Серповидноклеточный признак
Серповидноклеточный признак | |
---|---|
![]() | |
Серповидные клетки в крови человека: присутствуют как нормальные эритроциты, так и серповидные клетки. | |
Специальность | Гематология ![]() |
Признак серповидноклеточной анемии описывает состояние, при котором у человека имеется один аномальный аллель гена бета-гемоглобина ( гетерозиготный ) , но не проявляются серьезные симптомы серповидноклеточной анемии , которые возникают у человека, имеющего две копии этого аллеля ( гомозиготный) . ). Те, кто гетерозиготен по аллелю серповидноклеточных клеток, производят как нормальный, так и аномальный гемоглобин (два аллеля являются кодоминантными по отношению к фактической концентрации гемоглобина в циркулирующих клетках).
Серповидноклеточная анемия — это заболевание крови, при котором замена одной аминокислоты в белке гемоглобина эритроцитов происходит , что приводит к тому, что эти клетки принимают серповидную форму, особенно при низком напряжении кислорода . Серповидноклеточная и серповидноклеточная анемия также придают некоторую устойчивость к малярийному паразитированию эритроцитов, так что люди с серповидноклеточной анемией (гетерозиготы) имеют селективное преимущество в средах, где присутствует малярия.
Симптомы и признаки [ править ]
Признак серповидноклеточной анемии представляет собой генотип гемоглобина AS и обычно считается доброкачественным заболеванием. [1] Однако у людей с серповидноклеточной анемией могут возникнуть редкие осложнения. Например, в ноябре 2010 года доктор Джеффри К. Таубенбергер из Национального института здравоохранения обнаружил самые ранние доказательства серповидно-клеточной анемии, когда искал вирус гриппа 1918 года во время вскрытия афроамериканского солдата . Результаты вскрытия Таубенбергера показали, что у солдата был серповидноклеточный кризис, который способствовал его смерти, хотя у него была только одна копия гена. [2] Были призывы реклассифицировать серповидноклеточный признак как болезненное состояние на основании его злокачественных клинических проявлений. [3] Значение может быть больше во время физических упражнений. [4]
заболеваниями другими Связь с
Малярия [ править ]
Признак серповидноклеточной анемии обеспечивает преимущество в выживании против смертности от малярии по сравнению с людьми с нормальным гемоглобином в регионах, где малярия является эндемической. Известно, что этот признак вызывает значительно меньше смертей от малярии, особенно когда Plasmodium falciparum возбудителем является . Это яркий пример естественного отбора , о чем свидетельствует тот факт, что географическое распространение гена гемоглобина S и распространение малярии в Африке практически совпадают. Из-за уникального преимущества в выживании людей с этим признаком становится все больше по мере увеличения числа людей, инфицированных малярией. И наоборот, люди с нормальным гемоглобином чаще подвержены осложнениям малярии. [ нужна ссылка ]
Способ защиты серповидноклеточных клеток от малярии объясняется несколькими причинами. Одно из наиболее распространенных объяснений заключается в том, что серповидный гемоглобин препятствует заражению плазмодием паразита эритроцитов, что уменьшает количество малярийных паразитов, способных заразить хозяина. Другим фактором является выработка фермента гемоксигеназы-1 (НО-1), который в большом количестве присутствует в серповидном гемоглобине. Этот фермент производит угарный газ, который, как было доказано, защищает от церебральной малярии. [5]
Установленные ассоциации [ править ]
- Гематурия [6]
- Гипостенурия [7]
- Медуллярная карцинома почки , рак, поражающий почку , является очень редким осложнением, наблюдаемым у пациентов с серповидно-клеточным типом. [8]
- Почечный папиллярный некроз [6] (только в некоторых источниках считается «возможным») [9]
- Инфаркты селезенки на большой высоте. [10] Хирургическое вмешательство не всегда может быть необходимым. [11]
- Внезапные смерти во время физических нагрузок афроамериканских призывников армии США и спортсменов [12] [13]
- Инфекция мочевыводящих путей [14]
Предложено [ править ]
- Вероятно: [15] осложненная гифема , венозные тромбоэмболические явления , потеря плода , неонатальная смертность и преэклампсия
- Возможный: [15] острый грудной синдром , бессимптомная бактериурия и анемия во время беременности.
