Текст
ББК 54.11
H3i
УДК
Наследственные анемии и гемоглобинопатии/Под ред. Ю. Н. ТОКАРЕВА
(СССР), С. Р. ХОЛЛАН (ВНР), I X. Ф. КОРРАЛЯ-АЛЬМОНТЕ | (Куба), Сов-
местное издание СССР — ВНР—Куба.—М.: Медицина, 1983. —336 с , ил.
Ю. Н. ТОКАРЕВ — заслуженный деятель науки РСФСР, проф., зам. дирек-
тора по научной работе Центрального научно-исследовательского института ге-
матологии и переливания крови М3 СССР.
С. Р. ХОЛЛДН1—чл.-корр. АН ВНР, проф., директор Национального инсти-
тута гематологии и переливания крови М3 ВНР.
|Х. Ф. КОРРАЛЬ-АЛЬМОНТЕ^ — проф.» возглавлял Институт гематологии
и иммунология М3 Республики Куба.
Рецензент — проф. Л. А. Махонова
В монографии излагаются современные данные по патогенезу, клинике и
терапии наиболее распространенных и часто встречающихся наследственных ане-
мических состояний (талассемий, серповидно-клеточных анемий), метгемоглоби-
немий и эритроцитозов. В книге описаны ферментов атии эритроцитов н гемогло-
бинопатии, встречающиеся на территории СССР, ВНР и Кубы, носящие в некото-
рых местностях эндемический характер и имеющие отношение к патологии бере-
менных и новорожденных.
Для гематологов, генетиков, биохимиков, цитологов.
Н
4112020000—120
О39(01)-83
114—ВЗ
<g) Издательство «Медицина» К
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ
АЛЕКСЕЕВ Г. А.
АНДРЕЕВА А. П.
1и:лостоцкии в. м.
ВЫ КОВА И. А.
I \ В РИЛОВ О. К.
IJiPBEHEBA Л. И.
.ДМИТРИЕВА М. Г.
НРМАКОВ Н. В.
КОЗИНЕЦ Г. И.
.ЧИМБОРСКАЯ С. А.
ПОСТНИКОВ ю. в.
СКАЧИ ЛОВА Н. И
СПИВАК В. А
If ЖАРЕВ Ю. Н.
•IIJPTKOB И. Л.
СССР
— профессор, докт. мед. наук, консультант-гемато-
лог Центрального научно-исследовательского ин-
ститута гематологии и переливания крови М3
СССР
— канд. хим. наук, старшкй научный сотрудник
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематологии и переливания крови М3 СССР
— докт. биол. наук, старший научный сотрудник
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематологии и переливания крови М3 СССР
— канд. мед. наук, младший научный сотрудник
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематологии и переливания крови М3 СССР
•— академик АМН СССР, председатель Ученого Ме-
дицинского Совета М3 СССР
— канд. мед. наук, младший научный сотруА!тк
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематология и переливания крови М3 СССР
— канд. хим. наук, старший научный сотрудник Цент-
рального научно-исследовательского института ге-
матологии и переливания крови М3 СССР
— какд. биол. наук, младшни научный сотрудник
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематологии и переливания крови М3 СССР
— профессор, докт. мед. наук, зав. лабораторией
Центрального иаучио-исследовательского институ-
та гематологии и переливания крови М3 СССР
— докт. биол. наук, старший научный сотрудник
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематологии н переливания крови М3 СССР
— канд. мед. иаук, младший научный сотрудник
Института медицинской генетики АМН СССР
— докт. мед. наук, зав. отделением Центрального на-
учно-исследовательского института гематологии и
переливания крови AJ3 СССР
— канд. хим. наук, старший научный сотрудник
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематологии и переливания крови М3 СССР
— профессор, заслуженный деятель науки РСФСР,
зам. директора по научной работе Центрального
научно-исследовательского -института гематологии
и переливании крови М3 СССР
— профессор, докт. мед. наук, зав. лабораторией
Центрального научно-исследовательского институ-
та гематологии и переливания крови М3 СССР
3
СЕЛЕНЬИ Ю. Е.
ХОЛЛАМ С. Р.
КАРНО X.
]КОРРАЛЬ-АЛЬ-
[МОНТЕ X. Ф.
..МАРТИНЕС Г.
СВАРЧ Е.
САГАРРА М.
ХЕРНАНДЕС И.
ВНР
—канд. биол. наук, старший научный сотрудник, ру-
ководитель группы Национального института ге-
матологии и переливания крови М3 ВНР
— член-корр. АН ВНР, докт. мед. наук, директор На-
ционального института гематологии и переливания
крови М3 ВНР
Республика Куба
— врач-гематолог Института гематологии и иммуно-
логии М3 Республики Куба
— профессор, докт. мед. наук, возглавлял Институт
гематологии и иммунологии М3 Республики Куба
• —кандидат хим. паук, зав. лабораторией гемоглоби-
нопатий Института гематологии и иммунологии
М3 Республики Куба
— зав. детской гематологической клиникой Институ-
та гематологии н иммунологии М3 Республики
Куба
• —врач-ортопед Института гематологии и иммуноло-
гии М3 Республики Куба
— зав. гематологической клиникой Института гема-
тологии и иммунологии М3 Республики Куба
ПРЕДИСЛОВИЕ
Исследования, проведенные во второй половине XX века на ос-
нове достижений физики, химии, молекулярной биологии, генети-
ки, биохимии, цитологин и иммунологии, позволили уточнить
представление об эритроне как своеобразной функциональной си-
стеме с высокоспециализнрованной газотранспортной функцией.
Эритроцит был открыт у человека Левенгуком в 1674 г., а термин
«эритрон» впервые введен J. Boycott в 1913 г.
Созданная в связи с применением метода клонирования ство-
ловых клеток современная теория кроветворения рассматривает
эритрон как совокупность циркулирующих в периферической кро-
ви эритроцитов и их костномозговых клеток-предшественников
вместе с механизмами регуляции клеточной продукции и разруше-
ния.
В основе эритропоэза лежат биологические процессы диффе-
ренциации, пролиферации, созревания клеток и биосинтеза гемо-
глобина, обеспечивающих эритроциты и гемоглобин достаточны-
ми количествами для удовлетворения дыхательных потребностей
организма.
В регуляции эритропоэза четко продемонстрирована роль
эритропоэтина. Существование и возможное значение ингибитора
эритропоэза пока остаются чисто гипотетическими.
Эритрон как функциональная система сформировался в ходе
•волюции у человека, вероятно, под влиянием двух основных фак-
торов: 1) гравитации и 2) жизни в условиях относительно посто-
янной газовой среды с определенной концентрацией в ней дыха-
тельного газа — кислорода, необходимого для обеспечения энер-
гетических процессов организма. Простейшая схема доставки тка-
ням кислорода у позвоночных как пигментосодержащих организ-
мов такова: органы дыхания — сосудистая система — кровь — ды-
хательный пигмент — клетки тела [б]- В этих условиях необхо-
дима осуществляемая при участии центральной нервной системы
четкая координация деятельности дыхательной, сердечно-сосуди-
стой систем и эритрона, входящих в состав так называемой си-
стемы обеспечения кислородного режима организма [4] или си-
стемы регуляции меры недостатка кислорода в организме [3].
Функциональная система эритроиа вместе с комплексом ре-
цепторов, эффектора н регулятора и с помощью специальных си-
сг<‘м адаптационных механизмов (регуляция кровотока и арте-
риовенозной разницы) обеспечивает стационарное состояние и
5
настройку в соответствии с меняющимися потребностями орга-
низма. Она действует по принципу обратной связи. У здоровый
людей концентрация гемоглобина поддерживается в сравнитель-
но узких пределах. Колебания уровня оксигенации различны#
тканей вызывают такие изменения эритропоэтической активиостИг
которые в норме способствуют восстановлению кислородно-транс-
портной функции крови.
В. Н, Черниговский (1979) считает наиболее перспективной ₽
изучении физиологии эритропоэза комплексную программу иссле-
дований, позволяющую создать представление о принципах взаи-
мосвязи, формирующихся на различных уровнях — молекулярном,
субклеточном, клеточном, тканевом н системном — и таким обра-
зом судить об особенностях процессов, участвующих в регуляций
эритропоэза в организме.
В последние годы значительное развитие получило новое на-
учное направление, которое можно определить как клиническую
патофизиологию эритрона [10, 7]. Оно сложилось как раздел со-
временной экспериментальной и клинической гематологии, изу-
чающий характер и выраженность нарушений эритропоэза у боль-
ных, механизмы их возникновения и компенсации с целью разра-
ботки патогенетически обоснованных лечебно-профилактически#
мероприятий.
В качестве примеров последних достижений в этой области
следует привести изучение компенсаторных механизмов иа уровне
клетки (регуляция сродства гемоглобина к кислороду при измене'*
нии внутриклеточного 2,3-ДФГ), органов и систем (гемодинами-
ческие сдвиги, увеличение всасывания железа) при некоторых ви*
дах анемий. Большой интерес также представляет изучение
структурно-функциональных взаимоотношений при аномалиях ге-
моглобина с определенными генными мутациями, которые мо-
гут приводить к значительному изменению его физико-химически#
н функциональных свойств и к развитию выраженных клиниче*
ских проявлений с синдромами гемолитической анемии, врожден*
ного эритроцитоза и цианоза (метгемоглобинемии).
Клиническая патофизиология эритрона тесно связана с гема*
тологической генетикой — другим важнейшим и новым разделом
клинической гематологии, посвящеииым изучению генетической
гетерогенности и клинического полиморфизма наследственных за*
болеваннй системы крови на основе представлений молекулярной
генетики о тонкой структуре и принципах функционирования от-
дельных генов и генома в целом 1['6, 2, 1].
Известно, что в гематологии расшифровка первичных дефек*
тов мутантных генов во многих случаях позволила добиться серь*
езных практических успехов в изучении различных звеньев пато*
генеза наследственных болезней иа молекулярном уровне и со*
здания новых методов диагностики и лечения.
Эритроцит в настоящее время является наиболее изученной
клеткой организма человека. Он использован в качестве «модель*
ной» клетки при исследовании структуры и функции клеточной
мембраны, генетической регуляции и биосинтеза гемоглобина,
различных аспектов метаболизма. В результате плодотворного
союза клиницистов и представителей фундаментальных наук по-
лучен широкий спектр научно-прикладных результатов, имеющих
важное диагностическое и терапевтическое значение. Это в пер-
вую очередь касается наследственных эрнтроцитопатий (анемий и
гемоглобинопатии).
Среди различных видов наследственных заболеваний системы
кровн эритроцитопатии занимают особое место благодаря их ши-
рокой распространенности, наличию достаточно простых и надеж-
ных диагностических тестов и значительной гетерогенности на-
следственной патологии эритрона.
По данным ВОЗ, основанным на самых скромных подсчетах,
па земном шаре насчитывается не менее 100 млн. носителей важ-
нейших аномалий гемоглобина и около 300 млн. человек с дефи-
цитом фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФД) в эрит-
роцитах. В настоящее время известно около 400 вариантов ано-
мальных гемоглобинов и более 250 вариантов Г-6-ФД.
Генетическая гетерогенность наследственных эрнтроцитопатий,
детерминированная мутациями на уровне различных генов или их
локусов (как структурных, так, возможно, и регуляторных), обу-
словливает значительный клинический и биохимический полимор-
физм, а также различный характер ответной реакции системы
крови и всего организма на воздействие факторов внешней сре-
ды. Вместе с тем, как видно на примере гемоглобинопатий и не-
которых эритроцитарных ферментопатий, идентичная клиническая
симптоматика может наблюдаться при генных мутациях на раз-
личных уровнях и при нарушении различных звеньев метаболизма
эритроцитов.
В представленной ниже классификации наследственных эрит-
роцитопатий отражены современные представления об их этноло-
гии, патогенезе, структурных и функциональных особенностях
эритроцитов (мембраны, гемоглобина и ферментов) [9, 2].
1. Наследственные эритроцитарные ферментопатий, ведущие к
развитию иесфероцитарных гемолитических анемий вследствие
дефицита Г-6-ФД, пируваткиназы и других гликолитических и не-
гликолитических ферментов.
2. Наследственные иесфероцитарные гемолитические анемии
вследствие аномалий глобина («качественные» гемоглобинопа-
тии): а) серповидно-клеточная болезнь; б) доброкачественные ге-
моглобинопатии (HbC, HbD, НЬЕ и др.); в) гемоглобинопатии,
обусловленные нестабильными гемоглобинами.
3. Талассемии («количественные» гемоглобинопатии): а) вслед-
ствие угнетения синтеза а-полипептидных цепей (а-талассемии);
б) вследствие угнетения синтеза 0- н б-полипептидных цепей
(р- и б-талассемии).
4, Наследственные метгемоглобинемии: а) вследствие дефици-
та NAD’H-метгемоглобинредуктазы (диафоразы I); б) вследствие
аномалии гемоглобина (М-гемоглобинопатии).
7
5, Наследственные эритроцитозы, в том числе: а) вследствие
аномалии гемоглобина с изменением его функциональных свойств
(повышенное сродство к кислороду и Др.); б) вследствие повы-
шенной продукции эритропоэтинов и др.
Диагностика большинства наиболее распространенных на-
следственных эритроцитопатий (гемоглобине- и некоторых фер-
ментопатий эритроцитов) разработана на уровне скринирующих,
подтверждающих и аналитических тестов. Указанные нозологиче-
ские единицы и их различные аспекты подробно описаны в раз-
личных главах этой книги. Им предпосланы сведения о клеточ-
ных основах структуры и функции эритрона.
В настоящем совместном издании, созданном под редакцией
профессора Ю. Н. Токарева (СССР), профессора С, Р. Холлав
(ВНР) и профессора X. Ф. Корраля Альмонте (Республика Ку-
ба), ие только представлены данные литературы по важнейшим
наследственным эритроцитопатиям, но и подведены итоги много-
летних исследований, проведенных в институтах гематологии
СССР, ВНР и Республики Куба.
В написании отдельных глав книги приняли участие советские
гематологи —профессора Г. А. Алексеев, И. Л. Чертков, Г. И. Ко-
зннец» Н. С. Скачилова и др., а также коллеги из ВНР и Респуб-
лики Куба.
Плодотворное межинститутское сотрудничество ученых этих
стран уже принесло свои плоды. В этой связи следует упомянуть,
что идентификация первых аномальных гемоглобинов, выявленных
в результате интенсивных популяционно-генетических исследова-
ний иа территории советских республик Средней Азии и Закав-
казья, была проведена совместно советскими, венгерскими н ку-
бинскими специалистами.
Настоящая коллективная монография, несомненно, будет по-
лезной как научным работникам, так н практическим врачам —
гематологам, терапевтам, педиатрам, акушерам, медицинским ге-
нетикам, а также представителям ряда других смежных специ-
альностей.
Академик АМН СССР
профессор О. К- Гаврилов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бочков И. П. Генетика человека. Наследственность и патология. — М.: Меди-
цина, 1978. —378 с.
2. Гаврилов О. К., Токарев Ю. И. Наследственные заболевания системы кро-
ви— эритроцитопатии. —Вести. АМН СССР, 1976, № 8, с. 8—13.
3. Гительзон И. И., Дзхансеитоа К. К- Анализ регуляции в системе красной
крови (моделирование эритрита). — В кя.г Физиология системы крови. Физио-
логия эритропоэза. Л.: Наука, 1979, с. 335—<354.
4. Иванов Ю. И. Системно-функциональный подход при изучении взаимодейст-
вия дыхания, кровообращения и эритрона. — В ки.: Кислородный режим орга~
иизма и механизмы его обеспечения. Барнаул, 1978, с. 14—15.
Я
Б. Кассирский И. А., Воробьев А. И., Гурбанов В. П. и др. Генетика в гемато*
логик. — Л.: Медицина, 1967. — 333 с.
’б. Коржуев П. А. Гемоглобин. Физиология и биохимия. — М.: Наука, 1964.—
287 с.
7. Рябов С. И., Шостка Г. Д. Молекулярно-генетические аспекты эритропоэза. —
Л.: Медицина, 1973—279 с.
8. Черниговский В. Н. Предисловие. — В ки.: Физиология системы крови. Фи-
зиология эритропоэза. JL: Наука, 1679, с. 3-—4.
9. Ersleo A. I. Erythrocyte disorders — general considerations. — In: Haematolo-
gy/Ed. W. J. Williams et al. New York, 1972, p. 198—199.
10. Harris J. W.r Kellermeyer R. W. The red cell. Production, metabolism, destru-
ction: normal and abnormal. — Cambridge: Harvard Univ. Press., 1970.—
795 p.
41. Surgenor D. Red blood cell. — 2nd ed. — New York: Acad. Press, 1974, vol. 1.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АДФ — аденозиндифосфориая
кислота
ЛИГА — аутоиммунная гемоли-
тическая анемия
б-АЛК — б-амииолевулиновая
кислота
АМФ — аденозинмоиофосфат
АТФ — адеиознитрифосфор-
ная кислота
ДТФ-аза — адеиозиитрифосфатаза
БОЕэ — бурстобразующаи еди-
ница, эритроидная
ГАФ — глицеральдегидфосфат
3-ФГА —З-фосфоглицерияовый
альдегид
ГАФД —глнцеральдегндфос-
фатдегндрогеназа
Г-6-Ф — глюкозо-6-фосфат
Г-6-ФД —глюкозо-6-фосфатде-
гидрогеиаза
ГФИ —глюкозофосфатизо-
мераза
ДАФ — днокснацетонфосфат
ДНК— дезоксирибонуклеино-
вая кислота
кДНК—комплементарная ДНК
1,3-ДФГ —1,3-дифосфоглицерат
2,3-ДФГ— 2,3-дифосфоглицерат
ДФГМ — дифосфоглицеромут-
аза
ДФГФ — дифосфоглицерофос-
фатаза
ДЭАЭ — диэтила миноэтил
КДО — крив ая диссоциации
оксигемоглобина
КМ — карбоксиметил
КОЕс — колониеобразующая
единица селезеночная
КОЕэ —• колониеобр азующая
единица эритроидная
КОЕтэ — колониеобразующая
единица транзиторная
эндогенная
КОЕк — колониеобразующаи
единица в культуре
ЛДГ — лактатдегидрогеназа
MtHb-R— метгемоглобии-редукт-
аза
МФ ГМ — моиофосфоглнцеро-
мутаза
НАД — окисленный никотин*
амидадениндинуклео-
тид
НАДН — восстановленный нико-
тинамидаденнндинук-
леотид
НАДФ — окисленный никотин-
а м идадениндинуклео-
тидфосфат
НАДФН — восстановленный нико-
тина мидадениндинук-
леотидфосфат
Н ДА—наследственная диз-
эритропоэтическая
анемия
НПФГ —наследственное перси-
стирование фетального
гемоглобина
НСА — наследственная сиде-
робластная анемия
НФМ — наследственная фер-
ментопеническая мет-
гемоглобинемия
ОЖСС — общая железосвязы-
вающая способность
НЬОг — оксигемоглобин
ОРЭ — осмотическая резис-
тентность э ритроцитов
ПНГ — пароксизмальная ноч-
ная гемоглобинурия
9
П 5'-Н — пиримидин ^'-нуклео-
тидаза
РНК — рибонуклеиноваи кис-
лота
иРНК — информационная РНК
тпРНК —матричная РНК
СКА — серповидно-клеточная
анемия
СКБ —- серповидно-клеточная
болезнь
СОД — супероксиддисмутаза
ССГЭ — среднее содержание
гемоглобина в эритро-
ците
ТФИ — триозофосфатизомер-
аза
ФАД — флавинадениндипук-
леотнд
ФАДН2-Р — флавинадениидинук-
леотидредуктаза вос-
становленная
ФАД-Р — флавииадеииндинук-
леотидредуктаза окис-
ленная
6-ФГД — 6-фосфоглюконатде-
гидрогеиаза
6-ФГК — 6-фосфоглюконовая
кислота
2-ФГК — 2-фосфоглицериновая
кислота
3-ФГК — 3-фосфоглицериновая
кислота
Ф-6-Ф — фруктозо-6-фосфат
Ф-1,6-Ф — фруктозе- 1.6-дифос-
фат
ФФД—. фосфофруктокиназа
ФЭП — фосфоэиолпируват
ЭНСФ—эритроциты иеобрати
мо серповидной формь
ЭЧК — эритропоэтиичувстви-
тельиые клетки
Ре2+цитохром-Ь5 — восстановленный
цитохром-Ьв
Ре8+-цитохром-Ьб — окисленный цито
хром-bs
6SH—глутатион в осстаиов
леиный
GSS6—глутатион окисленный
Hb CS — гемоглобин Constant
Spring
th- —ген талассемии
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Глава 1
КЛЕТОЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭРИТРОНА
ВВЕДЕНИЕ
Кроветворная ткань функционирует по принципу регенерации.
Зрелые клеточные элементы, не способные к пролиферации и име-
ющие ограниченный жизненный цикл, постоянно замещаются за
счет поступления клеток из отделов пролиферирующих клеток-
предшественников.
Уже давно стало ясно, что не все способные к размножению
кроветворные клетки длительно самоподдерживаются. Наоборот,
удается легко проследить постепенное созревание всех пролифе-
рирующих клеток морфологически распознаваемых классов, на-
чиная с эритробластов, миелобластов и т. д. Очевидно, что под-
держание этих членов гистогенетического ряда обеспечивается по-
ступлением клеток из вышерасположенного отдела клеток-пред-
шественников (КП). В связи с низким содержанием КП во взве-
сях кроветворных клеток и отсутствием у них признаков морфо-
логической дифференцировки длительное время не удавалось до-
казать существование специального отдела клеток-предшествен-
ников и, тем более, установить его структуру, число входящих в
него клеточных форм, принципов регуляции и т. д. Методы опи-
сательной гематологии оказались непригодными для решения этих
проблем. Существенный прогресс был достигнут лишь за по-
следние годы благодаря созданию новых методов исследования.
В основе их лежит принцип получения клеточных клонов — потом-
ков одной исходной клоиообразующей клетки, поведение и свой-
ства которой удается изучить на основе исследования ее клеток-
потомков. С помощью такого подхода удалось установить, что
отдел кроветворных клеток-предшественников не однороден. Он
•состоит по крайней мере из двух отделов: стволовых клеток и
коммитированных клеток-предшественников. Под стволовой кро-
ветворной клеткой понимают в настоящее время клетку, облада-
ющую следующими свойствами: а) способностью к самоподдер-
жанню, вернее, к пролиферации без утраты компетенции ко всем
свойственным ей дифференцировкам в течение длительного вре-
мени, сравнимого со временем существования всего многоклеточ-
ного организма; б) способностью к дифференцировкам в несколь-
ких направлениях. Всеми этими свойствами обладает клетка, да-
ющая кроветворные колонии-клоны в селезенке облученных мы-
шей (КОЕс, колониеобразующая единица селезеночная). Среди
доступных ей дифференцировок есть и эритроидные, в связи с
чем именно КОЕс является первой клеткой-предшественницей
W Ц
эритрона. Но так как для КОЕс возможны и многие другие диф-
ференцировки, в состав эритрона ее не включают, поэтому в дан-
ном разделе свойства КОЕс мы рассматривать не будем. Интере-
сующиеся этой проблемой читатели найдут материалы в опубли-
кованных обзорах ['!].
В настоящем обзоре будут рассматриваться лишь коммитиро-
ванные в эритроидном направлении клетки-предшественники.
ЭРИТРОИДНЫЕ КЛЕТКИ-ПРЕДШЕСТВЕННИКИ
Установление того факта, что эритропоэз регулируется глав-
ным образом дальнодействующим механизмом с помощью гормо-
на эритропоэтина (см. ниже), позволило использовать эритропо-
этический ответ у животных с остановленным эритропоэзом при’
введении тест-дозы эритропоэтина в качестве относительной ме-
ры величины популяции клеток-предшественников эритроцитов.
Введение эритропоэтина вызывает появление когорты клеток эрит-
роидного ряда, дифференцирующихся из морфологически неи-
дентифицируемых предшественников. Величину ответа можно за-
регистрировать, например, по степени включения радиоактивного
железа в эритроциты через 1—2 дня после введения эритропоэ-
тина.
Подобные исследования проводились неоднократно. Они поз-
волили количественно определить, какие клетки отвечают иа1
эритропоэтин — стволовые кроветворные клетки или какие-то бо-
лее зрелые предшественники. Неизменно удавалось показать, что
КОЕс и отвечающие на эритропоэтин клетки не идентичны. Осо-
бенно четко это выявляется в опытах на облученных животных
с регенерирующим костным мозгом, когда легко подсчитать чис-
ло имеющихся КОЕс. Оказалось, что в ответ на эритропоэтин воз-
никает такое количество эритробластов, которое не может обра-
зоваться путем деления даже с максимально возможной для кле-
ки млекопитающих скоростью из имеющихся стволовых клеток.
Действительно, через 4 дня после трансплантации костного мозга
облученным мышам с. полицитемией в ее селезенке обнаружива-
ется около 250 КОЕс, а во всем организме мыши — около
1000 КОЕс. Если в это время мышам ввести эритропоэтин, то за
2 дня популяция клеток в их селезенке возрастает на 25-Ю6
клеток по сравнению с числом этих клеток у животных, не полу-
чавших эритропоэтин. Если допустить, что во всех 1000 КОЕс
под влиянием эритропоэтина начнется эрнтродифференцировка,
которая будет проходить в течение 8 ч (время генерации), то за
2 дня сможет образоваться лишь 1000-26=64 000 клеток. Даже
если все они окажутся в селезенке и при самой высокой поправ-
ке на эффективность клонирования КОЕс, ясно, что число эрит-
роидных клеток будет в несколько раз меньше реального приро-
ста клеток в селезенке.
То же происходит, если изучение проводится на «системе се-
лезеночных колоний». У мышей с плеторой эритроидных колоний
12
не образуется. Если же через 4—8 дней после трансплантации
костного мозга мышам с плеторой вводить эритропоэтин, то воз-
никают эритроидные колонии нормальной величины. Через 4 дня
число КОЕс в селезенке еще не начинает расти, значит, в это
время в среднем каждая колония содержит только 1 КОЕс. В ре-
зультате действия эритропоэтина за следующие 4 дня возникает
колония из сотни тысяч клеток. Если предположить, что она про-
дуцирована одной исходной клеткой, то время генерации (за
4 дня не менее 16 митозов) окажется короче допустимого для кле-
ток млекопитающих. Следовательно, мишенью действия эритро-
поэтина являются не только КОЕс, но и значительно более мно-
гочисленные клеточные популяции. Однако скорость роста числа
КОЕс после облучения и трансплантации кроветворных клеток
одинакова н у нормальных мышей, и у мышей с полицитемией, у
которых эритропоэтин практически отсутствует. Отсюда следует,
что КОЕс не зависят от эритропоэтина и не являются эритропо-
этинчувствительными клетками.
Недавно появились данные о том, что уже на стволовых кро-
ветворных клетках, КОЕс, имеются рецепторы к эритропоэтину,
а также к индукторам других дифференцировок [7], в связи с чем
КОЕс можно рассматривать как первую эрнтропоэтннчувствй-
тельную клетку. С этим вряд ли можно согласиться. Хотя поли-
рецепторность КОЕс вполне возможна (хотя и не доказана), чис-
ло развитых на ней рецепторов очень невелико, в связи с чем
чувствительность КОЕс к гормонам низка. В частности, ее чув-
ствительность к эритропоэтину в 300—500 раз ниже, чем у более
зрелых эритропоэтинчувствительных клеток, и вряд ли поэтому
имеет физиологическое значение.
Совокупность имеющихся данных позволяет утверждать, что
эритропоэтин действует главным образом не на КОЕс н, следо-
вательно, существуют предшественники, коммитированные к эрит-
ропоэзу. По аналогии можно предположить, что речь идет о клет-
ках, занимающих в эритропоэтическом ряду дифференцировки
место, аналогичное КОЕк в гранулоцнтопоэзе. Разработанные в
последние годы клональные методы определения эритропоэтни-
чувствительных клеток прямо подтвердили такое заключение.
Оказалось, что к категории эритропоэтинчувствительных клеток
относятся по меньшей мере 3 вида предшественников. Видимо,
наименее дифференцированный из них определяется методом се-
лезеночных колоний. При сублетальном облучении мышей с по-
следующей кровопотерей или повторным введением эритропоэти-
на в их селезенке через 4—6 дней развивается большое число
мелких эндогенных эритроидных колоний, содержащих по 104—
105 клеток. Через 9 дней колонии уже не выявляются, в связи с
чем образующий нх предшественник был назван колоннеобразу-
ющей единицей, дающей транзиторные эндогенные колонии.
КОЕтэ. Этот предшественник не выявляется у мышей с полици-
темией, следовательно, созревание клеток в колонии, образован-
ной КОЕтэ, эритропоэтинзависимо. В то же время повторные
13
введения эритропоэтина как нормальным мышам, так и мышам
'С плеторой позволяют выявить максимальное и одинаковое ко-
-личество КОЕтэ. Значит, популяция КОЕтэ нормальна по вели-
чине и у мышей с плеторой, откуда ясно, что образование их из
стволовых клеток эрнтропоэтиннезависнмо и не нарушено пле-
торой; эритропоэтин требуется лишь для их максимального вы-
явления. Наибольшее число КОЕтэ выявляется в том случае,
когда вначале вводится большая доза эритропоэтина, а затем —
несколько значительно меньших его доз. Следовательно, по мере
созревания потомков КОЕтэ их чувствительность к эритропоэтину
повышается. КОЕтэ четко отличается от стволовых кроветворных
клеток и в первую очередь — от эндогенных стволовых клеток,
также дающих колонии в таких условиях. Различия эти заклю-
чаются в следующем: число КОЕтэ примерно в 20 раз больше,
чем эндогенных КОЕс. У мышей с полицитемией число эндоген-
ных колоний снижается только на 2/з, тогда как КОЕтэ полностью
не выявляются. КОЕтэ транзиторны и исчезают через 9 дней
после облучения, а число эндогенных колоний ие снижается вплоть
до сливного их роста (12—14 дней после облучения). И, наконец,
у мышей с генетической анемией «изогнутого хвоста» (мутан-
ты f/f) содержание КОЕс нормально, а КОЕтэ отсутствуют. Со-
вокупность этих данных доказывает, что чувствительность к эрит-
ропоэтину приобретается в процессе дифференцировки на ста-
дии после КОЕс; в дальнейшем этот гормон играет постоянную
роль в цепи пролиферативных и диффренцнровочных событий,
которые ведут к продукции зрелых эритроцитов. Создается впе-
чатление, что КОЕтэ — первый эритроидный предшественник, да-
ющий при дифференцировке более зрелые категории клеток-
предшественников эритроцитов. Однако такое заключение преж-
девременно. Сомнения эти возникают в связи с результатами, по-
лученными на f/f мутантах. «Флексанемня» характеризуется раз-
витием у мышей недостаточности эритропоэза лишь при состоя-
ниях, требующих повышенной продукции эритроцитов (у эмбрио-
нов, после кровопотери и т. д.). В норме же у таких мышей эрит-
ропоэз нормален н анемия не выявляется. Как уже указывалось,
у мышей-мутантов f/f отсутствуют КОЕтэ, тогда как остальные
эритроидные предшественники — БОЕэ и КОЕэ (см. ниже) у них
нормальны как по их числу, так и по свойствам. Отсюда может
следовать вывод, что КОЭтэ представляет собой резервный пред-
шественник, активирующийся только при эритропоэтических
стрессах н не участвующий в эритропоэзе при стабильном крове-
творении. Это первые данные, свидетельствующие о том, что схе-
ма кроветворения может быть не только линейной; она может
также включать в себя ветвления с шунтирующими путями диф-
ференцировок.
По-видимому, в норме первым эритроидным предшественни-
ком является бурстообразующая единица (БОЕэ). Этот предше-
ственник выявлен в культуре. При культивировании кроветвор-
ных клеток в плазменном геле в присутствии очень высоких коя-
14
центраций эритропоэтина — порядка 3—10 ед/мл (т. е. в несколь-
ко сотен раз выше концентрации эритропоэтина в организме) из
эритроидных клеток образуются колонии, достигающие к 7—9-му
дню величины в несколько сотеи клеток — множество более мел-
ких колоний (отсюда и название «бурст» — взрыв). Число коло-
ний растет линейно с увеличением дозы клеток, что подтвержда-
ет клональную природу колоний, нх возникновение из одной
клетки — БОЕэ. Непосредственно клональная природа бурстов
была показана при культивировании клеток разных индивиду-
умов, синтезирующих гемоглобин двух типов либо отличающих-
ся по полу. В таких культурах все индивидуальные бурсты со-
держали гемоглобин только одного типа, или же все клетки од-
ного бурста имели хромосомный маркер лишь одного пола. В то
же время в одних субколониях одного и того же бурста могут
обнаруживаться клетки, содержащие фетальный гемоглобин, а в
других — взрослый гемоглобин. Отсюда следует, что экспрессия
гена у-эритробластов, возможно, происходит не иа уровне КОЕс,
а в промежуточной стадии—- между БОЕэ и КОЕэ, более диффе-
ренцированным эритроидным потомком [5].
БОЕэ отличается от КОЕэ большей способностью к самопод-
держанию (такие клетки проделывают в культуре до 13 митозов,
так как максимальный размер их колоний достигает 104 клеток),
более низкой чувствительностью к эритропоэтину, меньшей плот-
ностью и меньшнм размером. Диаметр БОЕэ меньше 8 мкм,
КОЕэ — больше 8 мкм. По плотности и размеру БОЕэ ближе к
КОЕс, а КОЕ —к проэритробласту. Содержание БОЕэ в костном
мозге примерно в 10 раз меньше, чем КОЕэ. Другой особенностью
БОЕэ является нх способность выходить в циркулирующую кровь.
БОЕэ обнаружены в крови как мышей, так и человека. В то же
время КОЕэ, по-видимому, менее подвижны и в кровь не выхо-
дят.
Совокупность этих данных позволяет считать БОЕэ первым
(или одним из первых) этапом эритроидной дифференцировки
стволовых клеток. По положению в ряду эритроидной дифферен-
цировки БОЕэ, видимо, занимает место, аналогичное тому, кото-
рое занимает коммитированный предшественник гранулоцитов
(КОЕк) в ряду дифференцировки гранулоцитов. Это видно и нз
того, что содержание в отдельных селезеночных колониях БОЕэ
коррелирует с содержанием в них стволовых кроветворных кле-
ток. При этом отдел БОЕэ неоднороден и включает несколько ста-
дий дифференцировки. Более зрелые БОЕэ отличаются большей
чувствительностью к эритропоэтину, более выраженной способ-
ностью к образованию бурстов в культуре уже через 3 дня, мень-
шей величиной бурста и т. д. [3]. Самые ранние БОЕэ, продуци-
рующие огромные бурсты, которые состоят из 16 дочерних коло-
ний и более, обладают некоторой чувствительностью к колоние-
стимулирующей активности, вызывающей образование гранулоци-
тарно-макрофагальных колоний. Возможно, это самый первый
представитель ряда эритроидной дифференцировки, еще не утра-
15
тгивший способность и к гранулоцитарной дифференцировке. Не-
равно удалось непосредственно доказать существование полнпо-
тентного эрнтропоэтиннезависимого предшественника, способного
в культуре дифференцироваться в гранулоциты, мегакариоциты,
а также в эритроциты. Неясно, идет ли в этом случае речь о по-
липотентной стволовой кроветворной клетке или о ее более зре-
лом потомке [4]; по крайней мере, некоторые из таких предше-
ственников являются КОЕс, хотя эффективность клонирования
стволовых клеток в культуре невысока.
