Что такое группа крови — и почему их на самом деле не четыре, а более сорока

Что такое группы крови и зачем они нужны

Идея переливания крови — правда, крови животных, а не людей — появилась задолго до важных научных исследований, открытия эритроцитов и других аспектов биохимии и физиологии, еще в XVII веке. Но тогда к переливаниям относились с огромным предубеждением — слишком часто после них возникали тяжелые состояния, иногда заканчивающиеся летальным исходом. В те, скажем так, донаучные времена никто не задумывался, с чем такие реакции связаны. До конца XIX века переливания были скорее исключением, чем постоянной практикой.

Но в 1900 году австрийский врач Карл Ландштейнер посмотрел туда, куда до него не смотрел никто, — на мембраны клеток крови, эритроцитов. Всё началось с того, что Ландштейнер, в то время еще совсем молодой врач, исследуя собственную кровь и кровь своих коллег, заметил любопытную вещь: если смешивать кровь разных людей, то иногда ничего не происходит, а иногда капли будто начинают драться между собой, и в итоге кровь «слипается». Как настоящий ученый, Ландштейнер этим заинтересовался и в попытках докопаться до истины начал экспериментировать. Первым делом он проверил кровь на какие-либо заболевания — например, гемофилию, — но никаких заболеваний крови у участников эксперимента не было.

Затем он решил выяснить, что же именно ответственно за такое странное поведение крови. Он центрифугировал кровь — разогнал ее на специальной установке, отделив сначала клетки от плазмы, а затем и сами клетки друг от друга. И пришел к единственному возможному выводу — за слипание отвечают эритроциты. Набрав добровольцев, он продолжил эксперименты и в конце концов пришел к тому, что выделил три группы крови — три разные характеристики. Ландштейнер назвал их A, B и С — и создал ту самую таблицу переливания крови: кровь группы С можно было без проблем вливать в любую другую — ничего не происходило. А вот при попытке влить кровь В в кровь А возникало то самое слипание — Ландштейнер предположил, что это связано с чужеродностью: кровь А видит в В что-то чуждое и опасное и уничтожает, выделяя антитела, специальные молекулы-убийцы. Так были найдены группы крови — пока еще без группы АВ, ее нашли двумя годами позже, уже последователи Ландштейнера. А Ландштейнер, опубликовав свои открытия, сформулировал главный постулат о группах крови: «Антиген группы крови и антитела к нему никогда не существуют одновременно».

Примерно в те же годы Ландштейнер делает еще одно открытие. Экспериментируя с кровью макак-резусов, он обнаружил еще один фактор, влияющий на слипание эритроцитов. При этом слипание происходило даже в том случае, если по всем прочим характеристикам — то есть по системе А, В, С — кровь совпадала. Так был открыт резус-фактор, названный в честь тех самых макак.

Параллельно с Ландштейнером в этом направлении работали и некоторые другие ученые, также дошедшие до четырех групп крови, — например, чешский врач Ян Янский. Он предложил нумеровать их цифрами от I до IV. Позднее, уже в 1937 году, Международное общество переливания крови объединит две системы, переименовав группу крови С в 0 и сформировав то, что мы знаем сегодня: 0 (I), A (II), B (III), AB (IV).

На основе этих исследований Ландштейнер создал систему типизации крови, которую практически сразу стали использовать при переливаниях. За свои открытия в 1930 году он получил Нобелевскую премию.

Кровь, клетки и макаки

Что же такое группа крови? На самом деле всё довольно просто. В нашей крови множество эритроцитов — двояковогнутых клеток, похожих на сплюснутые зефирины. Из-за вогнутых мембран их площадь поверхности очень велика и на них располагаются мембранные белки и гликолипиды. Они называются антигенами эритроцитов.

Разные антигены выполняют разные задачи: кто-то «отвечает» за транспорт определенных веществ, кто-то связывается с молекулами, кто-то обладает каталитической активностью.