- Недостаточно доказательств: [15] ретинопатия , желчнокаменная болезнь , приапизм , [16] язвы ног , некроз печени , аваскулярный некроз головки бедренной кости и инсульт . о связи с осложненной мигренью . Была высказана гипотеза [17]
Сообщалось о легочной венозной тромбоэмболии у беременных с серповидно-клеточным признаком. [18] или мужчины во время длительного авиаперелета, а также легкие инсульты и отклонения на ПЭТ-сканировании у детей с этим признаком. [ нужна ссылка ]
Серповидноклеточный признак, по-видимому, усугубляет осложнения, наблюдаемые при сахарном диабете 2 типа ( ретинопатия , нефропатия и протеинурия ). [19] и провоцируют гиперосмолярную диабетическую кому -нефропатию, особенно у пациентов мужского пола.
Генетика [ править ]
В норме человек наследует две копии гена , который продуцирует бета-глобин — , белок необходимый для производства нормального гемоглобина ( гемоглобин А , генотип АА). Человек с серповидноклеточным признаком наследует один нормальный аллель и один аномальный аллель, кодирующий гемоглобин S (генотип гемоглобина AS). [ нужна ссылка ]
Признак серповидноклеточной анемии можно использовать для демонстрации концепций кодоминирования и неполного доминирования. Человек с признаком серповидноклеточной анемии демонстрирует неполное доминирование, если учитывать форму эритроцитов. Это связано с тем, что серповидность происходит только при низких концентрациях кислорода. Что касается фактической концентрации гемоглобина в циркулирующих клетках, аллели демонстрируют совместное доминирование, поскольку в кровотоке сосуществуют как «нормальные», так и мутантные формы. Таким образом, это неоднозначное состояние, показывающее как неполное доминирование, так и кодоминирование. [ нужна ссылка ]
В отличие от серповидноклеточной анемии, серповидноклеточная анемия передается рецессивным путем. Серповидно-клеточной анемией страдают около 72 000 человек в Соединенных Штатах. Большинство американцев, страдающих серповидноклеточной анемией, имеют африканское происхождение. Болезнь также поражает американцев из стран Карибского бассейна , Центральной Америки и некоторых частей Южной Америки , Турции , Греции , Италии , Ближнего Востока и Восточной Индии.
Серповидноклеточная анемия и связанный с ней признак наиболее распространены в Африке и Центральной Америке, что объясняется естественным отбором: признак серповидноклеточной анемии дает преимущество в выживании в районах с высокой распространенностью малярии, которая имеет высокий уровень смертности среди людей. без черты. [ нужна ссылка ]
Также были проведены исследования, которые показывают изменения в генах глобина. Были отмечены изменения в последовательности бета-глобина, так называемого серповидного гемоглобина.