Продукция БОЕэ из стволовых клеток не зависит от эритро-
поэтина, и содержание их у животных с полицитемией не сни-
жено. Образование самых ранних БОЕэ происходит и в длитель-
ных культурах костного мозга, в которых эритропоэз полностью
отсутствует, однако в культурах дифференцировка из них более
поздних КОЕэ ие происходит [6], Эти данные также подтвержда-
ют эритропоэтиннезависимость первого этапа дифференцировки
КОЕс в БОЕэ. Однако дальнейшая «судьба» БОЕэ и в первую
очередь число в них митозов определяются гормоном. БОЕэ, сле-
довательно, обладают довольно высокой способностью к само-
-поддержанию. Их число может существенно возрастать и без под-
сева новых БОЕэ из отдела стволовых клеток. В частности, уста-
новлено, что у мышей с полицитемией, получивших мнлеран в до-
зе, уничтожающей практически все стволовые клетки, повторные
введения эритропоэтина увеличивают величину «отдела» эрит-
ропоэтинчувствительных клеток (ЭЧК). Этот эффект обусловлен
усиленной пролиферацией ЭЧК, о чем можно судить по повышению
.их чувствительности к цитостатикам, действующим на пролифе-
рирующие клетки.
Первые члены ряда эритроидной дифференцировки, видимо»
поздние БОЕэ, под влиянием эритропоэтина только усиленно про-
лиферируют; дифференцировки их в более зрелые члены эритро-
идного ряда на этой стадии эритропоэтин не вызывают. У полу-
чивших BCNU мышей стволовые клетки сохранены, тогда число
ЭЧК существенно снижено. Эритропоэтин вызывает у таких жи-
вотных существенное увеличение числа ЭЧК, видимо поздних
БОЕэ, не затрагивая отдел стволовых клеток; морфологически
различимые эритроидные клетки проявляются только после по-
вторных введений эритропоэтина, когда из усиленно делящихся
БОЕэ дифференцируются более зрелые ЭЧК, способные ответить
на гормон морфологически различной дифференцировкой.
Следующий по зрелости эритроидный предшественник — клет-
ка, способная в плазменных культурах за 2 дня пролиферации в
присутствии эритропоэтина в относительно низких концентраци-
ях (0,25 ед/мл) образовать колонию нз эритроидных элементов
величиной от 4 до 32 клеток. Этот предшественник по размеру
•больше проэритробласта. Число таких клеток в костном мозге
меньше. Он более чувствителен к эритропоэтину, чем БОЕэ. Ос-
новное отличие этой клетки от более раннего предшественника—•
эритропоэтинзависимость. Дифференцировка этого предшествен-
16
ника происходит под влиянием эритропоэтина; без гормона он не
образуется, у животных с полицитемией КОЕэ отсутствуют.
Следовательно, популяция эритропоэтин чувствительных кле-
ток гетерогенна по чувствительности к эритропоэтину. Сущест-
вуют клетки, созревающие от КОЕс до ЭЧК, уже коммитирован-
ные в эритроидном направлении, но не способные дифференциро-
ваться под влиянием эритропоэтина в эритробластыэто потен-
циальные ЭЧК (по-видимому, ранние БОЕэ). После нескольких
митозов из них дифференцируются предшественники, уже чувст-
вительные к эритропоэтину, но не требующие для их продукции
его присутствия. Содержание эритропоэтина может ускорять вы-
работку этих клеток, усиливая их пролиферацию, хотя на этой
стадии он не влияет на дифференцировку. Следующая категория
клеток — КОЕэ — возникает только под влиянием эритропоэтина.
Возможно, из ннх дифференцируется еще одна категория ЭЧК,
чувствительность которых к эритропоэтину максимальна. Во вся-
ком случае, показано, что по мере того, как ЭЧК делятся (на
уровне всех этих предшественников число митозов от КОЕс до
морфологически распознаваемых предшественников составляет
10—15), чувствительность их возрастает и поэтому полноценная
эритроидная колония может возникнуть у мышей с плеторой все-
го в течение 2—3 дней, если эритропоэтин вводят через 7—8 дней
после трансплантации им костного мозга, т. е. тогда, когда в ЭЧК
уже произошло несколько митозов и образовались высокочувст-
вительные к эритропоэтину предшественники.
По-видимому, усиление пролиферации ЭЧК под влиянием
эритропоэтина и вызываемая нм дифференцировка ЭЧК в морфо-
логически распознаваемые эритроидные клетки — два разных
процесса. В частности, дактиномицин может блокировать эффект
фитропоэтииа, ведущий к синтезу гемоглобина, не влияя на его
способность вызывать пролиферацию ЭЧК.
Эритропоэтиновый рецептор пока не выделен. Из приведенных
выше данных ясно, что плотность его возрастает в процессе диф-
ференцировки БОЕэ, достигает максимума у КОЕэ и быстро сни-
кается у эритропоэтиннечувствительных морфологически распоз-
наваемых эритроидных клеток. Подобным образом распределя-
тся один из антигенов, обнаруженных на эритроидных предшест-
венниках. Возможно, он и является рецептором эритропо-
этина.
Содержание в индивидуальных селезеночных колониях КОЕэ
ле коррелирует с содержанием в них КОЕс или КОЕк, в то вре-
мя как между последними категориями предшественников суще-
«твует положительная корреляция в колониях. Отсюда следует,
что между КОЕс н КОЕэ происходит больше случайных собы-
тий в процессе дифференцировки, чем между КОЕс н КОЕк, и,
-пачит, КОЕэ является относительно более дифференцированным
предшественником, чем КОЕк.
Все категории ЭЧК характеризуются высокой пролифератив-
ной активностью. Если провести пульсовую метку 3Н-тимндином у
2—407
17
животных с плеторой, а через 1—23 ч после этого кровопускани-
ем вызвать у них активизацию эритропоэза, то до 35—40% крас-
ных клеток окажутся мечеными, хотя перед кровопотерей они не
дифференцировались. Следовательно, даже в отсутствие потреб-
ности в дифференцировке, при полном блоке эритропоэза, ЭЧК
пролиферируют. То же отмечено при введении животным с поли-
цитемией таких фазовоспецифических агентов, как колхицин, вин-
бластин илн метотрексат; эти препараты значительно снижают
эффект эритропоэтина, практически не действуя (в примененных
дозах)' на стволовые клетки.
Опыты с «тимидиновым самоубийством» показали, что в каж-
дый данный момент до 70% ЭЧК находится в синтетическом пе-
риоде, что говорит об их очень высокой пролиферативной актив-
ности. Не исключено, правда, что эти цифры завышены за счет
реутилизации тимидина, так как оксимочевина поражает значи-
тельно меньшую часть ЭЧК— около 30%. Авторадиографические
исследования позволяют предполагать, что при стабильном кро-
ветворении в синтетическом периоде цикла находится 40—60%
ЭЧК-
Суммарно ЭЧК пролиферируют настолько быстро, что выска-
зываются даже сомнения, возможно ли усиление их пролифера-
ции при эритропоэтическом стрессе. Приведенные выше данные
показывают, что все же существует некоторая часть ЭЧК, про-
лиферация которых не максимальна, так как она ускоряется
после введения эритропоэтина. Это относится к поздним БОЕэ и
КОЕэ. В то же время пролиферация ранних БОЕэ, величина «ти-
мидинового самоубийства» которых составляет в норме около
30%, не регулируется эритропоэтином, и, как было указано вы-
ше, не меняется после кровопотери или при полицитемии. Это не
значит, однако, что пролиферативная активность ранних БОЕэ
вообще не регулируется. В частности, в облученном организме
время их генерации снижено, так как «тимидиновое самоубийст-
во» увеличено вдвое. Возможно, ускорение пролиферации ран-
них БОЕэ осуществляется тем же близкодействующим механиз-
мом, который регулирует пролиферацию стволовых кроветворных
клеток [3].
В ряду эритроидной дифференцировки пролиферативная ак-
тивность предшественников возрастает по мере созревания. Для
КОЕс величина тимидинового самоубийства меньше 10%, для ран-
них БОЕэ —20%, для поздннх БОЕэ —50% и, наконец, для
КОЕэ — 70% [2]. Время генерации КОЕэ составляет у мышей
10 ч, из них 7 ч занимает синтетический период.
В целом, ЭЧК отличаются очень высоким темпом пролифера-
ции, происходящим независимо от потребности в них. Даже у жи-
вотных с полицитемией постоянно продолжается продукция этих
быстро размножающихся клеток. Так как в условиях длительной
плеторы не происходит сколько-нибудь заметного накопления
ЭЧК, ясно, что это — короткоживущие клетки, быстро погибающие
нли удаляемые в отсутствие эритропоэтина; по образному выра-
жению Лайты, в организме должна существовать «канализаци-
онная раковина» для выбрасывания неиспользованных ЭЧК.
В целом процесс последовательной дифференцировки КОЕс в
эритроидном направлении можно представить в виде следующей
схемы [3]:
КОЕс—>БОЕэ —*-КОЕэ Проэритробласт—*-
—^-Эритроцит
Детерминация Раннее созревание Терминальное созревание
Эритропоэтин — незави- Возрастающая чувствительность к эритропоэтину
симо
Низкая пролиферативная Высокая пролифератив-
активность ная активность
РОЛЬ КРОВЕТВОРНОГО МИКРООКРУЖЕНИЯ В РЕГУЛЯЦИИ
ЭРИТРОПОЭЗА
В настоящее время эритропоэтиновая догма регуляции эрит-
ропоэза общепринята. Считается, что дифференцировка стволо-
вой кроветворной клетки в эритроидном направлении стохастич-
на, не регулируема, тогда как далее число образующихся эрит-
роидных предшественников и их дифференцировка целиком обу-
словлены наличием и концентрацией эритропоэтина.
Чем же тогда объясняется, что в разных участках кроветвор-
ной системы основное направление дифференцировки может от-
личаться? Так, в селезенке у мышей преимущественно развива-
ются «красные» колонии, эрнтромиелоидное отношение составля-
ет около 3:1, тогда как в костном мозге преобладают клетки
миелоидного ряда (Э:М=1:2). Ранее такие факты объясняли
с позиций только регулирования направления дифференцировки
стволовых клеток их микроокружением, в связи с чем было даже
(•(формулировано понятие «индуцирующего кроветворение микро-
окружения». Предполагалось, что строма кроветворных органов мо-
заична и некоторые участки ее, на которых развиваются эритроид-
ные колонии, индуцируют в стволовых клетках эритроидную диф-
ференцировку, другие—-гранулоцитарную и т. д. Однако новые
данные не подтвердили этих предположений. Действительно, об-
наружение в эритроидных колониях гранулоцитарных предшест-
венников (КОЕк), равно как и эритроидных предшественников
(КОЕэ) в миелоидных колониях (причем тнп колонии не сказы-
вается на числе предшественников ряда, который в данной коло-
нии не выражен), четко свидетельствует о том, что микроокруже-
ние не индуцирует определенных дифференцировок в стволовых
клетках. Эффект его проявляется на более поздних стадиях диф-
ференцировки. Роль мозаичности микроокружения в этом случае
может заключаться в том, что различные его участки способст-
вуют действию того или иного гормона, который резко увеличива-
«•г число образующихся из предшественников морфологически
рашичимых клеток (эритроидных—в «красных» участках, грапу-
кнщтарных — в «белых» и т. д.). Подтверждение этим соображе-
ниям можно видеть, например, в том, что отсутствие микроокру-
19
жеиия в культуре требует огромных, далеко не физиологических',
концентраций эритропоэтина для дифференцировки БОЕэ в эрит-
роидные клетки. В то ясе время создание в культуре хотя бы ча-
сти условий, воспроизводящих микроокружение, существенно по-
вышает чувствительность БОЕэ к эритропоэтину. Таким эффек-
том обладают, например, стромальные элементы фибробласты, не
продуцирующие эритропоэтин. Другим компонентом микроокруже-
ния, способствующим дифференцировке эритроидных предшествен-
ников, являются Т-лимфоцитные, обладающие бурстопромоторной
активностью. Последняя выявлена также в различных сыворотках,
в среде от облученных костномозговых клеток и др. [7]. Возмож-
но, именно эта активность определяет число ранних эритропоэтин-
независимых предшественников, образующихся из КОЕс. Однако
имеющихся данных недостаточно, чтобы определенно приписать
бурстопромоторной активности роль одного из физиологических
регуляторов эритропоэза.
Другим примером участия микроокружения в регуляции эрит-
ропоэза является наследственная макроцитарная анемия у мы-
шей-мутантов Sl/Sld, у которых КОЕс нормальны и при транс-
сплантации облученным мышам дикого типа восстанавливают у
ннх кроветворение. Однако в кроветворном микроокружении му-
танта его стволовые кроветворные клетки не могут нормально
дифференцироваться. Этот дефект может быть устранен путем
трансплантации мышам-мутантам нормальной стромы; в таких
трансплантатах стволовые кроветворные клетки мутантов дают
нормальное кроветворение. Как удалось показать, дефект микро-
окружения у мутантов приводит к нарушению дифференцировки
КОЕэ из БОЕэ несмотря на то, что система эритропоэтина у му-
тантов не поражена.
Во всяком случае можно утверждать, что эритропоэтин — пе
единственный регулятор эритропоэза. Кроветворное микроокруже-
ние, роль которого в регуляции кроветворения на уровне стволо-
вых кроветворных клеток хорошо установлена, участвует и в ре-
гуляции более зрелых предшественников коммитированных отде-
лов и, в частности, эритропоэтинчувствительных клеток.
ЭРИТРОИДНЫЕ КЛЕТКИ-ПРЕДШЕСТВЕННИКИ ПРИ ПАТОЛОГИИ
ЭРИТРОПОЭЗА
Методы определения эритроидных клеток-предшественннков
разработаны лишь в последние годы. Естественно, пока получены
только первые данные об изменениях этих предшественников при
некоторых гемопатиях. Однако уже эти результаты представляют
несомненный интерес; ниже дан их краткий анализ.
У больных с талассемией или серповидно-клеточной анемией
обнаружено повышенное (в 5 раз) содержание БОЕэ в крови;
как и у здоровых людей, КОЕэ в крови не выявлены. Циркули-
рующие в крови больных БОЕэ не пролиферируют, регулируют-
ся не эритропоэтином и, следовательно, принадлежат к самым
20
ранним стадиям эритроидной дифференцировки. Повышение нх
содержания в крови, очевидно, носит вторичный характер.
В заключение необходимо подчеркнуть, что один из основных
принципов «устройства» кроветворной системы состоит в построе-
нии ее из ряда отделов. Между стволовыми и зрелыми клетками
располагаются многие промежуточные клеточные ступени диффе-
ренцировки, каждая из которых имеет свой особый тип и меха-
низм регуляции. Сложнейшая задача строго соответствующей
запросу регуляции и пролиферации и дифференцировки стволо-
вых клеток осуществляется последовательно на нескольких эта-
нах. На каждом из них решаются относительно простые задачи,
что резко ограничивает число вариантов «выбора» клеткой соот-
ветствующей «линии поведения». В частности, качественная регу-
ляция кроветворения, т. е. как обеспечение самоподдержания ch-
i’гемы в целом, так и снабжение ее всеми типами предшествен-
ников, осуществляется в отделе стволовых клеток. Количествен-
ная регуляция кроветворения, т. е. обеспечение образования нуж-
ного количества клеток нужного типа в нужное время, осуществ-
ляется в последующих отделах, прежде всего в отделе коммити-
рованных предшественников.
Первый «шаг» дифференцировки стволовых клеток, приводя-
щий к образованию самых ранних предшественников, не зависит
<>т запроса. Так, например, при выраженной полицитемии эритро-
поэз (о котором судят по числу морфологически распознаваемых
эритроидных предшественников) полностью блокирован. Между
чем, поступление клеток из стволового отдела ранних эритроид-
ных предшественников при полицитемии не только сохранено, но
даже не снижено. Есть и другие аналогичные данные. Ранние
предшественники всех рядов кроветворения обнаруживаются оди-
наково часто во всех участках кроветворения, даже там, где по
1см илн иным причинам реализуется практически только один
путь кроветворения (гранулоцитопоэз в миелоидных колониях в
< глезенке, эритропоэз в эмбриональной печены н т. д.).
Поэтому, хотя это н кажется удивительным, направление диф-
ференцировки стволовых клеток не регулируется. Процесс этот
полностью стохастнчен, носит случайный характер, частота соот-
ветствующих дифференцировок стабильна и, видимо, закреплена
। спетически. При любых экстремальных ситуациях, при резком
повышении запроса на дифференцированные клетки только одно-
ю ряда, отдел стволовых клеток не отвечает усилением продук-
ции соответствующих предшественников. Образуются все типы
предшественников с прежним стабильным относительным их рас-
пределением.
Из стохастической модели кроветворения, следовательно, вы-
। екает, что количественная регуляция кроветворения не может
• туществляться в отделе стволовых клеток. Количественная регу-
1яция имеет своей главной мишенью клетки следующего отдела
i-роветвориой системы — коммитированные по этинчувствительные
предшественники. Коммитированные предшественники, т. е. клет-
2 В
ки, уже выбп
•стохастичесК(*)аВ1°не направление дифференцировки в результате
спонтанно дЛ°, процесса в стволовых клетках, сами по себе
ют ограниче^^Ренцировке не подвергаются. Они, видимо, име-
только огра{ ibIH жизненный цикл и быстро погибают, проделав
стохастически Че11!10е число делений. Естественно поэтому, что
запроса не пе °бразованне предшественников даже в отсутствие
точному нак<?ИвоДит к перепроизводству этих клеток и их избы-
бы коммитИоПле,3ик> — они быстро элиминируются. Для того что-
путь котор0|0Ванные предшественники начали дифференцировку,
воздействие бЬй1 избран ими ранее — стохастично, необходимо
ция последНрИа них специфического гормона-индуктора. Продук-
чайна. Итак 10 Вндуцнруется запросом и, следовательно, не слу-
цесс двухэта дифференцировка стволовой клетки в зрелую — про-
но индуцир^ Нь,й: первый этап стохастичен, второй — специаль-
эритропоэт^аи- Как уже указывалось выше, без воздействия
(БОЕэ) не ла, ранние эритропоэтинчувствительные клетки
мые эритро^ифФеренцируются в КОЕэ и далее — в распознавав-
Эритроп(<НЬ1е «летки.
увеличивает Тин оказывает два основных эффекта —он резко
ток, главны»?ем11 пролиферации эритропоэтинчувствительных кле-
личину этот Аразом поздних БОЕэ, существенно повышая ве-
одновремепр0 п°Дотдела коммитированных предшественников, и
водит к обп° И,-Дуцируегг в них дифференцировку, которая при-
Как вцд?30ванию КОЕэ и в конечном счете эритроцитов,
стволовых к ° Из сказанного, двухэтапность дифференцировки
дежную сцсЛет°к позволила выработать эволюционно весьма на-
ренцировкц е?У регуляции. Стохастичность первого этапа диффе-
запросу. обеспечивает нечувствительность стволовых клеток к
что даже ц*. Их очень важное свойство. Оно лежит в основе того,
нированиц ’п °Чень высокой потребности в нормальном функцио-
стволовые 5ОСгИого мозга (после экстремальных воздействий)
ственной» оказываются предохраненными от «самоубий-
зование зр^/ФФеренцировки, от полного их расходования на обра-
первого этаЛЬ1х клеток. Стохастический и стабильный характер
го отдела. 5а Делает практически невозможным истощение это
жен тольк0Ь Т° же вРемя второй этап дифференцировки возмо
на этом в следующем отделе. Именно поэтому для регуляции
новременцЬ1?Пе характерна универсальность, дальнодействие, од
кулирующ^З1 °Хват всей кроветворной системы с помощью цир
пых только* ^йких гормонов, а не локально активных, способ
вых клеток к -^икродиффузии индукторов пролиферации стволо-
В цело^
ный процес Реляция кроветворения представляет собой слож
ствия кро^5’ в основе которого лежат кооперативные взаимодей-
стромальцЛтворных клеток с их микроокружением, создаваемым
кроветворц ми клетками кроветворных органов. Оба этих отдела
му фундад?и системы в целом построены, видимо, по одинаково
ющиеся ентальному закону. Они содержат самоподдерживз
еМейты, которые обеспечивают стабильное поддержи
ние системы на оптимальном уровне — в состоянии динамически"
го равновесия. Ответ же на возмущающие воздействия обеспечИ"
вается несамоподдерживающнмися элементами, чувствительным^'
к индукторам, вероятно, гормональной природы. Прекращений
действия индуктора автоматически возвращает систему на ста"
бильный уровень из-за неспособности отвечающих на гормон кде"
ток (стромальные, эритропоэтинчувствительные и т. д.) к сколь"
ко-нибудь длительному самоподдержанию. Из этого следует,
основной принцип физиологической регуляции кроветворения, вер"
нее его количественной регуляции, заключается в использований
индукторов (стимуляторы) той или иной дифференцировки; иН"
гибиторы кроветворения, если они и существуют, могут игратЬ"
только подсобную роль.
an<t
Cell
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
I. Чертков И. Л., Фриденштейн A. Клеточные основы кроветворения. —М-''
Медицина, 1977.—272 с.
Gregory С. J., Eaves А. С, Three stages of erythropoietic progenitor cell diffe-
rentiation. — Blood, 1978, vol. 51, p. 527—537.
Iscoye N. N. The role oi erythropoietin in regulation of population size
cycling of early and late erythroid precursors in mouse bone marrow.—
Tis. Kinet, 1977, vol. 10, p. 323—334.
i Johnson C. p., Metcalf D. Nature of cells forming erythroid colonies In
after stimulation by spleen conditioned medium. — J. Cell. Physiol.,
vol. 94, p. 243—252.
Papayannopoulou T., Brice M., Stamatoyannopouios G. Hemoglobin F synthesis
in vitro: evidence for control at the level of primitive erythroid stem cells.—
Proc. Nat Acad. Sci. USA, 1977, vol. 74, p. 2923—2927.
и Гesta N. G„ Dexter T. M. Production of erythroid precursor cells (BFU) 1**
vitro. — In : In vitro aspects of erythropoiesis./Ed. M. J. Murphy. New York»
van Zant G., Goldwasser E. Simultaneous effects of erythropoietin and colony'
•timulating factor on bone marrow cells. — Science, 1977, vol. 198, p. 733—
Глава 2
ЭРИТРОН, СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ
Эритрои— это сложный комплекс клеток, который включает"
гебя ранние клетки-предшественники — коммитированные, ЯД*
•одержащие клетки эритроидного ряда костного мозга на раз-
\ этапах дифференцировки, ретикулоциты и зрелые эритро-
1Ы.
Основной функцией системы эритрона является продукция И
। держание на достаточном уровне общей массы эритроцитов^
рржащих важнейший дыхательный пигмент — гемоглобин, ко-
•uiii обеспечивает ткани кислородом. Эритропоэз, как и гемо-
। в целом, является одной из самоподдерживающихся систем
•шизма, в которой наряду с образованием необходимого числа
23
.ядросодержащих эритроидных клеток с последующим вызревани-
ем их в эритроциты происходят процессы старения и гибели кле-
ток. Разрушению подвергаются как старые, функционально не-
полноценные эритроциты, так и часть ядросодержащих клеток
костного мозга. Процесс внутрикостномозгового лизиса эритро-
идных ядросодержащих клеток носит название неэффективного
эритропоэза. В более широком плане под неэффективным эрит-
ропоэзом, кроме разрушения эритронормобластов, понимают
также еще и выход в периферическую кровь функционально не-
полноценных эритроцитов.
Морфология. Клетки системы эритрона делят на следующие
классы: родоначальные; пролиферирующие; созревающие и зре-
лые; специфически функционирующие клетки. Кроме того, прин-
ципиально важным является разделение клеток на синтезирую-
щие и не синтезирующие гемоглобин. Структурная организация
клеток на разных этапах дифференцировки соответствует этим
функциональным особенностям.
Большинство исследователей считают, что стволовые плюрипо-
тентные клетки и коммитированные эритроидные предшественни-
ки у человека, а также у животных, например грызунов и прима-
тов, имеют морфологические признаки, сходные с морфологией
малого лимфоцита.
Согласно результатам цитофотометрического исследования
клеток костного мозга при длине волны 404 нм, соответствующей
поглощению порфириновыми кольцами гема, с учетом неспеци-
фического поглощения при длине волны 313 нм, среди клеток ко-
стного мозга, морфологически похожих на лимфоцит, есть клет-
ки, содержащие минимальное количество гемоглобина: от 1,5 до
?9,7 пг. В норме они составляют 1,5% от общего числа эритроид-
ных ядросодержащих клеток. При стимуляции эритропоэза после,
повторных кровотечений у больного тромбоцитопенической пур-
шурой число этих клеток было больше: 4,5% от общего числа
эритроидных клеток. Эти клетки, по-видимому, можно отнести к
числу ранних эритроидных предшественников — до проэритробла-
>ста [1].
Следующим этапом дифференцировки эритроидных клеток ко-
•стного мозга является проэритробласт. При исследовании в све-
товом микроскопе мазков костного мозга, окрашенных азур-эози-
ном, проэритробласт представляет собой крупную клетку круглой
-формы диаметром до 25 мкм. Центрально расположенное круп-
ное ядро, также круглое, занимает площадь, большую, чем ци-
топлазма. Хроматин ядра имеет мелкосетчатую структуру с едва
различимыми утолщениями, окрашен в красно-фиолетовый цвет.
В ядре обнаруживаются 1—3 крупных ядрышка синего цвета
диаметром до 2 мкм. Иногда ядрышки едва угадываются, т. к.1
закрыты хроматином. При специальной окраске на РНК основ-1
ными красителями при pH 5 или после обработки мазков дезокси-1
рибонуклеазой на фоне неокрашенного ядра ядрышки выявляют-
ся отчетливее, что позволяет уточнить их морфологические осо-|
^4
бениости. В ядре проэритробласта ядрышки, как правило, име-
ют гомогенное распределение РНК-co держащего материала, что-
свидетельствует об активном синтезе рибосомальной РНК. Цито-
плазма проэритробласта окрашивается раствором Романовско-
го— Гимзы в интенсивно синий цвет, что зависит от большого
содержания РНК*
Ультраструктура ядра проэрнтробласта характеризуется пре-
обладанием эухроматина. Ядрышки крупные; гранулярный и фиб-
риллярный компоненты ядрышек сформированы в виде нуклеоло-
пемы. Цитоплазма богата рибосомами, большей частью располо-
женными группами (полисомы). При большом увеличении
(в 100 000 раз и выше) обнаруживаются зерна ферритина, рас-
сеянные по всей цитоплазме. Число митохондрий в разных клет-
ках варьирует. Для проэритробласта характерно присутствие не-
большой центросомы, в середине которой находятся две центрио-
ли, окруженные цистернами пластинчатого комплекса [5].
Базофильный эритробласт — клетка, по величине меньшая,,
чем проэритробласт, с диаметром 10—18 мкм. Ядро круглое,
крупное, расположено, как правило, центрально. Хроматин ядра
образует утолщения, расположенные в виде «спиц колеса»;
окраска ядра более интенсивно фиолетовая, чем ядра проэритро-
бласта. Ядрышки в препаратах, окрашенных раствором Рома-
новского— Гимзы, определяются редко. При специальных мето-
дах окраски выявляются ядрышки преимущественно с гомоген-
ной базофилией. Цитоплазма интенсивного синего цвета.
Полихроматофильный эритробласт меньше базофильного; диа-
метр клетки 10—14 мкм. Ядро расположено центрально, реже-
чксцеитрично. Хроматин окрашен интенсивно в темно-фиолето-
вый цвет, образует более грубые скопления, четко определяется
колесовидная структура. Ядрышки при окраске азур-эозином не-
видны под интенсивно окрашенным хроматином. При специаль-
ных методах исследования ядрышки выявляются отчетливо во-
всех ядрах в количестве от 2 до 5. На более ранних этапах диф-
ференцировки клеток ядрышки имеют кольцевидную структуру
из-за периферического расположения РНК-содержащего мате-
риала. Такая морфология ядрышка соответствует сниженному, но
не полностью угнетенному синтезу РНК- По мере дальнейшего
созревания клеток преобладают мелкие точечные ядрышки, ха-
рактерные для клеток с ингибированным синтезом РНК- Цито-
плазма при окраске препаратов азур-эозином воспринимает одно-
временно и основные, и кислые красители, что обусловливает ее
сиреневый цвет с различными оттенками его в зависимости от
степени зрелости.
При электронно-микроскопическом исследовании структура яд-
ра по мере созревания эритробласта меняется, хроматин распола-
гается в виде скоплений электронно-плотного вещества — гетеро-
хроматина, который постепенно становится преобладающим над
/ухроматином. Ядрышки уменьшаются в размере, нуклеолонема
меиее выражена. В цитоплазме эритробластов по мере созрева-
25
ния уменьшается число рибосом. Характер локализации ферри-
тина меняется по сравнению с проэритробластом. Ферритин обра-
зует агрегаты различной величины, состоящие из множества зе-
рен ферритина, которые могут быть окружены мембраной, но мо-
гут и не иметь ее [5].
Полихроматофильный нормобласт является следующей стади-
-ей дифференцировки клеток в эритроидном ряду. От полихрома-
тофильного эритробласта он отличается меньшими размерами:
диаметр клетки 7—10 мкм. Ядро бесструктурное, темно-фиоле-
тового цвета. Ядрышки не выявляются даже при специальных
методах окраски. Ядро чаще расположено несколько эксцентрич-
но. Цитоплазма грязно-сиреневого цвета. При электронно-микро-
скопическом исследовании ядра нормобластов характеризуются
высокой электронной плотностью, размер их по мере дифферен-
цировки клеток уменьшается, ядрышек нет. Особенностью иор-
мобластов является отсутствие или крайне слабое развитие струк-
тур эндоплазматической сети, количество рибосом и митохондрий
по мере созревания клетки уменьшается, размер митохондрий
также уменьшается. В цитоплазме нормобластов обнаруживают-
ся крупные скопления негемоглобинового железа размером до 5—
10 им [5].
Оксифильный нормобласт отличается от полихроматофильного
нормобласта розовой окраской цитоплазмы в препаратах, окра-
шенных азур-эознном. По современным представлениям окси-
фильный нормобласт не является обязательным этапом дифферен-
цировки клеток эритроидного ряда, так же как и оксифильный
эритробласт. Оксифильный эритробласт в отличие от оксифиль-
ного нормобласта сохраняет некоторую структурность ряда.
В норме на долю эритроидных клеток приходится от 20 до
30% ядросодержащих клеток костного мозга. Подсчет эритро-
бластограмм показал, что проэритробласты составляют 5,5±
±0,75% от всех эритроидных ядросодержащих клеток. Эритро-
бласты базофильные составляют 14,3±0,68%, эритробласты по-
лихроматофильные — 65±3,9%, оксифильные эритробласты —
0,3±0,18%. Нормобласты составляют: полихроматофильные
11,7± 1,4%, оксифильные 3,1 ±0,53 % [3, 4].
Обращает на себя внимание следующая закономерность: при
переходе от стадии проэритробластов к базофильным эритробла-
стам число клеток увеличивается почти в 3 раза, а от стадии ба-
зофильных эритробластов к полихроматофильным'—в 5 раз. Оче-
видно, каждая из перечисленных морфологически различных
групп клеток, отражающих направление и степень дифференци-
ровки клеток красного ряда, ие является единой клеточной гене-
рацией: в каждую группу входят клетки нз разных ступеней де-
ления. Клетка в течение одного цикла меняет свою морфологию
и размеры в зависимости от уровня метаболических процессов,
протекающих в разные его фазы. Структура хроматина, число,
величина и базофилия ядрышек, размеры и базофилия цитоплаз-
мы изменяются в зависимости от интенсивности синтеза ДНК,
26
РНК, белков и гемоглобина, которая не постоянна на протяжении
клеточного цикла.
Дальнейшим этапом дифференцировки эритроидных клеток яв-
ляется ретикулоцит—клетка, потерявшая ядро, но сохранившая
в цитоплазме остатки РНК-содержащих гранулярно-сетчатых
структур: ретикулофиламентозную субстанцию. В зависимости от
выраженности этих структур, выявляемых в световом микроско-
пе с помощью окраски мазков бриллиантовым крезиловым си-
ним, азур-эозином или метиленовым синим, различают ретикуло-
циты различной степени зрелости. Ретикулофиламентозная суб-
станция в ряде случаев выявляется в ядросодержащих клетках —
это 1-я группа ретикулоцитов, которая в норме встречается толь-
ко в костном мозге. 2-ю группу ретикулоцитов представляют безъ-
ядерные клетки с зернистосетчатой субстанцией в виде клубка.
В 3-ю группу ретикулоцитов входят клетки с густой сетью нитей
и гранул, в 4-ю группу — с отдельными нитями, в 5-ю группу —
с отдельными гранулами.
При исследовании в электронном микроскопе цитоплазма ре-
тикулоцитов заполнена мелкогранулярной субстанцией, которая
идентифицируется с гемоглобином. Обнаруживаются остатки эн-
доплазматической сети, небольшое количество рибосом, частично
сформированных в полисомы, единичные мелкие митохондрии.
В растровом электронном микроскопе ретикулоциты выглядят
как дискоциты.
Эритроцит в кровяном русле представляет собой безъядерную
клетку в виде двояковогнутого диска с диаметром в среднем око-
ло 7—8 мкм. Толщина эритроцита в центральной части 1 мкм, по
периферии — 2,4 мкм в среднем. При прохождении через сосуди-
стую стенку форма эритроцита меняется. В сухих мазках крови
средний диаметр эритроцитов составляет 7,55 мкм с колебаниями
для отдельных клеток в норме от 5 до 9 мкм. В препаратах, окра-
шенных азур-эозином, розовая окраска эритроцита соответствует
оксифильным свойствам его цитоплазмы. Иногда в центре эрит-
роцита имеется просветление, соответствующее его двояковогну-
тости, но чаще клетка равномерно распластывается по стеклу.
Старение эритроцита сопровождается изменением его конфи-
гурации, меняется соотношение различных форм эритроцитов
(что отчетливо видно при изучении поверхностной архитектони-
ки в растровом электронном микроскопе) [5, 10].
Пролиферативная активность эритроидных клеток является их
важнейшей функциональной характеристикой, так как от этого
но многом зависит число эритроцитов, поступающих в кровь.
I’ коммитированных эритроидных предшественниках от момента
их образования из плюрипотентной стволовой клетки происходит
!> 10 делений [25]. Из морфологически идентифицируемых кост-
номозговых предшественников эритроцитов способны пролифери-
ровать проэритробласты, базофильные эритробласты и ранние
стадии полихроматофильных эритробластов. На этом этапе функ-
ционирования эритрона клетки проходят 3—7 делений [11, 25].
27
Однако число делений в зависимости от различных функциональ-
ных состояний может быть сокращено [20].
Для определения пролиферативной активности имеется не-
сколько методов. Это прежде всего подсчет клеток, находящихся
в митозе: митотический индекс. По данным различных авторов
митотический индекс для эритроидных клеток с базофильной ци-
топлазмой составляет от 32 до 89%, для клеток с полихромато-
фильной цитоплазмой — от 8 до 26%. Величина митотического
индекса определяется, главным образом, двумя факторами: дли-
тельностью времени митоза и числом клеток, вступающих в митоз
в единицу времени. Поэтому для более точной характеристики
митотической активности применяют метод определения статмо-
кинетического индекса, который заключается в том, что в куль-
туре клеток костного мозга колхицином блокируют клетки в ме-
тафазе. Через определенное время фиксируют клетки. В этом слу-
чае количество митозов уже зависит от числа клеток, вступивших
в фазу митоза за время культивирования после контакта с кол-
хицином. По данным A. Astaldi (I960), статмокинетический ин-
декс для базофильных эритробластов составлял 200 %0, для по-
лихроматофильных 65—70%q. Из расчета на весь эритроидный
ряд, по данным Л. Н. Николаевой и соавт. (1973), статмокине-
тический индекс составлял 53+6,9 % о-
Кроме того, пролиферативная активность оценивается по чис-
лу клеток, находящихся в периоде S-клеточного цикла, с помо-
щью авторадиографии (метка 8Н-тимидином).
