stringtranslate.com

Серповидноклеточная анемия

Серповидноклеточный признак описывает состояние, при котором у человека есть один аномальный аллель гена гемоглобина бета (является гетерозиготным ), но не проявляются тяжелые симптомы серповидноклеточной анемии , которые возникают у человека, имеющего две копии этого аллеля (является гомозиготным ). Те , кто гетерозиготен по аллелю серповидноклеточной анемии, 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 происходит замена одной аминокислоты в белке гемоглобина эритроцитов , что заставляет эти клетки принимать серповидную форму, особенно при низком напряжении кислорода . Серповидноклеточная анемия и серповидноклеточная анемия также придают некоторую устойчивость к паразитированию малярии в эритроцитах, так что люди с признаком серповидноклеточной анемии (гетерозиготы) имеют селективное преимущество в средах, где присутствует малярия.

Симптомы и признаки

Серповидноклеточная анемия — это гемоглобиновый генотип AS, который обычно считается доброкачественным заболеванием. [1] Однако у людей с серповидноклеточной анемией могут быть редкие осложнения. Например, в ноябре 2010 года доктор Джеффри К. Таубенбергер из Национального института здравоохранения обнаружил самое раннее доказательство серповидноклеточной анемии, когда искал вирус гриппа 1918 года во время вскрытия афроамериканского солдата. Результаты вскрытия Таубенбергера показали, что у солдата был серповидноклеточный криз, который способствовал его смерти, хотя у него была только одна копия гена. [2] Были призывы переклассифицировать серповидноклеточную анемию как состояние болезни на основе ее злокачественных клинических проявлений. [3] Значимость может быть выше во время физических упражнений. [4]

Связь с другими заболеваниями

Малярия

Серповидноклеточная анемия обеспечивает преимущество в выживании против смертности от малярии по сравнению с людьми с нормальным гемоглобином в регионах, где малярия является эндемичной. Известно, что эта черта вызывает значительно меньше смертей от малярии, особенно когда возбудителем является Plasmodium falciparum . Это яркий пример естественного отбора , о чем свидетельствует тот факт, что географическое распределение гена гемоглобина S и распространение малярии в Африке фактически совпадают. Из-за уникального преимущества в выживании люди с этой чертой становятся все более многочисленными по мере увеличения числа людей, инфицированных малярией. И наоборот, люди с нормальным гемоглобином с большей вероятностью поддаются осложнениям малярии. [ необходима цитата ]

Способ, которым серповидноклеточная анемия защищает от малярии, объясняется несколькими различными причинами. Одно из наиболее распространенных объяснений заключается в том, что серповидный гемоглобин препятствует паразиту плазмодия заражать эритроциты, что снижает количество малярийных паразитов, заражающих хозяина. Другим фактором является выработка фермента гем-оксигеназы-1 (HO-1), который в большом количестве присутствует в серповидном гемоглобине. Этот фермент вырабатывает окись углерода, которая, как было доказано, защищает от церебральной малярии. [5]

Устоявшиеся ассоциации

Предложенный

Были зарегистрированы случаи тромбоэмболии легочных вен у беременных женщин с серповидноклеточной анемией [18] или у мужчин во время длительных авиаперелетов, а также легкие инсульты и отклонения на ПЭТ-сканировании у детей с этим признаком. [ необходима ссылка ]

Серповидноклеточная анемия, по-видимому, ухудшает осложнения, наблюдаемые при сахарном диабете 2 типа ( ретинопатия , нефропатия и протеинурия ) [19] , и провоцирует гиперосмолярную диабетическую кому и нефропатию, особенно у пациентов мужского пола.