Значение признака серповидноклеточной анемии заключается в том, что она не проявляет никаких симптомов и не вызывает каких-либо существенных различий в количестве клеток крови. Эта черта обеспечивает около 30% защиты от малярии. [ нужны разъяснения ] и его распространенность, по-видимому, значительно возросла в Африке , Индии и на Ближнем Востоке. Некоторые результаты также показывают снижение признаков серповидноклеточной анемии у тех, у кого во взрослом возрасте сохраняется гораздо больше фетального гемоглобина, чем обычно. Фетальный гемоглобин, вероятно, играет роль в предотвращении серповидности. Повышенные уровни фетального гемоглобина наблюдались в популяциях, где распространена серповидноклеточная анемия. [20] [5] [21]
Анализ последовательности всего генома выявил единственное происхождение признака серпа с одним гаплотипом, предковым для всех вариантов серповидноклеточных клеток. Считается, что этот гаплотип возник в Сахаре во время влажной фазы голоцена около 7300 лет назад. Варианты серповидноклеточных клеток, произошедшие от этого предкового гаплотипа, включают пять гаплотипов, названных в честь топонимов или этнолингвистических групп (варианты арабских/индийских, Бенина , Камеруна , Центральноафриканской Республики / банту и Сенегала ), а также еще одно обозначение, предназначенное для атипичных серповидноклеточных гаплотипов. [22] [23] Их клиническое значение обусловлено тем, что некоторые из них связаны с более высокими уровнями HbF (например, сенегальские и саудовско-азиатские варианты имеют тенденцию к более легкому заболеванию). [24]
У спортсменов [ править ]
В некоторых случаях спортсмены с серповидноклеточной анемией не достигают того же уровня результатов, что элитные спортсмены с нормальным гемоглобином (АА). Спортсмены с серповидноклеточной анемией и их инструкторы должны осознавать опасность этого состояния во время анаэробной нагрузки, особенно в жарких и обезвоженных условиях. [25] В редких случаях обезвоживание или истощение, вызванное физической нагрузкой, может привести к тому, что здоровые эритроциты приобретут серповидную форму, что может привести к смерти во время занятий спортом. [26]
Хотя по этой теме необходимы дополнительные исследования, корреляция, обнаруженная между людьми с серповидноклеточной анемией и повышенным риском внезапной смерти, по-видимому, связана с нарушениями микроциркуляции во время физических упражнений. [27] В последние годы NCAA стала партнером ACSM и опубликовала совместное заявление, предупреждающее спортсменов как о распространенности, так и о потенциальных факторах риска серповидноклеточной анемии. [28] NCAA также недавно призвало спортсменов осознавать свой статус серповидноклеточной анемии, поскольку эта черта сама по себе обычно не приводит к симптомам в нормальных условиях, но может стать опасной во время экстремальной физической активности, подобной ежедневным тренировкам, которые проходят спортсмены. [ нужна ссылка ]
Нормальный гемоглобин (и гемоглобин S в присутствии кислорода) обладает свойством деформируемости , которое позволяет эритроцитам по существу протискиваться в более мелкие сосуды, в том числе те, которые участвуют в микроциркуляции в капиллярах в мышечной ткани, а также в кровоснабжении, встроенном в ткани органов. Когда гемоглобин S лишен кислорода, он может полимеризоваться, что, как предполагается, и вызывает появление «серповидных» клеток. [27] Серповидные эритроциты обладают меньшей деформируемостью по сравнению с нормальными эритроцитами, что приводит к нарушению кровообращения в более мелких сосудах, участвующих в микроциркуляции, особенно в данном случае в капиллярах, встроенных в мышечную ткань. [ нужна ссылка ]
Возникающее в результате микрососудистое расстройство в капиллярах, специфичных для мышечной ткани, может вызвать острый рабдомиолиз и некроз мышечных клеток. [28] [29] Воспаление и утечка внутриклеточного материала в результате некроза мышечных клеток приводит к высвобождению определенного белка, миоглобина в кровоток . Хотя миоглобин необходим в мышечной ткани для связывания железа и кислорода, циркулирующий в кровотоке миоглобин может распадаться на более мелкие соединения, которые повреждают клетки почек, что приводит к различным осложнениям, например, тем, которые наблюдаются у спортсменов с серповидноклеточной анемией во время высоких физических нагрузок. [30]
