Методические рекомендации к практическим занятиям
по общей хирургии, анестезиологии
для студентов
Практическое занятие №
Тема: «Группы крови. Определение групп крови»
Цели занятия: познакомить студентов с основными и второстепенными антигенными системами крови человека и изучить способы определения групп крови по системам АВО и резус- фактор.
Базисные знания: понятие о свойствах и структуре крови, полученные в рамках курса нормальной физиологии, гистологии, иммунологии.
Учебная карта занятия
Антигенные системы крови
Изучением антигенных систем крови занимается наука - изосерология. В настоящее время открыто и описано более 500 антигенов крови. Более половины из них находятся на поверхности эритроцитов, а остальные представлены на других клетках крови или белках плазмы.
Согласно современным данным выделяют следующие группы антигенов крови.
Клеточные – это сложные гликопептиды, являющиеся структурными компонентами клеток крови. К ним относят:
Эритроцитарные антигены (АВО, Резус фактор, MNSs, Келл, Лютеран, Кидд, Диего, Даффи, Домброк, ферментативные группы Эр).
Лейкоцитарные (общие антигены лейкоцитов - НLА, АГ ПЯЛ, АГ Лф.),
Лимфоцитарные (LY),
Тромбоцитарные (Zw, Pl, Ko).
2) Плазменные – определённые комплексы аминокислот на поверхности молекул белков плазмы крови. В настоящее время описано более 10 белковых антигенных систем – Hp, Gc, Tf, Jm, Gm и 25 различных ангигенов иммуноглобулинов.
Клеточные антигены обладают следующими двумя основными свойствами. Первое свойство - иммуногенность – это способность антигенов индуцировать выработку антител при введении в чужеродный организм. Второе свойство - серологическая активность – это способность антигенов соединяться с соответствующими антителами.
В строении антигена выделяют три части: шлеппер, гаптер и эпитоп (рис. 1).
Рис. 1. Схема структуры антигенов крови
Шлеппер является белковой составляющей антигена, он расположен внутри цитоплазматической мембраны клетки и именно эта часть определяет свойство иммуногенности.
Гаптер – это полисахаридная часть антигена, которая также расположена в мембране клетки и эта часть антигена определяет его серологическую активность.
Концевым элементом антигена является эпитоп. По своему строению этот структурный компонент относится к углеводам, и именно эта часть антигена осуществляет соединение с соответствующим антителом при иммунологических реакциях. Эпитопы антигенов системы АВО отличаются по своему химическому строению. Так антиген О имеет эпитоп фукозу, у антигена А эпитоп - N – ацетилгалактозамин, а у антигена В эпитоп галактоза
На данный момент различают следующие разновидности клеточных и плазменных антигенов крови.
1. Эритроцитарные антигены насчитывают – около 20 изученных антигенных систем. Клиническое значение имеют системы: АВО, Резус фактор, MNSs, Келл, Лютеран, Кидд, Диего, Даффи, Домброк, ферментативные группы Эр.
Среди этих систем выделяют основные и второстепенные антигенные системы. К основным системам относят: систему АВО и резус фактор.
Остальные антигенные системы относят к второстепенным. Но среди них есть ряд антигенов, которые имеют определённое клиническое значение.
Антигены системы МNSs (2 локуса МN и Ss) определяют при трансплантации органов. Система Келл (АГ - Келл и Челлано) играет достаточно важное значение при переливании крови. Антитела к антигенам системы Келл способны вызвать гемотрансфузионные осложнения, а также повлиять на неблагоприятное течение второй и последующих беременностей вызывая антигенный конфликт между организмом матери и плода. Аналогичное клиническое значение имеет система Кидд, антигены которой имеют 75% людей.
Антигены системы Р (1927 г. Ландштейнер и Левин), Лютеран (Lu a, Lu b) и Домброк (До а (55-60%), До в (85-90%)) имеют малое клиническое значение, но в то же время при переливании крови возможно формирование антител к антигенам данных систем, что может стать причиной осложнений при повторных переливаниях крови.