По данным различных авторов, в среднем индекс метки с
3Н-тимидином при исследовании in vivo для проэритробластов со-
ставлял 70—100%, для базофильных эритробластов — от 50 до
86%, для полихроматофильных эритробластов — 33—50%. При
исследовании in vitro индексы метки соответственно составляли
44—89%, 52—87% и 19—29%.
Важную характеристику для оценки пролиферативной актив-
ности можно получить методом цитофотометрии, позволяющим
определить распределение клеток в зависимости от содержания
.ДНК в ядрах, т. е. от плондности клеток. При подсчете клеток,
находящихся в различных периодах клеточного цикла, установ-
лено, что в норме в Gi-периоде число клеток составляет для пр;-
эритробластов 1,4—5,5%, для базофильных эритробластов — от
16 до 52%, для полихроматофильных — от 4 до 47%. В S-перио; i
проэритробластов от 52 до 80%, базофильных эритробластов от 55
до 77%, полихроматофильных эритробластов от 46 до 68':,.
В С2-периоде число проэритробластов составляет от 15 до 45%.
базофильных эритробластов — от 3 до 15%, полихроматофильных
эритробластов — от 2 до 26%. Оксифильные клетки содержат
диплоидное количество ДНК и меньше.
Находит все более широкое применение комбинированный м -
тод цитофотометрического определения ДНК в клетке в соче^л-
нии с подсчетом индексов метки с 3Н-тимидином. Обычно в но.>-
ме клетки, включающие 3Н-тимидии, содержат ДНК в количес'-
пс
ве, превышающем диплоидное. Небольшое число тетраплоидиых
клеток также может быть меченными аН-тнмидином, так как в
течение одночасовой инкубации с мечеными предшественниками
ДНК часть клеток из S-периода переходит в Gs-период. При па-
тологических состояниях могут накапливаться клетки с количест-
вом ДНК больше 2п (соответствующим S- и С2-периодам), по не
включающие 3Н-тимядин [19].
Для оценки пролиферативной активности эритрона С. В. Кана-
ев и соавт. (1969) применили метод, основанный на подсчете раз-
ницы включения радиоактивного железа при добавлении в куль-
туральную среду колхицина или колцемида и без него спустя
24 ч от начала культивирования клеток костного мозга. При этом
пролиферативная активность подсчитывается по следующей фор-
муле:
Пролиферативная активность = —^——^-•100%,
где Xt — включение 5sFe в культуре без добавления колхицина,
Х2— включение S9Fe в культуре с добавлением колхицина.
Этот метод позволяет оценить пролиферативную активность
эритроидных клеток с учетом величины неэффективного эритро-
поэза и процесса «перескока деления».
В эритропоэтических клетках костного мозга синтез гемогло-
бина является одним из этапов сложного механизма обмена это-
го биологически активного вещества, осуществляющего транспорт
кислорода в организме.
Наиболее информативными методами для исследования син-
теза гемоглобина на клеточном уровне в настоящее время явля-
ются:
1, Метод авторадиографии с использованием меченых предше-
ственников 55Fe-, 59Fe-, 14С-глицина, 368-метионина при изучений
препаратов как в световом, так и в электронном микроскопе.
2. Метод цитофотометрии—изучение величины светопоглоще-
иия при длине волны 404—420 нм, обусловленного порфириновы-
ми кольцами гема. Причем следует иметь в виду, что это поглоще-
ние одинаково и в присутствии свободного гема и в присутствии
гема, входящего в состав гемоглобина.
3. Метод Ветке и Клейхауэр, широко применяемый для опре-
деления числа эритроцитов, содержащих фетальный гемоглобин,
основан на элюировании НЬА буфером при кислом значении
pH 3,2. В результате эритроциты, содержащие HbF, остаются не-
измененными, а эритроциты с НЬА видны в препарате в виде те-
ней.
4. Пероксидазная реакция по Le Pehne (реакция на псендо-
пероксидазу).
5. Метод интерферометрии, применяемый для измерения сухой
массы клетки.
Для эритроцита можно считать, что этим методом определя-
ется содержание гемоглобина, поскольку в норме у человека ге-
29
моглобин составляет 95% сухой массы эритроцита. Этот метод
позволяет определить не только содержание гемоглобина иа эрит-
роцит, но -и получить процентное распределение эритроцитов в за-
висимости от степени насыщения гемоглобином.
Согласно результатам авторадиографического, электронно-
микроскопического, цитофотометрического и интерферометриче-
ского исследований синтез гемоглобина начинается с самых ран-
них этапов развития клеток эритроидного ряда. Причем наиболее
интенсивный синтез гемоглобина по включению радиоактивных
железа и глицина наблюдается в клетках с базофильной цито-
плазмой, затем по мере увеличения концентрации гемоглобина в
клетке скорость его синтеза снижается.
При авторадиографическом исследовании in vitro клеток кост-
ного мозга здоровых людей активное включение 14С-глицина на-
блюдалось в проэритробластах, затем индекс метки уменьшался
в зависимости от степени зрелости клеток (табл. 1), но в отличие
от включения предшественников нуклеиновых кислот 3Н-тимиди-
на и 3Н-уридина метка с 14С-глицнном прослеживалась до конеч-
ных стадий, включая ретикулоцит [3]. Образования новых рибо-
сом в ретикулоцитах уже не происходит, так как ядрышки исче-
зают на стадии позднего полихроматофильного эритробласта и не
обнаруживаются даже с помощью специфической цитохимической
реакции на РНК, а активное функционирование ядрышек прекра-
щается, возможно, и раньше. Наряду с этим прекращается и вклю-
чение 3Н-уридина. Учитывая это, можно утверждать, что синтез
глобина в ретикулоцитах осуществляется на рибосомах, образо-
вавшихся на ранних стадиях развития эритроидных клеток, а ин-
формационная РНК глобина имеет длительный период жизни.
Таблица 1. Включение меченых биологических предшественников в эритро-
идные клетки костного мозга здоровых людей (авторадиография)
Клетки Индексы метки. % (М±т)
ЭН-ТИМИДИН ®Н-урндин “С-глицин
П роэритроб ласты Базофильные эритробласты Полихроматофильные эритро- бласты Нормобласты 79,2±6,6 5б,7±4,5 28,7±3,5 Не включают 95,1±2,5 73,7±4,6 26,4±2,1 Не включают 96,6±3,6 76,6±7,9 40,0±6,9 25,0± 11,2
Авторадиографическое исследование синтеза гемоглобина
клетками костного мозга in vitro с применением 59Fe-аскорбина -
та показало, что включение железа начинается с самых ранних
этапов дифференцировки клеток эритроидного ряда. На стадии
проэритробласта метка уже отчетливо видна, однако наиболее
интенсивное включение железа наблюдается в базофильных эрит-
робластах, причем зерна восстановленного серебра локализуются
30
I
«яд ядром и цитоплазмой, затем по мере созревания и соответст-
венно увеличению степени гемоглобинизации интенсивность вклю-
чения железа уменьшается, а метка локализуется главным обра-
зом над цитоплазмой. Включение 59Fe обнаруживается также в
ретикулоцитах.
Согласно классической модели эритрона по Lajtha, скорость
синтеза гемоглобина в клетках на стадии про- и базофильных
эритробластов составляет 0,5 пг/ч (а на стадии ретикулоцита сни-
жается в 5 раз). В делящихся клетках после митоза гемоглобин
уменьшается наполовину и в течение интерфазы приходит почти
к исходному уровню. Обращает иа себя внимание тот факт, что
па поздних стадиях созревания клеток, не способных к делению,
накапливаются значительные количества гемоглобина, несмотря
на снижение скорости синтеза, так как продолжительность фаз
больше и клетки не теряют гемоглобин в результате деления.
При изучении динамики нарастания гемоглобина в течение
интерфазы методом цитофотометрии при комбинированном опре-
делении содержания гемоглобина и ДНК установлено, что синтез
гемоглобина начинается сразу после митоза и продолжается на
протяжении периодов Gi, S, G2 [18].
Цитофотометрическое исследование клеток костного мозга
здоровых людей показало, что содержание гемоглобина на раз-
ных стадиях дифференцировки подвержено значительным колеба-
ниям, причем это наблюдается и при исследовании гемоглобина
эритроидных клеток, находящихся в одной и той же фазе кле-
точного цикла и на одинаковом уровне созревания [1, 18].
| Вариабельность клеток по насыщению гемоглобином зависит
к от наличия в костном мозге разных клонов среди клеток красного
В ряда, что находит свое отражение в присутствии в перифериче-
В ской крови эритроцитов, отличающихся по содержанию гемогло-
В бина. Об этом свидетельствуют данные, полученные методом ин-
В терферометрии. Среднее значение сухой массы эритроцитов у
В мужчин составляет 36 пг и статистически достоверно превышает
В этот показатель у женщин, составляющий 33 пг. При анализе
I процентного распределения эритроцитов в зависимости от их су-
В хой массы наибольшее число клеток — 61%—как у мужчин, так
и у женщин имеют сухую массу в пределах 30—39 пг. Число
I Вкзритроцитов с сухой массой 40—49 пг было больше у мужчин, а
сухой массой 20—29 пг было больше у женщин. Эти показате-
являются выражением физиологической вариабельности эрит-
Вроцитов по степени насыщения их гемоглобином. Наши результа-
^Вты хорошо согласуются с данными исследований, проведенных
В [14] на сканирующем и интегрирующем микроденситометре Vic-
В kers М85. Исследования показали, что содержание гемоглобина в
В норме на один эритроцит колеблется от 20 до 52 пг, а в среднем
В составляет 35,8 пг (29—38,2 пг).
Иг Следует отметить, что такие методы исследования, как вклю-
I чение радиоактивного железа и поглощение света при длине вол-
J ны 404—420 нм, позволяют обнаружить признаки присутствия
31
нли синтеза гема, но не указывают на наличие зрелых молекул
гемоглобина, так как эти методы специфичны для обнаружения
порфириновых колец гема как в свободном состоянии, так и в
составе гемоглобина. Таким образом, уровень клеточной диффе-
ренцировки, на котором гем связывается с глобином, в настоя-
щее время не установлен и методического подхода к изучению
этого процесса пока не разработано. Успех в этом направлении
будет возможен при изучении раздельных фракций клеток кост-
ного мозга на разных этапах созревания с последующим иссле-
дованием этих фракций биохимическими методами.
Наряду с точкой зрения, что митохондрии не имеют прямого
отношения к синтезу гемоглобина, существует мнение, что в син-
тезе гема большую роль играют митохондрии. Так, после внутри-
венного введения препаратов железа наблюдалось увеличение
электронной плотности митохондрий в эритробластах и ретикуло-
цитах, увеличение железа в митохондриях. Об этом свидетельству-
ет обнаружение аккумулятов железа в митохондриях эритроид-
ных клеток на ультраструктурном уровне. При исследовании с
,261-трансферрипом обнаружено его включение в митохондрии.
В митохондриях также обнаружены некоторые из ферментов син-
теза гема.
Железо для синтеза гема поступает в клетки как прямым пу-
тем из трансферрина плазмы, так и путем микропиноцитоза при
участии в процессе ретикулярных клеток эритробластных остров-
ков [8, 10].
В настоящее время можно считать доказанным, что основная
часть массы гемоглобина синтезируется в цитоплазме, однако
гемоглобин обнаруживается и в ядре, что установлено с помо-
щью метода авторадиографии с использованием радиоактивного
железа методом световой и электронной микроскопии [23] и ци-
тофотометрии [20], а также в изолированных ядрах с примене-
нием пероксидазной реакции. Несмотря на все эти исследования
роль ядра в синтезе гемоглобина не может считаться доказан-
ной. Гемоглобин может попадать в ядро из цитоплазмы, участ-J
вуя здесь в процессе регуляции пролиферативной активности I
эритроидных клеток. Критическая концентрация гемоглобина ци-Л
топлазмы составляет 20—22%, выше которой невозможно кле-Я
точное деление. Гемоглобин, попадая в ядро, репрессирует мат-Я
ричную активность ДНК, контролирующей синтез гемоглобина.
В связи с этим интересно отметить, что репрессированный хрома-Я
тин может вновь активизироваться, как, например, в опытах с В
гетерокариотами, когда ядра зрелых куриных эритроцитов попа-Я
дали в цитоплазму клеток HeLa, не содержащих гемоглобин. Я
Установлено, что большую роль в активизации синтеза гемо-Я
глобина играет эритропоэтин, который, помимо увеличения числа И
коммитированных эритропоэтиичувствительных предшественников, И
усиливает синтез ДНК и РНК всех классов, скорость транспорта
РНК из ядра в цитоплазму [26], а также синтез гемоглобина [11] Л
Несмотря на то что в эритроидных клетках синтез гема и гл о-И
32
била по отношению к остальным внутриклеточным процессам
значительно преобладает, регуляция синтеза обеих этих систем
обеспечена таким образом, что остается только незначительное
количество свободного протопорфирина, свободных а-пепей и гло-
бина, не связанных в гемоглобине. Пока еще не ясно, какие ме-
ханизмы обеспечивают такую регуляцию. Однако уже сейчас име-
ются некоторые интересные данные. Образование гема в боль-
ших количествах блокирует ингибитор синтеза глобина, за счет
чего происходит усиление синтеза глобина.
Неэффективный эритропоэз. Соотношение клеток различной
степени зрелости в костном мозге во многом зависит от величи-
ны неэффективного эритропоэза, т. е. от числа ядросодержащих
эритроидных клеток, разрушающихся в пределах костного мозга,
а также от уровня дифференцировки клеток, на котором проис-
ходит разрушение. Имеет значение также процесс «перескока де-
ления», т. е. переход эритробласта в следующую стадию диффе-
ренцировки без деления на две дочерние клетки. Эти процессы
осуществляются в эритроне и в норме и являются своеобразны-
ми физиологически обусловленными механизмами регуляции нор-
мального равновесия в эритроне при различных потребностях ор-
ганизма в количестве продуцируемых эритроцитов.
Величина неэффективного эритропоэза может быть оценена
с помощью радиометрического метода по данным экскреции ме-
ченого стеркобилина или билирубина после введения in vivo ра-
диоактивных предшественников гема 15М-глицина или 14С-глици-
на, а также по данным кругооборота плазменного железа, отра-
жающим коэффициент утилизации 59Fe костномозговыми эритро-
нормобластами. По данным ряда авторов в костном мозге здоро-
вых людей от 5 до 20% всех образующихся эритроидных предше-
ственников разрушается. При некоторых анемиях неэффективный
эритропоэз увеличивается более чем на 50%.
Определенное значение для оценки степени неэффективного
эритропоэза имеет подсчет числа ретикулоцитов периферической
крови. При расширении эритроидного ростка кроветворения в
костном мозге, наличии анемии и отсутствии ретикулоцитоза
кровн можно с уверенностью констатировать выраженный неэф-
фективный эритропоэз.
Важным дополнительным методом оценки неэффективного
эритропоэза является метод определения ШИК-положительных
предшественников эритроидного ряда. Как известно, функциональ-
но полноценные ядросодержащие клетки красного ряда не со-
держат ШИК-положительного материала. Положительная реак-
ция па полисахариды в эритроидных клетках отмечается только
при нарушении их жизнедеятельности. Вероятно, в разрушающей-
ся клетке остается энергетический материал, который мог бы
быть использован в том случае, если бы клетка продолжала де-
ление и дифференцировку. Подробное исследование значения
ШИК-реакции для оценки эффективности эритропоэза у большой
группы больных с различными гематологическими заболеваиия-
S-407
33
ми проведено Wurst. Однако в этом исследовании подсчет
ШИК-положительных элементов красного ряда проводился с уче-
том количества ядросодержащих эритроидных клеток. По наше-
му мнению, более ценные сведения можно получить при диффе-
ренцированном подсчете ШИК-положительных клеток на раз-
ных стадиях созревания. Общий процент ШИК-положительных
клеток в эритроидном ряду в норме составлял 3—8, причем сре-
ди ранних предшественников имелось значительное число ШИК-
положительных клеток.
Результаты сравнительных исследований особенностей морфо-
логии клеток системы эритрона, их пролиферативной активности,
синтеза гемоглобина, степени неэффективного эритропоэза помо-
гают глубже проникнуть в закономерность патологического про-
цесса при различных заболеваниях, оценить эффективность про-
водимой терапии.
При талассемии в пунктатах костного мозга у всех больных
был установлен нормобластический тип кроветворения с эритро-
идной гиперплазией различной степени. Эритробласты в миело-
грамме больных большой талассемией составляли 69,7±6,9%,
промежуточной талассемией — 63,9±5,9%, малой талассемией —
37,2±7,8%, минимальной талассемией — 31,1 ±3,6 % [17].
Анализ парциальных эритробластограмм (табл. 2) показал
резкое увеличение процентного содержания полихроматофильных
и оксифильных нормобластов и снижение числа более молодых
элементов при большой и промежуточной талассемии.
Ультраструктурные особенности при талассемии включают
многоядерность, аномалии хроматина, ядерноя мембраны, изме-
нения цитоплазматических мембран и митохондрий [12]. Скопле-
ния железа в различных формах в виде свободных частиц млн в
агрегации с ферритином и гемосидерином, в виде частиц, связан-
ных с мембраной или митохондриями, а также накопление глико-
гена, вакуоли в цитоплазме, миелиновые тельца, тельца Гейнца
рассматриваются как отражение нарушения синтеза гема, гло-
бина и гликопротеинов [24]. 1
Методом цитофотометрии установлено, что на стадии поли-
хроматофильных эритробластов накапливаются клетки в Gj-пе-
риоде клеточного цикла. Помимо этого, при комбинированной
цитофотометрии и авторадиографии обнаруживается увеличение
числа клеток, по содержанию ДНК соответствующих S-периоду,
но не меченных 3Н-тимидином.
Общий и парциальный индекс метки 3Н-тимидином снижены
в прямой зависимости от тяжести заболевания. Процент клеток
в S-периоде в эритроидном ряду костного мозга больных большой
талассемией составлял 5,6±0,6, промежуточной—11,7±1,4, ма-
лой—17,4±1,7, минимальной—17,2± 1,4 (при норме 32,1±2,5)
[10]. Следует отметить, что у больных тяжелыми формами та-
лассемии индексы метки были снижены на всех ступенях зрело-
сти клеток; у больных легкими формами снижение пролифера-
тивной активности наблюдалось только на стадии полихромато-
34
Таблица 2. Парциальные эритробластограммы больных различными формами талассемии
Группы обсле- дованных Число боль- ных п Соотношение клеток различной степени зрелости, % (М±т) Индекс созре- вания эритро- нормобластов
проэритро- бласты эритробласты норм об ласты
базофиль- ные полихрома- тофильные Океифиль ные полихрома- тофильные оксифиль- ные
Здоровые люди 21 5,610,7 14,3-10,7 65,013,1 0,310,2 11,71 1,4 3,110,5 0,85±0,01
Больные большой талассемией 8 1,510,1 4,610,6 7,01 1,1 0,910,1 39,716,0 46,318,2 0,9310,005
Р <0,001 <0,001 <0,001 <0,02 <0,001 <0,001 <0,001
Больные промежу- точной талассе- мией 9 1,710,4 6,9±2,0 18,412,0 2,110,4 37,813,8 33,113,0 0,9110,002
Р <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,02
Больные малой та- лассемией 4 5,513,5 1б,е±4,8 21,112,0 2,710,9 29,112,7 25,119,4 0,7710,008
Р >0,5 >0,5 <0,001 <0,02 <0,001 <0,05 <0,02
Больные мини- мальной талас- семией 3 5,610,7 15,814,6 17,713,1 0,310,4 36,713,5 23,913,3 0,78±0,05
Р >0,5 >0,5 <0,001 >0,5 <0,001 <0,001 >0,5
Твбгица 3. Число ШИК-положительных ядросодержащих клеток эритроид-
ного ряда в костном мозге больных талассемией
( руппы обследо- ванных Число боль- ных Общий про- цент ШИЦ- положитель- пых клеток Соотношение числа ШИК-положительных клеток в зависимости от диаметра ядер, % (М±ш)
15—12 нкм 11—9 мкм 3—5 мкм 4—3 мкм
Здоровые люди 8 5,4±0,66 0,75±0,26 1,4±0,66 2,75±0,66 0,5±0,12
Больные большой 31,7±3,5 0 0,4±0,4 20,4±3,7 10,9±2,2
талассемией р Больные промежу- 7 <0,001 >0,05 <0,001 <0,001
точной талассе- 14,3±3,1 0,1±0,1 0,5±0,2 7,6±1,7 6,1±2,0
мией р 9 <0,02 >0,05 >0,05 <0,02 <0,02
Больные малой та- 8,2±2,3 0,1±0,1 0,6±0.6 2,1±0,5 5,4±i,g
лассемией р Больные мини- 4 >0,2 >0,05 >0,2 >0,2 >0,05
малыюй талас- 5,8±1.4 0 0,3±0,4 4,3±1,0 1,3±0,2
семией р 3 >0,5 >0,1 >0,5 >0,5
фильных эритробластов, что свидетельствует о разной степени по-
ражения эритропоэза.
Результаты подсчета ШИК-положительных ядросодержащих
клеток костного мозга показали значительное увеличение функ-
ционально неполноценных, обреченных на гибель эритроидных
предшественников (табл. 3). Этот показатель также находился в
прямом соответствии с тяжестью заболевания. Причем ШИК-по-
ложительный материал выявлялся главным образом в полихро-
матофильных эритробластах и нормобластах. Проэритробласты и
базофильные эритробласты, как правило, были ШИК-отрицатель-
ные.
Увеличение числа клеток эритроидного ряда в костном мозге
больных талассемией является не истинной гипертрофией крас-
ного ростка, а результатом накопления в костном мозге функцио-
нально неполноценных эритроидных клеток [16]. Процент клеток,
•меченных 8Н-тимидином, на всех стадиях дифференцировки ока-
зался значительно сниженным по сравнению с нормой. Это сви-
детельствует об угнетении пролиферативной активности клеток
•системы эритрона. Увеличение числа эритроидных клеток проис-
ходит благодаря значительному преобладанию зрелых ядросодер-
.жащих клеток красного ряда, но не в результате ускорения со-
зревания, а за счет накопления клеток, не способных к дальней-
шей дифференцировке, обреченных на гибель в костном мозге.
Все это в итоге приводит к глубокой анемии при тяжелых фор-
мах талассемии.
Самым существенным моментом в патогенезе талассемии яв-
ляется наследственное нарушение синтеза глобина, его а- или
р-цепей.
При цитофотометрическом исследовании костного мозга боль-
ных талассемией было установлено, что интерфазный синтез ге-
моглобина в клетках значительно снижен [19]. Критическая кон-
центрация гемоглобина, при которой прекращается синтез ДНК
я ядрах, также снижена.
Наряду с нарушением синтеза глобиновых цепей отмечаются
признаки нарушения синтеза гема. Утилизация железа клетка-
ми костного мозга подавлена. В результате увеличивается число
сидеробластов и ендероцитов [24].
Известно, что основу сухой массы эритроцитов в норме со-
ставляет гемоглобин, синтез которого осуществляется главным об-
разом в клетках костного мозга. Поэтому определяемое методом
интерферометрии соотношение клеток с малым, средним или по-
вышенным содержанием плотных веществ отражает закономер-
ности гемоглобинизации клеток в костном мозге. По данным ин-
терферометрического исследования [17] при всех формах талас-
семии наблюдалась прямая корреляция между тяжестью заболе-
вания и снижением среднего показателя сухой массы эритроци-
та. У больных большой талассемией этот показатель составлял
26±0,67 пг, промежуточной талассемией—27,3±1,1 пг, малой
талассемией — 28,2±0,26 пг, минимальной талассемией- 30,6±
±2,2 пг. Процентное распределение эритроцитов в зависимости от
величины их сухой массы выявило более выраженный разброс
показателей по сравнению с нормой. В периферической крови
больных обнаруживались эритроциты с очень малым содержа-
нием гемоглобина: от 5 до 10 пг, что в норме никогда не встре-
чается. Соответственно уменьшилось число эритроцитов с нор-
мальным содержанием гемоглобина, однако встречались эритро-
циты с сухой массой 50 пг и больше.
Изучение свойств поверхностей мембраны эритроцитов с по-
мощью растровой электронной микроскопии [10] и клеточного
электрофореза [17] имеет большое значение для оценки функцио-
нальных свойств эритроцитов периферической крови больных та-
лассемией.
С помощью метода клеточного электрофореза было выявлено
снижение биопотенциала поверхностной мембраны эритроцитов,
находящихся в четкой зависимости от тяжести талассемии
[17].
При изучении формы эритроцитов в растровом электронном
микроскопе наряду с изменением количественного соотношения
различных видов эритроцитов в сравнении с нормой были обна-
ружены патологические формы эритроцитов с измененной конфи-
гурацией, которые не встречаются в крови здоровых людей
(рис. 1 и 2). Это эритроциты в виде колокола, капли, серповид-
ные, плоские, дегенеративно- и деструктивно-измененные. Отме-
чалось наличие макро- и микроцитов. Общее количество патоло-
гически измененных форм соответствовало тяжести заболевания.
Помимо этого, выявлялись различия между а- и р-талассемией.
При а-талассемин процент патологически измененных эритроци-
тов был больше, чем при р-талассемии той же тяжести (табл. 4).
При а-талассемии среди патологических форм эритроцитов наи-
37
Рис. 1. Сканограмма эритроцитов больного талассемией.
Видны каплеобразные эритроциты, в виде мешка, гладкие сферические клетки, дискоциты
с. множественными выростами. Х2000.
Рис. 2. Сканограмма эритроцитов больного талассемией.
Видны колоколообразный эритроцит и дегенеративно-измененные формы эритроцитов. Х4200.
Таблица 4. Среднее количественное соотношение эритроцитов при различ-
ных формах талассемии в процентах
Типы эритроцитов Формы талассемии
боль- шая 0 проме- жуточ- ная Р малая 0 мини- маль- ная Дрепа- нота- лассе- a проме- жуточ- ная а малая Норма
Дискоциты 37,0 41,0 45,0 54,5 47,5 21,0 28,0 85,0
Переходные формы эри- троцитов 17,15 21,0 25,0 22,0 18,0 33,0 28,75 12,86
Непереходные формы эритроцитов 19,0 13,5 9,0 5,50 15,5 10,0 10,75 2,14
.Патологические эритро- циты, отсутствующие в крови здоровых людей 26,5 24,5 21,0 18,0 19,0 36,0 32.0 0
•более часто встречались плоские и дегенеративно-измененные
эритроциты [17].
Истинная полицитемия и наследственные эритроцитозы. Эти
заболевания похожи по клиническим проявлениям, особенно на
начальных стадиях развития патологического процесса. Поэтому
поиск отличительных особенностей функционирования клеток си*
«темы эритрона, являющихся основным субстратом болезни,—
весьма актуальная задача. Такая отличительная особенность об-
наружена при истинной полицитемии на уровне ранних эритроид-
ных предшественников. При культивировании на сгустке плазмы
млн метил целлюлозе костного мозга больных истинной полиците-
мией [13, 15, 22] был получен спонтанный рост эритроидных ко-
лоний без добавления экзогенного эритропоэтина. Тогда как прн
всех других гематологических заболеваниях, включая эритроцито-
зы различного происхождения, а также в норме для образования
эритроидных колоний при таком методе культивирования необхо-
дим эритропоэтин. Установлено также, что при истинной полици-
темии имеется 2 клона эритроидных клеток: зависимый и неза-
висимый от эритропоэтина. В ремиссии заболевания преобладает
зависимый от эритропоэтина клон. В настоящее время решается
вопрос о том, является ли спонтанное без добавления экзогенно-
го эритропоэтина образование эритроидных колоний при истин-
ной полицитемии следствием присутствия эритроидных клеток,
независимых от эритропоэтина, или проявлением повышенной чув-
ствительности этого клона к эндогенному эритропоэтину [22].
Исследования, проведенные на уровне морфологически иден-
тифицируемых эритроидных клеток костного мозга больных
истинной полицитемией, показали нарушение пролиферативной
активности. Г. Л. Сергеева и В. Я- Плоткин [7] отмечали сниже-
ние процента меченных 3Н-тимидином эритробластов, что указы-
вает на уменьшение числа клеток, находящихся в S-периоде кле-
точного цикла.
39
Рис. 3. Сканограмма эритроцитов ври истинной полицитемии.
Видны куполообразные эритроциты и межэритроцитарные мостики. !X4000i
Рис. 4. Сканограмма эритроцитов при наследственном эритроцитозе.
Видны диск.оциты правильной формы и дискоциты с множественными выростами. 5(4009.
Рис. 5. Сканограмма эритроцитов здорового человека.
Видны дискоциты правильной формы. Х2000.
Согласно результатам исследований, проведенных в лаборато-
рии ЦНИИГПК, при этом заболевании общий индекс метки с
ЛН-тимидином для эритробластов значительно снижен и состав-
ляет 19,6±1,2% в отличие от наследственного эритроцитоза, при
котором этот показатель равен 42,1 ±4,5% [3].
При подсчете парциальных индексов метки у больных эрит-
роцитозом отмечено усиление пролиферативной активности эрит-
роидных клеток со стадии базофильных эритробластов. Так, ин-
декс метки для этой стадии составил 79,5±4,2% (при норме
53,3±3%), а для полихроматофильных эритробластов — 42,5±
±6,1% (при норме 23,9±1,4%). При истинной полицитемии ин-
дексы метки 3Н-тимидином были снижены на всех этапах диф-
ференцировки эритроидных клеток. Аналогичные изменения ин-
дексов метки отмечались при использовании в качестве маркера
аН-уридина. Включение 14С-глицина, характеризующее синтез
белков и главным образом гемоглобина в эритроидных клетках,
41
Таблица 5. Распределение эритроцитов по форме у здоровых людей, боль-
ных истинной полицитемией и наследственным эритроцитозом (растровая-
электронная микроскопия)
Характеристика эритроцита Процентное соотношение эритроцитов (М+тп)
норма истинная поли- цитемия наследственные эритроцитозы
Дискоцит 85,05±10,1 63,0±2,37 84,65±1,79
Дискоцит с одним выростом 3,22±0,21 3,95±0,61 4,04±0,49
Дискоцит с гребнем Эритроцит с множественными 5,68±0,54 Н,27±1,14 5,3±0,87
выростами 3,48±0,5 2,13±0,28 4,3±0,49
Куполообразный эритроцит 1,25±0,15 8,66±0,57 1,0±0,07
Эритроцит «тутовая ягода» 0,36±0,14 0,86±0,04 0,3±0,07
Эритроцит «спущенный мяч» О,58±О. 14 4,5±0.38 0,37±0,09
Сферический эритроцит Дегеиератиыю-нзмеиенная 0,09±0,02 (,63±0,33 0,08±0,02
клетка 0,19±0,0б 2,0±0,33 0
Каплеобразный эритроцит 0 1,0±0,21 0
Плоский эритроцит 0 1,0±0,28 0
у больных наследственным эритроцитозом и истинной полиците-
мией находилось в пределах нормы. i
Параллельно с определением пролиферативной активности
эритроидных клеток костного мозга изучались и их некоторые
цитохимические особенности, в частности ШИК-реакция [3]..
Установлено, что у больных наследственным эритроцитозом про-
цент ШИК-положительных эритроидных клеток увеличен до 13,
при норме от 3 до 8. У больных истинной полицитемией при про-
смотре мазков костного мозга ШИК-положительные эритроид-
ные клетки практически не встречались.
При изучении в растровом электронном микроскопе препара-
тов периферической крови больных истинной полицитемией были
выделены 2 группы эритроцитов, которые отличались от основ
ной массы клеток своими размерами (табл. 5). Группа клеток
превышающих на 2 мкм диаметр обычных эритроцитов, выделе-
на как макроциты; процент их составил 11. Клетки, диаметр ко
торых на 2 мкм меньше диаметра нормоцитов, выделены в груп-
пу микроцитов, их процент составил 3,5. Основная масса эритро-
цитов прн истинной полицитемии, как и у здоровых людей, имела
форму дисков, но их число было несколько уменьшено за счет
увеличения числа 'куполообразных эритроцитов, гладких сферо-
цитов, дегенеративно-измененных клеток, эритроцитов в виде спу-
щенного мяча. Наблюдалось небольшое число каплеобразных кле-
ток (1%) и плоских эритроцитов, которые не встречаются в пе-
риферической крови здоровых людей. У отдельных больных в
эритроцитах можно было видеть длинные выросты, образующие-
межэритроцитарные мостики. Некоторые мостики имели в сере-
дине разрыв, а Другие связывали два или несколько эритроцитов
между собой (рис. 3).
42
В поверхностной архитектонике эритроцитов периферической
крови больных наследственным эритроцитозом в отличие от ис-
тинной полицитемии отклонений от нормы не обнаружено (рис. 4
и 5).
Определение сухой массы эритроцита с помощью метода ин-
терферометрии было проведено у 10 больных истинной полиците-
мией в разгар заболевания и у 6 больных наследственным эрит-
роцитозом. Сухая масса эритроцита при обеих нозологических фор-
мах была в пределах нормы.
При изучении заряда клеточной поверхности эритроцитов ме-
тодом клеточного электрофореза, проведенном у больных истин-
ной полицитемией и наследственным эритроцитозом до начала
лечения, было обнаружено снижение электрофоретической по-
движности эритроцитов при обоих заболеваниях [3].
Таким образом, результаты проведенных исследований свиде-
тельствуют о значительном усилении пролиферативной активности
эритроидных клеток костного мозга у больных наследственным
эритроцитозом. Наряду с этим имеются признаки несколько по-
вышенного разрушения эритроидных клеток внутри костного моз-
га на поздних этапах дифференцировки. При истинной полиците-
мшц напротив, выявлено достоверное снижение как общего, так
и парциального индексов метки с использованием предшествен-
ников нуклеиновых кислот и отсутствие Ш1 Неположительных
эритробластов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Быкова И. А., Лебедев Э. А. Цитоспектрофотометрическое определение со-
держания гемоглобина в цитоплазме эритроидных клеток разных стадий со-
зревания в костном мозге человека. — В ки.: Цитологические механизмы
гистогенезов. М.: Наука, 1979, с. 98—4'00.
2. Канаев С. В.. Лапотников В. А., Шостка Г. Д. Метод определения проли-
феративной активности эритрона с помощью колхицина и радиоактивного же-
леза и его клиническое использование.— Лаб. дело, 1969, № 11, с. 643—648.
3. Козинец Г. И., Быкова И. А., Дербенева Л. И. и др. Сравнительная морфо-
функциональная характеристика эритроидных клеток при истинной полиците-
мии н семейно-наследственном эритроцитозе. — Пробл. гематол., 1980, т. 25,
№ 7, с. 23—27.
4. Козинец Г. И., Быкова И. А., Сукиасова Т. Г. и др. Применение PAS-реак-
ции для оценки неэффективного эритропоэза. — Лаб. дело, 1978, № 9, с. 518—
522.
