Серповидно-клеточная характеристика - Sickle cell trait

Эта статья о генетической передаче серповидно-клеточных заболеваний. О самой болезни см. серповидноклеточная анемия.
Серповидно-клеточная характеристика
Серповидные клетки.jpg
Серповидные клетки в крови человека: присутствуют как нормальные эритроциты, так и серповидные клетки
СпециальностьГематология  Отредактируйте это в Викиданных

Серповидно-клеточная характеристика описывает состояние, при котором у человека есть одна ненормальная аллель из гемоглобин бета ген (является гетерозиготный ), но не проявляет серьезных симптомов серповидноклеточная анемия которые возникают у человека, имеющего две копии этого аллеля ( гомозиготный ). Те, кто гетерозиготны по аллелю серповидных клеток, продуцируют как нормальный, так и аномальный гемоглобин (эти два аллеля являются содоминантный относительно реальной концентрации гемоглобина в циркулирующих клетках).

Серповидно-клеточная анемия - это заболевание крови, при котором наблюдается один аминокислота замена в белке гемоглобина красные кровяные тельца, что заставляет эти клетки принимать серповидную форму, особенно при низком напряжение кислорода. Серповидно-клеточная анемия также оказывает некоторую устойчивость к малярия паразитирование красных кровяных телец, так что люди с серповидноклеточной характеристикой (гетерозиготы) имеют избирательное преимущество в среде, где присутствует малярия.

Симптомы

Серповидно-клеточный признак представляет собой генотип гемоглобина AS и обычно рассматривается как доброкачественное состояние.[1] Однако у людей с серповидно-клеточной активностью могут быть редкие осложнения. Например, в ноябре 2010 г. д-р Джеффри К. Таубенбергер из Национальные институты здоровья обнаружили самое раннее доказательство серповидно-клеточной анемии при поиске вируса гриппа 1918 г. во время вскрытия трупа Афроамериканец солдат. Результаты вскрытия Таубенбергера показали, что солдат перенес серповидно-клеточный криз, который способствовал его смерти, хотя у него была только одна копия гена.[2] Были призывы реклассифицировать серповидно-клеточный признак как болезненное состояние на основании его злокачественных клинических проявлений.[3] Значение может быть больше во время упражнений.[4]

Связь с другими заболеваниями

Малярия

Серповидноклеточная черта дает преимущество в выживании малярия смертность среди людей с нормальным гемоглобином в регионах, эндемичных по малярии. Известно, что эта черта вызывает значительно меньшее количество смертей от малярии, особенно когда Плазмодий falciparum является возбудителем. Это яркий пример естественный отбор Об этом свидетельствует тот факт, что географическое распределение гена гемоглобина S и распространение малярии в Африке практически совпадают. Благодаря уникальному преимуществу выживания людей с этим признаком становится все больше по мере увеличения числа инфицированных малярией. И наоборот, люди с нормальным гемоглобином подвержены осложнениям малярии.[нужна цитата ]

Способ, которым серповидноклеточные клетки защищают от малярии, объясняется несколькими причинами. Одним из наиболее распространенных объяснений является то, что серповидный гемоглобин препятствует заражению паразитом плазмодия эритроцитов, что снижает количество малярийных паразитов, заражающих хозяина. Другой фактор - выработка фермента гемоксигеназы-1 (HO-1), который широко присутствует в серповидном гемоглобине. Этот фермент производит окись углерода, которая, как было доказано, защищает от церебральной малярии.[5]

Созданные ассоциации

Предложенный

Были сообщения о тромбоэмболия легочных вен у беременных с серповидно-клеточным признаком,[18] или мужчины во время длительного полета, а также легкие инсульты и отклонения от нормы при ПЭТ-сканировании у детей с этим признаком.

Серповидно-клеточная анемия, по-видимому, усугубляет осложнения, наблюдаемые при сахарный диабет 2 типа (ретинопатия, нефропатия и протеинурия )[19] и провоцировать гиперосмолярная диабетическая кома нефропатия, особенно у пациентов мужского пола.

Генетика

Обычно человек наследует две копии ген что производит бета-глобин, а белок необходим для производства нормального гемоглобина (гемоглобин А, генотип AA). Человек с серповидноклеточной функцией наследует одну нормальную аллель и один аномальный аллель, кодирующий гемоглобин S (генотип гемоглобина AS).