Именно антигены и обуславливают ту или иную группу крови, в зависимости от того, какие именно молекулы располагаются на мембране. У людей с группой крови 0 антигенов групп крови нет совсем, у людей с группой АВ есть оба типа. Антигенов множество, и часть из них действительно влияет на слипание эритроцитов — отсюда и несколько десятков групп крови.

Какая именно группа крови будет у человека, зависит от гена I — есть три его разновидности, или аллели: I0, IА и IВ. От папы и мамы каждому из нас достается по две «версии» гена — и получается, например, I0I0 или IАIВ, соответственно, группа крови 0 или группа крови АВ. Такой способ наследования называется кодоминированием, что означает, что оба аллеля гена так или иначе проявляются. Всё, что в организме не представлено, он считает небезопасным и выделяет антитела, что и вызывает слипание эритроцитов — они агглютинируют. То есть если у человека группа крови кодируется геном вида IАI0, то попытка влить ему кровь вида IАIВ вызовет сильнейшую реакцию, ведь антигена В у него нет. Поэтому четвертую группу крови, или АВ, называют универсальным реципиентом — ведь у таких людей есть оба антигена, — но не донором, ведь «отдать» кровь они могут лишь людям с такой же группой.

Что же с резусом? Резус-система зависит сразу от 59 антигенов, «главный» из которых — антиген Rho(D).

Если упрощать, то фенотипически вариантов только два: есть антиген (тогда человек резус-положительный) или нет антигена (тогда он резус-отрицательный). Соответственно, при попытке перелить резус-отрицательному кровь от резус-положительного возникает иммунная реакция, то есть резус-конфликт. Резус-отрицательные люди встречаются гораздо реже резус-положительных, в среднем их около 15% населения планеты. Вы наверняка слышали о резус-конфликте у беременных женщин: в случае, если у будущего ребенка положительный резус, организм женщины с отрицательным резусом начинает образовывать антитела, защищая себя. Причем в первую беременность обычно проблем не наблюдается — в норме кровотоки напрямую не пересекаются. А вот во время родов кровь матери встречает кровь ребенка, и начинается иммунный ответ, что грозит проблемами при второй беременности. Сейчас потенциальный резус-конфликт научились контролировать и обычно он не приводит к серьезным последствиям.

Система K+

Если вы решите стать донором крови, то сначала вас отправят на анализ этой самой крови. Даже при условии вашего полного здоровья вам могут неожиданно отказать — у вас хорошая, «редкая» кровь, вот только она Kell-положительная. Вероятность такого невелика — Kell-положительных во всем мире около 10%. Что же такое эта Kell-система? Это тоже целая группа антигенов на поверхности эритроцитов, из которых наиболее сильный собственно белок Kell. Обнаружили его в целом случайно — у беременной женщины по фамилии Келлахер. По ее же фамилии и назвали главный антиген и всю систему — Kell.

С гемолитической болезнью новорожденных человечество встретилось давно, но пристально изучать ее стали только в прошлом веке. В итоге выяснилось, что это заболевание часто развивается в том случае, если отрицательный организм матери начинает вырабатывать антитела к Kell±плоду, что и приводит к тяжелым поражениям, анемиям, разрушению клеток крови. Логично, что поражения возникают и при попытке перелить кровь K+ тем людям, у которых этого антигена нет. Тесты на Kell проводят в обязательном порядке, как беременным, так и потенциальным донорам — и если донор оказывается К+, то, увы, цельную кровь от него не примут.

Любопытно, что есть стойкая корреляция между наличием Kell±статуса и способностью чувствовать вкус фенилтиокарбамида, соединения, также называемого фенилтиомочевиной и встречающегося повсеместно — в брокколи, кофе, грейпфрутах или цветной капусте. Для большинства людей фенилтиокарбамид безвкусный, а вот для K+ он горький и неприятный.