S. Козинец Г. И., Терентьева Э. И., Файнштейн Ф. Э. Морфологическая и функ-
циональная характеристика клеток костного мозга и крови.— В кн.: Нор-
мальное кроветворение и его регуляция./Под ред. Н. А. Федорова.—-М.:
Медицина, 1976, с. 98—155.
<5. Николаева Л. К., Плоткин В. Я-, Филее Л. В. и др. О пролиферативной ак-
тивности клеток эритробластического 'ряда костного мозга доноров. — В кн.:
Краткие тез. докл. к научи, сессии по вогар. гематологии. Ленинград, 24—
25 мая 1973'г. — Л.: 1973, с. 94—95.
7. Сергеева Г. А., Плоткин В. Я. Синтез ДН'К эритроидными клетками костно-
го мозга больных истинной полицитемией,—-Пробл. гематол., 1973, т. 18,
№ 1, с. 17—20.
£. Фетисов В. В. Поступление ферритина в эритроидные клетки. — В кн.: Ма-
териалы 8-й конф. молодых иауч. сотрудников Центр, ин-та гематол. и пере-
ливания крови. М.: 1972, с. 107—108.
43
9. Bessls M. Red cell shapes. An illustrated classification and Its rationale. — In:
Red cell shape. New York, 1973, p. 151—168.
10. Bessis M., Brecher G. A second look at stress erythropoiesis — unanswered
questions. — Blood Cel., 1975, vol. 1, N. 3, p. 409—414.
11. Frisch B., Lewis S. M. Ultrastructure of dyserythropoiesis. — In: The 16-th In-
tern. Congress of Hematology. Kyoto, 1976, p. 167—172.
12. Golde D. M., Bersch N., Cline M. J. Polycythemia vera: hormonal modulation
of erythropoiesis in vitro. — Blood, 1977, vol. 49, N. 4, p. 399—405.
13. James V., Goldstein D. J. Haemoglobin content of individual erythrocytes in
normal and abnormal blood.—Brit. J. of Haematol., 1974, vol. 28, N. 1,
p. 89—102.
14. Kimura H., Terasawa T-, Maruyama 117. et at. Erythroid colony formation in
vitro in bone marrow cells of polycythemia vera.—Acta Haemat., 1978, vol. 41,.
N. 4, p. 679-687.
15. Kosinetz G. J., Baikova J. A., Mamedova T. A. Zytologische Besonderheiten der
Erythropoese bci Thalasscmie. Teil I: Functionelle Characteristik der Kernhal-
tigen Elemente der Erythropoes in Knochenmark. — Folia Haematol. (Leipzig) r
1980a, Bd 107, H. 2, S. 240—247.
16. Kosinetz G. I., Buikova A A., Mamedova I. A. et al. Zytologische Besonder-
heiten der Erythropoese bei der Thalassamie. Teil 11: Structurell-funktionelle
Charakteristik der Erythrozyten im peripheren Blut. — Folia Haematol. (Leip-
zig), 1980b, Bd 107, H. 2, S. 248—255.
17. Muller D., Boll M.r Hahn E, Synthese von Hamoglobin, RNS und DNS bei
Hamolytischer Anamie, Thalassamie und akuter Blutungsanamie. — Acta Hae-
matol. (Basel), 1974, vol. 1, p. 19—28.
18. Muller I)., Lauterbach H., Pouillon G. et al. Synthese von Hamoglobin, RNS
und Proteinen in der normalen Erythropoese. — Acta Haematol., 1973, vol. 50,
p. 340—349.
19. Nicola P., Gabutti V., Dardanelil L. et al. Studio istochimico e cinetico della
crythropoiesi nella talassemia maior mediante autoradiografia e spettrofoto-
metria in vitro. — Minerva ped., 1971, vol. 23, N. 35, p. 1393—1403.
20. Nissen C., Cornu P., Weber W., Speck B. Diiferential diagnose der primaren und’
sckundaren Erythrozytosen mit Hilfe der in vitro Kuitur hamopoietischer Vor-
lauferzellen. — Schweiz. Med. Wschr., 1978, Bd 108, N. 41, S. 1581—1583.
21. Parry D. M., Blackett N. M. Electron microsocope autoradiography of erythroid
cells using radioactive iron. — J. Cell. Biol., 1973, vol. 57, N. 1, p. 16—26.
22. Polliack A., Rachmilewitz E. A. Ultrastructural studies in beta-thalassaemia
major.— Brit. J. of Haematol., 1973, vol. 24, N. 3, p. 319—326.
23. Thoreil Bo. Cytophysical studies on stimulated erythropoiesis. — Blood Cel..
1975, vol. 1, N. 3, p. 529—534.
Глава 3
ЧИСЛО а-ГЛОБИНОВЫХ ГЕНОВ У ЧЕЛОВЕКА
И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА а-ТАЛАССЕМИИ
Изучение гемоглобинов человека проливает свет на взаимо-
связь структуры и функции биологических макромолекул, позво-
ляет получить ценные сведения о молекулярной структуре гена,
дает биохимические доказательства эволюции белков. Возмож-
ность классического генетического подхода определяется, как из-
вестно, доступностью подходящих мутантов. И в этом отношении
гемоглобины — очень удобный объект исследования, так как му-
танты глобиновых генов, ведущие к аномальным гемоглобинам
талассемиям, хорошо охарактеризованы фенотипически. Трудно-
сти, однако, возрастают, если исследователь сталкивается с изу*
44
меняем некодирующих участков генома, функциональная роль ко-
торых еще не известна. В таком случае мы не располагаем под-
ходящими мутантами, так как не знаем свойство, на основе кото-
рого следует вести отбор. Эта трудность была преодолена в по-
следнее время введением новых методов сшивания и гибридиза-
ции генов, применение которых привело к созданию так называе-
мой обращенной генетики, в рамках которой выделенные нуклеи-
новые кислоты изучаются или даже модифицируются в определен--
пых положениях in vitro, а затем влияние такого вмешательства
на свойства кодируемого белка — его фенотип — исследуется в
системе in vitro и in vivo [45, 26]. И снова гемоглобиновая си-
стема оказалась наилучшей «рабочей лошадкой» для исследова-
телей, работающих с рекомбинантными молекулами ДНК мето-
дами обращенной генетики.
Глобиновые гены человека делят обычно на 2 группы—«-гло-
биновые (£ и а) и не а-глобиновые (е, у, й и р). Экспрессия е- и
^-глобиновых генов имеет место на ранних стадиях эмбриональ-
ного развития. Н. Karnuzora и соавт. (15) рассматривают £-гены
как гены примитивной a-цепи. у-Глобииовые гены активно функ-
ционируют во время внутриутробной жизни плода и постепенно
инактивируются после рождения, в то время как гены, кодирую-
щие основную р-глобиновую и минорную б-глобиновую цепи,
активны во время всей жизни взрослого человека, а экспрессия
a-генов происходит как до рождения индивидуума, начиная при-
мерно с 5-недельного возраста, так и после рождения.
Генетический анализ семей с ₽- и б-цепочечными мутантами
подтверждает наличие одного локуса для каждого из этих двух
глобинов. Можно полагать, что локус, контролирующий синтез
б-цепей, является продуктом дупликации р-глобинового локуса.
W. A. Schroeder и соавт. [38] представили доказательства мно-
жественности структурных генов, кодирующих у-цепи фетального
гемоглобина человека — Gy н Ау, в зависимости от того, какая
аминокислота занимает в у-цепи 136-е положение — глицин или
аланин.
Возможность существования более чем одного локуса для
a-цепи была постулирована R. D. Koler, D. A. Rigas [19], для
того чтобы объяснить наследственную а-талассемию (вертикаль-
ную передачу Hb Н по родословному дереву) в некоторых семь-
ях, и была поддержана Н. Lehmann, R. W. Carrel [21]. Эти авто-
ры отметили снижение содержания аномального гемоглобина до
20—25% у подавляющего большинства а-цепочечных вариантов,
что можно объяснить существованием двух а-глобииовых локу-
сов, каждый из которых вносит равный вклад в синтез а-цепей.
Мы подытожили данные о преобладании множественных а-це-
почечных локусов у многих видов животных [12] и представили
первые доказательства наличия по меньшей мере двух структур-
ных а-цепочечных локусов у человека [6, 7, 13]. Наши выводы
были основаны на изучении венгерской семьи, в которой каждый
из трех братьев наряду с НЬ А являлся носителем двух различных
45
и независимых а-цепочечных вариантов: Hb J-Buda «61 (Е 10)
Лиз—>Асн н Hb G-Pest а74 (EF 3) Асп—>Асн. Помимо единич-
ного замещения этих аминокислотных остатков в a-цепях, состав
и, вероятно, аминокислотные последовательности продуктов экс-
прессии четырех генов двух а-цепочечных локусов идентичны по
крайней мере в исследованной венгерской семье [7].
Много внимания было уделено этой проблеме в последующие
7 лет. Наши данные были широко приняты в качестве убедитель-
ного доказательства дупликации а-глобинового гена человека.
'Фенотипические характеристики Hb J-Buda и Hb G-Pest (повышен-
ная и пониженная электрофоретическая подвижность соответст-
венно по сравнению с этим показателем у НЬА) позволили нам
выделить 3 различные «-цепи у одних и тех же носителей (хро-
мосомный анализ не обнаружил следов транслокации, а изучение
генетических маркеров исключило мозаицизм). Единственным вы-
водом, который мог объяснить все наши данные, было признание
дупликации «-цепочечного локуса. Генетический анализ семьи
дал доказательства независимости наследования а-глобиновых ге-
нов Hb J-Buda и Hb G-Pest. Сделать какие-либо заключения от-
носительно степени сцепления двух неаллельных «-генов на осно-
ве анализа родословного дерева не удалось.
Тот факт, что содержание большинства «-цепочечных вариан-
тов в эритроцитах составляет около 25% [21], свидетельствует о
широкой распространенности феномена четырех генов с равной
возможностью экспрессии каждого из них. Характер наследова-
ния Hb Constant Spring (Hb CS), мутанта по терминирующему
синтез a-цепи кодону, который широко распространен в Юго-
Восточной Азии, подтверждает дупликацию а-глобннового гена
в этом районе земного шара. Обнаружение двух а-цепочечных ва-
риантов (Hb G-Philadelphia и мутанта по терминирующему ко-
дону Hb Seal Rock) вместе с НЬ А у члена одной негритянской
семьи в Африке и аналогичная ситуация с одним из членов ин-
дейского племени (Hb Rampa и другой мутант по терминирую-
щему кодону — Hb Koya Dora вместе с НЬ А) служат доказатель-
ством дупликации а-глобинового гена в этих популяциях.
Более того, наследование а-талассемических синдромов раз-
ной степени тяжести (носительство немого гена а-талассемии,
гетерозиготная форма а-талассемии, гемоглобинопатия Н и во-
дянка плода) позволяет предположить, что мутация затрагивает
один, два, три или все четыре а-глобииовых гена соответственно
[22, 43, 44, 5]. В противоположность приведенным данным отсут-
ствие НЬ А у гомозиготных носителей Hb J-Tongariki (а 115
Ала1—>Асп) в Новой Англии [2, 4] и некоторые случаи носитель-
ства а-цепочечных вариантов с содержанием мутанта около 50%
можно истолковать в пользу наличия одного а-цепочечного локу-
са в некоторых популяциях. Трнмодальное распределение (около
20, 30 и 40%) содержания аномального гемоглобина у гетерози-
гот по Hb G-Philadelphia (а 68 Аси—>Лиз) было объяснено [37,
3] существованием гетерогенности а-цепочечного локуса, включа-
46
кицего два, три или четыре а-глобиновых гена у членов соответ-
ствующей популяции.
Противоречивые сведения о числе а-глобиновых генов можно
было бы наиболее просто согласовать, предполагая, что дупли-
кация не является универсальным явлением, что она широко рас-
пространена, но хромосомы с одним а-глобиновым геном также
могут существовать. Мы, однако, с самого начала предложили
другое объяснение. Наша гипотеза состояла в том, что два a-це-
почечных локуса существуют во всех популяциях, однако экспрес-
сия одного из двух локусов может быть подавлена посредством
своего рода a-талассемии. Согласно этой гипотезе предполагав-
шиеся ранее гомозиготными случаи носительства Hb J-Tongariki
п гетерозиготы с содержанием аномального а-цепочечного вари-
анта более 25% можно было бы рассматривать как двойную ге-
юрозиготность по мутантному гемоглобину и а-талассемии.
R. К. Abramson и соавт. [2] рассматривали, но исключили нали-
чие а-талассемии в исследованных ими семьях с Hb J-Tongariki,
поскольку не наблюдали характерных гематологических отклоне-
ний. D. L. Rucknagel и соавт. [37] настойчиво отстаивали суще-
ствование одного а-цепочечного локуса и отсутствие а-талассе-
мии, указывая на сбалансированный синтез глобиновых цепей у
гстерозигот с 30 и 40% Hb G-Philadelphia. Тем не менее недав-
нее тщательное исследование женщины с Hb G-Philadelphia,
Mb Н (pj и не имевшей НЬ А ясно свидетельствует об отсутствии
нормального ia-глобинового гена как в цис-, так и в транс-по-
ложении по отношению к аномальному. Р. F. Milner, Т. Н. J. Huis-
man [25] нашли, что отношение синтеза а- и p-цепей (а/Р) нахо-
дится в обратной зависимости от процентного содержания НЬ
G-Philadelphia, и предположили, что Hb G-Philadelphia сцеплен
с а-талассемией. Такое же объяснение было дано бимодальностн
я содержанки Hb J-Mexico в алжирской семье [42] .и НЬ Hasha-
гоп в итальянской семье [36]. В работах [1, 14] отмечается, что
тримодальность в процентном содержании даже таких р-цепочеч-
п ых вариантов, как Hb S, Hb С и Hb Leslie р 131 Глн—->О, явля-
ется следствием их ассоциации с a-цепью, продуцируемой
разным числом активных а-глобиновых генов, другими слова-
ми, следствием сочетания аномального гемоглобина с а-талассе-
миями разной степени тяжести. Относительная активность а- и
не а-глобиновых структурных генов, относительное сродство нор-
мальной и аномальной p-цепей к a-цепям и специфическая дегра-
дация избытка растущих цепей в совокупности определяют на-
блюдаемую тримодальность содержания Hb Leslie у гетерози-
гот [9].
Наконец, существовал еще один аргумент в пользу не универ-
сального характера дупликации а-глобинового гена: хотя гене-
тика а-талассемии была использована для доказательства нали-
чия двух а-цепочечных локусов [19, 22, 17, 18], анализ данных из.
Таиланда, проведенный методами классической генетики, не поз-
волил отдать предпочтение двухлокусной модели перед одноло-
47
кусной. Было очевидно, что для окончательного решения пробле-
мы необходимы новые методы. Анализ гемоглобина и его инфор-
мационных РНК позволил проникнуть в глубинные механизмы, вы-
зывающие талассемии, однако полное понимание молекулярных
основ этой наследственной патологии может быть достигнуто
только путем прямого изучения структуры глобиновых генов. Не-
давние успехи молекулярной генетики привели к созданию новых
методов исследования на надлежащем уровне.
У млекопитающих, включая человека, гены, кодирующие
'структуру глобиновых цепей, представлены всего лишь несколь-
кими фрагментами в клеточной ДНК [28J, что составляет только
одну часть на несколько миллионов суммарной ДНК- Это делает
невозможным выделить и изучить одну или несколько копий ге-
нов, определить число н взаимное расположение представляющих
интерес генов непрямыми методами. Открытие ферментов рест-
рикции ДНК и вирусной обратной транскриптазы (ревертаза)
перевело эту проблему в категорию решаемых эксперимен-
тально.
Рестрикционные эндонуклеазы ДНК являются бактериальны-
ми ферментами, способными разрезать молекулу ДНК в местатх
со специфическими последовательностями оснований [27]. Бак-
терии синтезируют эти ферменты, вероятно, для защиты от инфи-
цирующих вирусов. Собственная ДНК бактерий защищена от дей-
ствия своих рестрнктаз посредством метилирования специфиче-
ских сайтов ДНК, подверженных расщеплению. Набор доступных
и охарактеризованных рестрикционных эндонуклеаз постоянно
увеличивается, и каждый фермент разрезает ДНК в местах раз-
личных, специфичных для него нуклеотидных последовательно-
стей.
Расщепление высокомолекулярной ДНК последовательно не-
сколькими рестрнктазами ведет к образованию большого числа
фрагментов. Эти фрагменты могут быть разделены электрофоре-
зом в агаровом геле на основе различий в их размерах [40]. Ме-
стонахождение специфических глобиновых последовательностей
среди фрагментов ДНК можно определить посредством молеку-
лярной гибридизации с радиоактивными препаратами комплем* i
тарных ДНК (кДНК) и последующей авторадиографией путс
переноса фрагментов на фильтровальную бумагу («промокайие> «
или in situ [39].
Меченую кДНК синтезируют в системе обратной транскрип-
ции с участием ревертазы и специфической глобиновой иРНК-
матрицы в присутствии всех «строительных блоков», необходимых
для синтеза ДНК- Полученная таким образом кДНК имеет по-
следовательность оснований, в точности комплементарную иРНК,
с которой она была скопирована. Известно, что при нагревании
суммарной клеточной (двухтяжевая) ДНК две ее нити расходят-
ся. Радиоактивную кДНК какого-либо глобинового гена вводят в
смесь с разошедшимися нитями ДНК и оставляют охлаждаться,
при этом единичные нити ДНК вновь образуют двухтяжевую
48
структуру. кДНК включается в такую структуру (гибридизует-
<•><) только в том случае, если находит комплементарную после-
довательность— глобиновый ген в фрагментированной клеточной
Для наиболее рационального выбора ферментов расщепления
клеточных ДНК целесообразно вначале исследовать действие
рсстриктаз на радиоактивную, синтезированную in vitro в систе-
ме обратной транскрипции двухнитевую кДНК [30]. Знание сай-
тов рестрикционного расщепления внутри глобинового гена дает
возможность составить детальные карты строения этого гена.
К настоящему времени путем разрезания глобиновых генов
как в кодирующих участках последовательностей, так и за их
пределами получены полные карты а-, у- и б-глобиновых генов
человека [31, 10, 24, 23]. Стало возможным также прямое опре-
юление степени сцепления генов и межгенпых расстояний.
Используя технику рекомбинантных молекул, рестрикционные
фрагменты ДНК, содержащие глобиновые гены, можно встраи-
вать в ДНК плазмид или бактериофагов некоторых бактерий.
При определенных условиях такие «бактериальные фабрики» мо-
гут производить большие количества чистых глобиновых генов,
что важно в первую очередь для изучения нх первичной структу-
ры. Метод рекомбинантных молекул ДНК позволяет получать
чрезвычайно чистые препараты для определения локализации
глобиновых генов в процессе различных исследований.
Одним из наиболее неожиданных результатов изучения ген-
ных карт явилось открытие, что глобиновые гены (а также все
исследованные гены эукариотов) не являются непрерывными [46,
20], а содержат одну (или более) пекодирующую вставку (инт-
рон) внутри структурного гена. Ниже коротко подытожены со-
временные наиболее важные результаты в раскрытии молекуляр-
ных основ а-талассемин и в детальном картировании а-глобино-
вых генов человека.
Генетика а-талассемических синдромов наиболее подробно
изучена в популяции Юго-Восточной Азии, где эта аномалия
встречается часто. Было постулировано существование двух ти-
пов а-талассемического гена: ген -а-талассемии 1, гетерозиготное
носительство которого характеризуется гипохромными, микроци-
тарными эритроцитами и легко детектируемым Hb Bart’s (уО
при рождении. Другой тип — ген а-талассемии 2 — клинически и
>п большинстве случаев гематологически диагностировать не уда-
ются, его гетерозиготная форма характеризуется наличием мини-
шального количества Hb Bart’s при рождении. Гемоглобинопа-
тия Н — есть результат двойной гетерозиготности по генам а-та-
Вгассемии 1 и а-талассемии 2 и является промежуточной формой
«-талассемии с наличием 5—20% Hb Н и умеренной анемией с
гипохромными, микроцитарными эритроцитами. Иногда у взрос-
лых с гемоглобинопатией Н также может обнаруживаться до 4%
Hb Bart’s (новорожденные с этим заболеванием могут иметь до
25% Hb Bart’s).
4—407
49
Гомозиготность по гену а-талассемии 1 несовместима с жиз-
нью. Она приводит либо к внутриутробной смерти плода, либо к
смерти новорожденных (с тяжелой водянкой) вскоре после рож-
дения. Их гемоглобиновый спектр состоит из Hb Bart’s, НЬ Н и
Hb Portland 1. Носители а-цепочечных вариантов с удлиненными
цепями (Hb Constant Spring, Hb Icaria, Hb Koya-Dora и Hb Se-
al Rock) фенотипически подобны больным а-талассемией 2.
В генетике а-талассемий существовало две загадки: 1) как
могут больные с гемоглобинопатией Н, которые, как полагали,
являются двойными гетерозиготами по гену а-талассемии 1 и
а-талассемии 2, иметь одного нормального родителя, содержаще-
го только НЬ А; 2) почему гемоглобинопатии Н редки, а водянка
плода с Hb Bart’s вообще не встречается в «неазиатских» типах
а-талассемии?
Методы молекулярной гибридизации и рестрикционного анали-
за глобиновых генов помогли решить обе загадки. Изучение с по-
мощью молекулярной гибридизации с радиоактивной кДНК по-
казало, что первичным молекулярным дефектом в большинстве
случаев а-талассемий азиатского типа является делеция гена
[35, 41]. Причиной гетерозиготной формы а-талассемии 2, гете-
розиготной формы а-талассемии 1, гемоглобинопатии Н и, нако-
нец, водянки плода с Hb Bart’s служит, как было найдено, деле-
ция одного, двух, трех и всех четырех а-глобиновых генов соот-
ветственно. Поскольку гетерозиготы по Hb Constant Spring име-
ют сходство с гетерозиготами по а-талассемии 2, было постули-
ровано, что а-талассемия 2 может являться также результатом
молекулярной аномалии, отличной от делеции. Y. W. Кап и со-
авт. [16], используя метод гибридизации, обнаружили в одной
азиатской семье а-талассемнческий дефект, не связанный с деле-
цией. S. Н. Orkin [30, 31] расширил работы в этом направлении
и с помощью более надежного метода рестрикционного анализа
продемонстрировал значительную гетерогенность гемоглобинопа-
тии Н, в особенности у неазиатских популяций.
Для определения числа и степени сцепления генов важно по-
добрать ферменты, которые были бы способны расщеплять изу-
чаемый ген в одном месте или не расщеплять его вообще. S. Н. Or-
kin [30] исследовал несколько рестрикционных эндонуклеаз по
их действию на глобиновые гены, синтезированные in vitro в си-
стеме обратной транскрипции. Эти копии служили в качестве
«глобиновых генов», лишенных нескольких интересных сегментов
(интронов), которые существуют в естественных глобиновых ге-
нах в клетке. Данные по прямому определению последовательно-
сти подтвердили места расщепления, которые были предсказаны.
Эндонуклеазы Есо R1 и Bam HI, как было найдено, вводят еди-
ничный разрыв в р- и у-глобиновые гены, в то время как эндонук-
леазы Hind Ill и Hind II разрезают а-глобиновый ген в одном
месте (некоторые нуклеазы, подобные Нра II и Нра I, разреза-
ют последовательность а-глобинового гена в нескольких местах,
тогда как Есо Rl, Bam HI и Нра I не расщепляют его совершенно).
50
I После электрофореза в агаровом геле глобиновые фрагменты
биаруживали посредством in situ гибридизации с а- и 0-гло-
нновой кДНК, меченной 32Р и последующей авторадиографией,
Исутствие специфических а-глобиновых генных фрагментов в
идролизатах ДНК, полученных от новорожденных с водянкой,
ыло обнаружено в экспериментах на «пробах», содержащих
.олько а- и у-глобиновые генные последовательности [32]. Пол-
ное выпадение а-глобиновых генных последовательностей в ДНК
больных водянкой плода было доказано в опытах по гибридиза-
ции гидролизатов Есо R 1 с а-глобиновой кДНК [32]. Анализ
данных гибридизации ДНК с кДНК дал подтверждение сущест-
вования двух а-цепочечных локусов [31]. Рестрикционный анализ
ДНК больных с неазиатским типом а-талассемии [34] привел к
уточнению характера генетических дефектов, не доходящих до де-
лении а-глобиновых генов (не функционирующие а-локусы). Ав-
торы указали на тот факт, что молекулярный дефект а-глобино-
вого гена без его делецин часто встречается среди носителей ге-
моглобинопатии Н неазиатского типа. D. R. Higgs и соавт. [11]
подтвердили существование а-талассемического дефекта, не со-
провождающегося делецией, в популяции ямайских негров.
Теперь можно вернуться к двум загадкам генетики а-талас-
ссмий, сформулированным выше, и посмотреть, как они были ре-
шены методом рестрикционного анализа.
Первую загадку можно было решить довольно легко. Хотя
больные с гемоглобинопатией Н являются двойными гетерозиго-
тами по генам а-талассемии 1 и а-талассемии 2, они могут иметь
одного вполне нормального с точки зрения клинических данных
и гематологических показателей родителя, у которого деления
одного а-глобинового гена выявляется методами молекулярной
гибридизации и рестрикционного анализа.
Решить вторую загадку — почему при неазиатском типе а-та-
лассемии Hb Н обнаруживается редко, а водянка плода с Hb Ba-
rt’s вообще не встречается — более сложно. Некоторые члены се-
мей негритянского населения острова Ямайки по фенотипиче-
ским признакам (т. е. по клинической картине и гематологиче-
ским показателям) подобны гетерозиготам по а-талассемии 1.
Тот же вывод можно сделать на основе определения отношения
скоростей синтеза а- и р-глобиновых и РНК- В противополож-
ность этому рестрикционный анализ гидролизатов Есо R I от тех
же самых больных обнаруживает, что а-глобиновый кластер на-
ходится у них только в одной зоне в виде фрагмента величиной в
19,5 килобаз, что указывает на делецию одного из а-глобиновых
генов (—а). Как в случае гетерозиготной а-талассемии 1 с фор-
мулой (——/aa), так и у нормальных людей (аа/аа) a-глобино-
вые гены найдены только в фрагменте величиной 23,5 килобаз.
Изучение рассмотренных семей позволило заключить, что гемо-
глобинопатия, проявляющаяся фенотипически как гетерозиготная
форма a-талассемии 1, является в действительности гомозигот-
ной формой а-талассемии 2 (—а/—а). У больных гемоглобинопа-
4*
51
тией Н также имеется всего один фрагмент величиной 19,5 кило-
баз (---/—а), тогда как в случае гетерозиготной а-талассемии2
наблюдаются оба фрагмента (величиной 19,5 килобаз и 23,5 ки-
лобаз).
Эти результаты были подтверждены в опытах с другой эндо-
нуклеазой — Bam НI. Рестрикционный анализ гидролизата, по-
лученного совместным действием Есо RI и Bam Н I, выявил у
нормальных индивидуумов (аа/аа) единственный фрагмент вели-
чиной 13,0 килобаз, содержащий оба а-глобиновых гена; у боль-
ных гемоглобинопатией Н (-----/—а) и гомозигот по а-талассе-
мии 2 (—а/—а) — единственный фрагмент величиной в 9,0 кило-
баз, содержащий один а-глобиновый геи, и, наконец, у гетерози-
гот по а-талассемии 2 (—а/аа) —оба фрагмента одновременно.
Было также установлено, что обычной а-талассемической де-
терминантой в негритянской популяции является ген а-талассе-
мии 2 — делеция одного геиа нли нарушение функции одного ге-
на без его делеции (—а/аа). Те же больные, у которых ранее на-
основе фенотипических признаков подозревали гетерозиготную
форму а-талассемии 1, на самом деле являются гомозиготами по
а-талассемии 2, как и было предсказано Леманом в 1970 г. На-
конец, поскольку гемоглобинопатия Н ( /—а) и водянка пло-
да (----1----) обусловлены наличием у родителей (одного или
обоих) детерминанты а-талассемии 1 с генотипом (----/аа), ред-
кая встречаемость этих наиболее тяжелых форм а-талассемии в
неазиатских популяциях также легко объяснима. Аналогичный
вывод можно сделать для а-талассемий 2, не сопровождающихся
делецией.
Все рассмотренные результаты разрешили проблему генетики
а-талассемий на молекулярном уровне. Что же мы получили от
этого? На мой взгляд, эти обобщения имеют важное значение для
клиники. Если, например, обнаружен дефект а-генного кластера
без делеции у супругов, являющихся носителями а-талассемии,
пренатальная диагностика не является необходимой, так как ге-
моглобинопатия Н обычно имеет клинически умеренные формы-
проявления и совместима с нормальным выполнением геномом
своих функций. Точно так же, если каждый из супругов по фе-
нотипическим признакам был отиесеи к гетерозиготным носите-
лям а-талассемии 1, а в действительности они являлись гомози-
готами по а-талассемии 2, можно обойтись без антенатальной
диагностики.
В заключение остановимся на том, как рестрикционный ана-
лиз подтвердил нашу гипотезу об универсальном характере дуп-
ликации а-глобиновых генов. Последний серьезный аргумент про-
тив дупликации сводится, как было отмечено выше, к исключению
а-талассемии в случае гомозиготного носительства Hb J-Tongariki.
Недавно J. М. Old и соавт. [29] вновь исследовали членов се-
мьи— носителей Hb J-Tongariki, описанной ранее [4], и других
членов той же самой популяции, не состоящих с ними в родстве.
Определив отношение а- и р-глобиновых иРНК, а также в прямых
52
экспериментах по гибридизации ДНК, авторы установили нали-
чие двух а-глобиновых геиов на гаплоидный набор генома. От-
сутствие НЬ А явилось следствием двойной гетерозиготности по
u-талассемии 1 и носительству Hb J-Tongariki. Те же авторы кон-
статировали неожиданно высокую частоту случаев гомозиготной1
а-талассемии 2 и предположили, что, вероятно, многие «нормаль-
ные» индивидуумы ЭТОЙ популяции ЯВЛЯЮТСЯ гомозиготами ПО”
«талассемии 2 и, таким образом, имеют только по одному функ-
ционирующему а-глобиновому гену на соответствующих хромо-
сомах и что генотип Hb J-Tongariki возник как следствие мута-
ции этого единичного а-глобинового локуса.
В результате всех молекулярно-генетических исследований, о
которых шла речь, мы можем констатировать, что дупликация:
агена у человека — универсальное явление. Отметим кстати, что
кластер a-генов локализован в хромосоме 16 [8] и два а-локуса
лежат па расстоянии приблизительно 2,3 мегадальтон (3,7 кило-
баз) друг от друга, т. е. тесно сцеплены между собой в пределах
сравнительно небольшого участка ДНК [31, 33]. Следующим
важным этапом, который прольет новый свет иа молекулярные-
основы талассемии, будет, без сомнения, расшифровка полной-
первичной структуры ДНК кластера «-глобиновых геиов челове-
ка в норме и при различных а-талассемических синдромах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
L Abraham Е. С., Huisman. Т. Н. 1. Differences in affinity of variant p-chains*
for а-chains. A possible explanation for the variation in percentages of JS-chato-
variant heterozygotes. — Hemogiobin, i977, voi. i, p. 86i—873.
2. Abramson R. K-, Rucknagel D. L., Schreffler D. C„ Saave J. I. Homozygous Hb=
J-Tongariki: Evidence for oniy one alpha chain structural locus in Melane-
sians.— Science, i970, vol. 69, p. i94—i96.
3. Baine R. M., Rucknagel D. L. Variation in the number of a-ioci found in hete-
rozygutes for hemoglobin G-Philadelphia (a 68 Asn-»Lys). — Amer. J. Hum.
Genet., i975, voi. 27, p. i5A— 18A.
4. Beaven G. H., Homabrock R. W., Fox R. H., Huehns E. R. Occurrence of hete-
rozygotes and homozygotes for the a-chain haemoglobin variant Hb-J (Ton-
gar iki) in New Guinea. — Nature, (Lend.), 1972, vol. 235, p. 46—47.
5. Benz E. J., Forget B. G. The moiecuiar genetics of the thaiassemia syndro-
mes.— Prog. Haematoi., i975, vol. 9, p. 107—i55.
6. Brimhal B., Hollan S. R., Jones R. T. et al. Multiple aipha-chain ioci for human.»
haemoglobin.—Ciin. Res., 1970, vol. 18, p. 184—187.
7. Brimhall B., Duerst M„ Hollan S. R. et al. Structural characterization of he-
mogiobins J-Buda (G6i) E 10(Lys->Asn) and G-Pest (a 74) EF3 (Asp-*-Asn).—
Biochim. biophys. Acta (Arnst.), 1974, vol. 336, p. 344—360.
8. Deisseroth A., Nienhuis A., Turner P. et aL Localization of the human alphas
globin structural gene to chromosome 16 in somatic celi hybrids by moiecuiar
hybridization assay. — Celi., i977, vol. i2, p. 205—2i8.
9. Felice A., Abraham E. C., Miller A. et al. Is the trimodality of Hb Leslie-
(а$2 Gin—>0) in heterozygotes the resuit of a variable number of active-
а-chain genes? Evidence for posttranslationai control of hemogiobin synthe-
sis.—Amer. J. Haemat., i978, vol. 2, p. i—7.
10 Flavell R. A., Kooter J. M., De Boer E. et aL Analysis of the p-б globin gene-
loci in normal and Hb Lepore DNA: direct determination of gene linkage and
intergene distance.— Ceil, 19'78, vol. 15, p. 25—41.
БЭ
11. Higgs D. R„ Old J. M., Pressley L. et al. A novel alpha globin gene arrange-
ment in man. — Nature, 1980, vol. 284, p. 632—635.
12. Hollan S. R., Jones R. T., Koler R. D. Duplication of haemoglobin genes.—
Biochimie, 1972a, vol. 54, p. 639'—648.
13. Hollan R. S., Szelenyi J. G., Brimhall B. et al. Multiple aipha-chain ioci for
human haemoglobins: Hb J-Buda and Hb G-Pest. — Nature (London), 1972b.
vol. 235, p. 47—50.
14. Huisman T. H. J. Trimodaiity in the percentages of P-chain variants in hete-
rozygotes: the effect of the number of active Hb a structural loci. — Hemogio-
bin. 1977, vol. 1, p. 349.
15. Kamuzora H., Jones R. T., Lehmann H. The а-chain, an a-Iike chain of human
embryonic haemoglobin. — FEES Letters, 1974, vol. 46, p. 195—199.
16. Kan Y. W., Dozy A. M, Tregartin R., Todd D. Identification of a non-deletion
defect in a-thaiassema.— New Engi. J. Med., 1977, vol. 297, p. 108i.
17. Kattamis E., Lehmann H. The genetical interpretation of haemoglobin H disea-
se. — Human Hered., 1970, vol. 20, p. 56—59.
18. Kattamis C., Lehmann H. Duplication of alpha-thalassemia gene in thee greek
families with Hb H diesease. — Lancet, 1970, vol. 2, p. 635—638.
19. Koler R. D., Rigas D. A. Genetics of hemogiobin. — Ann. hum. Genet., 1961,
vol. 251, p. 95—102.
20. Leder P. Discontinuous genes. — New Engi. J. Med., 1978, vol. 298, p. 1079—
1081.
21. Lehmann H., Carrel R. IT. Differences betwen a- and p-chain mutants of hu-
man haemoglobin and between a- and p-thaiassemia. Possible duplication of
the a-chain gene. — Brit. Med. J., 1968, vol. 4, p. 748—750.
22. Lehmann H. Diiferent types of aipha-thaiassaemia and significance of haemo-
globin Bart’s in neonates. — Lancet, 1970, vol. 2, p. 78—79.