Генетика

Обычно человек наследует две копии гена , который производит бета-глобин , белок, необходимый для производства нормального гемоглобина ( гемоглобин A , генотип AA). Человек с серповидноклеточным признаком наследует один нормальный аллель и один аномальный аллель, кодирующий гемоглобин S (гемоглобин генотипа AS). [ необходима цитата ]

Серповидноклеточный признак может быть использован для демонстрации концепций кодоминирования и неполного доминирования. Индивид с серповидноклеточным признаком демонстрирует неполное доминирование, когда рассматривается форма эритроцита. Это происходит потому, что серповидность происходит только при низких концентрациях кислорода. Что касается фактической концентрации гемоглобина в циркулирующих клетках, аллели демонстрируют кодоминирование, поскольку и «нормальные», и мутантные формы сосуществуют в кровотоке. Таким образом, это неоднозначное состояние, показывающее как неполное доминирование, так и кодоминирование. [ необходима цитата ]

В отличие от серповидноклеточной анемии, серповидноклеточная анемия передается по рецессивному типу. Серповидноклеточная анемия поражает около 72 000 человек в Соединенных Штатах. Большинство американцев, страдающих серповидноклеточной анемией, имеют африканское происхождение. Заболевание также поражает американцев с Карибских островов , из Центральной Америки и некоторых районов 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 обеспечивает преимущество в выживании в районах с высокой заболеваемостью малярией, которая имеет высокий уровень смертности среди людей без этого признака. [ необходима ссылка ]

Также были исследования, которые показывают изменения в генах глобина. Были отмечены изменения в последовательности бета-глобина, в том, что известно как серповидный гемоглобин. [ необходима цитата ]

Значимость серповидноклеточной анемии заключается в том, что она не вызывает никаких симптомов и не вызывает никаких существенных различий в количестве клеток крови. Эта анемия обеспечивает около 30% защиты от малярии [ необходимо разъяснение ] , и ее распространенность, по-видимому, значительно возросла в Африке , Индии и на Ближнем Востоке. Некоторые результаты также показывают снижение серповидноклеточной анемии у тех, кто сохраняет гораздо больше фетального гемоглобина, чем обычно, во взрослом возрасте. Фетальный гемоглобин, вероятно, играет роль в профилактике серповидноклеточной анемии. Повышенные уровни фетального гемоглобина наблюдались в популяциях, где распространена серповидноклеточная анемия. [20] [5] [21]

Анализ последовательности всего генома выявил единое происхождение признака серповидности, с одним гаплотипом, предковым для всех вариантов серповидноклеточной анемии. Считается, что этот гаплотип возник в Сахаре во время влажной фазы голоцена около 7300 лет назад. Варианты серповидноклеточной анемии, произошедшие от этого предкового гаплотипа, включают пять гаплотипов, названных в честь топонимов или этнолингвистических групп (аравийско-индийский, бенинский , камерунский , центральноафриканский / банту и сенегальский варианты), и еще одно обозначение, предназначенное для нетипичных гаплотипов серповидноклеточной анемии. [22] [23] Их клиническое значение заключается в том, что некоторые из них связаны с более высокими уровнями HbF (например, варианты Сенегала и Саудовской Аравии, как правило, имеют более легкое заболевание). [24]

У спортсменов

В некоторых случаях спортсмены с серповидноклеточной анемией не достигают того же уровня производительности, что и элитные спортсмены с нормальным гемоглобином (АА). Спортсмены с серповидноклеточной анемией и их инструкторы должны знать об опасностях этого состояния во время анаэробных нагрузок, особенно в жарких и обезвоженных условиях. [25] В редких случаях обезвоживание или истощение, вызванное физическими упражнениями, может привести к тому, что здоровые эритроциты станут серповидными, что может привести к смерти во время спортивных занятий. [26]

Хотя необходимы дополнительные исследования по этой теме, корреляция, обнаруженная между людьми с серповидноклеточной анемией и повышенным риском внезапной смерти, по-видимому, связана с микроциркуляторными расстройствами во время физических упражнений. [27] В последние годы NCAA сотрудничает с ACSM и выпускает совместное заявление, предупреждая спортсменов как о распространенности, так и о потенциальных факторах риска серповидноклеточной анемии. [28] NCAA также недавно призвала спортсменов осознать свой статус серповидноклеточной анемии, поскольку сама по себе эта черта обычно не вызывает симптомов в нормальных условиях, но может стать опасной во время экстремальной физической активности, подобной ежедневным тренировкам, которым подвергаются спортсмены. [ необходима ссылка ]

