Полиморфизм по группам крови.

Разные люди по-разному реагируют на переливание крови. В некоторых случаях происходит агглютинация (слипание) эритроцитов. Реакция агглютинации обусловлена иммунологическим взаимодействием антигенов, содержащихся в эритроцитах донора, и антител, содержащихся в сыворотке крови реципиента, поэтому антигены групп крови приобретают все большее значение в медицине.

В зависимости от типа содержащегося в крови антигена различают четыре группы крови (А, В, АВ и О), которые определяются серией из трёх аллелей: IA, IB и I0. Аллель I0 рецессивен по отношению к аллелям IA и IB. Аллели IA и IB — кодоминантны. Три аллеля образуют шесть диплоидных генотипов, которые и проявляются фенотипически как четыре группы крови в системе АВО. Каждый человек относится к одному из этих четырёх фенотипических классов.

Генетические основы групп крови (Stern, 1960)

Генотип Фенотип

I0i0 группа о

IAIA и IAI0 группа А

IBIB и IBI0 группа В

IAIB группа АВ

Популяции людей обычно полиморфны по группам крови системы АВО, однако различаются по частотам аллелей.

Частоты различных групп крови и лежащих в их основе аллелей известны для сотен локальных популяций из самых различных областей земного шара:

Частоты аллелей гена I в трёх популяциях человека (Mourant, 1954; Mourant, 1976*)

Популяция частота

IA IB IO

Упсала(Швеция) 0.319 0.079 0.603

Пенджаб (Индия) 0.181 0 .259 0.560

Индейцы племениНавахо (Нью-Мексико) 0.133 0.000 0.867

Почти во всех популяциях коренных обитателей Западной Европы наблюдается высокая частота аллеля IA и низкая (менее 10%) частота аллеля IB.

В Центральной Азии наблюдается высокая (20 — 30%) частота аллеля IB.

Среди американских индейцев аллель I0 встречается с высокой частотой, тогда как аллель IB редок или отсутствует вовсе.

Следовательно, равновесие между разными типами несколько сдвигается при переходе из одной географической области в другую.

К межпопуляционным различиям в концентрации определенных аллелей приводит стабилизирующая форма естественного отбора.

Неслучайное распределение по планете аллелей эритроцитарных антигенов АВ0 может быть, например, обусловлено различной выживаемостью лиц, отличающихся по группе крови, в условиях частых эпидемий особо опасных инфекций.

Области сравнительно низких частот аллеля I0 и относительно высоких частот аллеля IB в Азии примерно совпадают с очагами чумы. Возбудитель этой инфекции имеет Н-подобный антиген. Это делает людей с группой крови О особенно восприимчивыми к чуме, так как они, имея антиген Н, не способны вырабатывать противочумные антитела в достаточном количестве. Указанному объяснению соответствует факт, что относительно высокие концентрации аллеля I0 обнаруживаются в популяциях аборигенов Австралии и Полинезии, индейцев Америки, которые практически не поражались чумой.

Туберкулез легких у людей с группой крови О лечится с бОльшим трудом, чем у лиц с группой крови А. Вместе с тем лечение больных сифилисом людей с группой крови 0 быстрее вызывает переход болезни в неактивную стадию. Для лиц с группой крови 0 вероятность заболеть раком желудка, раком шейки матки, ревматизмом, ишемической болезнью сердца, холециститом, жёлчно-каменной болезнью примерно на 20% ниже, чем для лиц с группой А.

Частота заболеваемости «натуральной» оспой, тяжесть симптомов, смертность выше у лиц с группой крови А или АВ в сравнении с лицами, имеющими группу крови 0 или В. Причина в том, что у людей первых двух групп отсутствуют антитела, частично нейтрализующие оспенный антиген А. Лица с группой крови 0 в среднем имеют возможность прожить дольше, однако для них выше вероятность заболеть язвенной болезнью.

Примеры аллелей, имеющих адаптивное значение

Аллели и генотипы / Географическая распространенность / Адаптивное значение

Группы крови системы АВО, аллель В / Повсеместно, чаще в Азии / Относит устойчивость к чуме

Аллель А / Повсеместно / Относительная устойчивость к язве желудка и 12перстной кишки

Трансферины - белки, связывающие железо, аллель Tf(DI) / Высокая частота в зоне тропического пояса Резистентность ко многим инфекционным заболеваниям

Кислая фосфатаза эритроцитов, аллель Аср(r) / высокая частота у бушменов и негроидов Центральной Африки / Высокая активность фермента при повышении температуры

Аллель АсР и группа крови АВ / Высокая частота на о.Новая Гвинея / Легкость адаптации в условиях холодного климата

Аллель АсР и группа крови А или аллель АсР и группа крови АВ / Высокая частота у жителей Чукотки и Аляски / Легкость адаптации в условиях холодного климата

Сухая ушная сера, аллель d / Высокая частота в Дальневосточном регионе / При генотипе dd низки уровень холестерина и концентрация липидов в крови, высокая концентрация лизоцима в ушной сере

Вместе с тем для популяций из одного географического района, но изолированных в репродуктивном отношении, причиной различий в концентрации аллелей АВО мог быть дрейф генов. Так, частота группы крови А достигает у индейцев племени черноногих 80%, а у индейцев из штата Юта — 2%.

Интересно, что параллельная полиморфная изменчивость по группам крови АВО обнаружена у человекообразных обезьян. У шимпанзе найдены группы А и 0, у орангутана и гиббона имеются группы А, В и АВ. Таким образом, полиморфизм по группам крови системы АВО возник в процессе эволюции раньше, чем сам вид Homo sapiens, и им обладают также ближайшие родичи человека в отряде приматов.

У человека существует ещё несколько систем групп крови: система Rh, система MN и другие. Популяции человека полиморфны также и по этим системам. Полиморфная изменчивость по системам Rh и другим, по-видимому, независима от изменчивости по системе АВ0.

Учитывая слабую техническую оснащенность, плохие экономические и гигиенические условия жизни основной массы населения планеты на протяжении значительной части истории человечества, можно представить, какую большую роль играли возбудители особо опасных инфекций, паразитарных заболеваний, туберкулеза. В этих условиях наследственный полиморфизм способствовал расселению людей, обусловливая удовлетворительную жизнеспособность в разных экологических ситуациях. Определенный вклад в наблюдаемое распределение аллелей внесли массовые миграции населения и сопутствующая им метизация. В период до Великих географических открытий и начала колониальной экспансии смешение больших контингентов людей разной расовой принадлежности имело место в Восточной Африке, Индии, Средней Азии, Западной Сибири, Алтае-Саянском нагорье, Индокитае. Впоследствии это наблюдалось в Южной и Центральной Америке.

Генетический полиморфизм является основой межпопуляционной и внутрипопуляционной изменчивости людей. Изменчивость проявляется в неравномерном распределении по планете некоторых заболеваний, тяжести их протекания в разных человеческих популяциях, разной степени предрасположенности людей к определенным болезням, индивидуальных особенностях развития патологических процессов, различиях в реакции на лечебное воздействие. Наследственное разнообразие долго было препятствием успешному переливанию крови. В настоящее время оно же создает большие трудности в решении проблемы пересадок тканей и органов.