23. Little P. F. R., Flavell R. A., Rooter J. M. et al. Structure of the human fetal
giobin gene locus. — Nature (Lond.), 1979, vol. 278, p. 227—231.
24. Mears J. G., Ramirez F., Leibowitz D., Bank A. Organization of human 6- and
P-globin genes in cellular DNA and the presence of intragenic inserts. — Ceil,
1978, vol. 15, p. 15—23.
25. Milner P. F., Huisman T. H. J. Studies on the proportion and synthesis of
haemoglobin G Philadelphia in red ceils of heterozygotes, a homozygote and
a heterozygote for both haemoglobin G and a-thaiassaemia. — Brit. J. Haemat.,
i976, voi. 34, p. 207—220.
26. Muller W., Weber H„ Meyer F, Weismann C. Site-directed mutagenesis in
DNA: generation of point mutations in cloned ₽-giobin complementary DNA at
the positions corresponding to amino acids 121 to 123. — J. mol. Biol., 1978,
voi. 124, p. 343—358.
27. Rathan D., Smith H. O. Restriction endonucleases in the analysis and restru-
cturing of DNA molecules.—Ann. Rev. Biochem., 1975, vol. 44, p. 273—
293.
28. Nienhuis Л. W., Benz E. J. Jr. Regulation of hemoglobin synthesis during de-
velopment of the red ceil. — New Engi. J. Med., 1977, vol. 297, p. 1318—
1328.
29. Old J. M., Clegg J. B., Weatherall D. J., Booth P. B. Haemoglobin J Tongariki
is associated with a-thaiassaemia.— Nature (London), 1978, voi. 273, p. 319—
320.
30. Orkin S. H. Selective restriction endonuclease cleavage of human giobin ge-
nes.—J. bioi. Chem., 1978, voi. 253, p. 12—15.
3i. Orkin S. H. The duplicated human a-giobin genes lie close together in cellular
DNA, —Proc. nat. Acad. Sci. USA., 1978, voi. 75, p. 5950—5954.
32. Orkin S. H. Restriction mapping of human globin genes in celiuiar DNA. The
organization of the duplicated alpha loci. — In: Celiuiar and molecular Regu-
lation ol hemoglobin Switching./Eds.: G. Stamatoyannopoulos, A, W. Nienhuis.
New York, 1979, p. 541—546.
S3. Orkin S. H., Alter В. P., Altay C. et aL Application of endonuciease mapping
to the analysis and prenatal diagnosis of thalassaemias caused by globin-gene
deletion. — New Engi. J. Med., 1978, voi. 299, p. 166—168.
54
. Orkin S. И., Old L, Lasarus H. et al. The molecular basis of a-thalassaemiasr
frequent occurence ol dislunctional a-Ioci among non-Asians with hemogio-
bin H disease. — Celi, 1979. vol. i7, p. 33—42.
Ottolenghi S., Larson W. G., Paul J. et aL The severe form of a-thaiassaemia
is caused by haemoglobin gene deJetion. — Nature (London), 1974, vol. 251.
p. 389—392.
Pich P., Saglio G., Camaschella C. et al. Interaction between Hb Hash ar on and
a-thaiassaemia: an approach to the problem of the number of human a-loci. —
Blood, i978, vol. 5i, p. 339—346.
•7. Rucknagel D. L., Winter W. P. Duplication of structural genes for hemoglobin-
a- and В-chains in man.—Ann. N. Y. Acad. AcL, 1974?, vol. 241, p. 80—92.
Schroeder W. A., Huisman T. H. J., Shelton J. R. et al. Evidence for muitiple-
structurai genes for the у-chain of human fetal hemoglobin. — Proc. nat. Acad.
Sci., USA, i968, vol. 50, p. 537—544.
;'i. Shinnick T. M., Lund E., Smithies 0., Blattner F. R. Hybridization of labeled
RNA to DNA in agarose gels. — Nuci. Acid. Res., 1975, voi. 2, p. 191 i—
1929.
10. Southern E. M. Detection of specific sequences among DNA fragments separa-
ted by gel eicctrophoresis.—J. moi. Bioi., i975, voi. 98, p. 503—5i7.
11. Taylor J. M., Dozy A., Ran Y. W. et al. Genetic lesion in homozygous u-thalas-
setnia (hydrops foetaiis). —Nature, (London), 1974, voi. 251, p. 392—394.
12. Trabuchet G., Benabadjl M., Lable D. Genetic and biosynthetic studies of fami-
lies carrying haemogiobin J Mexico association of a-thaiassaemia with Hb-J. —
Hum. Genet., 1978, v. 42, p. i89—199.
<3. Weatherall D. J., Clegg J. B. The Thaiassaemia Syndromes. 2nd ed. —Oxford:
Blackwell Pubh, i972, 374p.
44. Weatherall D. J., Clegg J. B. Molecular genetics of human hemogiobin. — Ann.
Rev. Genet., i976, voi. iO, p. 157—i78.
45. Weismann C., Taniquchi T., Domingo E. et aL — In: Genetic Manipulation as>
it Affects the Cancer Problem. Eds.: Schultz and Z. Brada. Acad. Press, New-
York, 1977, p. 11—35.
46. Williamson B. DNA insertions and gene structure.-—Nature, (London), 1977,,
voi. 270, p. 295—297.
Глава 4
СИНТЕЗ ГЛОБИНОВЫХ БЕЛКОВ И ЕГО ГЕНЕТИЧЕСКАЯ
РЕГУЛЯЦИЯ
Синтез глобинов, составляющих белковую часть молекулы ге-
моглобина, представляет собой один из примеров синтеза белка
в клетке [1]. Генетическая информация, определяющая после-
довательность расположения аминокислот в белковых цепях, за-
кодирована в длинных двухспиральиых молекулах ДНК с помо-
щью входящих в их состав азотистых оснований. Одну аминокис-
лоту кодируют 3 азотистых основания ДНК (кодон, триплет).
Ядра дифференцированных клеток содержат ДНК, имеющую,
всю генетическую информацию данного организма. Однако в диф-
ференцированной клетке только часть ДНК активна, большая же
часть ее зарепрессироваиа. Разные участки ДНК активны в раз-
личных клеточных популяциях, а также иа разных стадиях раз'
вития одних и тех же клеток. Предполагают, что регуляцию ак-
тивности ДНК осуществляют белки, в комплексе с которыми она
находится в составе хроматина. Эта гетерогенная группа ядерных
белков, взаимодействуя с ДНК, обеспечивает активность одних
55-
генов и репрессию других. В результате в данной клетке только
на определенных генах осуществляется синтез РНК, перенося
щий информацию о структуре белка от ДНК из ядра в цито
плазму. Этот процесс синтеза РНК иа матрице ДНК называется
транскрипцией (считывание). Образующаяся РНК содержит ту
же последовательность азотистых оснований, что и цепь ДНК
•с которой она была считана. Здесь следует отметить, что в про
цессе транскрипции происходит считывание не только той ДНК
которая кодирует белковую цепь, но и прилежащих к ией участ
:ков. Отсюда возникло понятие транскрипционной единицы ДНК
т. е. основного функционального генетического элемента. Соврс
менные молекулярно-генетические исследования показали значи
тельную сложность строения единиц транскрипции у высших ор
танизмов. Оказалось, что их размеры значительно превышаю
размеры соответствующих структурных генов, причем участки
кодирующие структуру белка, перемежаются протяженными щ
структурными зонами. В глобиновых генах человека также сс
держатся вставочные последовательности (интроны), причем и
размер почти вдвое больше величины самого гена. Предполага
ют, что неструктурные участки, как внутригениые (интроиы), та
;и окологенные, могут играть роль в регуляции экспрессии, осу
ществляя взаимодействие с белками, регулирующими транскрип
цию данного гена [2, 3, 4].
Новосинтезированная РНК является копией траискрипциои
ной единицы и содержит информацию, в несколько раз превыша
ющую таковую для кодирования белка. Внутри ядра осуществля
ется процесс превращения новосинтезированной РНК (первичного
продукта транскрипции или ядерного предшественника информа
циониой РНК) в зрелую информационную РНК; этот этап назы
вается процессингом или созреванием РНК- Специфические фер
меиты взаимодействуют с РНК, избирательно удаляют последова
тельиости, синтезированные на неструктурных зонах, ©существ
ляют «сшивание» (сплайсинг) структурных частей в единую мо
лекулу информационной РНК и производят некоторые модифи
кации— добавление участков поли А, метилирование и другие
Процессинг тесно сопряжен с переносом (транспортом) РНК и:
ядра в цитоплазму. Предполагают, что на этом этапе происхо
дит селекция информационных РНК-
Зрелая информационная РНК (мРНК), выходящая в цито
плазму, содержит также участки, непосредственно не кодирую
щие белок (нетранслируемые последовательности). Например, i
глобиновой РНК мыши имеется около 440 оснований, кодирую
яцих белок, и более 200 оснований в виде избыточных последова-
тельностей, расположенных в начале и в конце молекулы. Пред-
полагают, что эти избыточные участки определяют срок жизнь
РНК, обеспечивают ее присоединение к рибосомам, мембранам,
факторам трансляции и т. д.
Синтез белка, или трансляция, осуществляются в цитоплазме
на полисомах, представляющих собой комплекс информационной
56
РНК и нескольких рибосом. В трансляции различают 3 стадии::
инициацию, элонгацию (удлинение белковой цепи) и термина-
цию. Каждая из этих стадий требует для своего осуществления
определенных белковых факторов. Лишь для инициации синтеза
и спи необходимо присутствие более чем 10 белковых факторов.
Рибосома, двигаясь вдоль цепи мРНК, осуществляет синтез-
белковой молекулы согласно той информации, которая записа-
на на мРНК- Большую роль в этом процессе играют молекулы
транспортных РНК, поставляющих в рибосому аминокислоты-
Эти РНК представлены группой молекул, каждая из которых спо-
собна присоединять к себе одну определенную аминокислоту, а
[ также узнать на мРНК триплет оснований, соответствующий этой
. ‘ аминокислоте. Таким образом, транспортные РНК обеспечивают
'* синтез белковой цепи с той аминокислотной последовательностью,
которая записана в информационной РНК. Сигналом к окончанию
синтеза полипептидиой цепи служит «терминирующий кодон» иа.
, мРНК — определенный триплет азотистых оснований.
В ряде случаев яовосинтезированная белковая цепь для того,,
чтобы стать зрелой, функционирующей молекулой, подвергается
определенным преобразованиям под действием специфических
ферментов. При этом модифицируются некоторые аминокислот-
ные остатки, выщепляется часть цепи и т. д. Кроме того, извест-
но, что после синтеза того или иного белка его количество в
клетке находится под ферментативным контролем; существуют,
по-видимому, протеазы, избирательно разрушающие белковые
молекулы.
Таковы кратко основные этапы реализации генетической ин-
формации от ДНК к функционирующей белковой молекуле. Сле-
дует подчеркнуть, что регуляция синтеза белка осуществляется
на всех этапах: транскрипции, процессинга и транспорта, траис-
( ляции и пострансляциоиных изменений. В клетке имеется, по-ви-
‘ димому, множество сложных механизмов, контролирующих от-
। дельные стадии генной экспрессии [2, 3, 4J.
Большие достижения в изучении структуры и функции генов
возможны благодаря развитию методов молекулярной биологии,
. молекулярной генетики и генной инженерии. Важное значение
1 имеют работы по выделению и очистке фракций информационной
РНК, кодирующей индивидуальный белок. С недавнего времени
J стало возможным синтезировать на этих РНК с помощью вирус-
i кого фермента обратной транскриптазы молекулы комплементар-
ной ДНК, являющиеся по существу копиями соответствующих
структурных генов. Такие ДНК используются в качестве инстру-
мента для изучения особенностей синтеза и созревания РНК в
клетке как в норме, так и при патологии. Наиболее успешно та-
кие работы ведутся в настоящее время на глобиновых генах, в
частности при болезнях, связанных с нарушением их функции
(а- и р-талассемии) [4, 8, 9].
Следует сказать, что начало молекулярным исследованиям в
области генетики человека было положено изучением аномальных
57
гемоглобинов при наследственных анемиях. Гемоглобин оказал*
ся удобным объектом, так как его можно получить из крови в
количествах, достаточных для изучения его аминокислотной по-
следовательности. Так как между последовательностью звеньев в
ДНК и в молекуле белка имеется соответствие, то, определяя ло-
кализацию изменений в белке, можно установить положение му-
тации в соответствующем гене. Сегодня с развитием соответству-
ющих методов оказалось возможным выделять в достаточных ко-
личествах глобиновые мРНК из ретикулоцитов крови человека.
Таким образом, и на этом уровне глобиновые гены человека ока-
зались наиболее доступными для исследования.
Гемоглобин составляет около 95% белка эритроцитов. Моле-
кула гемоглобина является тетрамером, составленным двумя па-
рами различных по структуре цепей глобинового белка, каждая
из которых содержит простетическую группу — гем. Синтез гемо-
глобина осуществляется путем синхронной продукции гема и гло-
биновых цепей и их сочетания с образованием законченной моле-
кулы. Более 90% гемоглобина взрослых людей представлено ге-
моглобином А (НЬ А), который содержит две а- и две р-цепи
глобина, его формула а2§2. Около 2% гемоглобина взрослых со-
ставляет А2 (НЬА2), в котором вместо 0-цепей находятся весьма
сходные с ними 6-цепи, формула этого гемоглобина а26г- Кроме то-
го, у взрослых имеется небольшое количество фетального гемо-
глобина (F), характерного для внутриутробного периода; его
формула «272- Все рассмотренные гемоглобины содержат «-глоби-
новые цепи, состоящие из 141 аминокислотного остатка. Цепи 6-,
0- и у-глобинов отличаются по ряду характеристик от a-цепей, но
весьма сходны между собой; все они состоят из 146 аминокислот-
ных остатков н их обычно объединяют в группу не a-цепей. Соот-
ветственно этому различают 2 группы глобиновых генов — груп-
пу генов a-цепей и группу генов не a-цепей. К настоящему вре-
мени исследовано более 300 аномальных гемоглобинов, обуслов-
ленных изменением а-, [3- или 6-цепей. Биохимическое и генетиче-
ское изучение крови лиц с аномальными гемоглобинами показа-
ло, что в гаплоидном: хромосомном наборе человека присутствует
1 0-глобиновый ген и 1 6-глобииовый ген, соответственно в дип-
лоидном клеточном ядре с удвоенным набором хромосом — по од-
ной паре этих генов [3, 4].
Что касается а-глобиновых генов, то человечество оказалось
гетерогенно по их содержанию. В большинстве популяций «-гло-
биновый ген дуплицирован и в диплоидном ядре находится 2 па-
ры генов. Однако в некоторых этнических группах в ядре имеется
лишь 1 пара этих генов и как промежуточная ситуация — 3 rend
(полторы пары).
Более подробно а-глобииовые гены рассмотрены в другой гла*
ве данного сборника (см. выше).
Структурный анализ у-цепей глобина показал, что в эритроц»
тах человека содержится 2 типа у-глобииов, отличающихся все?
го одним кислотным остатком; в Су-цепи (136-е положение) на*
.58
Gy ' & Ji
Fl О________________________О________О.
Рис. 6. Расположение не а-глобиновых генов человека.
Расстояния между генами указаны в тысячах пар оснований (килобазы). Черные прямо»
угольники обозначают структурные части генов, светлые — вставочные последовательности
(интроны).
ходится глицин, в Ау-цепи—аланин. Таким образом, в гаплоид-
ном хромосомном наборе есть по крайней мере 2 гена 7-цепей,
имеющих точечное различие (в противоположность дуплициро-
ванным а-глобиновым генам, которые, по-видимому, являются
идентичными).
Некоторые исследователи полагали, что каждый геи у-цепи
может быть в свою очередь удвоен и их общее количество в хро-
мосоме больше двух. Однако последние работы по определению
глобиновых генов в ДНК методами молекулярной гибридизации
показали, что в гаплоидном наборе человека число у-глобино-
вых генов равно двум, тогда как р- и 6-глобиновых генов содер-
жится по одному [4, 17].
Гены не a-цепей находятся в непосредственной близости друг
к другу и располагаются в 11-й хромосоме, как показано на
рис. 6. В промежутках между ними нет каких-либо других струк-
турных генов, однако сами промежутки в несколько раз превы-
шают величину одного глобинового гена. Расстояние между у-ге-
нами и генами 6- и р-глобинов равно 14 000 пар оснований; уча-
сток ДНК, расположенный от су- до Ау-геиа, имеет размер 3700
пар оснований, а расположенный от 6- до р-гена— 5500. Внутри
генов между 104 и 105 кодонами находятся вставочные последо-
вательности (интроны). Их размер в у-генах достигает 850 пар
оснований, в 6-гене —950 и в р-гене —900, что почти вдвое пре-
вышает величину кодирующей части не а-глобииового гена
(438 пар оснований) [12, 17].
Рассматривая ряд не а-глобииовых генов, можно представить,
что он возник из одного гена в результате дупликаций с после-
дующими мутационными изменениями. Полагают, что более древ-
ним является у-глобиновый ген, при его дупликации и мутаци-
онном изменении образовался р-глобиновый ген. В настоящее
время различие между у- и [3-цепями составляет 27%. Далее
Произошла дупликация гена p-цепи с изменением одного из них
в ген 6-цепи; различие между р- и 6-цепями составляет 6%. Наи-
более поздним является, по-видимому, удвоение у-глобинового ге-
на, так как продукты генов у-цепей отличаются лишь одним ами-
нокислотным остатком.
Активность глобиновых генов на разных стадиях онтогенеза
различна. В развитии человека выделяют 3 периода, характерн-
5Q
зующихся определенным типом эритропоэза и функционировани-
ем тех или иных гемоглобинов [4]. На самых ранних этапах раз-
вития (у 2-иедельных эмбрионов) эритропоэз происходит в ме-
з<-пхиме желточного мешка (I период). Клетки, содержащие ге-
моглобин, представлены мегалобластами (большие клетки с ма-
леньким плотным ядром). У 5-недельных эмбрионов число этих
клеток уменьшается и они исчезают к 10—12 нед. В этот раииий
период активно функционируют гены эмбриональных в- и ^-глоби-
нов, синтезируются также с-цепи и в небольшой степени у-цепн.
Основными гемоглобинами мегалобластов являются гемоглобины
Говер 1 (£2е2), Говер 2 (а2ег) и Портленд (£272). Предполагают,
’что е-цепи глобина относятся к группе не a-цепей; что же каса-
ется £-цепи, то, как было показано при анализе первичной струк-
туры, она имеет большое сходство с a-цепью, и это позволяет
считать ее эмбриональным: а-глобином, О генах эмбриональных
цепей известно очень немногое. Предполагают, что е-глобиновый
геи может быть расположен в начале последовательного ряда ге-
нов не а-цепей.
У 5-иедельиых эмбрионов начинается II период эритропоэза,
«осуществляющийся в основном в печени, где образуются круп-
ные безъядерные макроциты, размер которых уменьшается по ме-
ре развития плода. Печень остается главным местом эритропоэза
•большую часть внутриутробной жизни, хотя в этот период крас-
ные клетки образуются и в селезенке, и в соединительной ткани,
и с 12-недельного возраста — в костном мозге. В это время более
^0% гемоглобина представлено Hb F (0272), 5—10% приходится
на долю НЬ А. На 32-й неделе развития начинается снижение со-
держания Hb F и повышение НЬ А, величина которого достигает
к моменту рождения 20—40%. Гемоглобин А2 в период внутри-
утробной жизни не выявляется и при рождении составляет всего
0,2%, таким образом, соотношение активности р- и б-глобулино-
вых геиов в этот момент достигает 100—200, тогда как у взрос-
лых оио бывает 40—45.
В первые 6 мес после рождения завершается переход на взрос-
лый тип эритропоэза, осуществляющийся в костном мозге. В ием
обнаруживаются проэритробласты (крупные клетки с большим
диффузным ядром), в которых начинается синтез глобиновых
мРНК. При делении проэритробластов образуются базофильные
эритробласты с более плотным ядром. Они синтезируют уже зна-
чительные количества глобиновых мРНК. Следующее деление
приводит к появлению полихроматофильных эритробластов, в ко-
торых начинается накопление гемоглобина. Эти клетки быстро
развиваются в нормобласты (клетки с очень плотным ядром и
большим количеством гемоглобина). Затем ядро исчезает, клетки
превращаются в ретикулоциты, продолжающие синтезировать
гемоглобин. На следующей стадии происходит элиминирование
митохондрий и полисом, прекращение белкового синтеза, клетки
становятся зрелыми эритроцитами, способными выполнять глав-
ным образом дыхательную функцию [1, 4].
вс И
Таким образом, у человека дважды происходит переключение
работы одних глобиновых генов на работу других. Хотя картина
такого переключения хорошо известна, механизмы, контролиру-
ющие это явление, неясны. В отличие от мышей, у которых един-
ственное переключение происходит путем смены клеточной попу-
ляции эритрона, у людей оно осуществляется внутри одних и тех
же клеток и, как полагают, скорее всего — в период процесса
транскрипции. Изучение соотношения глобиновых мРНК у плода
показало, что, хотя отношение а- и у-глобиновых белков равно 1,
при наличии мРНК наблюдаются колебания. Так, в возрасте
20 иед у плода соотношение у-мРНК/а-мРНК равно 4, а в 32 нед,
когда начинается второе переключение, соотношение падает до
1,4. Возможно, это является сигналом к увеличению синтеза
p-цепи. Существует ряд гипотез о контроле переключения, неко-
торые из них основываются на той точке зрения, что в промежут-
ках между структурными глобиновыми генами находятся участки,
регулирующие их активность. Есть предположение о влиянии гу-
моральных факторов на рассматриваемый процесс. Это объяс-
няется синхронностью второго переключения, происходящего од-
новременно во всех эритропоэтических органах, а также тем, что
в период первого переключения, на 6—10-й неделе беремен-
ности, в крови матери наблюдается увеличение синтеза Hb F
(4, 16].
Нормальные эритроциты содержат равные количества а-цепей
и не a-цепей глобина, что говорит о существовании чувствитель-
ного механизма регуляции их синтеза. В связи с тем что в безъ-
ядерных ретикулоцитах также синтезируются равные количества
«- и ие а-глобинов, можно предположить, что регуляторные ме-
ханизмы выравнивания синтеза цепей осуществляются в цито-
плазме. Для выявления такого механизма были проведены ра-
боты по изучению скорости отдельных стадий трансляции. Выяв-
лено, что инициация является стадией, лимитирующей скорость
синтеза глобиновых белков. Исследования с использованием инги-
биторов показали, что в ретикулоцитах имеется недостаточность
белковых факторов, необходимых для синтеза глобинов. Угнете-
ние синтеза a-цепей приводит к высвобождению факторов транс-
ляции, которые могут быть пригодными для синтеза [3-цепей. Это
явление, по-видимом у, представляет собой часть механизма, обес-
печивающего равное соотношение а- и не а-глобинов в клетке.
Кроме того, целый ряд регуляторных механизмов осуществля-
ется через воздействие иа белковые факторы инициации. В на-
стоящее время известна система ферментов-ингибиторов, завися-
щих от гема и его предшественников. Эти ферменты модифици-
руют один из белковых факторов инициации и тормозят тем са-
мым синтез глобинов. Роль такой системы, по-видимому, состоит
в том, чтобы прекратить синтез глобинов в отсутствие гема, так
как сами по себе белковые цепи не стабильны и, накапливаясь,
образуют тельца включения, снижающие сроки жизни эритроци-
те. Возможно, что в клетках существует множество таких регу-
61
•пирующих систем, зависящих от разных компонентов внутрикле-
точной среды [4].
Таким образом, цитоплазматическая регуляция синтеза гло-
биновых белков является сложным процессом, обеспечивающим в
норме равное соотношение а- и не а-цепей. Однако этот механизм
выравнивания недостаточно прочен н поэтому не может компен-
сировать значительный дисбаланс цепей мРНК, который наблю-
дается в клетках прн ряде талассемий.
Талассемию можно разделить на 2 большие группы заболева-
ний— а-талассемню и р-талассемию. При а-талассемии происхо-
дит снижение синтеза a-цепей глобина, при р-талассемии—
p-цепей. В свою очередь каждая нз этих групп подразделяется на
несколько генетических подтипов.
а-Талассемия подробно рассмотрена в другой главе данной
монографии. Следует лишь отметить, что на территории нашей
страны обнаружена а-талассемия (гемоглобинопатия Н) азиат-
ского типа, связанная с делецией трех из четырех имеющихся в
диплоидном ядре а-глобиновых генов [8].
,р-Талассемия. Существует целый ряд наследственных патоло-
гических состояний, связанных с нарушением синтеза р-цепн гло-
бина. К ним относятся р-талассемии, бр-талассемии, наличие ано-
мального гемоглобина Lepore и наследственное персистировавие
фетального гемоглобина (НПФГ) [16]. Истинная р-талассемия,
обусловленная дефектом синтеза только p-цепи, разделяется на
.р+-талассемию, при которой синтез p-цепи сохраняется, и
р°-талассемию — синтез p-цепи полностью отсутствует. При гомо-
зиготной р+-талассемни отношение а/p, которое в норме равно 1,
варьирует в разных случаях от 3 до 15. По степени угнетения
синтеза p-цепи р-талассемию делят на 3 группы: с резким угне-
тением (а/а~12); с умеренным (а/р~6) и небольшим снижени-
ем синтеза (а/р~3,5) [7].
Причины ряда вариантов р+-талассемии исследуют в настоя-
щее время несколько групп ученых. В результате их работ уста-
новлено, что система белкового синтеза во всех описанных случа-
ях заболевания не повреждена: рибосомы и белковые факторы
трансляции не отличаются от нормальных; скорость инициации,
элонгации и терминации p-цепей также не изменена. Однако было
обнаружено, что количество р-глобиновой информационной РНК
в ретикулоцитах больных резко снижено (по сравнению с нор-
мой). Поэтому можно предположить, что это заболевание обу-
словлено дефектами на уровне синтеза р-глобнновой мРНК или
на уровне ее транспорта из ядра в цитоплазму [4, 5, 6, 17].
Определение глобиновых мРНК при р+-талассемни можно
продемонстрировать на примере исследования одного больного из
Азербайджана. Изучение синтеза глобиновых белков в ретикуло-
цитах позволило обнаружить выраженный дисбаланс цепей
(а/р=5). В качестве компенсации наблюдалась стимуляция син-
теза у-цепей, что, однако, не устраняло дисбаланс, а лишь умень-
шало его (а/р+у=4). Исследование РНК больного проводилось
R9
Рис. 7. Кривые гибриди-
»ации (с+р) -глобиновой
комплементарной ДНК с
РНК из ретикулоцитов
больного 0+-талассеми-
ей (1) и гемолитической
анемией (2).
£од [РНК/ДНИ]
методом гибридизации ее с суммарной («-{-р-глобиновой комп-
лементарной ДНК. С этой целью постоянное количество компле-
ментарной ДНК гибридизировалось с возрастающим избытком
РНК ретикулоцитов (рис. 7). В контроле насыщение достигалось
при РНК/ДНК=2-105, в этих же условиях РНК больного р+-та-
лассемией насыщала лишь на 50% препарат (а+р)-глобиновой
ДНК, полное же насыщение происходило лишь при РНК/ДНК==
=3-106. Такой двухступенчатый характер кривой насыщения в
случае РНК исследуемого больного указывает иа то, что одна из
цепей глобиновой мРНК, а именно p-цепь, находится в значитель-
но меньшей концентрации, чем другая— (а-цепь) [5, 8]. A. W. Ni-
enhuis н соавт. удалось исследовать глобиновые последователь-
ности в ядерной и цитоплазматической РНК эритробластов кост-
ного мозга у 3 больных с гомозиготной р+-талассемией. У одного
больного в ядерной РНК соотношение а- и р~глобиновых последо-
вательностей было нормальным, тогда как в цитоплазме оно при-
ближалось к трем. Возможно, у этого больного имелся дефект на
уровне процессинга н транспорта * р-глобиновой мРНК из ядра в
цитоплазму. В двух других случаях дисбаланс глобиновых РНК
наблюдался и в ядре, и в цитоплазме (возможное нарушение
транскрипции р-глобннового гена) [13].
Последние исследования р°-талассемин на молекулярном уров-
не показывают значительную гетерогенность этого заболевания.
В настоящее время известно несколько причин, ведущих к пол-
ному отсутствию синтеза р-глобинового белка.
С помощью гибридизационного анализа у 2 больных р°-талас-
семией (нз Италии н Пакистана) было обнаружено полное отсут-
ствие р-глобиновой мРНК в ретикулоцитах больных, в то же вре-
мя в ДНК р-глобиновые гены присутствовали. У этих больных,
так же как и у больных р+талассемией, можно предполагать де-
фект транскрипции р-глобнновых генов [17].
63
У 2 больных с р°-талассемией из южной Италии исследована
РНК ядерных эритроидных клеток селезенки. У одного из иих ни
в ядерной, ни в цитоплазматической РНК р-глобнновых последо
вательностей не выявлено, хотя р-глобиновые гены имелись. Эти
данные свидетельствуют о дефекте транскрипции р-глобиновой
РНК у больного. У другого больного в цитоплазме эритроидных
клеток отсутствовали р-глобиновые мРНК, тогда как в ядре та
кне последовательности содержались в достаточных количествах
Таким образом, р-глобиновые мРНК утрачиваются во время транс
порта из ядра в цитоплазму, что может указывать на дефект их
процессинга [4, 17].
Изучение крови целого ряда больных р°-талассемией нз раз
ных этнических групп показало, что, несмотря на отсутствие син
теза р-глобиновых белков, в ретикулоцитах некоторых из них име
ется р-глобиновая мРНК, иногда в количествах, близких к нор-
мальным.
Исследование больного с р°-талассемией из района Феррара
в Италии показало, что в его ретикулоцитах содержалось почти
нормальное количество р-глобиновой. РНК, однако эта РНК не
была способна направлять синтез белка. Кроме того, прн гибри-
дизации этой РНК с нормальной глобиновой комплементарной
ДНК было отмечено изменение ее гибридизационных свойств, что
позволило заключить, что в РНК больного отсутствует часть мо-
лекулы. Таким образом, был сделан вывод о частичной делении
р-глобинового гена у этого больного [4, 17].
С помощью комплементарных ДНК, соответствующих не-
транслируемым участкам р-глобиновой мРНК, было проведено
изучение РНК 4 подобных больных с р°-талассемией. Для 3 боль-
ных получены данные, указывающие на нехватку конечной не-
транслнруемой зоны в р-глобииовой мРНК [8, 17].
Частичная делеция в р-глобиновом гене при р°-талассемии
была показана при картировании гена у больного из Индии. Де-
леция захватывала структурную область, находящуюся за интро-
ном, по-видимому, часть самого интрона, а также участок, сле-
дующий за структурным геном (14].
Помимо делеционных, могут быть и другие мутационные из-
менения в р-глобиновой мРНК, ведущие к развитию р°-талассе-
мии. Описаны 2 больных из Италии н Китая, у которых р-глоби-
новая мРНК ио своим гибридизационным свойствам, а также по
содержанию ее в клетках не отличалась от нормы. Однако по-
пытки транслировать эту мРНК были безуспешными. По-видимо-
му, в структуре этой мРНК имеются дефекты, не влияющие па
ее гибридизационные свойства, однако препятствующие нормаль-
ной трансляции [17].
Сходное явление было обнаружено при изучении больного
Р°-талассемией из Таджикистана [6, 8]. Был использован метод
насыщения суммарной (а+р)-глобиновой комплементарной ДНК
возрастающими количествами РНК. Форма кривой гибридизации
(рис. 8, 9) имела одноступенчатый характер, что указывало иа
64
Рис. 8. Кривая гибридизации (а+Р)-глобиновой комплементарной ДНК с РНК
из ретикулоцитов больного р°-талассемией.
^-Сод[Рнк1дн^
фптцчккоя лпоткдсть Ащ
Рис. 9. Хроматографическое разделение глобиновых белков больного ^-талас-
семией.
1 — оптическая плотность при 280 нм; 2 —• радиоактивность. Стрелками указаио положение
пиков а-, ₽- и у-глобиновых цепей.
равное содержание а- и р-глобйновых последовательностей в тес*
тируемой РНК. Однако полное отсутствие синтеза р-глобинового
белка предполагает неспособность р-глобиновой мРНК направ-
лять трансляцию, что может быть вызвано локальными дефекта-
ми ее структуры.
Полное отсутствие синтеза 0-цепей глобина в ретикулоцитах
крови может быть обусловлено также дефектами мРНК, которые
приводят к нестабильности молекулы без нарушения ее трансля-
ционных свойств. В этом случае возможна ситуация, когда син-
тез р-глобинов осуществляется лишь молодыми эритроидными
клетками костного мозга, еще содержащими 0-глобиновые мРНК,
и прекращается по мере созревания клеток и выхода их в пери-
ферическую кровь, в связи с распадом соответствующих мРНК.
Мы наблюдали больного с гомозиготной р-талассемией из
Греции, у которого в крови содержалось 7,8% Hb F, 3,2% НЬ А2
и около 90% НЬ А, что указывало на синтез p-цепей. Однако
многократные исследования синтеза цепей в ретикулоцитах пери-
ферической крови свидетельствовали о полном отсутствии син-
теза 0-глобинов, характерном для р°-талассемии. Полученные ре-
зультаты дали возможность предположить нестабильность 0-гло-
бнновой мРНК и ее распад в клетках, выходящих в перифериче-
скую кровь. К сожалению, состояние больного не позволило про-
вести исследование синтеза глобинов в костном мозге, что могло
бы дать окончательный ответ на этот вопрос.
Описание подобного случая р°-талассемии имеется в одной из
таблиц I. Bianco и соавт., исследовавших несколько итальянских
семей с р-талассемией [11].
Б—407
I. Conconi и соавт. обнаружили в районе Феррара в Италии
Рв-талассемию, причиной которой, по их мнению, являлся дефект
специфических белковых факторов трансляции, ответственных за
синтез fi-глобииов. Полисомы, выделенные из ретикулоцитов боль-
ных, в присутствии собственных белковых факторов не синтези-
ровали p-цепей глобина. При добавлении к этим же полисомам
белковых факторов из ретикулоцитов здоровых людей происхо-
дило восстановление нормального синтеза p-цепей. До сих пор
этот пример является единственным примером талассемии, при
которой показана причина, не связанная с дефектом строения
глобинового гена. Однако требуются дополнительные исследова-
ния, так как данные этих авторов не были подтверждены в дру-
гих работах [3, 4, 17].
При бр-талассемии угнетается синтез не только р- но и б-це-
пей глобина, поэтому у гомозигот весь гемоглобин крови пред-
ставлен гемоглобином F; у гетерознгот его содержание повыша-
ется до 5—15%. Таким образом, у больных происходит стиму-
ляция синтеза фетальных у-цепей, однако их количество не пол-
ностью компенсирует нехватку р- и б-цепей и синтез глобинов
остается не сбалансированным. Исследования по картированию
генов с помощью рестрикционных эндонуклеаз показали, что прн
©том заболевании имеется делеция значительного участка ДНК,
включающего р-глобииовый ген, промежуток между р- и б-гена-
ми и часть б-глобинового гена [12].
Делеции не а-глобиновых генов были выявлены при одном из
типов НПФГ. Это состояние обусловлено рядом наследственных
дефектов, характеризующихся продукцией Hb F у взрослых при
отсутствии какой-либо клинической картины. Полагают, что
НПФГ является крайне мягкой формой талассемии с минималь-
ным дисбалансом цепей и почти полной компенсацией нехватки
р-цепей синтезом у-цепей глобииа. Разные типы этого состояния
различаются количественным содержанием Hb F как в гомози-
готном, так и в гетерозиготном состоянии; соотношением °у и
Ду в Hb F и распределением Hb F в эритроцитах.
