуса нет. Антитела против резус-антигенов вырабатываются только в определенных ситуациях, например, при резус-несовместимой беременности или переливании крови.
Большинство из них представляют собой антитела IgG и небольшое количество IgM. Это неполные антитела, которые могут быть обнаружены в крови новорожденных с помощью прямого теста Кумбса, а в крови матери с помощью непрямого теста Кумбса.
Как определяется группа крови?
Клиницисты могут быстро и легко определить группу крови пациента, используя коммерчески подготовленные антитела.
Неизвестный образец крови помещают в три отдельные лунки. В одну лунку добавляется небольшое количество анти-А антитела, в другую — небольшое количество анти-В антитела, а в третье анти-D антитело. Если антиген присутствует, то антитела вызывают видимую агглютинацию клеток.
Как думаете какая группа крови в образце на изображении ниже?
В каждую из трех лунок с одним образцом неизвестной группы крови по отдельности добавлены антитела к А, B, D антигенам
Правильный ответ — A+, потому что видимая агглютинация началась при добавлении А и D антител.
Наследование групп крови
Группы крови определяются генетикой. Ребенок унаследует гены от родителей — один от матери, другой от отца.
Кровь AB ребенка обусловлена наследованием антигена A от одного родителя и B от другого. Если получить антиген B от обоих родителей, это даст группу крови BB или B.
Группа крови 0, напротив, не содержит антигенов и не влияет на группы крови A и B. Это объясняется тем, что присутствие антигенов на эритроцитах определяется 3 типами генов, два из которых A и B являются доминантными и кодируют соответственно антиген A и антиген B. Ген 0 рецессивный и не кодирует образование антигенов.
Это означает, что если ребенок унаследует, например, кровь 0 от матери и кровь A от отца, то группа крови у него будет A, так как она является доминантной.
Также возможно, что два родителя с кровью группы A или B могут иметь ребенка с кровью группы 0, если они несут 0-антиген. Например, каждый из родителей с A0 кровью может передать 0-антиген своему ребенку, формируя 00 (или просто 0) кровь. Всего существует шесть таких комбинаций (AA, AB, BB, A0, B0, 00), которые называются генотипами. Четыре группы крови (A, B, AB и 0) происходят от этих генотипов.
История открытия и происхождение групп крови
В конце XIX в. Посредством серии экспериментов австрийский врач Карл Ландштейнер разделил кровь на три хорошо известные группы: 0 (I), A (II), B (III). А в 1902 году учеными Декастелло и Штурли была описана четвертая AB (IV) группа крови. Совместное открытие ученых получило название системы АВ0.
На протяжении многих лет ученые не придавали значения образованию сгустков крови при смешивании в пробирке крови разных людей. Ландштейнер, в отличие от них, для выяснения причины слипания эритроцитов стал экспериментировать с кровью своих сотрудников.
Чтобы составить карту сгустков, он разделил каждый образец на плазму и эритроциты, а затем начал смешивать кровяные клетки одного человека с плазмой другого. Перебрав все варианты, он разделил кровь на три группы — A, B и C. Последнюю позднее переименовали в 0.
Важно отметить, что Ландштейнер вместе со своим американским коллегой Александром Винером открыли группу крови Rh и сообщили о ней в 1940, 1941 годах.
Происхождение
Группа крови A является самой древней и существовала до того, как человеческий вид произошел от своих предков-гоминидов. Считается, что тип B возник около 3,5 млн лет назад в результате генетической мутации, которая изменила один из сахаров, находящийся на поверхности красных кровяных телец.
А спустя еще 2,5 млн лет произошли мутации, которые сделали этот ген сахара неактивным, создав тип 0, не имеющего ни A, ни B версии сахара.
Группы крови и предрасположенность к заболеваниям
Многие люди не знают свою группу крови, хотя это знание помогло бы им снизить риск возникновения некоторых заболеваний, коррелирующих с определенной группой крови.
Типы AB, A и B повышают риск образования тромбов
Исследователи из Дании проанализировали генетическую предрасположенность к тромбозу глубоких вен (ТГВ) в зависимости от группы крови. Это заболевание характеризуется образованием тромбов в нижних конечностях, которые могут попасть в легкие и стать опасными для жизни.
По итогам анализа данных о 66 000 человек на протяжении более 30 лет, было установлено, что у лиц с типом AB, A или В, риск ТГВ на 40 процентов выше, чем у людей с типом 0, самым распространенным типом крови.
Типы AB, B и A повышают риск заболеваний сердца
Согласно результатам масштабного исследования, которое было опубликовано в журнале «BMC Medicine», среди людей с кровью A, B или AB чаще встречаются заболевания сердца, и живут они меньше, чем люди с кровью 0.
После семилетнего наблюдения за более чем 50 000 лицами среднего и пожилого возраста, исследователи обнаружили, что до 9% смертей от сердечно-сосудистых заболеваний были связаны с группой крови, отличной от 0.
Риск развития рака желудка повышен у обладателей групп A и AB
Ученые уже давно знают, что люди с кровью A подвержены риску рака желудка. Однако исследования, опубликованные в «BMC Cancer», показывают, что люди с кровью AB также находятся в группе риска.
Используя генетические данные большого количества случаев и контрольных групп, ученые обнаружили связь между группами крови и раком желудка у китайцев. Обзор 39 предыдущих исследований подтвердил их выводы.
У обладателей 0 типа крови снижена фертильность
Согласно исследованию, опубликованному в журнале «Human Reproduction», у женщин с первой группой крови в два раза чаще наблюдался повышенный уровень ФСГ, что свидетельствует о низком запасе яйцеклеток в яичниках (показатель фертильности). Однако исследователи не могли точно сказать, почему.
Деменция и потеря памяти: тип AB увеличивает риск
По данным исследования, опубликованном в журнале «Neurology», у людей с кровью типа AB риск ухудшения когнитивных функций в более позднем возрасте возрастает на 82 процента.
Инсульт: тип 0 имеет самый низкий риск
Как показало исследование, опубликованное в журнале «Journal of Thrombosis and Haemostasis», люди с кровью AB подвержены более высокому риску сердечно-сосудистых заболеваний, в частности, инсульту.
Биологи до сих пор исследуют причины этого. Одно из возможных объяснений состоит в том, что группы крови, отличные от 0, содержат больше фактора фон Виллебранда — белка, который в прошлом ассоциировался со свертыванием крови и инсультом.
COVID-19: тяжесть заболевания
Пациенты с COVID-19 и группой крови A или AB:
- чаще испытывают необходимость в искусственной вентиляции легких по сравнению с пациентами с кровью группы 0 или B;
- демонстрируют более высокую тяжесть заболевания, чем пациенты с кровью 0 или B.
Группа крови 0 также связана со сниженным риском заражения SARS-CoV-2.
Почему существуют правши и левши?
В большинстве стран негативное отношение к леворукости сошло на нет, но ученые по-прежнему хотят разгадать загадку этого разделения: почему праворуких больше?
