Группы крови: 100 лет спустя после открытия

Сегодня переливание крови — вполне традиционная и незаменимая в медицине лечебная процедура, способная при правильном применении не только значительно улучшить здоровье пациента, но и спасти ему жизнь.

Любопытно, что первые документированные переливания крови проводились ещё в XVII веке, но представляли собой скорее медицинские казусы. К примеру, французский врач того времени Жан-Батист Дени переливал кровь ягнят и телят буйным умалишённым в надежде, что она своей „мягкостью и свежестью успокоит сердце и кипение крови“ больных. Этот метод был запрещён решением французского суда после того, как в результате очередной подобной процедуры один из пациентов умер.

Старинные гравюры, изображающие: а) переливание крови человеку от животного; б) переливание крови от человека человеку.

Переливания крови человеку от человека появились на регулярной основе в начале XIX века — в Англии. Остались воспоминания одной из первых пациенток, потерявшей много крови при родах и получившей затем четверть литра донорской крови. По её словам, она ощутила, „будто сама жизнь проникает в её организм“.

Со временем, однако, выяснилось, что и переливание крови от одного человека другому вовсе не всегда проходит успешно. Необходимо, чтобы кровь донора „прижилась“ в организме того, кому эту кровь вливают (реципиента), оказалась с ней совместимой. Условия подобной совместимости были открыты лишь в начале ХХ века венским исследователем Карлом Ландштейнером. В 1900 году он опубликовал статью, в которой впервые сообщалось об индивидуальных отличиях крови людей.

Смешивая взятую у разных лиц сыворотку (жидкую часть) крови со взятыми у других людей эритроцитами (красными клетками крови), он обнаружил, что такое смешение в одних случаях приводило к слипанию эритроцитов и превращению их в сгустки, тогда как в других это явление отсутствовало. На основании подобных экспериментов было установлено, что у людей существуют четыре разных типа крови — четыре группы: 0(I), А(II), В(III) и АВ(IV). И по сей день они представляют собой фундамент современной трансфузиологии — науки о переливании крови.

При совместимости групп крови эритроциты донора не распознаются реципиентом как чужие и в его организме не разрушаются. Они, как и собственные, циркулируют в его крови, доставляя кислород от лёгких к тканям.

Но в чём же заключается эта самая совместимость? И чем определяется принадлежность крови к той или иной группе?

Модель мембраны эритроцита со встроенными молекулами групп крови разных систем. Таких систем на сегодняшний день известно 25 (АВ0, резус, Кромер, Диего, Даффи, MNS, Льюис и т.п.), и они включают в себя более 300 различных антигенов.

Традиционно принято рассматривать эритроциты как некие инертные клетки-контейнеры, заполненные гемоглобином и предназначенные для доставки кислорода тканям организма. Но дело в том, что функции эритроцита этим не ограничиваются: его наружная клеточная мембрана несёт на себе большое число молекул, набор которых предопределён генетически. Те из них, которые определяют группу крови, называются антигенами групп крови.

У обладателей группы А(II) на эритроцитах присутствует антиген А, группы В(III) — антиген В, группы АВ(IV) — оба антигена, а у тех, кто относится к группе 0(I), нет ни А, ни В. Что же касается сыворотки крови, то в ней содержатся антитела (особые белковые молекулы) к тем антигенам, которые отсутствуют на эритроцитах.

Надо сказать, что, как правило, разного рода антитела вырабатываются в организме в результате контакта с какими-то чужеродными агентами. Процесс этот называется иммунизацией, и именно он защищает нас от инфекций. Но анти-А и анти-В антитела (в отличие от всех прочих антител) появляются у всех людей с группами 0, А и В сразу после рождения и безо всякой иммунизации и потому именуются природными или естественными антителами.