Fritsch и соавт. провели картирование генов у 2 неродствен-
ных лиц, являющихся гомозиготами по НПФГ негритянского ти-
па, при котором в крови наблюдается 100% содержание Hb F.
У обоих больных была обнаружена обширная делецня, захваты-
вающая целиком р- и б-глобнновые гены, всю область между ни-
ми, а также участок ДНК, непосредственно примыкающий к на-
чалу б-гена. Предполагают, что этот примыкающий участок со-
держит одну из зон, ответственных за переключение генов в он-
тогенезе, и в отсутствие этого участка не происходит репрессия
у-глобиновых генов, что и обусловливает сбалансированный син-
тез а- и у-глобииов при этом типе НПФГ. Вопрос регуляции ра-
боты генов весьма сложен и неоднозначен. По-вндимому, суще-
ствует ряд последовательностей ДНК, вовлеченных в регуляцию
репрессии не «-глобиновых генов. Так, например, теми же авто-
рами показано, что еще более обширная делеция, включающая
66
aY~> р-глобиновые гены и все последовательности, находящиеся
между ними, приводит к талассемии с дисбалансом синтеза а- и
ие a-цепей. Дальнейшие молекулярно-генетические исследования,
несомненно, дадут более подробную информацию о контроле экс-
прессии глобиновых генов [12].
Делеция в области не а-глобиновых генов была выявлена при1
чрезвычайно редком заболевании — ур-талассемни. В гетерози-
готном состоянии эта патология проявляется как острая анемия
новорожденных с уменьшением синтеза у-глобиновых цепей, так
что соотношение a/у становится равным двум. По мере переклю-
чения глобиновых генов в ходе индивидуального развития болезнь
переходит в мягкую форму Р-талассемии с некоторыми отличи-
тельными особенностями [15]. Ранее предполагалось, что при
этой патологии имеется делеция целиком всех у-, б- и р-глобино-
вых генов. Картирование не а-глобиновых генов при ур-талассе-
мии позволило выявить на одной из хромосом значительную де-
лению в этой области. Делеция включала, по-видимому, эмбрио-
нальные гены, а также у- и б-глобиновые гены и заканчивалась
примерно за 2500 нуклеотидных пар до начала р-гена [15]. Ин-
тересным моментом явился факт, что столь значительная деле-
ция хотя и не захватывает непосредственно р-глобиновый ген,
одиако делает его функционально неактивным. Поэтому было сде-
лано предположение, что участок, находящийся на значительном
расстоянии от начала р-глобинового гена, может определять его
функциональную активность.
Bernards, Flavell, анализируя все исследованные делении в об-
ласти не а-глобиновых генов, выдвинули модель функционирова-
ния этих генов [Ю]. Они предположили, что пары фетальных
(Ау и g^) и взрослых (б и р) глобиновых генов образуют два со-
пряженных функциональных домена на хромосоме. Если в дан-
ной хромосоме активен домен у-генов, то неактивен домен б- и
р-геиов, н наоборот. Авторы считают, что эти домены с двух сто-
рон окружены специфическими пограничными участками, через
воздействие на которые осуществляется переключение функцио-
нальной активности этих доменов. Таким образом, полная деле-
ция одного нз доменов, включая его пограничные участки, при-
водит к тому, что остается активным сопряженный домен. Если
же делеция только частично захватывает домен, оставляя хотя
бы его пограничные зоны, то возникает так называемый дефект-
ный домен, который «перехватывает инициативу» у сопряженного
домена, хотя и не способен полноценно функционировать. Опро-
вергнуть или подтвердить предложенную модель можно’ будет
лишь по мере изучения разнообразных случаев р-талассемии и
НПФГ делеционной и неделециоииой природы.
Клиническая картина, сходная с таковой при р-талассемни, а
также дисбаланс синтеза глобиновых цепей наблюдаются при на-
личии аномальных гемоглобинов Lepore [16]. Не a-цепь таких
гемоглобинов представляет собой слияние частей б- и р-глобино-
вых цепей. Снижение синтеза таких цепей, возможно, обусловле-
S* 67
но нестабильностью соответствующих РНК, деградация которых
приводит к прекращению продукции клеткой данных белков [17].
Как видно из исследований талассемии на молекулярном уров-
не, изучение этой болезни дает возможность не только выявить
причины конкретных случаев заболевания, ио и получить новую
информацию о механизмах регуляции синтеза глобиновых белков
в норме, а также об особенностях строения и функционирования
глобиновых генов человека как в норме, так и при патологии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреева Л. П., Дмитриева М. Г., Токарев Ю. И. Структура и функция ге-
моглобина.— В ин.: Нормальное кроветворение и его регуляция. М-, 1976,
с. 190—‘243.
2. Бочков Н. П„ Лимборская С. А. Молекулярно-биологические исследования
наследственных болезней. — Веста. АМН СССР, 1979, № 8, с. 297—299. .
3. Лимборская С. А. Применение молекулярно-биологических подходов при изу-
чении некоторых наследственных болезней.—Онтогенез, 1976, № 6, с. 566—
578.
4. Лимборская С. А. — Молекулярная природа генетической гетерогенности та- .
лассемии. — В кн.: Теоретические проблемы медицинской генетики. М., 1979, I
с. 4—16. J
5. Лимборская С. А. Молекулярная генетика наследственных болезней. — В кн.: Л
Генетика человека, 1978, т. 3, с. 9—39. jj
6. Лимборская С. А., Фролова Л. Ю., Малеева Н. Е. и др. Изучение молекул яр- |
ных причин талассемии. 1. Определение глобиновых мРНК при гомозиготной ]
р-талассемлш с помощью комплементарной глобиновой ДНК человека. — 1
Мол. биол., 1978, т. 12, с. 787—794.
7. Лимборская С. А., Гарькавцева Р. Ф., Евдокимова А. И., Дрейдтнер И. Б |
Об этиологии р-талассемии у детей (исследования на молекулярном у ров- 4
ие).—Педиатрия, 1978, № 7, с. 47—51. j|
8. Лимборская С. А., Гарькавцева Р. Ф., Евдокимова А. И. и др. Гетерогенность^И|
синтеза цепей глобинового белка у больных с гомозиготной (большой) р-та-^И*
лаосемией. — Пробл. гематол., 1979, Хе 11, с. 28—32. Я*
9. Токарев Ю. Н. Наследственные гемоглобинопатии (некоторые итоги я нер-^В»
спективы изучения проблемы). —Пробл. гематол., 1977, № 4, с. 3—7. Я
10. Bernards R., Flavell R. A. Physical mapping of the globin gene deletion in he-Л
reditary persistence of foetal haemoglobin. — Nucl. Acids Res., 1980, vol. 8,-Я
p. 1521—1534. Я
11. Blanco I., Grazinl B., Carbont C. Genetic patterns in thalassemia intermedia.
Familian, haematologic and biosynthetic studies. — Hum. Hered., 1977, vol. 27,
p. 257-272.
12. Fritsch E. F., Lawn R. M., Maniatis T. Characterisation of deletions which af-
fect the expressions of fetal globin genes in man.— Nature, 1979, vol. 279,
p. 598-603.
13. Nlenhuis A. W., Turner P., Benz E. T. Relative stability of and P'-globin
mRNAs In homozygous p+-thalassemla. — Proc. Nat. Acad. ScL USA, 1977,
vol. 74, p. 3960—3964.
14. Orkin S. H., Old J. M., Weatherall D. J., Nathan D. G. Partial deletion of P-glo-
bin gene DNA in certain patients with p°-thalassemia.— Proc, nat. Acad. Sci.
USA, 1979, vol. 76, p. 2400—2404.
115. Van Ooyen A., Van den Berg T., Matei N., Weissman C. Comparison of total
sequence of a cloned rabbit p-globtn gene and its flanking regions with a ho-
mologous mouse sequence. — Science, 1979, vol. 206. p. 337—344.
16. Weatherall D. L, Clegg J. B. The thalassaemia syndromes. 2nd ed. —Oxford:
Blackwell Sci. Publ., 1972.
17. Weatherall D. J., Clegg J. B. Recent developments in the molecular genetics of
human haemoglobin. — Cell, 1979, vol. 16, p. 467—479.
£3
Глава 5
АНОМАЛЬНЫЕ ГЕМОГЛОБИНЫ И ИХ МОЛЕКУЛЯРНАЯ
ДИАГНОСТИКА
К настоящему времени у человека на разных этапах развития
организма обнаружено несколько гемоглобинов, различающихся
по составляющим гемоглобин субъединицам. На ранних стадиях
эмбрионального развития у зародыша обнаруживаются гемогло-
бины Говер 1 (£282), Говер 2 (одез) и Портланд (C2Y2). На более
поздних стадиях появляется и доминирует к моменту рождения
фетальный гемоглобин Hb F (агуг)- В эритроцитах взрослого че-
ловека содержится в норме 90—92% НЬ А (агрг), начинающего
преобладать через 2—3 мес после рождения и 2—3% НЬ Аг
(02'62). Все перечисленные гемоглобины следует считать нормаль-
ными. Известно также несколько гемоглобинов, возникающих в
результате химической модификации НЬ А, наиболее изученным |
из которых является Hb Ajc — продукт взаимодействия НЬ А с
глюкозой.
Предметом рассмотрения в настоящей главе будут являться
гемоглобины, в которых имеют место нарушения первичной струк-
туры той или иной полипептидной цепи НЬ А (по сравнению с
нормальной структурой), так называемые аномальные гемогло-
бины. Структурные изменения в глобиновой части молекулы,
естественно, могут сказываться самым различным образом иа
функциональных и физико-химических свойствах молекулы в це-
лом, что в свою очередь может вести к разнообразным гематоло-
гическим и клиническим проявлениям.
В главе будут проанализированы причины возникновения ано-
L мальных гемоглобинов, обсуждено влияние аминокислотных замен
1 на некоторые свойства вариантов гемоглобина, изложены основ-
ные методы диагностики этой молекулярной патологии.
! ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ АНОМАЛЬНЫХ ГЕМОГЛОБИНОВ.
ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОЕ РАССМОТРЕНИЕ
Два факта — четкое наследование аномальных гемоглобинов
и локализация аномалии в первичной структуре белка — с оче-
видностью указывают на то, что причина дефектов коренится в
структурных участках соответствующих глобиновых геиов, т. е.
। связана с нарушениями первичной структуры ДНК — мутациями;
| термины «аномальный гемоглобин» и «мутантный гемоглобин»
I являются синонимами. Вопрос о причинах появления мутаитиых
I гемоглобинов сводится таким образом к вопросу о возникнове-
I нии, характере и проявлении мутаций ДНК на разных этапах раз-
Р .вития организма1.
1 Везде далее в тексте имеются в виду мутации, затрагивающие структурную
часть какого-либо из глобиновых генов (применительно к задаче данного рас-
смотрения).
Мутации ДНК в клетке могут возникать за счет воздействия
различных физических (ультрафиолетовое и ионизирующее излу-
чение, температура), химических (химические мутагены) и дру-
гих факторов среды. Эти внешние по отношению к организму му-
тагены способны индуцировать возникновение мутаций особенно
сильно в критических ситуациях, создаваемых средой (радиаци-
онное поражение, вынужденный контакт с веществами — мутаге-
нами и т. п.), однако н при отсутствии таких критических ситуа-
ций действие перечисленных факторов является причиной обыч-
ного «мутационного фона», создаваемого средой. К счастью, в
распоряжении клетки имеются специальные репарационные ме-
ханизмы, способные в значительной степени нивелировать воздей-
ствие мутаций, индуцируемых «внешними» мутагенами.
Способность к спонтанным мутационным изменениям в про*
цессе функционирования генома (от точковых мутаций до зна-
чительных хромосомных перестроек) является одним из основ-
ных свойств ДНК; такие изменения могут сопутствовать клеткам
иа разных стадиях нормального развития организма [21]. Здесь
уместно упомянуть кроссннговер, обязательный процесс для хро-
мосом половых клеток, участвующих в первом мейотнческом де-
лении. В инициации кросснпговера большую роль играют сайт-
специфические внутриклеточные эндонуклеазы, способные расщеп-
лять две конъюгирующие гомологичные хромосомы в определен-
ных местах с образованием небольших одноцепочечных участков
ДНК с «липкими» концами. Ошибки при последующем воссоеди-
нении цепей могут приводить к делении или вставке одного или
нескольких нуклеотидов. В случае пегомологнчного спаривания
хромосом и одновременно кроссинговера возможны делении или.
вставки больших фрагментов ДНК.
Единичные илн множественные разрывы нитей хромосом под
действием эндонуклеаз являются также причиной таких крупных
хромосомных перестроек, как транслокации, инверсии, делении и
вставки участков хромосом. Эти перестройки могут возникать как
в половых, так и в соматических клетках. Возможность спонтан- '
ных мутаций заложена, наконец, в самом механизме репликации |
ДНК в клетке [9, 21]. В процессе репликации происходит обра- ч
зоваине комплементарных пар между основаниями ДНК-матри- !
цы и предшественниками (иуклеозидтрифосфатами), последние |
затем «сшиваются» ферментным комплексом — ДНК-полимера-
зой. Безошибочный выбор иуклеозндтрнфосфата на основе прин-
ципа комплементариости невозможен, всегда существует не
большая вероятность включения в состав растущей цепи ДНК
«неправильного» основания. Возникновению некомплементарных
пар способствует то обстоятельство, что все основания, формиру-
ющие молекулу ДНК, могут существовать в нескольких таутомер-
ных формах. Комплементарное спаривание аденина с тимином и
цитозина с гуанином возможно только для их основных таутоме-
ров, минорные таутомеры могут спариваться друг с другом не-
специфически. Относительная частота встречаемости различных
70
Рис. 10. Феноменологическая схема, иллюстрирующая стадии дифференцировки,
иа которых возможны мутации.
I — образование стволовых половых клеток; II —образование ранних эритроидных предшест-
венников. А—зигота; Б — точка расхождения ветвей дифференцировки, ведущих к половым
клеткам и красным кровяным клеткам; В — клетка-родопачальник стволовых половых «ле-
гок; Г — клетка-родоначальник ранних эритроидных предшественников; та. п. к —числа
клеточных делений в соответствующих ветвях.
таутомерных форм, а следовательно, н частота ошибочного выбо-
ра комплементарного партнера, различна для разных нуклеотидов
и зависит от ряда факторов, включая pH. Ошибки репликации,
возникающие вследствие включения в цепь ДНК «неправильных»
нуклеотидов, в подавляющем большинстве случаев устраняются
за счет 3' — 5' экзонуклеазной активности, присущей самой ДНК-
полимеразе [12]. Этот ферментный комплекс значительно уменьша-
ет вероятность появления в цепи «неправильного» нуклеотида и
тем не менее не может устранить полностью такое явление. «Про-
пущенная» ДНК-полимеразой ошибка приведет к тиражированию
неправильной пары оснований во всех последующих поколениях
ДНК. Частота точковых мутаций для глобиновых генов человека
оценивается в 1-10~8—Ы0~9 иа нуклеотидную пару на реплика-
цию.
Если мутация, возникшая любым нз вышеперечисленных спо-
собов, имеется в зиготе, т. е. получена от родителя, то соответст-
вующая аномалия будет иметь фенотипическое проявление (в ви-
де мутантного гемоглобина) и будет наследоваться в соответствии
с законами генетики по аутосомно-кодоминаитному типу [15].
Однако мутация может возникнуть также на разных этапах эмб-
рионального и постэмбриоиального развития и затронуть различ-
ные клетки. Точковая мутация тем более вероятна, чем в боль-
шем количестве актов деления участвует клетка. Принципиаль-
но важно, в какой момент развития и в какой клетке появляется
мутация (рис. 10). Точковая мутация может возникнуть на са-
мых ранних стадиях развития (участок А—Б), в этом случае
можно ожидать, что ДНК с мутировавшим участком будет со-
71
держаться в половине всех будущих гамет (т. е. будет наследо-
ваться) и во всех клетках-предшественниках эритроцитов.
Если мутация происходит на участке Б—В, то носительство1
аномального гемоглобина будет наследоваться обычным образом
без фенотипического проявления у индивидуума, которого косну
лась мутация. Несколько иная ситуация может иметь место, если
точковая мутация возникает на стадии последующего тиражиро-
вания стволовых половых клеток. В этом случае вероятность пе-
редачи аномального гемоглобина потомству будет тем выше, чем
ближе к точке В находится клеточное деление, в котором впер-
вые появилась мутация, т. е. чем больше гамет с мутацией будет
иметь индивидуум. Аутосомно-кодоминантный тип наследования
в этом случае для первого поколения доказать невозможно.
Мутация может также затронуть ветвь дифференцировки, ве-
дущую к образованию эритроцитов (см. рис. 10). Если такая му-
тация коснется участка Б—Г, индивидуум будет иметь аномаль-
ный гемоглобин, но не передаст его потомкам. Наконец, мутация'
на какой-либо стадии клеточного деления после точки Г может
привести к появлению аномального гемоглобина только в части
эритроцитов (мозаицизм), тем большей, чем ближе место возник-
новения дефекта к точке Г.
Естественно, что мутации глобиновых генов a priori одинаково
вероятны в разных популяциях клеток, однако проявляться гене-
тически или фенотипически они могут лишь в рассмотренных слу-
чаях.
В предложенной схеме, конечно весьма умозрительной, не при-
няты во внимание чрезвычайно сложные и малоизученные меха-
низмы, лежащие в основе клеточной дифференцировки в процессе
развития организма. Однако приведенный анализ может оказать-
ся полезным для объяснения случаев появления и наследования
аномальных гемоглобинов с различными отклонениями от ауто-।
сомно-кодоминантного типа. J
МУТАЦИИ ДНК И ТИПЫ АНОМАЛЬНЫХ ГЕМОГЛОБИНОВ Я
Заложенная в проэритробласте мутация структурной частЛ
глобинового гена реализуется далее обычным образом через ста-
дии транскрипции, трансляции и приводит к образованию ано-
мального гемоглобина. Типы изменения первичной структуры ге-
моглобина отражают характер мутации. В наибольшем количе-
стве аномальных вариантов, известных к настоящему времени,
имеется простая замена одного из аминокислотных остатков ка-
дру гой, что является следствием точковой мутации в ДНК. Пол-
ный список аномальных гемоглобинов, обнаруженных к августу
1979 г., приведен в монографии Т. Huisman, J. Jonxis [10].
В названии аномальных гемоглобинов, как правило, отраже-
ны место, где они были обнаружены или расшифрованы, лока-
лизация дефекта в первичной и пространственной структуре, а
также характер аминокислотной замены. Так, номенклатурное
обозначение Hb Дагестан а60(Е9) Лиз—*Тлу указывает, что
гемоглобин обнаружен в Дагестане, и для этого варианта харак-
терна замена остатка лизина на остаток глутаминовой кислоты
в 60-м положении a-цепи, соответствующая 9-му положению в
спиральном участке Е а-субъединнцы. Для ряда распространен-
ных и давно известных аномальных гемоглобинов существует бук-
венное обозначение; таковы гемоглобины S, С, Е и некоторые дру-
гие.
Таблица 6. Установление характера нуклеотидной замены в тРНК аномаль-
ного гемоглобина
Аномальный НЬ Нормальный кодон $99Асп* Возможный мутантный кодон** Предполагаемая замена в ШРИК
Hb Kempsey p99(Gl) Асп->Асн ГАУ ААУ ААЦ транзиция Г—>-А
Hb Yakima ₽99(G1) Асп-Мис ГАУ ЦАУ ЦАЦ траисверсия Г—>Ц
Hb Radcliffe (399(Gl) Асп->Ала ГАУ ГЦУ гцц ГЦА гцг траисверсия А—>-Ц
Hb Ypsilanti p99(Gl) Асп-»-Тир ГАУ УАУ УАЦ трансверсия Г—>Т
* Согласно данным анализа первичной структуры глобиновой тРНК че-
ловека.
** Согласно таблице генетического кода.
Знание генетического кода и первичной структуры некоторых
глобиновых тРНК [14, 18] позволяет в каждом конкретном слу-
чае выявления аномального гемоглобина предсказать, в каком ко-
доне тРНК имеет место замена основания и какая именно.
Табл. 6 иллюстрирует сказанное на конкретном примере. Инте-
ресно, что до тех пор, пока первичная структура глобиновых
тРНК ие была экспериментально определена, решение обратной
.задачи — воссоздание кодирующих триплетов на основе анализа
аминокислотных замен в мутантных гемоглобинах и знания гене-
тического кода — позволило достаточно точно предсказать после-
довательность нуклеотидов в транслируемой области (ЗтРНК [7].
Известен случай, когда анализ возможных аминокислотных замен
на основе знания генетического кода позволил поставить под сом-
нение правильность экспериментально определенной замены
Лиз—>Асп в НЫ а 16. Действительно, при повторном исследо-
вании была обнаружена ошибка (Hb I имел замену Лиз—>Глу).
Изменение нуклеотида в кодирующем триплете тРНК, выяв-
ляемое па основе анализа, подобного приведенному в табл. 6,
отражает мутационную замену, имеющую место в соответствую-
щей области ДНК. Существует 2 вида замен нуклеотидов — тран-
зицня (пурин заменяется на пурин или пиримидин на пиримидин)
и траисверсия (пурин заменяется на пиримидин нли наоборот)
(табл. 7). Важно отметить, что одна н та же нуклеотидная заме-
73
иа, встречающаяся в разных, нитях ДНК («+» нить,- с которой
транскрибируется тРНК или комплементарная ей «—» нить),
вызывает 2 различные замены соответствующих нуклеотидов в
тРНК. На рис. II показано, как транзиция А—>?Г в (—)-цепи
ДНК приводит к транзиции А—>Г в соответствующей тРНК, а
та же замена А—>-Г в (+)-цепн ДНК —к замене У—>Ц в тРНК.
В свою очередь к одному и тому же изменению нуклеотида в
тРНК могут приводить 2 различные нуклеотидные замены в.
ДНК. Другими словами, имеет место двукратная вырожденность
мутационной замены, встречающейся в тРНК, относительно пред-
шествующей ей замены в ДНК.
В табл. 7 приведены все возможные замены оснований в ДНК
и соответствующие им замены в тРНК- Наряду с этим в табл. 7
суммированы случаи замен каждого типа, вычисленные на ос-
новании анализа всех а- и Р-цепочечных вариантов гемоглоби-
на, знания генетического кода н первичной структуры р-глобино-
вой тРНК. Число транзиций и трансверсий каждого типа, выяв-
ляемое в тРНК, может служить относительной мерой частоты,
возникновения соответствующих замен оснований в ДНК. Полу-
ченные количественные данные позволяют сделать вывод о не-
равноценности 2 нитей ДНК при образовании точковых мутан-
тов. Действительно, сумма транзиций (А—*Т)(+) и (Т—>Ц)(-)
(оцениваемая по количеству транзиций У—>Ц в тРНК) рав-
на 18, что заметно отличается от суммы транзиций (А—*Т)(-) и
(Т---->Ц)(+), равной 29. Еще в большей степени различны ча-
стоты транзиций Г—>А и Ц—»-Т в цепях ДНК (+) и (-—).
Другим выводом, который можно сделать из количественных
данных табл. 7, является предположение о равной вероятности.
ц-
Т А
ДНИ. niPHH
Т А
ДИН П1РНН
ДНИ тРНН ДНИ тРНК
Рис. 11. Неравнозначность нуклеотидных замен в двух цепях ДНК.
I — фрагмент (+)-цепи ДНК, с которой транскрибируется тРНК; II — фрагмент (—)-цепи
ДНК. комплектарный фрагменту (+)-цепи ДНК. al — репликация 1, при которой возникает
замена А->1 в (—)-цепи; aS — репликация 2, при которой мутация передается иа {+)-цепь;
аЗ — транскрипция, при которой мутация передается на тРНК; 61—репликация, при кото-
рой возникает замена А->Г в (-Р)-цепи; 62 — транскрипция, при которой мутация передается
на тРНК.
• 74
Таблица 7. Нуклеотидные замены в ДНК, соответствующие замены в гпРНК,
частота на основе анализа мутантных гемоглобинов Ct2₽2
Транзиции Трансверсии
вамена в (Ч-)-цепи ДНК замена в (—)-цепи ДНК замена в гпРНК число замен по данным на 1979 г. замена в (4-)-цепи ДНК замена в (—)-цепи ДНК замена в шРНК число замен по данным на 1979 г.
А—»-Г Т->-Ц У->-Ц 18 л^ц Т-И' У-*Г 15
Г->А ц-нг Ц—-У 7 Ц—•А Г-<£ Г>У 14
Т—*-Ц А—»-Г А—>Т 29 т-*г л-*Ц А—Ц 20
ц-*т Г—А Г—*-А 43 г—т Ц—А Ц— а 20
А—>-Т Т—>-А У—>-А 8
Т-э-А А—>-Т А—>-У Ю
г—ц ц—г Ц—-г 19
ц—г г—ц Г^ц 21
прямой и обратной трансверсий для любой из нитей ДНК:
(А-^Ц)(+)+(Т-^Г)(_)=(Ц—>А)(+)+(Г^Т)1_) и т. д. Напро-
тив, вероятность прямой н обратной транзиций для любой из
нитей ДНК неодинакова. Объяснение полученных закономерно-
стей, видимо, коренится в молекулярных механизмах репликации
ДНК или в особенностях выполнения ДНК-полимеразой ее кор-
ректирующей функции.
Данные по заменам нуклеотидов, приведенные в табл. 7, ка-
саются, как правило, первого и второго оснований кодирующих
триплетов. Мутации в третьем основании триплетов, конечно,
идут с такой же частотой, однако выявить их косвенным мето-
дом не удается нз-за вырожденности генетического кода [2]. Для
молекулы гемоглобина вырожденность кода оборачивается тем,
что большинство точковых мутаций, затрагивающих третьи по-
ложения триплетов глобиновых генов, не меняют кодируемую
аминокислоту и, следовательно, ие приводят к аномальной фор-
ме белка. Кроме того, анализ причин появления аномальных
Hb М Milwaukee р 67 Вал—>Глуи Hb Bristol р 67 Вал—>Асп па
основе генетического кода привел к предположению о существо-
вании полиморфизма в глобиновой глРНК в третьем положении
триплета, кодирующего Вал рб7 [13]; в этом положении ргпРНК
у некоторых людей находится гуаннп, а у других — урацнл или
цитозин. Полиморфизм гяРНК, отражающий полиморфизм ДНК,
также является следствием вырожденности генетического кода.
Точковая мутация является причиной не только аномальных
гемоглобинов с заменой одного аминокислотного остатка на дру-
гой. Мутация, затрагивающая терминирующий кодон, может вы-
звать гораздо более значительные изменения первичной структу-
ры в соответствующей глобиновой цепи. Так, аномальные цепи
гемоглобинов Constant Spring, Icaria, Koya Dora (табл. 8) воз-
никли, вероятно, в результате точковых замен в первом нуклео-
тиде триплета ДНК, с которого транскрибируется терминирую-
75
Таблица 8. Аномальные гемоглобины, возникшие в результате неправильной
терминации биосинтеза полипептидной цепи
Полипептидная цепь Фрагмент нуклеотидной последовательности в районе терминирующего кодона
Нормальная а-цспь а-цепь Hb Constant Spring а-цепь Hb Icaria а-цепь Hb Koya Dora Нормальная (3-цепь Р-цепь Hb McKees Rocks терминирующий кодон 138 I нетранслируемая об- -Сер - Лиз - Тир - Apr у ласть тРНК ...УЦЦ ААА УАЦ ЦГУ УАА ГЦУ ГГА ГЦЦ... -Сер - Лиз - Тир - Apr - Глн - Ала - Гли - Ала ...УЦЦ ААА УАЦ ЦГУ ЦАА ГЦУ ГГА ГЦЦ... -Сер - Лиз - Тир - Apr - Лиз - Ала - Гли - Ала ...УЦЦ ААА УАЦ ЦГУ ААА ГЦУ ГГА ГЦЦ... . -Сер - Лиз - Тир - Apr - Сер - Ала - Гли - Ала ...УЦЦ ААА УАЦ ЦГУ УЦА ГЦУ ГГА ГЦЦ... 143 -Гис - Лиз - Тир - Гис ...ЦАЦ ЛАГ УАУ ЦАЦ УАА ГЦУ НГЦ УУУ... -Гис - Лиз ...ЦАЦ ААГ УАХ где Х-А или Г
щий кодон. Это в свою очередь привело к тому, что соответству-
ющие кодоны а тРНК (ЦАА ААА и УЦА вместо УАА) переста-
ли быть терминирующими и биосинтез а-глобиновых цепей про-
должался с З'-нетраислируемой области тРНК вплоть до следу-
ющего терминирующего кодона. В результате сс-цепи первых двух,
аномальных гемоглобинов оказались удлиненными на 31 амино-
кислотный остаток, а третьего —на 17 аминокислотных остатков,
(см. табл. 5).
Противоположная ситуация — укорочение цепи — наблюдается!
при образовании аномального гемоглобина McKees Rocks (см.
табл. 8). В этом случае точковая мутация в ДНК, по-видимому,,
привела к замене У-—>-А (У—>Г) в третьем положении триплета
УАУ, кодирующего в р-глобиновой тРНК 145-й остаток тирози-
на. Результатом явились возникновение в последовательности
тРНК «преждевременного» терминирующего кодона и, как следг
ствие, синтез p-цепи, укороченной на 2 аминокислотных остатка-
Основой появления целого ряда мутантных гемоглобинов яв-
ляются делецни и вставки в ДНК- В предыдущем разделе был is
рассмотрены причины возникновения таких аномалий генетиче-
ского материала. A priori можно ожидать, что мутации подобного
рода способны полностью менять первичную структуру синтези-
руемой полипептидной цепи. Действительно, достаточно произой-
ти делеции или вставке одного — двух нуклеотидов, чтобы все по-
следующие кодирующие триплеты тРНК начали «читаться» по-
другому. Мутации ДНК, приводящие к изменению «фазы» счи-
тывания последовательности нуклеотидов тРНК, принято назы-
вать мутациями со сдвигом рамки. К настоящему времени изве-
стно 10 гемоглобинов с делецией от 1 до 5 аминокислотных остат-
76
ков и гемоглобин с вставкой 3 аминокислотных остатков. Инте-
ресно, что все известные к настоящему времени аномальные гемо-
глобины с делецией являются р-цепочечными вариантами. Одно из
возможных объяснений этого факта состоит в том, что р-цепь
длиннее, чем a-цепь и поэтому укороченная за счет делеции
р-цепь все еще может удовлетворять требованиям образования
третичной и четвертичной структур, в то время как укороченная
a-цепь не может (табл. 9).
Таблица 9. Аномальные гемоглобины, возникшие в результате мутации типа
сдвига рамки
Полипептидная цепь Фра! мент нуклеотидной последовательности'
Нормальная а-цепь 138 -Сер - Лиз - Тир - Apr ...УЦЦ ААА УАЦ ЦГУ УАА ГЦУ ГГА ГЦЦ..
а-Цепь Hb Wayhe -Сер - Аси - Тре - Вал - Лиз - Лей - Глу - Про- ...УЦЦ ААУ АЦЦ ГУУ ААГ ЦУГ ГАГ ЦЦУ... делеция А
Нормальная р-цепь 143 -Гис - Лиз - Тир - Гис ...ЦАЦ ААГ УАУ ЦАЦ УАА ГЦУ ЦГЦ УУУ..
р-цепь Hb Cranston -Гис - Лиз - Сер - Иле - Тре - Лиз - Лей - Ала- ...ЦАЦ ААГ АГУ АУЦ АЦУ ААГ ЦУЦ ГЦУ... вставка АГ
р-цепь НЬ Так -Гис - Лиз - Тир - Гис - Тре - Лиз - Лей - Ала- ...ЦАЦ ААГ УАУ ЦАЦ АЦУ ААГ ЦУЦ ГЦУ... вставка АЦ
Аномальные гемоглобины, возникшие в результате мутации со
сдвигом рамки, весьма редки (см. табл. 5). К их числу относятсяэ
Hb Wayne (делеция одного из аденинов в триплете, кодирующем
остаток лнзина 139), Hb Cranston и НЬ Так (вставки АГ и АЦ
после триплетов, кодирующих в p-цепи аминокислотные остатки
лизнна 144 и С-концевого гистидина 146 соответственно). Нару-
шение фазы считывания триплетов приводит к нарушению нор-
мальной терминации и синтезу аномально длинных полипептид-
ных цепей. Во всех трех известных случаях мутация со сдвигом
рамки локализована вблизи С-концевой аминокислоты н наносит
минимальный возможный ущерб остальной части глобиновой це-
пи. Можно предположить, что аналогичные мутации в принципе
могут затрагивать любые области структурной части глобиновых
генов, однако их реализация будет приводить к «драматическим»
последствиям для молекулы гемоглобина и, скорее всего, к ле-
тальному исходу для носителей. Этим, видимо, и объясняется
ограниченность сведений о существовании аномалий подобного
рода.
77
4^ I 6 4 р 4
Рис. 12. Схема, иллюстрирующая ошибочное спаривание хромосом н последую-
щий неравный кроссинговер.
Гу—-у-Глобиновый геи, экспрессия которого приводит к образованию Y-Цепи с остатком гли-
цина в 136-м положении; А^,—у-глобиновый ген, экспрессия которого приводит к образова-
нию у-цепи с остатком аланина в 136-м положении; б—б-глобиновый геп; р—р-глобиновый
ген; А— участок генома, экспрессия которого приводит к Гу_ф ^y-, б-, и «слитой»
рб-глобиповой цепи типа «Аитилепоре»; Л —участок генома, экспрессия которого приводит
к образованию Гу., А^_ и «слитой» бр-глобиновой пени типа «Лепоре».
4^ I S |уз<5 ь р i
Л--------------------------------с Л
N------- ---------С
*гт 4 Ду tty t
Отдельную группу составляют аномальные гемоглобины со
«слитыми» полнпептидными цепями. В большинстве случаев (ге-
моглобины Лепоре) их аномальная цепь состоит из двух частей,
одна из которых имеет первичную структуру нормальной 6-цепи,
а вторая — нормальной p-цепи. Кроме того, известны гемоглоби-
ны, аномальные цепи которых начинаются с фрагмента p-цепи, а
кончаются фрагментом 6-цепи (гемоглобины анти Лепоре). Ано-
мальная цепь Hb Kenya начинается с фрагмента у-цепи, а кон-
чается p-цепью. Причина появления столь необычных химер, ве-
роятно, кроется в том, что у-, 6- и р-глобиновые гены располо-
жены на одной хромосоме в непосредственной близости друг от
друга и гомологичны друг другу в значительной степени. Это мо-
жет привести к ошибочному спариванию хромосом во время 1-го
мейотического деления и затем к неравному кроссинговеру
(рис. 12). Другой альтернативной причиной наблюдаемого явле-
ния может служить вставка в гомологичную хромосому, приводя-
щая к рекомбинанту, аналогичному изображенному иа рис. 12.
Наконец, известны аномальные гемоглобины, имеющие 2 точ-
ковые мутации в одной полипептадиой цепи. Их появление мож-
но объяснить либо двумя мутационными заменами, происшедшими
в ДНК независимо друг от друга в разное время, либо равным
кроссинговером между хромосомами, каждая из которых имела
по одной точковой мутации.