Ряд антигенных систем, таких как Диего (АГ-рассовый признак монголоидов) и Даффи (негроиды – 25% (Fy a), китай, австралия, эскимосы – 100%, европейцы – 60-82%) имеют чёткую расовую избирательность, что можно использовать при антропологических исследованиях и в судебной медицине для определении расовой принадлежности и установления отцовства.
Наконец, одной из наименее изученных антигенных систем эритроциратных антигенов являются ферментативные группы эритроцитов (фосфат глюкомутаза, аденозиндезаминаза, глютамат – пируват – трансаминаза, эстераза Д и т.д.). Эти антигены находятся на стадии изучения и их клиническое значение до конца не определено.
2. Лейкоцитарные антигены были открыты Ж. Доссе в 1954 году. Среди них выделяют общие лейкоцитарные антигены, а также клеточно-специфичные антигенные системы.
К общим антигенам лейкоцитов относят систему HLA. Эта система включает более 120 антигенов. Особенностью этих антигенов является то, что они представлены не только на клетках крови, а именно на лейкоцитах, лимфоцитах, моноцитах и тромбоцитах. Эти антигены характерны для клеток внутренних органов человека, таких как клетки печени, почек, лёгких, костного мозга, и других органов. По этой причине антигены системы HLA называют антигенами гистосовместимости и их определение является обязательным перед трансплантацией костного мозга и внутренних органов. Совпадение антигенов донора и реципиента более 80% считается достаточным для пересадки органа или ткани, но при этом возможно развитие реакции «донорский орган против хозяина». Совпадение более 95% антигенов системы HLA приравнивается к полной совместимости организма реципиента и донорского органа и это существенно снижает риск отторжение органа после пересадки. В клинической практике систему HLA также используют при переливании лейкоцитарного и тромбоцитарного концентрата. Кроме того, в ряде случаев антигенная несовместимость матери и плдода может стать причиной выкидыша или мертворождения, что имеет важное значение в акушерстве и планировании беременности.
(Номенклатура: HLA – обозначение системы, А,В,С,Д – генные локусы или регионарные системы, 1,2,3 – номер аллелей внутри локуса НLА, W – недостаточно изученные АГ).
Клеточно-специфичные лейкоцитарные антигены включают антигены полиморфноядерных нейтрофилов (NA-1, NA-2, NB-1) и лимфоцитов (LY) (В – лф (HLA – DRw1 - DRw7)). Кроме клеток крови антигены нейтрофилов обнаружены также на клетках костного мозга, что учитывают при его пересадке. Клиническое значение клеточно-специфичных антигенов нейтрофилов включает возможность наличие кратковременной нейтропении у новорожденных, развитие негемолитических посттрансфузионных осложнений, а также может стать причиной сокращения жизни донорских гранулоцитов при переливании лейкоцитарной взвеси или при пересадке костного мозга.Клиническое значение специфичных антигенов лимфоцитов в настоящее время находится на стадии изучения.
3. Тромбоцитарные антигены (Zw, Pl, Ko). В настоящее время эта группа антигенов не имеет важного клинического значения, но тем не менее при пересадке костного мозга и переливании тромбоцитарного концентрата определение этих антигенов желательно, а в ряде случаев более, чем необходимо.
Понятие о группе крови
Группой крови называют сочетание нормальных иммунологических и генетических признаков крови, которое наследственно детерминировано и является биологическим свойством каждого индивидуума. Группа крови передаётся по наследству, формируется на 3-4 месяце внутриутробного развития и не меняется с возрастом.
На практике групповая принадлежность крови включает определение антигенов и антител систем АВО и резус фактора.
Определение группы крови по системе аво
Система АВО формируется на 3-4 месяце внутриутробного развития и включает несколько видов антигенов и антител. Антигены системы АВО называют агглютиногенами, а антитела этой системы носят название агглютинины.
К агглютиногенам системы АВО относят: антигены А, В, О и субстанцию Н.
Антиген А имеет две разновидности – антиген А1 (88%) и антиген А2 (12%). По своим иммуногенным и агглютинабельным свойствам антиген А1 является более активным, в то же время эти свойства у антигена А2 выражены более слабо. Поэтому антиген А1 называют сильным, а антиген А2 – слабым.