Пробы на индивидуальную АВ0-совместимость крови донора и реципиента. В случае несовместимости сыворотка реципиента вызывает слипание эритроцитов донора (тромбы). За последние 100 с небольшим лет выяснилось, что кровь представляет собой поразительно сложную систему, каждый компонент которой вносит важный вклад в иммунитет.

Опыты Ландштейнера и сегодня используют для определения группы крови пациента. Если, например, не зная групповой принадлежности крови, взять наугад сыворотку группы 0 и эритроциты группы 0 и смешать их, то ничего не произойдёт, поскольку антителам сыворотки не за что ухватиться на эритроцитах 0. Но если ту же сыворотку группы 0 смешать с эритроцитами группы А, то антитела анти-А, присутствующие в сыворотке 0, „схватятся“ за молекулы А на эритроцитах группы А и вызовут слипание эритроцитов, собрав их в сгустки.

Так выглядит тромб — сгусток из слипшихся эритроцитов.

То же самое произойдёт и в кровеносных сосудах пациента с группой 0, а в дополнение к этому сработает механизм разрушения эритроцитов, покрытых антителами. Излишне объяснять, что в лучшем случае такое переливание закончится тяжёлым осложнением. Вот что означает несовместимость крови донора с организмом реципиента, и вот почему система антигенов АВ0 занимает особое место в трансфузиологии: существующие в крови природные антитела анти-А и (или) анти-В делают несовместимое переливание опасным для жизни.

Но каков же механизм наследования групп крови? Известно, что в геноме человека имеются гены А и В, отвечающие за синтез соответствующих антигенов. А недавно выяснилось, что и ген 0 существует тоже: он представляет собой не пустое место в хромосоме, а „испорченный“ мутациями и нефункционирующий ген А.

Во многих из этих пар хромосом генома есть информация о группах крови. Информация о группах системы АВ0 содержится в девятой паре, а о резусе — в первой.

У каждого из нас в клетках 23 пары хромосом, причём каждая пара — это отцовская и материнская гомологичные (подобные) хромосомы. Одни и те же позиции в них занимают гены, отвечающие за одни и те же признаки. Так, в определённой точке на девятой хромосоме располагается один из трёх генов, определяющих группу крови, — А, В или 0, а поскольку хромосом пара, то и определяет группу крови именно сочетание двух генов — отцовского и материнского.

Отсюда ясно, что человеку с группой 0 достались в наследство одинаковые гены от каждого из родителей и сам он в свою очередь может передать детям только один вариант — ген 0. Группа АВ указывает на присутствие и активность генов А и В одновременно. Носитель группы АВ может передать потомкам либо ген А, либо ген В. Поэтому если один из родителей имеет группу крови 0, а другой — АВ, то у детей может быть либо А0(II), либо В0(III) группа крови. В случаях же А(II) и В(III) нельзя определить, какое именно сочетание генов несёт первая пара хромосом: АА или А0, ВВ или В0. Выяснить это можно, лишь зная группу крови как у родителей, так и у детей. Тем не менее раньше — до эпохи молекулярной диагностики — исследование групп крови детей и родителей использовалось в спорных случаях судебной медициной для установления отцовства.

Родители с группами крови А(II) и В(III) могут иметь в первой хромосоме сочетание генов АА или А0, ВВ или В0. Поскольку каждый из родителей передаёт потомству по одному из этих генов, то у пары А0 и В0 могут быть дети с любой из четырёх групп: 00(I), А0(II), В0(III), АВ(IV). У пары же АА и ВВ — только с одной: АВ(IV).

Система антигенов АВ0 является для медицины важнейшей, но далеко не единственной. Помимо этих антигенов наружная мембрана эритроцита несёт на себе огромное число других молекул, выполняющих самые разнообразные функции, причём набор таких молекул у разных людей различен ввиду большого генетического разнообразия человеческой популяции.