Из-за связи между деформируемостью и серповидными клетками деформируемость можно использовать для оценки количества серповидных клеток в крови. Деформируемость эритроцитов, вызывающих микроциркуляторное расстройство, можно продемонстрировать по ряду других гемореологических характеристик. [27] Чтобы определить деформируемость эритроцитов, измеряют несколько факторов, включая вязкость крови и плазмы и гематокрит (расчет процента эритроцитов, присутствующих в крови). [25] [27]
Альфа-талассемия [ править ]
Альфа-талассемия , как и серповидноклеточный признак, обычно наследуется в районах с повышенным риском заражения малярией. Это проявляется снижением экспрессии цепей альфа-глобина, вызывая дисбаланс и избыток цепей бета-глобина, а иногда может приводить к симптомам анемии. Аномальный гемоглобин может привести к разрушению эритроцитов в организме, что по существу приводит к анемии. [31]
Было показано, что у тренирующихся на выносливость людей с серповидно-клеточной анемией наличие альфа-талассемии оказывает защитное действие против микроваскулярного расстройства до, во время и после тренировки. [27]
и профилактика Признаки , симптомы
Из-за нарушения микроциркуляции явным признаком или симптомом потенциального серповидного коллапса являются судороги. В частности, при серповидно-клеточной анемии спазмы возникают в нижних конечностях и спине у спортсменов, подвергающихся интенсивной физической активности или нагрузкам. [29] По сравнению с тепловыми судорогами, серповидные судороги менее интенсивны с точки зрения боли и сопровождаются слабостью и утомляемостью, в отличие от сильно сокращенных мышц, которые блокируются во время тепловых судорог. [ нужна ссылка ]
Серповидный коллапс наступает медленно, после судорог, слабости, общих болей в теле и усталости. [29] [30] Лицам с известным положительным статусом серповидноклеточных клеток, испытывающим значительную мышечную слабость или утомляемость во время тренировки, следует уделять дополнительное время восстановлению и питью жидкости, прежде чем вернуться к активности, чтобы предотвратить дальнейшие симптомы. [32] Еще одним распространенным побочным эффектом или симптомом является депрессия, особенно если заболевание не лечить. [33] [ не удалось пройти проверку ]
Коллапс можно предотвратить, приняв меры по обеспечению достаточного уровня кислорода в крови. Среди этих профилактических мер – правильная гидратация. [25] и постепенная акклиматизация к таким условиям, как жара, влажность и пониженное давление воздуха из-за большей высоты. [28] [29] [32] Постепенное повышение уровня нагрузки также помогает организму спортсменов приспособиться и компенсировать это, постепенно набирая физическую форму в течение нескольких недель. [28] [29] [34]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Роуч, ES (2005). «Серповидноклеточная черта». Архив неврологии . 62 (11): 1781–2. дои : 10.1001/archneur.62.11.1781 . ПМИД 16286558 .
- ^ «Из вскрытия 1918 года: первый взгляд на серповидноклеточную анемию и предупреждение» . www.wired.com .
- ^ Аджайи, А. А. Лесли (2005). «Следует ли признак серповидноклеточной анемии переклассифицировать как болезненное состояние?». Европейский журнал внутренней медицины . 16 (6): 463. doi : 10.1016/j.ejim.2005.02.010 . ПМИД 16198915 .
- ^ Конн, Филипп; Рид, Харви; Харди-Дессорс, Мари-Доминик; Моррисон, Эррол; Хюэ, Оливье (2008). «Физиологические реакции носителей серповидноклеточных признаков во время физических упражнений». Спортивная медицина . 38 (11): 931–46. дои : 10.2165/00007256-200838110-00004 . ПМИД 18937523 . S2CID 29469035 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Феррейра, Ана; Маргути, Иво; Бехманн, Инго; Женей, Виктория; Плачь, Анджело; Палья, Нуно Р.; Ребело, София; Анри, Энни; Безар, Ив; Соарес, Мигель П. (2011). «Серповидный гемоглобин придает толерантность к инфекции плазмодия» . Клетка . 145 (3): 398–409. дои : 10.1016/j.cell.2011.03.049 . ПМИД 21529713 . S2CID 8567718 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Задеи, Джино; Лор Джеймс В. (1997). «Почечный папиллярный некроз у пациента с серповидноклеточным типом» . Журнал Американского общества нефрологов . 8 (6): 1034–9. дои : 10.1681/ASN.V861034 . ПМИД 9189873 .
- ^ Гупта А.К., Киршнер К.А., Николсон Р. и др. (декабрь 1991 г.). «Влияние альфа-талассемии и тенденции к серповидной полимеризации на дефект концентрации мочи у людей с серповидноклеточной анемией» . Дж. Клин. Инвестируйте . 88 (6): 1963–8. дои : 10.1172/JCI115521 . ПМЦ 295777 . ПМИД 1752955 .