Нормальный гемоглобин (и гемоглобин S в присутствии кислорода) обладает деформируемостью , которая позволяет эритроцитам по существу протискиваться в более мелкие сосуды, включая те, которые участвуют в микроциркуляции в капиллярах внутри мышечной ткани, а также в кровоснабжении, встроенных в ткани органов. Когда гемоглобин S лишен кислорода, он может полимеризоваться, что, как предполагается, вызывает появление «серповидных» клеток. [27] Серповидные эритроциты демонстрируют пониженную деформируемость по сравнению с нормальными эритроцитами, что приводит к расстройству циркуляции в более мелких сосудах, участвующих в микроциркуляции, в частности, в данном случае, в капиллярах, встроенных в мышечную ткань. [ требуется ссылка ]

Возникающий в результате микрососудистый дистресс в капиллярах, характерный для мышечной ткани, может вызвать острый рабдомиолиз и некроз внутри мышечных клеток. [28] [29] Воспаление и утечка внутриклеточного материала, возникающие в результате некроза мышечных клеток, высвобождают в кровоток особый белок, миоглобин . Хотя он необходим в мышечной ткани для связывания железа и кислорода, миоглобин, циркулирующий в кровотоке, может распадаться на более мелкие соединения, которые повреждают клетки почек, что приводит к различным осложнениям, например, тем, которые наблюдаются у спортсменов с серповидноклеточной анемией при высоких уровнях физической нагрузки. [30]

Из-за связи между деформируемостью и серповидными клетками деформируемость может быть использована для оценки количества серповидных клеток в крови. Деформируемость эритроцитов, вызывающих микроциркуляторный дистресс, может быть продемонстрирована с помощью различных других гемореологических характеристик. [27] Для определения деформируемости эритроцитов измеряются многочисленные факторы, включая вязкость крови и плазмы и гематокрит (расчет процента эритроцитов, присутствующих в крови). [25] [27]

Альфа-талассемия

Альфа-талассемия , как и серповидноклеточная анемия, обычно наследуется в районах с повышенным воздействием малярии. Она проявляется как сниженная экспрессия цепей альфа-глобина, вызывая дисбаланс и избыток цепей бета-глобина, и иногда может приводить к симптомам анемии. Аномальный гемоглобин может заставить организм разрушать эритроциты, по сути вызывая анемию. [31]

Было показано, что у людей с серповидноклеточной анемией, тренирующихся на выносливость, наличие альфа-талассемии оказывает защитное действие против микрососудистых расстройств до, во время и после физических упражнений. [27]

Признаки, симптомы и профилактика

Из-за микроциркуляторного расстройства явным признаком или симптомом потенциального коллапса серповидноклеточной анемии являются судороги. В частности, при серповидноклеточной анемии судороги возникают в нижних конечностях и спине у спортсменов, подвергающихся интенсивной физической активности или нагрузке. [29] По сравнению с тепловыми судорогами, серповидные судороги менее интенсивны с точки зрения боли и сопровождаются слабостью и усталостью, в отличие от плотно сокращенных мышц, которые блокируются во время тепловых судорог. [ необходима цитата ]

Серповидноклеточный коллапс развивается медленно, сопровождаясь судорогами, слабостью, общими болями в теле и усталостью. [29] [30] Лица с известным положительным статусом серповидноклеточного признака, испытывающие значительную мышечную слабость или усталость во время упражнений, должны выделить дополнительное время на восстановление и гидратацию перед возвращением к активности, чтобы предотвратить дальнейшие симптомы. [32] Другим распространенным побочным эффектом или симптомом является депрессия, особенно если болезнь не лечить. [33] [ не удалось проверить ]