ВЛИЯНИЕ АМИНОКИСЛОТНЫХ ЗАМЕН НА НЕКОТОРЫЕ СТРУКТУРНЫЕ
И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА АНОМАЛЬНЫХ ГЕМОГЛОБИНОВ
В настоящем разделе будут изложены сведения о гемоглоби-
нах с одиночной заменой одной аминокислоты на другую, однако
аналогичные подходы справедливы для остальных аномальных
гемоглобинов.
Точковые мутации ДНК, являющиеся причиной появления
большинства аномальных гемоглобинов, с равной вероятностью
могут затрагивать различные участки структурной части глоби-
новых генов; мутациям, так сказать, «все равно», к каким по-
следствиям для белка они могут привести. Однако в гемоглобине
78
одна и та же аминокислотная замена, локализованная в разных
участках полипептидной цепи, может вызвать совершенно различ-
ные изменения структурных и функциональных свойств молеку-
лы. Так, например, замена Глу—->Лиз происходит в p-цепях гемо-
глобинов С рб(АЗ), Siriraj р7(А4), Е. Saskatoon р22(В4),
Ер26(В8), Agenogi (F 6), British Columbia p!01(G3) и
О Arab pl21(GH4), при этом только в 2 случаях имеются дан-
ные, что такая замена привела к изменению функциональных
свойств соответствующих гемоглобинов. Сродство к кислороду у
Hb Agenogi оказалось ниже, чем в норме (остаток F 6 располо-
жен вблизи важного для функционирования молекулы остатка
проксимального гистидина F8), и повышенным у Hb British Co-
lumbia (остаток G 3 принимает участие в ai—Pi и <ц—р2-контактах
между субъединицами в тетрамере). Кроме того, многое опреде-
ляется химической природой самой заменяющей аминокислоты.
Возвращаясь к приведенному выше ряду аномальных гемоглоби-
нов, отметим, что замена Глу—^-,Вал (вместо Глу—*-Лиз) для
остатка р 6 ведет к образованию Hb S, вызывающему значитель-
ные изменения формы и свойств эритроцитов и, как следствие это-
го, серповидно-клеточную анемию. Такая же замена (Глу—>,Вал)
в положении р 26 приводит к образованию слегка нестабильного
гемоглобина Henri Mondor, а замена Глу—иГлн в положении
р 121 — к образованию Hb D Punjab с повышенным сродством к
кислороду. Аналогично этому замена остатка гистидина р 63 на
тирозин (в Hb М Saskatoon) сопровождается образованием ста-
бильной связи между гемом н этим тирозином, в то время как за-
мена гистидина р 63 на аргинин (в Hb Zurich) приводит к вариан-
ту с пониженной стабильностью.
Резюмируя оба примера (а их существует множество), можно
заключить, что физико-химические и функциональные свойства
аномальных гемоглобинов (и, следовательно, их возможное кли-
ническое проявление) определяются в равной степени локализа-
цией и характером аминокислотной замены.
Большую помощь в анализе возможных 'последствий замены на
молекулярном уровне оказывает знание пространственной структу-
ры различных форм гемоглобина. К настоящему времени рентге-
ноструктурный анализ позволил установить -пространственную
структуру диокси Hb A, CN-Mt НЬ A, Mt Hb А и НЬСО2 человека,
причем 3 последние формы имеют пространственную структуру,
во многом идентичную структуру НЬО2 [17].
Выяснены особенности изменения нативной структуры в процес-
се оксигенации — дезоксигенации и места присоединения к гемогло-
бину его основного лнгаида — кислорода и таких аллостерических
эффекторов, как двуокись углерода, протоны и органические фос-
фаты.
Знание роли каждого аминокислотного остатка в пространст-
венной организации молекулы позволяет предполагать, к каким
последствиям может привести его замена на другой остаток. Так,
13 аминокислотных остатков «-цепи и 17 остатков p-цепи принима-
79
Ют непосредственное участие в контактах с гемом-—от ковалент-
ной связи проксимального гистидина F8 до ван-дер-ваальсовых
взаимодействий — и, следовательно, в той или иной степени стаби-
лизируют положение гема в белковой глобуле. Аминокислотные
замены этих остатков в основном приводят к аномальным гемогло-
бинам с измененным сродством к кислороду и (или) пониженной
стабильностью. Таковы Hb Fort de France к45(СЕЗ) Гис->Арг
(повышенное сродство к кислороду), Hb Toulouse рбб(Е10)
Лнз-*-Глу (нестабильность), Hb Bryn Mawr r[385(F 1) Фен->Сер
(нестабильность и повышенное сродство к кислороду) и др.
В отдельную группу принято выделять гемоглобины М (НЬМ),
в которых остаток тирозина заменяет гем-контактные проксималь-
ный (F 8) или дистальный (Е 7) остатки гистидина в а- или р-цепи,
к этой группе относят также НЬ Milwaukee рб7(Е 11) Вал->Глу
[5]. Общим свойством НЬМ является неспособность аномальной
субъединицы связывать кислород (железо гема стабнлнзнроваио
В окисленном состоянии) и, как следствие, невозможность для мо-
лекулы в целом эффективно выполнять свою кислородно-транс-
портную функцию.
Важную роль в формировании пространственной структуры ге-
моглобинового тетрамера играют контакты между субъединицами.
Нарушение или ослабление контактов аминокислотными заменами
может приводить к изменению стабильности тетрамера, повышен-
ной диссоциации на субъединицы и, как результат, к изменению
функциональных свойств молекулы. В образовании ar pi-контактов
принимают участие 26 аминокислотных остатков a-цепи и 27 ами-
нокислотных остатков p-цепи, контакт агРа осуществляют 20 ами-
нокислотных остатков а-цепн и 22 аминокислотных остатка р-цепи.
Примерами аномальных гемоглобинов, в которых нарушено взаи-
модействие субъединиц, являются Hb Titusville a94(Gl) Асп-э-Асн'
(повышенная диссоциация на субъединицы, пониженное сродство к
кислороду), Hb Tacoma рЗО(В12) Арг->-Сер (нестабильность,пони-
женное гем-гем взаимодействие), Hb Kansas piO2(G4) Асн->Тре
^повышенная степень диссоциации, пониженное сродство к кисло-
роду) и многие другие.
Основным внутриклеточным фактором, регулирующим сродство
гемоглобина к кислороду в различных физиологических и патоло-
гических условиях, является 2,3-ДФГ. Центр связывания 2,3-ДФГ
в молекуле НЬО2 формирует обе p-цепи, в него входят а-амино-
группы, е-аминогруппы Лиз 82(Е6), а также имидазолы
Гис 143(Н21) обеих р-цепей [17]. Замена аминокислот в этих по-
ложениях может отразиться на взаимодействии 2,3-ДФГ с гемогло-
бином и, следовательно, на способности гемоглобина обратимо
связывать кислород. Действительно, аномальные гемоглобины
Rahere р82 Лнз—>Тре и Helsinki р82 Лиз—>Met, а также все 3 из-
вестные к настоящему времени аномальные гемоглобины с заменой
остатка гистидина р143 имеют повышенное сродство к кислороду.
При обратимой оксигенации молекула гемоглобина в значитель-
ной степени меняет свою конформацию, деокси- и оксн-формы гемо-
80
глобииа различаются по целому ряду структурных и функциональ-
ных свойств |[17]. Важная роль в стабилизации деокси-формы ге-
моглобина принадлежит С-концевым остаткам а- и p-цепей, эти
остатки фиксируют деокси-конформацию за счет образования 8 до-
полнительных солевых мостиков на тетрамер. Предпоследние
остатки тирозина обеих цепей (al40 и р145) также определенным
образом участвуют в формировании пространственной структуры
деокси-Hb. Аминокислотные замены в С-концевой области обеих
цепей гемоглобина могут, таким образом, приводить к дестабилиза-
ции деокси-конформации, т. е. затруднять переход в нее. Что каса-
ется кислородно-транспортной функции гемоглобина, то такое изме-
нение должно содействовать увеличению сродства к кислороду.
Действительно, аномальные гемоглобины с заменой предпоследнего
«статка тирозина (описаны только р-цепочечные варианты) или
С-концевых остатков (в одной или другой полнпептидиой цепи)
в большинстве своем проявляют повышенное сродство к кислоро-
ду. Резко повышено сродство при наличии Hb McKees Rocks, ли-
шенного обоих (последнего и предпоследнего) С-концевых остат-
ков в р-цепи.
Приведенные выше подходы к анализу возможных последствий
аминокислотной замены, как было проиллюстрировано иа соответ-
ствующих примерах, во многих случаях позволяют достаточно хо-
рошо ориентироваться в молекулярных причинах, вызывающих
нарушение структуры или функции мутантного гемоглобина. Сущест-
венной стороной таких подходов, основанных на знании простран-
ственной структуры различных форм нормального гемоглобина,
является то, что многим аминокислотным остаткам в обеих субъ-
единицах приписываются совершенно определенные роли либо в
создании уникальной третичной и четвертичной структуры тетра-
мера, либо в обеспечении оптимального (с точки зрения выполне-
ния кнслородно-траиспортных функций) обратимого взаимодейст-
вия гемоглобина с кислородом, 2,3-ДФГ, протонами и Со2 (естест-
венно, с учетом взаимосвязанности структуры и функции молеку-
лы). Однако такая трактовка является несколько упрощенной, по-
скольку нативная белковая структура способна в высокой степени
кооперативно реагировать иа происходящие в ней локальные изме-
нения. Рентгеноструктурный анализ ряда аномальных гемоглоби-
нов показал, например, что единичная аминокислотная замена мо-
жет повлечь за собой значительные конформационные изменения
не только во всей аномальной субъединице, но даже вызвать
структурные перестройки в нормальных субъединицах и тетрамере
в целом [5],
Большую роль в формировании нативной структуры субъединиц
1емоглобнна в водных растворах играют боковые остатки ряда
алифатических аминокислот. Гидрофобное взаимодействие этих
остатков в водной среде приводит к образованию глобулы, в кото-
рой аминокислоты с алифатическими радикалами «упрятаны»
внутрь субъединицы, образуя ее ядро, а способные гидратировать-
ся заряженные боковые цепи ориентированы к периферии. Гидро-
€—407 81
фобное ядро субъединицы в значительной степени определяет ее
пространственную структуру, а замена «внутренних» аминокислот-
ных остатков может привести к серьезным изменениям всей глобу-
лярной структуры и, следовательно, к нарушению основных функ-
циональных свойств молекулы гемоглобина. Подтверждением ска-
занному служит то обстоятельство, что к настоящему времени уда-
лось обнаружить лишь сравнительно немного аномальных гемогло-'
бинов с заменой алифатических внутренних остатков. Можно пола-
гать, что точковые мутации ДНК с равной вероятностью приводят
к аминокислотным заменам этих остатков, однако в большинстве-
своем, они, видимо, могут привести к смерти носителей. Известные
аномальные гемоглобины с заменой внутренних аминокислот с
алифатическими боковыми цепями, как правило, имеют изменен-
ные структурно-функциональные свойства. Так, замена внутреннего
остатка Лей р28 аномальных гемоглобинов St. Louis и Genova при-
водит к резкому уменьшению стабильности молекул и увеличению
сродства к кислороду; можно привести и другие примеры.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИАГНОСТИКА АНОМАЛЬНЫХ ГЕМОГЛОБИНОВ
Распространенность аномальных гемоглобинов на земном шаре
в настоящее время интенсивно изучается с помощью специальных
скриннрующих методов обследования больших контингентов насе-
ления (13). Наиболее часто встречаются такие варианты, как HbS,
НЬС, НЬЕ и HbD Punjab. Степень клинических проявлений прн
наличии у больного аномального гемоглобина во многом зависит
от того, гетерозиготен или гомозиготен носитель по соответствую-
щему гену. Так, носители-гетерозиготы гемоглобинов D Punjab,.
С, Е и многих других не имеют гематологических и клинических
аномалий [5].
Тем не менее недиагностируемое гетерозиготное состояние по>
этим аномальным гемоглобинам часто является неблагоприятным
фоном, утяжеляющим течение многих инфекционных, хронических
заболеваний и беременности. Трансфузии крови, взятой от доноров-
гетерозигот, иногда сопровождаются тяжелыми посттрансфузион-
ными реакциями у реципиентов. Свыше 100 мутантных гемоглоби-
нов вызывают те или иные клинические проявления у носителей-
гетерозигот, причем тяжесть болезни зависит от степени изменений
структуры илн функциональных свойств гемоглобина в результате
аминокислотной замены. В эту группу мутантных гемоглобинов
входят Hb S, нестабильные гемоглобины, гемоглобины с изменен-
ным сродством к кислороду и некоторые другие.
В гомозиготном состоянии подавляющее большинство аномаль-
ных гемоглобинов вызывает гематологические и клинические изм
нения в организме, а некоторые мутантные формы, видимо, и
совместимы с жизнью. Появление гомозиготных форм гемоглобин
патнй может быть обусловлено кровнородственными браками, ч
стота встречаемости гомозигот зависит также от распространенн.
сти того или иного аномального гемоглобина в популяции.
82
Риг. /3. Схема этапов молекулярной диагностики и изучения свойств аномального
гемоглобина.
Важную роль в изучении гемоглобинопатий играет молекуляр-
ная диагностика аномальных гемоглобинов (рис. 13). В задачи та-
кой диагностики входит обнаружение аномального гемоглобина как
наиболее вероятной причины гематологической и клинической ано-
малии и установление характера и локализации дефекта в моле-
куле гемоглобина. Обнаружение молекулярной патологии при об-
следовании населения позволяет, кроме того, выявлять бессимп-
томное неднагностируемое гетерозиготное состояние, что влечет за
собой определенные профилактические мероприятия, направленные
на исключение критических, стрессовых для больного ситуаций,
83
при которых гетерозиготное носительство утяжеляет ответную ре-
акцию организма. Выявление гетерозиготного носительства ано-
мальных гемоглобинов у обоих супругов может повлиять на их
решение иметь потомство и тем самым предотвратить возможное
появление больных детей-гомозигот (если оба родителя имели один
и тот же вариант аномального гемоглобина) или двойных гетеро*
зигот (если родители имели разные аномальные гемоглобины).
Предположение о наличии у больного аномального гемоглобина
основывается, как правило, на анализе клинической картины и ге-
матологических показателей и может быть впоследствии подтверж-
дено морфологическими и биохимическими тестами [10]. Последо-
вательность основных этапов молекулярной диагностики аномаль-
ных гемоглобинов и изучения их свойств приведена на рис. 13.
В ряде случаев при изучении мазков крови больного под микро-
скопом удается обнаружить эритроциты с измененной формой (сер-
повидные — при наличии HbS, мишеневидные и т. д.). Нестабиль-
ные гемоглобины способны преципнтировать внутри клетки на ее
мембране с образованием видимых под микроскопом частичек осад-
ка — «телец включения». Аномальные гемоглобины могут изменять
свойства эритроцитарной мембраны, что выявляется тестом на ос-
мотическую резистентность эритроцитов. Наконец, одним из основ-
ных методов, подтверждающих наличие аномалии, является элек-
трофорез гемолизатов крови, позволяющий разделять гемоглобины
по заряду молекулы и обнаруживать аномальные формы белка»’
В некоторых случаях для выявления аномального гемоглобина при-:
ходится использовать несколько более изощренные методы иссле-ч
довання — в зависимости от конкретных свойств предполагаемого
варианта: проба на нестабильность (сравнивается способность ге-
моглобина больного и НЬ А донора преципитировать из гемолизата
при .повышенной температуре [8] или в водно-органическом буфе-
ре [6]; спектральное исследование гемолизата (ряд аномальных
гемоглобинов с нарушениями в области группы гема имеют изме-
ненные спектры поглощения в видимой части спектра) [5]; изо-
электрическое фокусирование [16] (электрофоретический метод
разделения белков, основанный на различиях в их изоэлектриче-
ских точках и обладающий большей разрешающей способностью»
чем обычный электрофорез).
После обнаружения аномального гемоглобина устанавливают
локализацию и характер аминокислотной замены в молекуле белка
с помощью специальных методов исследования. По существу такая
работа представляет собой в каждом конкретном случае изучение
первичной структуры аномального гемоглобина, включая все этапы
и методы подобных исследований.
На первом этапе из крови, взятой с использованием подходящего
консерванта, выделяют эритроциты, которые затем гемолизируют.
Состав гемолизата обычно определяют методом электрофореза на
бумаге, крахмале, ацетат-целлюлозной пленке и в полиакриламид-
ном геле (в порядке возрастания разрешающей способности). Раз-
имею-
деление проводят при pH 8,6—
8,9;
молекулы гемоглобинов,
84
1 2 3 4 о 6
Рис. 14. Электрофорез на крахмальном геле (pH 8;6) гемолизатов кровн донора
(/, 3, 6), гетерозиготных носителей Hb Е (2) и Hb D Punjab (5), гомозиготного
носителя Hb D Punjab (4).
щие изоэлектрические точки, лежащие в пределах 6,5—7,5, заряже-
ны прн этом отрицательно и двигаются по направлению к аноду
со скоростями, определяемыми их суммарными зарядами. После-
завершения электрофореза зоны фиксируют и окрашивают амидо-
вым черным (или другими красителями). Наблюдаемая типичная!
картина разделения приведена на рнс. 14. Данные электрофореза
позволяют не только обнаружить аномальный гемоглобин, но к
ориентировочно оценить, какого рода аминокислотная замена по
заряду имеет место. Среди изученных к настоящему времени ва-
риантов НЬ А 97 имеют изменение заряда в +1 на субъединицу
(т. е. новый аминокислотный остаток в аномальном гемоглобине-
иесет на один положительный заряд больше или на один отрица-
тельный заряд меньше, чем соответствующий остаток НЬ А), 85 ва-
риантов имеют изменение в —1 единицу заряда, по 10 вариантов,
с изменением в +2 н —2 единицы заряда. Таким образом, амино-
кислотные замены с изменением заряда имеются более чем в
200 случаях, и все эти варианты могут быть обнаружены при элект-
рофоретическом разделении гемолизата. Аномальные гемоглобины
с «нейтральной» заменой встречаются гораздо реже: среди извест-
ных вариантов НЬ А нх насчитывается 62, однако «и в этом случае
электрофоретический метод оказывается зачастую полезным, так.
как возможность разделения белков определяется не только раз-
личием суммарных зарядов, но и особенностями нативной структу-
ры молекул (см. рис. 14).
Успешно применяется для разделения белков гемолизата метод,
изоэлектрического фокусирования. Его аналитический вариант —
разделение в полиакриламидном геле.— обладает высокой разре-
шающей способностью и все шире используется в лабораторной*
практике, в частности, для обнаружения аномальных гемоглобинов
(рнс. 15).
85>
Рис. 15. Изоэлектрическое
фокусирование в полиакри-
ламидном геле (pH 6,0—8,0)
гемолизатов крови донора
(9), гетерозиготного носи-
теля НЬ D Punjab (1, 3),
гомозиготного носителя НЬ
D Punjab (2, 4), гетерози-
готного носителя Hb Е (5t
7) и гомозиготного носите-
ля Hb Е (6, 8).
Полученную карти-
ну электрофоретиче-
ского разделения мож-
но использовать для
количественной оцен-
ки содержания гемо-
глобинов в гемолнза-
те. Для этого обычно
применяют элютивный
метод — окрашенные
белковые зоны выре-
зают, продукт взаимо-
действия красителя с
белком растворяют и
проводят денситомет-
рию элюатов в види-
мой или (реже) ульт-
рафиолетовой части
спектра. Возможно прямое денснтометрическое определение со-
держания гемоглобинов по данным сканирования фореграммы.
Альтернативным методом анализа состава гемолизата является
микроколоночная ионообменная хроматография, которая не нашла
столь широкого применения для аналитических целей из-за отно-
сительной (по сравнению с методом электрофореза) сложности.
После обнаружения аномального гемоглобина его препаратив-
ное выделение проводят обычно методами колоночной хроматогра-
фии гемолизата на катнонообменных или анионообменных сефа-
дексах, целлюлозах или дауэксах. Выбор того или иного ионооб-
менника во многом обусловлен электрофоретическим «поведением»
аномального гемоглобина. Количество чистого аномального гемо-
глобина, которое можно получить таким образом, колеблется от
нескольких десятков до нескольких сотен миллиграмм — в зависи-
мости от размеров колонки, емкости ионообменника, содержания
тлутаитной формы белка в гемолизате и некоторых других факто-
ров. Типичная картина разделения гемолизата крови на ионооб-
меннике приведена на рис. 16.
Чистый аномальный гемоглобин можно использовать для изуче-,
ния его физико-химических и функциональных свойств—-спектров
86
поглощения, степени нестабильности, кислородно-диссоционной
кривой и т.,д. (в зависимости от конкретного образца).
В ходе дальнейшего структурного исследования аномальный
гемоглобин освобождают от гема н определяют, какая из глобино-
вых цепей несет аномалию. Аналитическим ^методом, позволяющим
делать это достаточно быстро, является электрофорез на ацетат-
целлюлозной пленке в денатурирующих глобин условиях при двух
значениях pH — 6,5 и 8,9 (рнс. 17). Для препаративного выделения
аномальной цепи обычно используют колоночную катионообменную*
хроматографию па КМ-целлюлозе в денатурирующих белок усло-
виях (рис. 18). Гомогенность цепи можно проверить методом элек-
трофореза на ацетат-целлюлозной пленке, а также проведя опреде-
ление ее аминокислотного состава. Аминокислотный анализ на.
этой стадии позволяет, кроме того, предварительно наметить воз-
можную аминокислотную замену. Аномальную цепь далее расщеп-
ляют чаще всего трипсином.
Разделение смесн пептидов проводят одним из двух методов: ко-
лоночной катионообменной хроматографией на дауэксах (рис. 19)
или сочетанием последовательно электрофореза и хроматографии
в двух взаимно перпендикулярных направлениях на бумаге или в
тонком слое сорбента — техника пептидных карт (рис. 20). Оба
метода имеют свои преимущества. Колоночная хроматография по-
зволяет проводить разделение воспроизводимо, с хорошей разре-
шающей способностью и выделять от нескольких десятков до сотни-
наномолей пептида. Метод пептидных карт более прост, обладает*
высокой разрешающей способностью (особенно современные тонко-
слойные его варианты), однако с его помощью можно выделить,
гораздо меньшие количества пептида. Оба метода широко исполь-
зуются в настоящее время для обнаружения аномального пептида*
и выделения этого пептида для последующих стадий исследования'
его первичной структуры.
Изучение структуры аномального пептида включает в себя его-
аминокислотный анализ (автоматические анализаторы аминокис-
лот или другие методы), определение N-концевой аминокислоты
(динитрофеиильный или дансильный методы), С-концевой амино-
кислоты (карбоксипептидазный метод) и установление аминокис-
лотной последовательности пептида. Последовательность в корот-
ких пептидах определяют, как правило, ручным методом дансил —
Эдмана. Автоматические приборы для установления аминокислот-
ных последовательностей крупных полипептидных фрагментов
(жидкофазные секвенаторы) не могут быть использованы при ана-
лизе сравнительно коротких пептидов—продуктов триптического*
гидролиза цепей глобина; более перспективно применение твердо-
фазного секвенатора.
Совокупность данных, полученных на всех этапах структурного
исследования, позволяет в большинстве случаев точно охаракте-
ризовать аминокислотную замену или вообще определить первич-
ную структуру аномальной цепи. Затруднения могут возникать прк
локализации замены в области так называемых пептидов «кора» —
87’
fuc. IS. Разделение гемолизата крови
гетерозиготного носителя НЬ D Punjab
«а колонке с ДЭАЭ-сефадексом [1].
JPuc. 17. Схема разделения глобино-
вых цепей после электрофореза на
-аиетат-целлюлозной пленке (денату-
рирующие условия I и II, pH 6,5 и
9,0) глобинов донора (а) н гетеро-
зиготного носителя НЬ Е (б).
11 I
I I
Tf—| Г
ре Старт
Старт ан рЕ ри
Рис. 18. Препаративное разде-
ление суммарного глобнна, по-
лученного из крови гетерози-
готного носителя Hb D Punjab^
иа колонке с КМ-целлюлозой в|
денатурирующих условиях [1Ц
Рис. 19. Разделение триптических пептидов нормальной амнноэтилированной
а-цепи (/) и аминоэтилврованных a-цепей Hb G Pest (2) н Hb J Buda (3) коло-
ночной хроматографией на катиоиообменнике Aminex А-5 [4].
Заштрихованы зоны, содержащие аномальные пептиды.
Рис. 20. Схема пептидной
карты триптических пепти-
дов нормальной Р-цепн
(£1-₽ГС>).
Аномальные пептиды, характер-
ные для Hb S (SL вместо 01),
Hb D Punjab <dl3 вместо 013),
Hb Е (еЗа и еЗб вместо 03). Раз-
деление сочетанием высоковольт-
ного электрофореза (pH 6.4) и
восходящей хроматографии в
тонком слое целлюлозы 13].
довольно значитель-
ной части а- и ₽-поли-
пептидных цепей, недо-
ступных для действия
трипсина. В этом слу-
чае используют химиче-
скую модификацию це-
пей (например, ами-
ноэтилирование) , уве-
личивающую число
полипептидных связей, гидролизуемых трипсином в области
«кора». Можно использовать также другие протеолитические
ферменты для гидролиза полипептидных цепей до коротких пеп-
тидов. Конечно, в каждом конкретном случае изучения первич-
ной структуры аномального гемоглобина могут появляться свои
трудности, каждый случай молекулярной диагностики в этом
смысле представляет собой не рутинный, хотя и длительный ана-
лиз, а, скорее, самостоятельное исследование той или иной степе-
ни сложности. Тем не менее большой арсенал существующих ме-
тодов белковой химии позволяет в принципе преодолевать любые
возникающие затруднения.
Представленная здесь вкратце процедура молекулярной диагно-
стики аномальных гемоглобинов, конечно, все еще весьма трудоем-
ка при современном состоянии системы методов изучения первичной
структуры белка. Она целиком базируется на достижениях белко-
вой химии и совершенствуется благодаря разработке новых мето-
дов. Можно надеяться, что со временем молекулярная диагностика
аномальных гемоглобинов станет достаточно рутинным методом ис-
следования, что позволит ее внедрить в широкую практику клини-
ко-диагностических лабораторий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Спивак В. А., Молчанова Т. П., Ермаков Н. В. и др. Установление первичной
структуры аномального D-подобного гемоглобина, выявленного в крови до-
норов. — Биохимия, 1978, № 7, с. 1175—1183.
2. Спивак В. А., Молчанова Т. Л., Ермаков Н. В. и др. Установление первично.^
структуры аномального .Е-лодобиого гемоглобина.—Биохимия, 1979, № 5J
с. 816—821.
90
3. Спивак В. А., Молчанова Т. П., Токарев Ю. Н. Экспрессный и высокочувстви-
тельный метод идентификации аномальных гемоглобинов S, Е и D Пенд-
жаб.'— Пробл. гематол., 1980, № 5, с. 55—59.
4. Brimhall В., Duerst М., Hollan S. R. et al. Structural characterizations of Hb
J-Buda (a 61Lys-*-Asn) and Hb G-Pest (a74 Asp->Asn).— Biochim. Bio-
phys. Acta, 1974, vol. 336, p. 344—360.
5. Bunn H. F., Forget B. G., Ranneу H. M. Human Hemoglobins. •— Philadelphia:
W. B. Saunders Company, 1977.
5. Carrel R. W., Ray R. A. Simple method for the detection of unstable haemoglo-
bins.—Brit. J. Haemat., 1972, vol. 23, p. 615—619.
7. Fitch W. M. The restriction of codon ambiquity on the basis of known va-
riants.— J. Mol. Evol., 1977, vol. 10, p. 97—102.
8. Grimes A. L, Meisler A., Dacie J. V. Congenital Heinz — Body Anaemia. Fur-
ther evidence of the cause of Heinz — Body production in red cells. — Brit
J. Haematol., 1964, vol. 10, p. 281—290.
9. (Herskowitz I.) Гершкович И. Генетика: Пер. с англ. — М.: Наука, 1968.
10. Huisman Т. Н. I., Jonxis J. Н. Р. The Hemo glob inop a thies./Ed. Schwartz M. K.
New York: Marcel Dekker Inc., 1977.
11. (Ingram V.). Ингрем В. Биосинтез макромолекул: Пер. с англ. — М.: Мир,
1975.
12. (Kornberg А.). Корнберг А. Синтез ДНК: Пер. с англ. — М.: Мир, 1977.
13. Lehmann Н„ Huntsman R. G. Man’s Haemoglobins.—Amsterdam — Oxford-
North Holland Publishing Company, 1975.
14. Marotta C. A., Wilson J. T., Forget B. G., Weissman S. M. Human P-giobin
messenger RNA. 3. Nucleotide sequences derived from complementary DNA.—
J. Biol. Chem., 1977, vol. 252, p. 5040—5053.
15. (McKusick V.). Маккьюсик В. Генетика человека: Пер. с англ. — М.: Мир,
1967.
16, Monte М., Bernard У., Rosa J. Mapping of several abnormal hemoglobins by
horizontal polyacrylamide gel isoelectric focusing. — Amer. J. clin. Path., 1976,
vol. 66, p. 753—759.
17. Perutz M. F. Structure and mechanism of haemoglobin. — Brit. Med. Bull., 1976,
vol. 32, p. 195—208.
18. Proudfoot N. L, Longley J. I. The 3’terminal sequences of human a- and p-glo-
bin messenger RNAs. — Cellule, 1976, vol. 9, p. 733—746.
19. Sack I. S., Andrews L. C. Location of amino acid residues in human deoxy
hemoglobin. — Hemoglobin, 1978, vol. 2, p. 153—169.
20. Szelenyi }. G., Hollan S. R. Abnormal hemogiobins and their identification.—
Acta Biochim. Biophys. Acad. Sci. hung., 1966, vol. 1, p. 213—218.
21. (Watson J. D.) Уотсон Дж. Молекулярная биология гена: Пер. с англ. — М.:
Мир, 1978.
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава €
ГЕМОЛИТИЧЕСКИЕ АНЕМИИ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ
^НАСЛЕДСТВЕННЫМИ ЭРИТРОЦИТАРНЫМИ ФЕРМЕНТОПАТИЯМИ
Зрелый эритроцит при всей важности его физиологической роли
представляет собой упрощенную по своей биохимической органи-
зации клетку сравнительно с другими клетками организма. В эрит-
роците отсутствуют рибосомальные системы и ядерный материал
и они ие способны к биосинтезу белка. Вследствие отсутствия
митохондрий цикл трикарбоновых кислот и процессы окислительно-
го фосфорилирования не протекают. Тем ие менее эритроцит пред-
•ставляет собой метаболически активную клетку. Он состоит из
двух взаимосвязанных частей: мембраны и цитоплазмы. Цитоплаз-
ма содержит гемоглобин и большинство гликолитических фермен-
тов. Большая часть глюкозы в эритроцитах утилизируется по пути
гликолиза, в процессе которого происходит образование АТФ,
НАД-Н, 2,3-ДФГ. Небольшое количество глюкозы расщепляется
по пентозофоефатиому пути (ПФП), обеспечивающему образование
необходимой концентрации НАДФ-Н.
Ферментные системы поддерживают существование эритроцита
в кровяном русле в течение 120 дней. За это время эритроцит под-
вергается многочисленным физическим и химическим воздействиям,
таким, как гидростатическое и осмотическое давление при прохож-
дении через капилляры, разрушительное действие некоторых мета-
болитов и окислительных агентов, аналогичных перекиси водорода,
и влияние токсических продуктов, возникающих при заболеваниях.
Результатом всех этих воздействий является медленная инактива-
ция ферментов, нарушение обмена веществ внутри клетки, между
эритроцитом и его окружением. Изменение метаболизма эритро-
цита сказывается на изменении структурных и функциональных
свойств мембраны, что в конечном счете приводит к секвестрации
клетки в селезенке.
АНАЭРОБНЫЙ ПУТЬ УТИЛИЗАЦИИ ГЛЮКОЗЫ
Около 89—97% глюкозы, потребляющейся эритроцитами, ути-
лизируется по анаэробному гликолитическому пути [57]. ПервоГ
ферментативной реакцией, обеспечивающей возможность дальней
шего превращения глюкозы, является фосфорилирование, приводя
щее к образованию глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф) при участии гексс
киназы (ГК). Превращение Г-6-Ф во фруктозо-6-фосфат (Ф-6-Ф
осуществляется с помощью глюкозофосф атизомеразы (ГФИ). Вт<
ричиое фосфорилирование гексозы происходит под влиянием фе]
92
мента фосфофруктокиназы (ФФК), которая превращает Ф-6-Ф
во фруктозо-1,6-дифосфат (Ф-1,6-Ф). Фосфорилирование осуществ-
ляется с участием АТФ (рис. 21).
Ф-1.6-Ф затем расщепляется альдолазой на 2 молекулы триоз:
3-фосфоглицеринового альдегида (3-ФГА или ГАФ) и диоксиаце-
тонфосфата (ДАФ). ДАФ изомеризуется при действии триозофос-
фатизомеразы (ТФИ) в ГАФ, который окисляется с образованием
1,3-дифосфоглицерииовой кислоты (1,3-ДФГ) при участии глицер-
альдегидфосфатдегидрогеназы (ГАФД); в состав простетической
группы ГАФД входят глутатион, НАД и неорганический фосфат
Глюкоза
|/w
Глюкозе-6-
-сросфаг
We ~ ---МаннозоД-^*„аюаэа
y -фосфат ---------*- -фосфат X\
.inv WL Айц>
'Фруктоза-1,6-
-оифосфат
глицераль-
дегидфосфат
Фн IL—----- НАД
1.3-Дифосфа-
глицерат
2-Фосхро-
гяицедат
I Енолаза
Фосфоэнал-
пируват
ад —4
Лактаг
Рис. 21. Анаэробное расщепление глюкозы в эритроцитах по основному гликоли-
тическому пути Эмбдена—Мейергофа, включая и шунт 2,3-ДФГ.
93
(Фн). Характерной особенностью анаэробного расщепления углево-
дов в безъядерных эритроцитах является превращение 1,3-ДФГ в
2,3-дифосфоглицерат (2,3-ДФГ). На следующих этапах анаэробно-
го превращения глюкозы образуются 4 моля АТФ: при превраще-1
иии 1,3-ДФГ в 3-фосфоглицерат (3-ФГК) и при превращении фос- •
фоэиолпирувата (ФЭП) в пируват. Энергетический выход в виде)
АТФ выражается в образовании двух макроэргических связей, так;
как в реакциях, катализируемых ГК и ФФК, расходуется 2 моля:
АТФ. 2,З-ДФГ путь в энергетическом отношении является менее
эффективным, но имеет, по-видимому, большое значение для вы-
полнения эритроцитом своих функций.
Если весь НАД-Н, образующийся в реакции, катализируемой
ГАФД, окисляется при восстановлении метгемоглобина в гемогло-
бин, то конечным продуктом метаболизма глюкозы является пиру-
ват. Если же окисления НАД-Н не происходит, то конечным про-
дуктом гликолиза является лактат, образующийся в реакции с
участием лактатдегидрогеназы (ЛДГ). На этой стадии и заканчи-
вается гликолиз в эритроцитах. Итогом всех реакций гликолиза,
является превращение одного моля глюкозы в 2 моля молочной
кислоты с одновременным превращением 2 молей АДФ в 2 моля
АТФ:
С0Н1аОв + 2Фн 4- 2АДФ -> 2СН8СН(ОН)—СООН 4- 2АТФ + 2Н2О.