Признак серповидноклеточной анемии можно использовать для демонстрации концепций совместного и неполного доминирования. Человек с серповидно-клеточной характеристикой демонстрирует неполное доминирование, если учитывать форму эритроцита. Это связано с тем, что серповидность возникает только при низких концентрациях кислорода. Что касается фактической концентрации гемоглобина в циркулирующих клетках, аллели демонстрируют ко-доминантность, поскольку в кровотоке сосуществуют как «нормальные», так и мутантные формы. Таким образом, это неоднозначное состояние, показывающее как неполное доминирование, так и совместное доминирование.

В отличие от серповидно-клеточного признака, серповидноклеточная анемия передается рецессивным образом. Серповидной анемией страдают около 72 000 человек в Соединенных Штатах. Большинство американцев, страдающих серповидно-клеточной анемией, имеют африканское происхождение. Заболевание поражает также американцев из Карибский бассейн, Центральная Америка, и части Южная Америка, индюк, Греция, Италия, то Средний Восток и Восточная Индия.

Серповидно-клеточная анемия и связанный с ней признак наиболее распространены в Африке и Центральной Америке, что объясняется естественным отбором: серповидно-клеточный признак дает преимущество в выживаемости в районах с высокой заболеваемостью малярией, что имеет высокий уровень смертности среди людей. без черты характера.

Также были исследования, которые показывают изменения в генах глобина. Были отмечены изменения в последовательности бета-глобина до так называемого серповидного гемоглобина.

Значение серповидно-клеточного признака заключается в том, что он не проявляет никаких симптомов и не вызывает каких-либо серьезных различий в количестве клеток крови. Эта черта обеспечивает около 30% защиты от малярии {пояснить}, и ее частота, по-видимому, значительно возросла в Африка, Индия и Ближний Восток. {в течение какого периода времени?} Некоторые результаты также показывают снижение серповидно-клеточного признака у тех, кто сохраняет во взрослой жизни гораздо больше гемоглобина плода, чем обычно. Гемоглобин плода, вероятно, играет роль в предотвращении серповидности. Повышенный уровень гемоглобина плода наблюдается в популяциях, где преобладает серповидно-клеточная анемия.[20][5][21]

Анализ последовательности всего генома выявил единственное происхождение серповидного признака с одним гаплотипом, предком для всех вариантов серповидноклеточных клеток. Считается, что этот гаплотип возник в Сахаре во время Мокрая фаза голоцена около 7300 лет назад. Варианты серповидных клеток, произошедшие от этого предкового гаплотипа, включают пять гаплотипов, названных в честь топонимов или этнолингвистических групп (арабские / индийские, Бенин, Камерун, Центрально-Африканская Республика /банту, и Сенегал варианты), а также другое обозначение, предназначенное для атипичных серповидноклеточных гаплотипов.[22][23] Их клиническое значение связано с тем, что некоторые из них связаны с более высокими уровнями HbF (например, сенегальские и саудовско-азиатские варианты, как правило, имеют более легкое заболевание).[24]

У спортсменов

В некоторых случаях спортсмены с серповидно-клеточными признаками не достигают того же уровня производительности, что и высококлассные спортсмены с нормальным уровнем гемоглобина AA. Спортсмены с серповидно-клеточной активностью 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 физическими упражнениями, может привести к тому, что здоровые эритроциты станут серповидными, что может привести к смерти во время занятий спортом.[26]

Хотя по этой теме необходимы дополнительные исследования, корреляция, обнаруженная между людьми с серповидно-клеточными признаками и повышенным риском внезапной смерти, по-видимому, связана с нарушениями микроциркуляции во время физических упражнений.[27] В последние годы NCAA сотрудничает с АКСМ и выпустили совместное заявление, предупреждая спортсменов как о распространенности, так и о потенциальных факторах риска серповидно-клеточной анемии.[28] NCAA также недавно призвал спортсменов узнать о своем статусе серповидно-клеточного признака, поскольку сама эта черта обычно не вызывает симптомов в нормальных условиях, но может стать опасной во время экстремальной физической активности, аналогичной ежедневным тренировкам, которые проходят спортсмены.