Есть среди них и молекулы, способные вызвать иммунный ответ у тех людей, чьи эритроциты лишены аналогичных структур, — их тоже называют антигенами групп крови. И у реципиента при переливании ему крови, даже совместимой по АВ0, вполне могут вырабатываться антитела к другим антигенам донора и, более того, стать причиной тяжёлых осложнений при последующих трансфузиях.

К настоящему времени известно более 250 антигенов групп крови, объединённых в 25 систем в соответствии с закономерностями их наследования. Не все из них надо учитывать при переливаниях крови, но вот систему резус — вторую по значимости после АВ0 — учитывать приходится.

Около 15 процентов европейского населения резус-отрицательно, то есть не имеет на эритроцитах антигена резус. Резус-отрицательным больным можно переливать только резус-отрицательную кровь.

Особую проблему представляет собой так называемая резус-конфликтная беременность. Во время родов, когда отделяется плацента, в кровоток матери проникает небольшое количество крови плода, и если женщина резус-отрицательная, а родившийся младенец резус-положительный, то даже небольшая доза его эритроцитов может стать достаточной для иммунизации матери. Ей это ничем не грозит, но для следующих детей может оказаться опасным, если они тоже будут резус-положительными. Циркулирующие в крови матери антирезус-антитела проникают в этом случае через плаценту и повреждают резус-положительные эритроциты плода, что приводит к его тяжёлым внутриутробным поражениям и даже к гибели.

Чудесным достижением медицины теперь уже прошлого столетия стал способ профилактики этого конфликта. Он состоит в том, что сразу после родов женщине вводят специальный препарат, содержащий антирезус-антитела и быстро разрушающий попавшие в её организм резус-положительные эритроциты плода. Тем самым предотвращается выработка антирезус-антител у матери, что спасает жизнь и здоровье её будущих детей.

Помимо тщательного подбора крови теоретически возможен и другой способ достижения безопасности трансфузии. Это путь создания так называемой „идеальной“ крови, обладающей универсальной совместимостью, а также стабильностью и способностью активно осуществлять транспорт кислорода.

Такой препарат особенно актуален для пациентов, нуждающихся в постоянных переливаниях крови. Например, некоторые больные β-талассемией, гемоглобин которых недостаточно эффективен, получают в год в среднем 14,5 литра крови или эритроцитов, то есть за жизнь такому человеку нужно перелить около тонны чужих эритроцитов! Идеальным препаратом для этих больных стали бы универсальные эритроциты, совместимые и не вызывающие иммунного ответа. Работы последних лет вселяют надежду на создание такого препарата. Оказывается, можно закрыть антигены на поверхности эритроцита с помощью модифицированного полимера полиэтиленгликоля таким образом, чтобы эритроциты стали как бы „невидимыми“ для иммунной системы.

Подобный химический камуфляж не нарушает основные физиологические характеристики эритроцитов — их строение, срок жизни, способность связывать и переносить кислород. Опыты показали, что замена у мышей 80 процентов эритроцитов на химически модифицированные никак не сказывается ни на самочувствии животных, ни на их выживаемости.

Начавшаяся революция в области использования стволовых клеток и клонирования, вероятно, создаст в недалёком будущем возможность производить универсальные эритроциты в лабораторных условиях — путём культивирования эритроидных клеток, у которых генно-инженерными способами заблокированы гены опасных групп крови.

В последние годы появляется всё больше данных о функциях антигенов групп крови. Чаще всего такие антигены представлены лишь на эритроцитах, но есть и те, что встречаются в некроветворных тканях. Ряд этих белковых антигенов выполняет роль трансмембранных транспортёров (система Диего), переносящих через мембрану эритроцита молекулы воды, мочевины, анионы HCO₃^– и Cl^– и т. д.