Антиген В имеет порядка 4-5 разновидностей: В1,В2, В3, В4, ВW. Антигенные свойства этих белков мало отличаются друг от друга и потому клинического значения не имеют, а антиген В считается более однородным, нежели антиген А.
Агглютинины системы АВО. Вторым компонентом системы АВО являются антитела α, и β. По своей характеристике эти антитела являются врождёнными, относятся к иммуноглобулинам класса М и потому называются полными. Эти антитела имеют 10 активных центров и являются холодовыми, то есть они вступают в реакцию агглютинации лучше при температуре ниже 36*С. Наличие 10 активных центров позволяет этим антителам присоединять сразу несколько эритроцитов, что даёт хорошо видимую реакцию агглютинации при определении групповой принадлежности крови.
Взаимодействие антигена и антитела проходит две фазы:
фаза взаимодействия – соединение антигена и антитела без видимых изменений среды,
фаза проявления: агглютинация (склеивание Эр вокруг антитела) присоединение комплемента и последующий лизис эритроцитов под действием комплемента (гемолиз крови).
Развитие лизиса эритроцитов и гемолиза крови является завершающим этапом иммунологической реакции при переливании несовместимой крови.
По соотношению этих антигенов и антител выделяют 4 основные группы крови по системе АВО. Эритроциты первой (О(I)) группы не содержат на своей поверхности антигенов, а в плазме крови имеются врождённые антитела α, β. Эритроциты второй группы (А(II)) содержат антиген А1 или А2, а в плазме имеется антитело β. Эритроциты третьей группы (В (III)) содержат антиген В, а в плазме крови находится антитело α. И, наконец, эритроциты четвёртой группы (АВ (IV)) содержат одну из разновидностей антигена А, антиген В, а в плазме крови у таких людей нет врождённых антител.
Наличие сильного и слабого антигена А у людей со второй и четвёртой группой крови при переливаниях разнородных антигенов приводит к формированию изоиммунных антител, которые получили название экстраагглютинины. Поступление в организм человека с сильным антигеном А1 слабого антигена А2 приводит к образованию экстраагглютинина α2. В то же время поступление в организм человека, имеющего слабый антиген А2, сильного антигена А1 становится причиной выработки экстраагглютинина α1.
Экстраагглютинины α1 и α2 отличаются от врождённых антител. Это изоиммунные антитела и потому присутствуют не у всех людей, а только у иммунокомпроментированных. Относятся они к классу иммуноглобулинов G, имеют всего 2 активных центра и, потому их называют неполными.
Кроме вышеуказанных антигенов на эритроцитах могут присутствовать ещё 2 антигена системы АВО: антиген О и субстанция Н.
Антиген О впервые был обнаружен на эритроцитах I группы крови. Позднее его присутсиве было выявлено на эритроцитах II и IV группы крови, со слабым антигеном А2.
Субстанция Н считается веществом - предшественником антигенов системы АВО. Данная субстанция в той или иной мере содержится на эритроцитах всех четырёх групп крови, но в большем количестве она присутствует на эритроцитах I группы крови, а на эритроцитах остальных групп крови она встречается в незначительном количестве.
При изучении антигенной системы крови в конце прошлого столетия у жителей центральной части Индии был выявлен «бомбейский феномен». На эритроцитах этих людей не был обнаружен ни один антиген системы АВО, но в то же время плазма крови этих людей содержала 4 вида агглютиногенов, а именно α, β, анти – О, анти – Н.
Кровяные химеры – это организмы, в крови которых содержаться эритроциты двух разных подтипов. В естественных условиях этот феном очень кратковременно можно наблюдать у близнецов в первые недели после рождения. Кроме того это возможно при пересадке аллогенного костного мозга с другой групповой принадлежностью или после переливания массивных объёмов крови. При попытке определения группы крови у химер результат исследования получается искажённым. Непременным условием существования кровяной химеры является иммунная супрессия. Только при резком снижении или отсутствии иммунного ответа эритроциты с чужеродным набором антигенов могут сохранить целостность и не подвергнуться лизису. В тех случаях, когда это состояние сохраняется в течение 4-6 недель, то возможна постепенная естественная гибель чужеродных эритроцитов и возвращение исходной индивидуальной антигенной структуры крови.