Нормальный гемоглобин (и гемоглобин S в присутствии кислорода) содержит деформируемость характеристика, которая позволяет эритроциты по существу протиснуться в более мелкие суда, в том числе участвующие в микроциркуляция к капилляры в мышечной ткани, а также в системе кровоснабжения в тканях органов. Когда гемоглобин S лишен кислорода, он может полимеризоваться, что, как предполагается, вызывает «серповидные» клетки.[27] Серповидные эритроциты обладают пониженной деформируемостью по сравнению с нормальными эритроцитами, что приводит к нарушению кровообращения в более мелких сосудах, участвующих в микроциркуляции, особенно в этом случае, в капиллярах, встроенных в мышечную ткань.

Возникающее в результате нарушение кровообращения в капиллярах, характерных для мышечной ткани, может вызвать острую рабдомиолиз и некроз внутри мышечных клеток.[28][29] Воспаление и утечка внутриклеточного материала в результате некроза мышечных клеток высвобождает определенный белок, миоглобин, в кровоток. Несмотря на то, что 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, таким как те, которые наблюдаются у спортсменов с серповидно-клеточной активностью при высоких уровнях физической нагрузки.[30]

Из-за связи между деформируемостью и серповидными клетками, деформируемость можно использовать для оценки количества серповидных клеток в крови. Деформируемость эритроцитов, вызывающих нарушение микроциркуляции, может быть продемонстрировано с помощью различных других гемореологических характеристик.[27] Чтобы определить деформируемость эритроцитов, измеряются несколько факторов, включая вязкость крови и плазмы и гематокрит (расчет процента эритроцитов, присутствующих в крови).[25][27]

Альфа-талассемия

Альфа-талассемия, как и серповидно-клеточный признак, обычно наследуется в регионах с повышенным риском заражения малярией. Это проявляется в снижении экспрессии цепей альфа-глобина, вызывая дисбаланс и избыток цепей бета-глобина, и иногда может приводить к симптомам анемии. Аномальный гемоглобин может привести к разрушению эритроцитов в организме, вызывая анемию.[31]

Было показано, что у тренированных на выносливость людей с серповидно-клеточными признаками наличие альфа-талассемии защищает от нарушения кровообращения до, во время и после тренировки.[27]

Признаки, симптомы и профилактика

Из-за нарушения микроциркуляции явным признаком или симптомом потенциального серповидного коллапса являются спазмы. В частности, из-за серповидно-клеточного синдрома спазмы возникают в нижних конечностях и спине у спортсменов, подвергающихся интенсивным физическим нагрузкам или нагрузкам.[29] По сравнению с тепловыми судорогами, серповидные судороги менее сильны с точки зрения боли и связаны со слабостью и утомляемостью, в отличие от сильно сокращенных мышц, которые блокируются во время тепловых судорог.

Серповидный коллапс наступает медленно, после судорог, слабости, болей в теле и усталости.[29][30] Людям с известным положительным статусом серповидноклеточных клеток, испытывающим значительную мышечную слабость или усталость во время упражнений, следует потратить дополнительное время на восстановление и гидратацию, прежде чем вернуться к активности, чтобы предотвратить дальнейшие симптомы.[32]