Некоторые антигены групп крови очень похожи на рецепторы (система Кромер). Ещё одна серия антигенов групп крови представляет собой молекулы межклеточных взаимодействий. Они, как предполагают специалисты, могут быть особенно важны на ранних стадиях созревания эритроцита, ещё не покинувшего костный мозг. Многие молекулы выполняют структурные функции. Например, белки-гликофорины (система MNS) способствуют появлению на поверхности эритроцита отрицательного заряда, который благодаря электростатическому отталкиванию может предотвращать самопроизвольное слипание эритроцитов.

Карта распространения обладателей 0(I) группы крови (в процентах).

Некоторые микроорганизмы: одноклеточные паразиты, бактерии, вирусы — используют антигены групп крови в качестве рецепторов для заякоривания на эритроците и проникновения внутрь его. Так, малярийные паразиты Plasmodium vivax и Plasmodium knowlesi приспособились распознавать антигены системы Даффи, присутствующие на эритроцитах у всех европейцев. В ряде же районов, например, Западной Африки, где эпидемии малярии постоянны, этих антигенов лишено до 100 процентов коренного населения, устойчивого, в отличие от приезжих, к возбудителям малярии. Такой пример наглядно иллюстрирует, как в естественных условиях может происходить селекция определённых групп крови.

Другой пример связи патологии с определённой группой крови — это достоверно повышенная частота заболевания гастритом и язвой желудка среди лиц с группой крови 0(I) Le^b (антиген Le^b — представитель системы Льюис, ещё одной из 25 упомянутых). Оказалось, что возбудитель обоих заболеваний — бактерия Helicobacter pillory — на клетках слизистой желудка связывается с антигеном Le^b. У людей с группами крови А, В и АВ антиген Le^b недоступен для бактерий и поэтому не может служить рецептором для возбудителя.

Но самым загадочным для исследователей остаётся поразительное разнообразие антигенов групп крови в популяциях (см. таблицы распределения среди разных народов групп АВ0 и антигена резус).

Гипотеза о том, что разные группы крови — результат сосуществования человека с возбудителя ми различных инфекций, и в первую очередь оспы, чумы, холеры, кажется весьма привлекательной, но пока не получила полноценного подтверждения. Нынешнее поколение пересеклось с поколением, пережившим последнюю на Земле эпидемию оспы в Юго-Восточной Азии, и потому была возможность исследовать кровь выживших людей и выяснить, не пережили ли эпидемию преимущественно носители определённой группы крови. Оказалось, что среди выживших вовсе не преобладает та группа крови, которая должна была бы преобладать по этой гипотезе. И на сегодняшний день ещё нет объяснения существованию в природе такого разнообразия групп крови, за исключением уже приведённого примера с системой Даффи.

Область знаний, открытая более века назад гениальным Карлом Ландштейнером, представляет собой в настоящее время серьёзную науку, охватывающую широкий круг проблем — от обеспечения безопасности трансфузий до выяснения тонких молекулярных механизмов регуляции экспрессии генов. Название этой науки — иммуногематология.

В своей статье 1900 года Ландштейнер написал, что его наблюдение „возможно, пригодится человечеству“. Теперь уже ясно, что именно так и произошло.

В заключение нельзя не коснуться ещё одного аспекта этой тематики. В последнее время публикуется немало статей и книг о том, как правильно питаться людям с разными группами крови. Разоблачать научную несуразность таких публикаций — дело неблагодарное. Оно равносильно попытке атеиста убеждать верующих в том, что Бога нет. Впрочем, важно лишь то, чтобы в этих книгах не было советов, способных повредить здоровью человека или заставить его отказаться от врачебной помощи.

Вполне понятно, чем привлекательны рекомендуемые подобными публикациями диеты: они не содержат никаких особых ограничений. Правда, и к группам крови они не имеют отношения, но какое значение это может иметь для читателя, которому обещается возможность похудеть и поправить своё здоровье!

Многие поверили таким обещаниям, а некоторым это и в самом деле помогло: вера — могучий психологический фактор. Их, по всей видимости, разубедить не удастся, а возможно, и не имеет смысла.

Источник: „Наука и жизнь“