Вел-отрицательная группа

В середине XX века одной из онкологических больных, которую в публикации об этом случае обозначили как «миссис Вел», провели рутинную уже на тот момент процедуру переливания крови. Но что-то пошло не так, и кровь, несмотря на схожесть по резусу и системе АВ0, дала тяжелую реакцию. Тогда удалось установить, что у миссис Вел на мембранах эритроцитов отсутствовал какой-то антиген и поэтому организм сформировал антитела к чужеродному агенту.

Какой именно антиген вызвал такую реакцию, выяснить долгое время не удавалось. Ситуация осложнялась еще и тем, что реакция возникала только непосредственно в человеческом организме, при переливании, а стандартные лабораторные тесты никаких проблем не демонстрировали. Загадка разрешилась только спустя десятилетия — в 2013 году группа ученых из Университета Вермонта установила, что всему виной маленький белок SMIM1. С виду совсем незаметный и невинный — практически полностью погруженный в мембрану, так что на поверхности показывается всего ничего, — но именно он и вызывает такую реакцию. Вел-положительных людей еще меньше, чем Kell, — лишь 40 человек на 100 000 населения. Но каждое переливание крови для них потенциально опасно. Открытие белка SMIM1 наконец-то позволило сделать эффективный тест для установления статуса по Вел-системе.

Семейство MNSs

Группу крови MNSs обнаружили еще в 1927 году, а потом открывали всё новые и новые ее проявления. Сейчас известно 9 различных систем, основанных на MNSs, но клиническое значение имеют лишь четыре — M, N, S, s и U. Все эти антигены — такие же гликопротеины на мембране, как и любые другие.

S и s очень распространенные (s и вовсе встречается у 89% процентов популяции). U был так назван из-за своей универсальности — его носителями являются 99,9% людей. Эритроциты М+ и N+ встречаются реже (до 75%), но тоже относительно часто, причем именно их обнаружили в 1927-м, одними из первых после системы АВ0 и резуса. У тех немногих людей, организм которых не вырабатывает антигенов, переливания крови и беременность тоже потенциально могут привести к развитию осложнений, поэтому эту систему активно изучают.

Феномены и защита

Как уже упоминалось, на настоящий момент науке известно более 40 различных систем групп крови. Большинство из них крайне редки и встречаются в замкнутых популяциях. Среди них есть, например, группа крови по Даффи: у людей с ней наблюдается природная устойчивость к малярии. Логично, что встречается такой тип крови именно там, где вероятность заражения высока.

Есть и редкие вариации уже знакомых нам и очень распространенных групп крови. Таков, например, бомбейский феномен — ситуация, при которой у человека не формируются антигены даже при условии их генетической возможности. Представим ситуацию: от мамы и папы ребенку пришли «стандартные» группы крови, например 00 и АА. По всем параметрам у него должна быть группа А0. Но по каким-то причинам группа крови ребенка В0. Скандалы, интриги, расследования, поиск виноватых… Объяснение феномену нашли случайно — один из «сторонних» генов выключает гены групп крови. Кровь матери, мимикрируя под 00, на самом деле генетически другая — та самая В0. Кровь людей с бомбейским феноменом — универсальна, ее можно переливать кому угодно, но вот им самим найти донора практически невозможно, поэтому для них делают отдельный банк крови. Чаще всего такая кровь встречается в Индии, а вот в остальном мире ее распространенность крайне мала.

Заключение

Возникает справедливый вопрос: что же делать со всеми этими группами крови конкретному человеку? На самом деле скорее ничего. Если вы когда-нибудь сдавали цельную кровь на донорство и у вас ее благополучно приняли, то, вероятнее всего, вы не отличаетесь от среднего человека в популяции с точки зрения антигенов эритроцитов. Разумеется, всегда можно выяснить свою группу — в стандартных лабораторных организациях можно узнать и свой статус по Kell, и статус по резусу. На остальные, более редкие группы анализов в широком доступе пока еще нет.