Коллапс можно предотвратить, приняв меры для обеспечения достаточного уровня кислорода в крови. Среди этих профилактических мер - правильное увлажнение.[25] и постепенная акклиматизация к таким условиям, как жара, влажность и пониженное давление воздуха из-за большой высоты.[28][29][32] Постепенное повышение уровня нагрузки также помогает телам спортсменов адаптироваться и компенсировать это, медленно набирая физическую форму в течение нескольких недель.[28][29][33]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Роуч, Э. С. (2005). «Серповидно-клеточная черта». Архив неврологии. 62 (11): 1781–2. Дои:10.1001 / archneur.62.11.1781. PMID  16286558.
  2. ^ «Из вскрытия 1918 года, первый взгляд на серповидную клетку - и предупреждение» www.wired.com
  3. ^ Аджайи, А.А. Лесли (2005). «Следует ли переклассифицировать серповидно-клеточное состояние как болезненное состояние?». Европейский журнал внутренней медицины. 16 (6): 463. Дои:10.1016 / j.ejim.2005.02.010. PMID  16198915.
  4. ^ Конн, Филипп; Рид, Харви; Харди-Дессурс, Мари-Доминик; Моррисон, Эррол; Хюэ, Оливье (2008). "Физиологические реакции носителей серповидных клеток во время физических упражнений". Спортивная медицина. 38 (11): 931–46. Дои:10.2165/00007256-200838110-00004. PMID  18937523.
  5. ^ а б Ана Феррейра, Иво Маргути, Инго Бехманн, Виктория Джени, Анджело Хора, Нуно Р. Пальха, София Ребело, Анни Анри, Ив Безар, Мигель П. Соареш. Серповидный гемоглобин повышает устойчивость к инфекции плазмодиями. Cell, Volume 145, Issue 3, 398-409, 29 апреля 2011 г. DOI: 10.1016 / j.cell.2011.03.049
  6. ^ а б Задей, Джино; Лор Джеймс У. (1997). «Папиллярный некроз почек у пациента с серповидноклеточной особенностью». Журнал Американского общества нефрологов. 8 (6): 1034–9. PMID  9189873.
  7. ^ Гупта А.К., Киршнер К.А., Николсон Р. и др. (Декабрь 1991 г.). «Влияние альфа-талассемии и склонности к серповидной полимеризации на дефект концентрации мочи у людей с серповидно-клеточной характеристикой». J. Clin. Вкладывать деньги. 88 (6): 1963–8. Дои:10.1172 / JCI115521. ЧВК  295777. PMID  1752955.
  8. ^ Дэвис, Чарльз Дж .; Мостофи, Ф.К .; Сестерхенн, Изабель А. (1995). «Медуллярная карцинома почек. Седьмая серповидноклеточная нефропатия». Американский журнал хирургической патологии. 19 (1): 1–11. Дои:10.1097/00000478-199501000-00001. PMID  7528470.
  9. ^ Мэри Луиза Тержен (2005). Клиническая гематология: теория и процедуры. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 179–. ISBN  978-0-7817-5007-3. Получено 6 мая 2010.
  10. ^ Амит К. Гош (13 июня 2008 г.). Обзор внутренней медицины Mayo Clinic: восьмое издание. Informa Health Care. С. 425–. ISBN  978-1-4200-8478-8. Получено 6 мая 2010.
  11. ^ Шейха Анвар (2005). «Селезеночный синдром у пациентов на большой высоте с нераспознанным серповидно-клеточным признаком: спленэктомия часто не требуется». Канадский журнал хирургии. 48 (5): 377–81. ЧВК  3211898. PMID  16248136.
  12. ^ Карк, Джон А .; Поузи, Дэвид М .; Шумахер, Гарольд Р .; Рюле, Чарльз Дж. (1987). «Серповидно-клеточная черта как фактор риска внезапной смерти при физической культуре». Медицинский журнал Новой Англии. 317 (13): 781–7. Дои:10.1056 / NEJM198709243171301. PMID  3627196.
  13. ^ Митчелл, Брюс Л. (2007). «Серповидноклеточная черта и внезапная смерть - возвращение домой». Журнал Национальной Медицинской Ассоциации. 99 (3): 300–5. ЧВК  2569637. PMID  17393956.
  14. ^ Бетти Пейс (2007). Ренессанс исследований серповидноклеточных болезней в эпоху генома. Imperial College Press. С. 62–. ISBN  978-1-86094-645-5. Получено 6 мая 2010.