- ^ Дэвис, Чарльз Дж.; Мостофи, ФК; Сестерхенн, Изабель А. (1995). «Медуллярный рак почки, седьмая серповидноклеточная нефропатия» . Американский журнал хирургической патологии . 19 (1): 1–11. дои : 10.1097/00000478-199501000-00001 . ПМИД 7528470 . S2CID 23101326 .
- ^ Мэри Луиза Терджен (2005). Клиническая гематология: теория и методика . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 179–. ISBN 978-0-7817-5007-3 . Проверено 6 мая 2010 г.
- ^ Амит К. Гош (13 июня 2008 г.). Обзор внутренних болезней клиники Мэйо: восьмое издание . Информа Здравоохранение. стр. 425–. ISBN 978-1-4200-8478-8 . Проверено 6 мая 2010 г.
- ^ Шейха Анвар (2005). «Селезеночный синдром у пациентов, находящихся на большой высоте, с нераспознанным признаком серповидноклеточной анемии: в спленэктомии часто нет необходимости» . Канадский журнал хирургии . 48 (5): 377–81. ПМК 3211898 . ПМИД 16248136 .
- ^ Карк, Джон А.; Поузи, Дэвид М.; Шумахер, Гарольд Р.; Рюле, Чарльз Дж. (1987). «Признак серповидноклеточной анемии как фактор риска внезапной смерти при физической подготовке». Медицинский журнал Новой Англии . 317 (13): 781–7. дои : 10.1056/NEJM198709243171301 . ПМИД 3627196 .
- ^ Митчелл, Брюс Л. (2007). «Признак серповидноклеточной анемии и внезапная смерть — возвращение домой» . Журнал Национальной медицинской ассоциации . 99 (3): 300–5. ПМЦ 2569637 . ПМИД 17393956 .
- ^ Бетти Пейс (2007). Возрождение исследований серповидноклеточной анемии в эпоху генома . Издательство Имперского колледжа. стр. 62–. ISBN 978-1-86094-645-5 . Проверено 6 мая 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Царас Дж., Овусу-Анса А., Боатенг Ф.О., Амоатенг-Аджепонг Ю. (июнь 2009 г.). «Осложнения, связанные с серповидноклеточной анемией: краткий обзор повествования». Являюсь. Дж. Мед . 122 (6): 507–12. doi : 10.1016/j.amjmed.2008.12.020 . ПМИД 19393983 .
- ^ Бирнбаум Б.Ф., Пинзоне Дж.Дж. (2008). «Серповидноклеточный признак и приапизм: описание случая и обзор литературы» . Дела Дж . 1 : 429. дои : 10.1186/1757-1626-1-429 . ПМЦ 2628646 . ПМИД 19116025 .
- ^ Осунтокун, БО; Осунтокун, О. (1972). «Осложненная мигрень и гемоглобиновый АС у нигерийцев» . БМЖ . 2 (5814): 621–2. дои : 10.1136/bmj.2.5814.621 . ПМК 1788370 . ПМИД 5031686 .
- ^ Остин Х., Ки Н.С., Бенсон Дж.М. и др. (август 2007 г.). «Серповидноклеточный признак и риск венозной тромбоэмболии среди чернокожих» . Кровь . 110 (3): 908–12. дои : 10.1182/blood-2006-11-057604 . ISSN 0006-4971 . ПМИД 17409269 . S2CID 6604541 .
- ^ Аджайи А.А., Колаволе Б.А. (август 2004 г.). «Признак серповидноклеточной анемии и пол влияют на осложнения диабета 2 типа у африканских пациентов». Евро. Дж. Стажер. Мед . 15 (5): 312–315. дои : 10.1016/j.ejim.2004.06.003 . ISSN 0953-6205 . ПМИД 15450989 .