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 большой высоты. [28] [29] [32] Постепенный рост уровней нагрузки также помогает организму спортсменов приспосабливаться и компенсировать, постепенно набирая форму в течение нескольких недель. [28] [29] [34]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Roach, ES (2005). "Sickle Cell Trait". Архивы неврологии . 62 (11): 1781–2. doi :10.1001/archneur.62.11.1781. PMID  16286558.
  2. ^ «Из аутопсии 1918 года. Первый взгляд на серповидноклеточную анемию — и предупреждение». www.wired.com .
  3. ^ Аджайи, А.А. Лесли (2005). «Следует ли классифицировать признак серповидноклеточной анемии как болезненное состояние?». Европейский журнал внутренней медицины . 16 (6): 463. doi :10.1016/j.ejim.2005.02.010. PMID  16198915.
  4. ^ Конн, Филипп; Рид, Харви; Харди-Дессорс, Мари-Доминик; Моррисон, Эррол; Хью, Оливье (2008). «Физиологические реакции носителей серповидноклеточной анемии во время упражнений». Спортивная медицина . 38 (11): 931–46. doi :10.2165/00007256-200838110-00004. PMID  18937523. S2CID  29469035.
  5. ^ аб Феррейра, Ана; Маргути, Иво; Бехманн, Инго; Женей, Виктория; Хора, 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 . PMID  21529713. S2CID  8567718.
  6. ^ ab Zadeii, Gino; Lohr James W. (1997). «Почечный папиллярный некроз у пациента с серповидноклеточной анемией». Журнал Американского общества нефрологии . 8 (6): 1034–9. doi : 10.1681/ASN.V861034 . PMID  9189873.
  7. ^ Gupta AK, Kirchner KA, Nicholson R, et al. (декабрь 1991 г.). «Влияние альфа-талассемии и тенденции к серповидноклеточной полимеризации на дефект концентрации мочи у лиц с серповидноклеточной анемией». J. Clin. Invest . 88 (6): 1963–8. doi :10.1172/JCI115521. PMC 295777. PMID  1752955 . 
  8. ^ Дэвис, Чарльз Дж.; Мостофи, Ф. К.; Сестерхенн, Изабель А. (1995). «Почечно-медуллярная карцинома. Седьмая серповидноклеточная нефропатия». Американский журнал хирургической патологии . 19 (1): 1–11. doi :10.1097/00000478-199501000-00001. PMID  7528470. S2CID  23101326.
  9. ^ Мэри Луиз Турджен (2005). Клиническая гематология: теория и процедуры. Lippincott Williams & Wilkins. стр. 179–. ISBN 978-0-7817-5007-3. Получено 6 мая 2010 г.
  10. ^ Амит К. Гош (13 июня 2008 г.). Обзор внутренней медицины клиники Майо: Восьмое издание. Informa Health Care. стр. 425–. ISBN 978-1-4200-8478-8. Получено 6 мая 2010 г.
  11. ^ Шейха Анвар (2005). «Спленарный синдром у пациентов на большой высоте с нераспознанным признаком серповидноклеточной анемии: спленэктомия часто не нужна». Канадский журнал хирургии . 48 (5): 377–81. PMC 3211898. PMID  16248136 . 
  12. ^ Карк, Джон А.; Поузи, Дэвид М.; Шумахер, Гарольд Р.; Рюле, Чарльз Дж. (1987). «Серповидноклеточная анемия как фактор риска внезапной смерти при физических тренировках». New England Journal of Medicine . 317 (13): 781–7. doi :10.1056/NEJM198709243171301. PMID  3627196.
  13. ^ Митчелл, Брюс Л. (2007). «Серповидноклеточный признак и внезапная смерть — возвращая его домой». Журнал Национальной медицинской ассоциации . 99 (3): 300–5. PMC 2569637. PMID  17393956 . 
  14. ^ Бетти Пейс (2007). Ренессанс исследований серповидноклеточной анемии в эпоху генома. Imperial College Press. стр. 62–. ISBN 978-1-86094-645-5. Получено 6 мая 2010 г.
  15. ^ abc Tsaras G, Owusu-Ansah A, Boateng FO, Amoateng-Adjepong Y (июнь 2009 г.). «Осложнения, связанные с серповидноклеточной анемией: краткий обзор». Am. J. Med . 122 (6): 507–12. doi :10.1016/j.amjmed.2008.12.020. PMID  19393983.