  15. ^ а б c Царас Г., Овусу-Ансах А., Боатенг Ф.О., Амоатенг-Аджепонг Ю. (июнь 2009 г.). «Осложнения, связанные с серповидно-клеточной чертой: краткий обзор повествования». Являюсь. J. Med. 122 (6): 507–12. Дои:10.1016 / j.amjmed.2008.12.020. PMID  19393983.
  16. ^ Бирнбаум Б.Ф., Пинзоне Дж. Дж. (2008). «Серповидноклеточная черта и приапизм: клинический случай и обзор литературы». Дела J. 1: 429. Дои:10.1186/1757-1626-1-429. ЧВК  2628646. PMID  19116025.
  17. ^ Osuntokun, B.O .; Осунтокун, О. (1972). «Осложненная мигрень и гемоглобин АС у нигерийцев». BMJ. 2 (5814): 621–2. Дои:10.1136 / bmj.2.5814.621. ЧВК  1788370. PMID  5031686.
  18. ^ Остин Х., Ки Н.С., Бенсон Дж. М. и др. (Август 2007 г.). «Серповидно-клеточная анемия и риск венозной тромбоэмболии у чернокожих». Кровь. 110 (3): 908–12. Дои:10.1182 / кровь-2006-11-057604. ISSN  0006-4971. PMID  17409269.
  19. ^ Аджайи А.А., Колаволе Б.А. (август 2004 г.). «Серповидные клетки и пол влияют на диабетические осложнения 2 типа у африканских пациентов». Евро. J. Intern. Med. 15 (5): 312–315. Дои:10.1016 / j.ejim.2004.06.003. ISSN  0953-6205. PMID  15450989.
  20. ^ Пасрича С., Холл В., Холл Э. (2018). Как наши красные кровяные тельца 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/
  21. ^ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21226[требуется полная цитата ]
  22. ^ Дэниел Шрайнер, Чарльз Н. Ротими. «Гаплотипы на основе полногеномных последовательностей показывают единственное происхождение серповидного аллеля во время 2 влажной фазы голоцена». bioRxiv  10.1101/187419.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  23. ^ Окпала, Ихэаньи (2008). Практическое ведение гемоглобинопатий. Джон Вили и сыновья. п. 21. ISBN  978-1405140201. Получено 2 июн 2016.
  24. ^ Green NS, Fabry ME, Kaptue-Noche L., Nagel RL (октябрь 1993 г.). «Гаплотип Сенегала связан с более высоким HbF, чем гаплотипы Бенина и Камеруна у африканских детей с серповидноклеточной анемией». Являюсь. J. Hematol. 44 (2): 145–6. Дои:10.1002 / ajh.2830440214. ISSN  0361-8609. PMID  7505527.
  25. ^ а б c Tripette, J .; Локо, Г .; Samb, A .; Gogh, B.D .; Sewade, E .; Seck, D .; Hue, O .; Romana, M .; Diop, S .; Diaw, M .; Brudey, K .; Bogui, P .; Cisse, F .; Hardy-Dessources, M.-D .; Конн, П. (2010). «Влияние гидратации и обезвоживания на реологию крови у носителей серповидно-клеточных признаков во время физических упражнений». AJP: Сердце и физиология кровообращения. 299 (3): H908–14. Дои:10.1152 / ajpheart.00298.2010. PMID  20581085.
  26. ^ Эйхнер, ER (2007). «Серповидно-клеточный признак». Журнал спортивной реабилитации. 16 (3): 197–203. Дои:10.1123 / jsr.16.3.197. PMID  17923725.
  27. ^ а б c d е Мончанин, Жеральдин; Конн, Филипп; Вуасси, Дьедонн; Францина, Ален; Джода, Бернард; Банга, Пьер Эдмонд; Овона, Франсуа Ксавье; Тириет, Патрис; Массарелли, Рафаэль; Мартин, Кирилл (2005). «Гемореология, серповидноклеточная черта и альфа-талассемия у спортсменов: эффекты физических упражнений». Медицина и наука в спорте и физических упражнениях. 37 (7): 1086–92. Дои:10.1249 / 01.mss.0000170128.78432.96. PMID  16015123.
  28. ^ а б c d «Совместное заявление ACSM и NCAA о свойствах серповидных клеток и физических упражнениях», NCAA.
  29. ^ а б c d е «Заявление о консенсусе: серповидно-клеточная характеристика и спортсмен», Национальная ассоциация спортивных тренеров.
  30. ^ а б Энциклопедия MedlinePlus: Рабдомиолиз
  31. ^ «Серповидноклеточная болезнь и талассемия», Американское общество гематологов.
  32. ^ а б http://www.sicklecelldisease.org/index.cfm?page=sickle-cell-trait-athletics[требуется полная цитата ]
  33. ^ «Серповидноклеточная черта». MetroHealth. Получено 31 января, 2016.

внешняя ссылка

Классификация
Внешние ресурсы