- ^ Пасрича С., Холл В., Холл Э. (2018). Как наши эритроциты продолжают развиваться для борьбы с малярией. Quartzafrica, получено с https://qz.com/africa/1450731/to-beat-malaria-red-blood-cells-keep-evolving-like-sickle-cell/ .
- ^ Гриффитс, Энтони Дж. Ф.; Гелбарт, Уильям М.; Миллер, Джеффри Х.; Левонтин, Ричард К. (1999). «Взаимодействия между аллелями одного гена» . Современный генетический анализ .
- ^ Дэниел Шрайнер; Чарльз Н. Ротими. «Гаплотипы, основанные на последовательностях всего генома, показывают единственное происхождение аллели серпа во время второй влажной фазы голоцена». bioRxiv 10.1101/187419 .
- ^ Окпала, Ихеани (2008). Практическое лечение гемоглобинопатий . Джон Уайли и сыновья. п. 21. ISBN 978-1-4051-4020-1 . Проверено 2 июня 2016 г.
- ^ Грин Н.С., Фабри М.Э., Каптуэ-Ноче Л., Нагель Р.Л. (октябрь 1993 г.). «Сенегалский гаплотип связан с более высоким уровнем HbF, чем гаплотипы Бенина и Камеруна, у африканских детей с серповидноклеточной анемией». Являюсь. Дж. Гематол . 44 (2): 145–6. дои : 10.1002/ajh.2830440214 . ISSN 0361-8609 . ПМИД 7505527 . S2CID 27341091 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Трипетт, Дж.; Локо, Г.; Самб, А.; Гог, Б.Д.; Севаде, Э.; Сек, Д.; Хюэ, О.; Романа, М.; Диоп, С.; Диау, М.; Бруди, К.; Богуй, П.; Сиссе, Ф.; Харди-Дессорс, доктор медицинских наук; Конн, П. (2010). «Влияние гидратации и обезвоживания на реологию крови у носителей серповидноклеточных признаков во время физических упражнений». AJP: Физиология сердца и кровообращения . 299 (3): H908–14. дои : 10.1152/ajpheart.00298.2010 . ПМИД 20581085 . S2CID 20311789 .
- ^ Эйхнер, ER (2007). «Серповидноклеточный признак». Журнал спортивной реабилитации . 16 (3): 197–203. дои : 10.1123/jsr.16.3.197 . ПМИД 17923725 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Моншанен, Джеральдин; Конн, Филипп; Вусси, Дьедонн; Франсина, Ален; Джода, Бернард; Банга, Пьер Эдмон; Овона, Франсуа Ксавье; Тириет, Патрис; Массарелли, Рафаэль; Мартин, Кирилл (2005). «Гемореология, серповидноклеточный признак и альфа-талассемия у спортсменов: эффекты упражнений» . Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 37 (7): 1086–92. дои : 10.1249/01.mss.0000170128.78432.96 . ПМИД 16015123 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д «Совместное заявление ACSM и NCAA о признаках и упражнениях серповидноклеточных клеток» , NCAA.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и «Заявление о консенсусе: признак серповидноклеточной анемии и спортсмен» , Национальная ассоциация спортивных тренеров.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Энциклопедия MedlinePlus : Рабдомиолиз
- ^ ""Серповидно-клеточная анемия и талассемия" , Американское общество гематологии.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Американская ассоциация серповидноклеточной анемии» . Архивировано из оригинала 29 июля 2016 г. Проверено 26 мая 2015 г. [ нужна полная цитата ]
- ^ Дженеретт, Коретта; Фанк, Марджори; Мердо, Кэролайн (январь 2005 г.). «Серповидно-клеточная анемия: стигматизирующее состояние, которое может привести к депрессии» . Проблемы сестринского ухода за психическими расстройствами . 26 (10): 1081–1101. дои : 10.1080/01612840500280745 . ISSN 0161-2840 . ПМИД 16284000 .
- ^ «Серповидноклеточная черта» . МетроЗдоровье . Архивировано из оригинала 23 октября 2017 года . Проверено 31 января 2016 г.