  16. ^ Birnbaum BF, Pinzone JJ (2008). "Серповидноклеточная анемия и приапизм: отчет о случае и обзор литературы". Cases J . 1 : 429. doi : 10.1186/1757-1626-1-429 . PMC 2628646 . PMID  19116025. 
  17. ^ Osuntokun, BO; Osuntokun, O. (1972). «Осложненная мигрень и гемоглобиновый АС у нигерийцев». BMJ . 2 (5814): 621–2. doi :10.1136/bmj.2.5814.621. PMC 1788370 . PMID  5031686. 
  18. ^ Austin H, Key NS, Benson JM и др. (август 2007 г.). «Серповидноклеточная анемия и риск венозной тромбоэмболии среди чернокожих». Blood . 110 (3): 908–12. doi : 10.1182/blood-2006-11-057604 . ISSN  0006-4971. PMID  17409269. S2CID  6604541.
  19. ^ Ajayi AA, Kolawole BA (август 2004 г.). «Серповидноклеточная анемия и гендерное влияние на осложнения диабета 2 типа у африканских пациентов». Eur. J. Intern. Med . 15 (5): 312–315. doi :10.1016/j.ejim.2004.06.003. ISSN  0953-6205. PMID  15450989.
  20. ^ Pasricha,S.,Hall,W.,Hall,E. (2018).Как наши красные кровяные клетки продолжают развиваться, чтобы бороться с малярией. Quartzafrica, Получено с https://qz.com/africa/1450731/to-beat-malaria-red-blood-cells-keep-evolving-like-sickle-cell/
  21. ^ Гриффитс, Энтони Дж. Ф.; Гелбарт, Уильям М.; Миллер, Джеффри Х.; Левонтин, Ричард К. (1999). «Взаимодействие между аллелями одного гена». Современный генетический анализ .
  22. ^ Дэниел Шрайнер; Чарльз Н. Ротими. «Гаплотипы, основанные на последовательности всего генома, выявляют единое происхождение аллеля серпа во время влажной фазы 2-го голоцена». bioRxiv 10.1101/187419 . 
  23. ^ Окпала, Ихеани (2008). Практическое лечение гемоглобинопатий. Джон Уайли и сыновья. п. 21. ISBN 978-1-4051-4020-1. Получено 2 июня 2016 г.
  24. ^ Green NS, Fabry ME, Kaptue-Noche L, Nagel RL (октябрь 1993 г.). «Сенегальский гаплотип связан с более высоким уровнем HbF, чем бенинские и камерунские гаплотипы у африканских детей с серповидноклеточной анемией». Am. J. Hematol . 44 (2): 145–6. doi :10.1002/ajh.2830440214. ISSN  0361-8609. PMID  7505527. S2CID  27341091.
  25. ^ abc Tripette, J.; Loko, G.; Samb, A.; Gogh, BD; Sewade, E.; Seck, D.; Hue, O.; Romana, M.; Diop, S.; Diaw, M.; Brudey, K.; Bogui, P.; Cisse, F.; Hardy-Dessources, M.-D.; Connes, P. (2010). «Влияние гидратации и дегидратации на реологию крови у носителей серповидноклеточной анемии во время упражнений». AJP: Heart and Circulatory Physiology . 299 (3): H908–14. doi :10.1152/ajpheart.00298.2010. PMID  20581085. S2CID  20311789.
  26. ^ Eichner, ER (2007). «Серповидноклеточная анемия». Журнал спортивной реабилитации . 16 (3): 197–203. doi :10.1123/jsr.16.3.197. PMID  17923725.
  27. ^ abcde Мончанен, 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 α-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.
  28. ^ abcd «Совместное заявление ACSM и NCAA о признаках серповидноклеточной анемии и физических упражнениях», NCAA.
  29. ^ abcde «Консенсусное заявление: признак серповидноклеточной анемии и спортсмен», Национальная ассоциация спортивных тренеров.
  30. ^ ab MedlinePlus Энциклопедия : Рабдомиолиз
  31. ^ ""Серповидноклеточная анемия и талассемия", Американское общество гематологии.
  32. ^ ab "Sickle Cell Disease Association of America, Inc". Архивировано из оригинала 2016-07-29 . Получено 2015-05-26 .[ необходима полная цитата ]
  33. ^ Jenerette, Coretta; Funk, Marjorie; Murdaugh, Carolyn (январь 2005 г.). «Серповидноклеточная анемия: стигматизирующее состояние, которое может привести к депрессии». Issues in Mental Health Nursing . 26 (10): 1081–1101. doi :10.1080/01612840500280745. ISSN  0161-2840. PMID  16284000.
  34. ^ "Sickle Cell Trait". MetroHealth . Архивировано из оригинала 23 октября 2017 г. Получено 31 января 2016 г.

Внешние ссылки