Большинство биохимических реакций в цепи гликолиза проте-
кают обратимо. Исследования [56] показали, что три реакции,,
катализируемые ГК, ФФК и ПК, значительно отклоняются от со-
стояния термодинамического равновесия. Каждая из них опреде-
ляет скорость гликолиза эритроцитов при определенных условиях
и практически необратима. На эти реакции оказывают влияние
концентрации метаболитов и нуклеотидов: на ГК — Г-6-Ф, АТФ,.
2,3-ДФГ и Фн; на ФФК — Ф-б-Ф, 2,3-ДФГ, АТФ, АДФ, АМФ н Фн;.
иа ПК—АТФ и 2,3-ДФГ. Остальные реакпии обратимы.
ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ глюкозы
В физиологических условиях эритроциты утилизируют от 3 до
11% глюкозы по пентозофосфатному пути [51] (рис. 22). Реакции
этого пути протекают в растворимой части цитоплазмы. Первый
этап представляет собой дегидрирование Г-6-Ф, катализируемое
Г-6-ФД. Этот фермент специфически использует в качестве акцеп-
тора электронов НАДФ. Он осуществляет дегидрирование l-ro
углеводного атома Г-6-Ф с образованием 6-фосфоглюконо-б-лакто-
на. Хотя это последнее соединение нестабильно и спонтанно гидро-
лизуется до 6-фосфоглюконовой кислоты (6-ФГК), имеется специ-
фический фермент лактоназа, катализирующий гидролиз. Равнове-
сие суммарной реакции сильно смещено в сторону образования
НАДФХН. На следующей стадии 6-ФГК подвергается окислитель^
иому декарбоксилированию при участии 6-фосфоглюконатдегидроИ
геиазы (6-ФГД); в результате образуется рибулозо-5-фосфат Л
94
1,3-ДЦЦ)ОС(рО~
JOHtpOCCpOT
gfiuqepar
+
Лактат
Рис. 22. Пентозофосфатный путь утилизации глюкозы в эритроцитах и сопряжен-
ная с ним система глутатиона.
происходит восстановление НАДФ, как и в первой реакции. Выде-
ление углекислого газа (СО2) — побочного продукта реакции — со-
провождается потреблением незначительного количества кислорода
(О2).Этот процесс не является истинным дыханием, так как он осу-
ществляется не в митохондриях. Рибулозо-5-фосфат включается в
следующие неокислительные реакции пентозного цикла. На послед-
них стадиях осуществляется перенос двух и трех углеродных остат-
ков сахаров посредством транскетолазы (ТК) и трансальдолазы
(ТА), в результате чего образуются 2 моля Ф-6-Ф и I моль 3-ФГА.
Эти соединения связывают пентозный цикл с путем Эмбдена —
Мейергофа. Замыкает оборот пентозофосфатного пути обратимая
ГФИ-реакция гликолиза, в процессе которой Ф-6-Ф превращается в
Г-6-Ф. Таким образом, суммарная реакция пентозофосфатного пути
утилизации глюкозы в эритроците имеет вид:
ЗГ-6-Ф + 6НАДФ —-> 2Ф-6-Ф + 2ГАФ -f- ЗСО2 -f- 6НАДФ-Н.
Как видно, в результате оборота пентозофосфатов 2/з потока
возвращается в гликолиз в виде Ф-6-Ф, а остальная часть по пол-
95
няет пул триозофосфатов на стадии 3-ФГА, который подвергается
превращениям в цепи гликолитических реакций и, таким образом,
является источником образования энергии.^Наиболее важное зна-
чение пентозофосфатного пути состоит в поддержании определен-
ного уровня НАДФ-Н. Поскольку в эритроцитах цикл лимонной
кислоты отсутствует и они лишены возможности окислить пируват
с образованием восстановленного НАДФ, гексозомоиофосфатный
шунт является единственным источником продукции НАДФ-Н.
Эритроцит постоянно подвергается воздействию различных эндо-
генных и экзогенных окислительных агентов н не может существо-
вать без наличия системы, поддерживающей определенный уро-
вень восстанавливающих соединений.
Существуют несколько путей регуляции гексозомонофосфатногс
пути; одним из них может быть регуляция относительной скорости
двух конкурирующих метаболических путей—гликолиза и пентоз-
ного цикла. Предметом конкуренции является один субстрат—
Г-6-Ф. Увеличение содержания Фи приводит к значительной акти-
вации ферментов гликолиза и вместе с тем к снижению активности
пентозофосфатного пути. Другим регулятором является 2,3-ДФГ,
ингибирующий активность ГК и других ферментов в цепи реакций
гликолиза. В регуляции пентозного пути основную роль играет
активность Г-6-ФД —ключевого фермента цикла. Реакция, ката-
лизируемая этим ферментом, физиологически необратима, посколь-
ку in vivo константа равновесия Keq равна 107 прн pH 7,0. Во мно-
гих работах отмечается, что Г-6-ФД ингибируется физиологически-
ми концентрациями НАДФ-Н и АТФ [39], а также НАДФ-Н-Х
иди НАДФ-Н-Х (64], являющихся продуктами гидрирования вос-
становленных форм нуклеотидов.
ЦИКЛ ГЛУТАТИОНА И ЛИКВИДАЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Глутатион является трипептидом (у’-глютамин-1-цистенлгли-
ции). Тиоловые группы восстановленного глутатиона JLQSHp со-
ставляют 96% от общего количества SH-групп эритроцита. При
недостатке донаторов водорода восстановленный глутатион пре-
вращается в дисульфидную форму (GSSG).
Восстановление глутатиона в эритроцитах обеспечивается спе-
циальным ферментом — глутатионредуктазой (ГР), которая в ка-
честве донатора водорода использует восстановленную форму
НАДФ, образующуюся при участии ферментов Г-6-ФД и 6-ФГД.
Таким образом, основная роль Г-6-ФД сводится к восстановлению
НАДФ, который в свою очередь в качестве доиатора обеспечивает
превращение GSSG в GSH. В результате в эритроците поддер-
живается определенный уровень GSH. Сохранение глутатиона в
восстановленном состоянии необходимо для предохранения ряда
ферментов от инактивирования, ограждения мембраны клетки от
действия перекисей и окислительного денатурирования гемоглоби-
на. Восстановленный глутатион является субстратом для глютати-
онпероксидазы (ГП). Перекись водорода разрушается также и
9ё
не %(&)
нь (я?*)
Каталаза
Глутатион-
пероксидаза
ОН'-
мсн‘(нго2]
Рис. 23. Пути образования свободных радикалов и перекисных соединений в эри-
троцитах. Защитные механизмы клетки по ликвидации свободного радикального
процесса.
каталазой, которая проявляет сильное сродство к Н2О2. Однако
каталаза в противоположность ГП ие реагирует с липидными пе-
рекисями и ингибируется высокими концентрациями Н2О2. Одна
каталаза не может обеспечить детоксикацию эритроцита, а ГП в
отсутствие каталазы способна защитить эритроциты от последст-
вий окисления [58].
Существует ряд доказательств, что каталаза использует
НАДФ-Н для сохранения своей активности формы. Если это так,
то следует, что уменьшение уровня восстановленного НАДФ в
клетке вдвойне опасно, поскольку отключаются два защитных ме-
ханизма (ГП и каталаза) одновременно.
Вследствие наличия гемоглобина, переносящего кислород, в.
эритроцитах всегда имеется невысокий уровень активных соедине-
ний О2~, Н2О2, ОН*, которые вступают во взаимодействие с компо-
нентами клетки (рис. 23). Наиболее доступными для окисления
структурами эритроцита являются ненасыщенные жирные кислоты
фосфолипидов мембраны, которые могут вступать в реакции с Ог”
и ОН*, что ведет к образованию радикалов жирных кислот. В ре-
зультате инициируется свободно-радикальный процесс, который
может привести к повреждению целостности мембраны и гемолизу
эритроцитов [29].
Рассмотренные окислительные процессы в ряде случаев могут
существенно активироваться. Этой опасности подвергаются эрит-
роциты в кровяном русле человека при употреблении различных
7—407
97
лекарственных веществ, некоторых пищевых продуктов (окислен-
ные жиры, бобы), авитаминозах (Е, Вз, никотиновой кислоты),
отравлениях химическими веществами, такими, как анилин, нитро-
бензол, феиилгидразин и др. В связи с возможностью значитель-
ной активации процессов окисления в эритроцитах существует
несколько специальных систем защиты. По способу устранения
соединений, способных вступать в реакцию, среди них можно вы-
делить две основные группы. К первой относятся реакции диспро-
порционирования, осуществляемые ферментами суперокснддисму-
тазой (СОД) и каталазой, и удаление активных радикалов с по-
мощью антиоксидантов. В результате образуются более инертные
соединения (Н2О, О2) и антиоксиданты в окисленной форме. Ре-
акции этой системы не компенсируют той потери восстановитель-
ных эквивалентов, которая произошла при первоначальном окисле-
нии компонентов клетки. Для полной ликвидации окислительной
нагрузки необходим источник восстановительных эквивалентов.
Ими в эритроците являются реакции второй группы, включающие
стадии окислительного превращения глюкозы по пеитозофосфатио-
му пути; происходит образование НАДФ^Н и восстановление
GSSG.
Из рис. 23 видно, что перекись лнпндов РООН является точкой
разветвления цепи свободного радикального окисления ненасыщен-
ных жирных кислот. Своевременное удаление ROOH обрывает
процесс размножения радикалов и предотвращает лавинообразное
нарастание скорости окисления. Именно эту функцию в эритроците
выполняет фермент ГП:
гп
ROOH + GSH —> ROHGSSG-р Н2О.
Субстратом может служить также и перекись водорода. Другой
важной функцией GSH является поддержание восстановленности
SH-групп белков (Рг) в реакциях равновесного обмена:
PrSS—Pr-p2GSH 2Рг—SH-J-GSSG.
Содержание глутатиона в эритроците составляет 3-—4 мм и
сравнимо с концентрацией всех SH-групп клетки.
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ НАРУШЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ
В большинстве случаев наследственные нарушения обмена ве-
ществ обычно обусловлены недостаточной активностью определен-
ных ферментов, вовлеченных в метаболизм глюкозы. Они могут
быть разделены на группы в зависимости от того, где локализова-
на аномалия: в системе Эмбдена — Мейергофа, в пентозофосфатном
пути или глутатионовой системе.
Недостаточность активности ключевых ферментов пути Эмбде-
на—Мейергофа приводит к снижению скорости гликолиза и, сле-
довательно, к уменьшению выработки АТФ. Такие эритроциты
имеют укороченный жизненный цикл [39]. Вследствие существен-
ной роли анаэробного гликолиза в зрелых эритроцитах недоста-
98
Таблица 10. Аномалии эритроцитарных ферментов, вызывающих наследст-
венную гемолитическую анемию
Ферментные системы, эритроцитарные энзимопатии Тип наследования Клинические формы проявления
хроническая гемолитиче- ская анемия острый ге- молитиче- ский крвэ
I. Пентозофосфатный
путь и система глута-
тиоиа:
1. Г-6-ФД Сцеплеи с Х-хромссомой н~
2. 6-ФГД н~
3. ГР Аутосомно-рецессивный —
4. ГП »
5. ГС » +
6. у-Глутамилцнсте- X- + +
инсинтетаза
II. Путь Эмбдена—Мей-
ергофа, включая к шунт
2,3-ДФГ:
7. ГК Ау тосо мне-p ецессивиый + —-
8. ГФИ » + —
9. ФФК + —
10. Альдолаза » —
11. ТФИ » —.
12. ФГК Сцеплен с Х-хромосомой —.
13. ПК Аутосомно-рецессивный --+
14. ФГМ » — .—-
III. Пути метаболизма нук-
лестидев:
15. АК Аутосомио-рецессивный + —
16. Пиримидин 5'-нук- —
леотидаза
17. АТФ-аза » *4~
18. Аденозиидеамина- Аутосом но-до мина нтный + —
за высокой актив-
мости (псрепронз-
водство фермента)
точность активности ферментов этого пути (ГК, ПК, ФФК и др.)
обычно характеризуется хроническим гемолизом средней и тяжелой
формы проявления. Наоборот, недостаточность активности фермен-
тов пентозофосфатного пути и сопряженной с ним системы глута-
тиона наиболее часто характеризуется анемией, спровоцированной
лекарствами [39].
В настоящее время известно 18 различных типов эритроцитар-
ных ферментопатий, вызывающих клинически значимые формы
проявления гемолитической анемии (табл. 10). Что касается часто-
ты распространения каждой из них, то наиболее часто встречается
недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.
Другие типы ферментопатий встречаются сравнительно редко.
7*
95
НЕДОСТАТОЧНОСТЬ Г-ЛЮКОЗО-б-ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ
-Фермент Г-6-ФД представляет собой полипептидную цепь, со-
стоящую из 500 остатков аминокислот. На N-конце полипептидной
цепи находится пироглутаминовая кислота, на С-конце — глицин.
Окончательная последовательность аминокислотных остатков еще
полностью не установлена, но исследованы пептиды, полученные
при обработке трипсином [63]. Ряд исследований по структуре
Г-6-ФД показывает, что активный фермент представляет собой,
димер с молекулярной массой 104000, состоящий из двух идентич-
ных субъединиц. В зависимости от концентрации, pH раствора и
других факторов днмер может переходить в две другие формы:
мономер с молекулярной масой 52 000 или тетрамер с молекулярной
массой 210 000 [39].-Кинетические исследования показали, что толь-
ко одна молекула Г-6-Ф и НАДФ связывается с димерной формой
•фермента в: одном каталитическом акте. Г-6-ФД обладает высокой
•специфичностью к Г-6;Ф. Фермент может использоваться в качест-
ве субстратов 2-деоксиглюкозо-6-фосфат и днамино-НАДФ.
В эритроцитах со 'сниженной активностью фермента были вы-
явлены выраженные изменения. Эти клетки обладают уменьшен-
ной способностью к образованию НАДФ-Н и связыванию кислоро-
да, уменьшенной скоростью восстановления метгемоглобина и пони-
женной устойчивостью к воздействию различных потенциальных
окислителен — метиленовой сини, аскорбиновой кислоты, цистеина
(39, 45]. Механизм, приводящий к разрушению эритроцитов с де-
фицитом Г-6-ФД, окончательно не определен. Можно предполо-
жить, что в условиях ограниченного образования восстановленного
НАДФ в эритроцитах людей с дефицитом Г-6-ФД различные ве-
щества, в том числе и лекарственные, вызывают снижение уровня
GSH. При таких условиях ферменты, гемоглобин и структурные
компоненты мембраны эритроцитов могут подвергаться окисли-
тельной денатурации [48]. Эти изменения сопровождаются увели-
чением чувствительности дефектных клеток к фагоцитозу или внут-
рисосудистому гемолизу, возникающим в результате воздействия
экзогенных и эндогенных факторов. Актуальность распознавания
недостаточности эритроцитарной Г-6-ФД обусловлена как значи-
тельной распространенностью данной наследственной молекуляр-
ной аномалии, так и увеличением числа лекарственных веществ,
обладающих свойством провоцировать острые гемолитические кри-
зы у практически здоровых лиц, являющихся носителями мутант-
. кого гена недостаточности Г-6-ФД.
В настоящее время известно -свыше 40 видов медикаментов, ан-
тибиотиков, растительных продуктов, не считая вакцин и вирусов,
потенциально способных вызвать острый внутрисосудистый гемолиз
у лиц с врожденной недостаточностью Г-6-ФД. Помимо экзоген-
ных агентов, и некоторые эндогенные интоксикации, в частности
диабетический ацидоз (кетоз), ацидоз при печеночной недостаточ-
ности (амииоацидемия) и токсикоз беременности, в редких случа-
ях могут вызвать гемолиз у лиц с недостаточностью Г-6-ФД.
100
Предполагавшаяся потенциально опасной гемолитическая роль
аскорбиновой кислоты, ряда растительных продуктов (артишоки,
спаржа, люпин, альпийская фиалка, сморчок обыкновенный), а
также некоторых бактериальных инфекций, (сальмонеллез, тубер- •
кулез, тиф, колибациллез) остается недоказанной, однако по этому
вопросу имеются противоположные мнения.
Приводим список лекарственных препаратов, химических сое-
динений и растительных продуктов, потенциально опасных для лиц
е недостаточностью Г-6-ФД в эритроцитах.
Противомалярийные препараты:
Хинин
Хинакрин
Хинидин
Памахин (плазмохин) 4-4-
Примахин 4-4-
Пентахин 4-4-
Хиноцид
Хннгампн (хлорохин, делагнл, резохии)
Сульфаниламидные препараты:
Стрептоцид
Норсульфазол
Сульфацетамид 4-4-
__ Сульфазнн (сульфадиазнн) 4-4-
Сульфапиридазин (сульфаметоксипиридазин)
Сульфадимезин
Сульфацил-натрий (сульфацетамид-натрий, альбуцид-иатрий)
С ал азосульфапиридин (сульфасалазин)
Сульфамеразин
Сульфатиазол
Сульфазоксазол
Сульфаметоксазол (бактрим) 4-4-
Другие сульфаниламиды*
Сульфоны:
Диаминодифеннлсульфон (днфенилсульфои)
Солюсульфои
Сульфоксон
Тиазольфои (промизол) 4-4-
Ннтрофураны:
Фурацилии
Фуразолидон
Фурадонин (нитрофурантоин)
Фурацин (нитрофуразон)
Фуразолии (альтофур)
Туберкулостатические препараты:
Натрия парааминосалицнлат (ПАСК-иатрия)
Гидразид нзоникотиновой кислоты, его производные и аналоги (изониазид,
рнмифои, фтивазид, тубазид)
Антибиотики:
Стрептомицин
Левомицетин (хлорамфеникол)
Новобиоцииа натриевая соль
Амфотерицин В
Анальгетики и антипиретики:
Ацетилсалициловая кислота (аспирин)
Амидопирин (пирамидон)
Антипирин
Ацетаннлид 4-4-
Фенацетин
101
Фенилсемикарбазид (криогенин)
Другие лекарственные препараты и химические вещества:
Нафтолы (нафталин) 4-4-
Витамин С (аскорбиновая кислота)
Витамин К (водорастворимый, синкавит)
Фенилгидразин 4- 4-
Колхицин
Тринитротолуол (ТНТ) + 4-
Леводопа (1-ДОПА)
Неосальварсаи
Нитроглицерин
Параамннобензойиая кислота
Кислота налидиксовая (невнграмои) 4- +
Ннрлдазол 4- 4-
Димеркапрол
Метиленовый синий 4-4-
Толуидиновый синий 4- 4-
Растительиые продукты:
Конские бобы (Vicia Fava)
Вербена гибридная**
Горошек полевой**
Папертник мужской**
Голубика**
Черника**
Примечание: 4-4- Лекарственные препараты и химические соединения, обязатель-
но вызывающие клинически проявляющиеся формы гемолити-
ческой анемии [51].
* Исключение составляют сульф агу а ни дни, фталазол, сульгин м
другие сульфаниламиды, ие поступающие через кишечный
барьер н не провоцирующие криз у лиц с недостаточностью
Г-6-ФД. . _
* * Описаны единичные случаи.
Наследование и генетические аспекты недостаточности
Г-6-ФД в эритроцитах
Недостаточность Г-6-ФД наследуется по сцепленному с полом
типу и определяется аллелями локусов, расположенных иа Х-хро-
мосоме. Путем подсчета рекомбинаций по отношению к фактору
Xga (эритроцитарный антиген, сцепленный с Х-хромосомой) уста-
новлено, что локус Г-6-ФД находится на расстоянии 5 морганид
от локуса цветовой слепоты, 12 морганид от локуса гемофилии А
и 29 морганид от фактора Xga [37]. Известны сочетания недоста-
точности Г-6-ФД с гемофилией и дальтонизмом. Ген Г-6-ФД тесно
связан с локусом оптической атрофии зрительного иерва и нахо-
дится на расстоянии 10, 14 и 24 морганид соответственно от локу-
сов Хт сывороточных белков плазмы, наследственной сидеробла-
стической анемии и мышечкой дистрофии. Он отделен значительно
большим расстоянием от локусов, ответственных за ихтиоз, болезнь
Fabry, перерождение сетчатки н недостаточность гипоксантин-гуа-
ниифосфорибозилтрансферазы [39].
Присутствие у мужчин (обладающих, как известно, единствен-
ной Х-хромосомой) мутантного аллеля, вырабатывающего аномаль-
ный фермент, способствует тому, что клинические проявления
102
Рис. 24. Родословная семьи Заг-ва А Передача признака недостаточности Г-6-ФД
н эритроцитах происходит по типу, связанному с Х-хромосомой. Мозаичность
эритроцитов гетероэигот представлена дефектными клетками (%).
Обозначения- г, д— лица мужского пола; а, б, в — лица женского пола; а, г — нормальный
уровень активности Г-6-ФД; в, О — выраженный дефицит Г-6-ФД (10% нормы); б— проме-
жуточная степень недостаточности Г-6-фД; е — смерть в возрасте до 1 года.
Г-6-ФД недостаточности наблюдаются преимущественно у лиц
мужского пола — гемнзнгот. У женщин клинические проявления
наблюдаются главным образом в случаях гомозиготного состояния,
т. е. при наличии двух дефицитных Х-хромосом. У женщин-гетеро-
шгот уровень активности Г-6-ФД может колебаться от полного от-
сутствия активности до ее нормальной величины или близкой к
нормальной (рис. 24).
Объяснить это, по-видимому, можно инактивацией генов Х-хро-
мосом [42, 54]. В оплодотворенном зародыше женского пола Х-хро-
мосомы являются генетически активными. Однако на последующих
ранних стадиях эмбрионального развития одна из Х-хромосом ста-
новится гетерохромной и генетически неактивной. Результатом это-
го процесса инактивации является мозаичность эмбриональных кле-
ток в активности Х-хромосом у лиц женского пола: в одних клет-
ках функционируют гены Г-6-ФД, полученные по материнской
линии, а в других — от отца. У гетерознгот по недостаточности
Г-6-ФД конечное соотношение клеток-предшественников будущих
гемопоэтических тканей с нормальной н аномальной активной
Х-хромосомой лежит в основе различий гетерозигот в степени со-
отношения нормальных н дефектных эритроцитов. На это может
|»кже оказывать влияние направленность соматического процесса
ч'лскцин эритроцитов, скорость деления определенного клона ство-
•|(»ных клеток костного мозга и другие факторы, сопровождающие
погтэмбриональное развитие гетерозигот по недостаточности
Г-б-ФД.
Существование двух популяций эритроцитов у женщии-гетеро-
шгот впервые было убедительно описано в 1964 г. О. Tonz и
li. Rossi, подсчет соотношения двух популяций эритроцитов у жен-
103
щин-гетерозигот производился иа основе цитохимической методи-
ки, позволяющей отличить нормальные эритроциты от эритроцитов
с дефицитом ферментов.
Географическое распространение недостаточности Г-6-ФД
Недостаточность Г-6-ФД в эритроцитах имеет широкое гео-
графическое распространение и обнаружена практически во всех
этнических группах населения земного шара [39, 62]. По приблизи-
тельным подсчетам, основанным на данных о процентном распро-
странении недостаточности Г-6-ФД среди различных регионов и
народностей, данная форма наследственной ферментопатий прису-
ща по крайней мере 300 мли. людей (включая женщин-гетерози-
гот с незначительным снижением активности Г-6-ФД, ие имеющих
клинических симптомов заболевания).
Степень распространенности дефицита Г-6-ФД варьирует в ши-
роких пределах с явным преобладанием его в странах, располо-
женных в зоне «малярийного пояса» Земного шара. Данные о
том, что процент встречаемости недостаточности Г-6-ФД наиболее
высок в тропических и субтропических регионах и совпадает с зо-
ной распространения малярии, привели к появлению гипотезы
сбалансированного полиморфизма геиов. Высказано предположе-
ние [36], что ферментативная недостаточность в эритроцитах мог-
ла создать в процессе эволюции селективные преимущества против
развития эидоглобулярных форм малярийного плазмодия. В пользу
данной гипотезы говорит факт неодинакового распределения пара-
зита среди эритроцитов у женщин-гетерозигот: установлено, что в
нормальных эритроцитах содержится значительно больше малярий-
ных плазмодиев, чем в дефектных клетках [53].
Предполагают, что развитие эидоглобулярных форм Plasmodium
falciparum malariae в Г-6-ФД-дефицитных эритроцитах нарушено
вследствие недостаточной функциональной активности восстанови-
тельной реакции глутатиона; это ведет к накоплению окисленного
глутатиона, тормозящего синтез белка в малярийном плазмодии.
Согласно другому объяснению, инфицированные малярийным плаз-
модием Г-6-ФД-дефицитные эритроциты подвергаются быстрой
секвестрации в селезенке; тем самым пресекается возможность '
дальнейшего размножения паразита и заражения им новых зрит- 1
роцитов.
В результате меньшей заболеваемости и меньшей смертности от 1
тропической малярии лиц с недостаточностью Г-6-ФД в эрнтроци- |
тах, возрастает процент носителей аномального гена Г-6-ФД в об- !
щей популяции населения. Некоторым исследователям [15, 59] |
удалось установить прямую зависимость между показателями забо- 1
леваемости малярией в недавнем прошлом и распространением I
недостаточности Г-6-ФД среди лиц мужского пола. ;
При анализе частоты распространения недостаточности Г-6-ФД |
среди этнических групп необходимо учитывать фактор эндогамии, 1
т. е. кровнородственных браков, особенно в условиях изолятов.
104
Габлица 11. Распространение недостаточности Г-6-ФД в различных районах
Советского Союза
Национальность Республика, область, район, город Число обследованных Частота де- фицита, % Источ- ник лите- ратуры
муж- чины жен- щины всего
Армяне Армянская ССР 5 408 5747 10 075 0,12—0,94 [151
Армяне Азербайджанская ССР, г. Варташен 224 224 10,3 16]
Армяне Армянская ССР 206 44 250 4,4
Ассирийцы Армянская ССР 289 210 499 0,34 [15]
Азербайджанцы Армянская ССР 297 284 581 2,3 [151
Азербайджанцы Г рузинская ССР, Кур- 415 415 2,1
ганская низменность 7554 Iе!
Азербайджанцы Азербайджанская ССР 14 486 22 040 9,9 [221
Азербайджанцы Азербайджанская ССР 427 90 517 8,0 [5]
Азербайджанцы Азербайджанская ССР 297 430 727 10,1 [31
Л «рбайджакцы Азербайджанская ССР, [Пекинский район 2 872 2872 12,3 161
Аз ерб айджа нцы Азербайджанская ССР, Кахе кий район 337 337 1,5-3.0 161
А юрбайджанцы Азербайджанская ССР, г. Варташен 212 212 15,6 [61
Учербайджанцы Дагестанская АССР, Дербентский район 119 149 268 5—25,3 [91
зербайджанцы Азербайджанская ССР, [И
Азерб айджа н цы Геокчайскнй район Дагестаяская АССР, 180 5—10,0
[91
г. Огни Азербайджанская ССР, 18 12 30 7,7 6,7
Азербайджанцы [19)
г. Шеки 800 — 80С
1 рузииы Мегрелы Грузинская ССР Грузинская ССР, Кол- 1085 — 1 085 0.4 0,2—0,9 [171
хидская низменность 817 — 817 [5|
1урийцы Грузинская ССР, Кол- хидская низменность 725 — 725 0,3 [61
1мсртины Грузинская ССР, Кол- хидская низменность 421 —. 421 0,2 [61
' пхетинцы Грузинская ССР, Кол- хидская низменность 212 — 212 0,5 [6J
Ц'ЗГИны Азербайджанская ССР, с. Шин 131 — 131 0,8 I6J
ОЭГННЫ Азербайджанская ССР, 6,7
г. Варташен 45 — 45 [61
(»:« ины Дагестанская АССР, г. Огни 30 18 48 5,0 19]
липы Азербайджанская ССР, 21,4
• >|x'i(iic евреи г. Варташен Азербайджанская ССР, 75 75 [61
62,3
г. Варташен Дагестанская АССР, 20 20 [61
t орские евреи 8,5
г. Махачкала 17 32 49 [91
hl|H ИНЦЫ Дагестанская АССР, г. Маджалис Дагестаяская АССР, 30 19 49 5,7 [9J
1 Н|П и нцы
г. Сергокола Дагестанская АССР, 25 13 38 7,7 [91
ншрцы
г. Гуииб 44 21 65 О [91
105
Продолжение
Национальность Республика, область, район, город Число обследованных Частота де- фицита, % Источ- ник лите- ратур®
муж- чин» жен- щины всего
Аварцы Дагестанская АССР, долины 7—11,3 [241
Кумыки Дагестанская АССР,
Ногайцы Бабаюртовский район Дагестанская АССР, 83 30 113 0 [91
Ногайский район 77 40 117 0 [91
Чеченцы Чечено-Ингушская АССР, Урус-Мартановский 1,3
[27)
рамой 691 — 691
Чеченцы Чечеио-Ингушская АССР, Веденский район 1521 — 1521 0,6 127)
Ингуши Чечено-Ингушская АССР 210 210 127]
Узбеки Узбекская ССР, Таш- кентская область — 0 0,0—0,2
1009
Узбеки Узбекская ССР, г. Таш- 462 547 [211
кент 107 Ill 218 2,8 126J
Узбеки Узбеки Узбекская ССР, Анди- жанская область Узбекская ССР, Анди- 167 413 580 0,0—0,2 121)
0,0—0,2
жанский район 172 415 587 121]
Узбеки Узбекская ССР, Самар- кандский район 117 171 288 0,8—1,1 1211
Узбеки Узбекская ССР, Джезак- ская область 191 216 407 0,4—0,5 [261
Узбеки Узбекская ССР, Сухан- дацьинская область 170 158 328 0,0—0,6 [26]
Узбеки Узбекская ССР, Бухар- ская область 136 57 193 0 126)
Узбеки Узбекская ССР, Кивии- ский район 372 336 708 1,2—1,3 [26]
Узбеки Узбекская ССР, Ферган- ская долина 1076 538 1614 2,4—2,5 128]
Узбеки 1 Таджикская ССР, г. Ки- зил-Кетмень Таджикская ССР Таджикская ССР, Ле- 298 178 399 697 11,4—12,3 [2] [21 19)
Узбеки Узбеки 8,0 3,7
ниисквй район Таджикская ССР, г. Ну- 224 302
Узбеки [9[
рек 48 27 75 0
Таджики Узбекская ССР, Самар- кандская область Узбекская ССР, Сухан- 29 53 82 0—1,8 [21]
Таджики М—3,0 [26]
дарьинская область Узбекская ССР, Фер- 168 92 260
Таджики [28]
ганская долина 41 41 0
Таджики Таджики Таджикская ССР Таджикская ССР, г. Ду- 1279 1279 0,9 2,6—4,8 [2Ь] [20].
шанбе 62 38 100
Таджики Таджикская ССР, Гарм- оний район Таджикская ССР, Ле- 43 18 61 302 0 3,7 [9]
Таджики 19)
нииский район Таджикская ССР, г. Ну- 178 224
Таджики (9J
рек 48 21 69 0
105
Продолжение
Число обследованных
Национа льность Республика, область, район, город муж- жен- Частота де- фицита, % ник лиге-
чины щины ратуря
Б ухарские евреи Узбекская ССР, г. Таш-
кент 49 46 95 2,0-2,2 [26]
Бухарские евреи Узбекская ССР, Бухар-
Бухарские евреи ская область Узбекская ССР, Ферган- 98 W0 198 3,0 126)
Арабы ская долина 85 — 85 5,9 [28]
Узбекскан ССР, Самар- кандская область 244 365 609
0,8—2,5 [21]
Арабы Узбекская ССР, Джар-
Арабы курганский район Таджикская ССР, пос. 118 132 250 2,3—7,6 [26]
Иранцы Араб-Хана Узбекская ССР, Самар- 23 55 78 0 [21
кандская область 10 17 27 2.0 [21]
Каракалпаки Узбекская ССР, Кара-
калпакская АССР 298 339 637 0 [26]
Туркмены Туркменская ССР 1514 — 1514 0,0—3,7 [25]
Казахи Казахская ССР 380 65 445 0 [25]
Казахи Узбекская ССР, Ферган- ская долина 44 44 2,3 [28]
Уйгуры Казахская ССР 165 —. 165 0 [25]
Уйгуры Узбекская ССР, Ферган- ская долина III III 0
[28]
Татары РСФСР, Татарская АССР 1289 пзз 2422 2,1
[251
Татары Узбекская ССР, Ферган-
ская долина 120 —.— 120 3,3 [28]
Киргизы Узбекская ССР, Ферган- ская долина 84 84
2,4 [28]
Удмурты РСФСР, Удмуртская АССР 1707 333 2040
0—2,2 [251
Русские РСФСР, Московская об-
ласть 500 400 900 0-0,4 [25]
Русские РСФСР, Волгоградская
Русские область РСФСР, Кировская об- 175 — 175 0 [25]
ласть 1680 365 2045 0—2,1 [251
Русские РСФСР, Архангельская
область 279 .— 279 2,14 [Н]
Русские Узбекская ССР, Ферган-
ская долина 137 137 2,17 [28]
Молдаване Молдавская ССР, с. Те% 237 237 [23]
0,73
Молдаване Молдавская ССР,
Молдаване с. Киштельиицы Молдавская ССР, с. 435 — 435 0,92 [23]
Молдаване Скарцены Молдавская ССР, с. Леу- 145 — 145 0 [23]
щены 102 102 0,98 [23]
107
Сочетанием малярийной инфекции как фактора отбора и эидога-
мии, по-видимому, и обусловлено чрезвычайное распространение
дефицита Г-6-ФД среди определенных этнических групп в регионах
Среднего и Ближнего Востока.
В СССР, по данным массовых популяционных исследований,,
охватывающих свыше 65 тыс. человек, наибольшее распространен
нне недостаточности Г-6-ФД зарегистрировано в бывших малярий»
ных районах Средней Азии и Закавказья, особенно в Азербайджан
ие, где в отдельных очагах носительство дефицита Г-6-ФД средй
мужчин-гемизигот достигает 37,3% (табл. 11). Среди русского
населения процент носителей недостаточности Г-6-ФД в эритроци-
тах сравнительно невелик и независимо от географической зоны
составляет ие более 2%.
Как полагают исследователи, в связи с ликвидацией эндемиче-
ских очагов малярии, расселением носителей недостаточности
Г-6-ФД и смешанными браками распространение дефицита Г-6-ФД
на ближайшем историческом этапе должно быть более равномер-
ным и повсеместным.
Классификация вариантов Г-6-ФД.
Мутантные формы фермента, выявленные на территории СССР
На первых этапах изучения гетерогенности Г-6-ФД в основу
выделения различных групп использовались преимущественно уро-
вень активности фермента в гемолизате, его электрофоретическая
подвижность и клинические признаки проявления аномалии. Мно-
гочисленные работы советских и зарубежных ученых подтвердили
значительную гетерогенность Г-6-ФД эритроцитов человека при
исследовании функциональных, физико-химических и структурных
свойств фермента.
В соответствии с рекомендациями научной группы ВОЗ (62] в-
качестве необходимого минимума для идентификации уникальных
вариантов Г-6-ФД признаны следующие критерии: 1) активность,
Г-6-ФД в гемолизате; 2) электрофоретическая подвижность в крах-
мальном геле; 3) константа Михаэлиса (Кт) для Г-6-Ф, НАДФэ
и константа ингибирования НАДФ-Н; 4) термостабильность;
5) относительная скорость утилизации аналогов субстратов: галак-
тозо-6-фосфата, 2-деокси-Г-6-Ф, диамино-НАДФ, НАД; 6) рН-зави-
симость.
На основании этих параметров, нх сравнения с уже имеющими-
ся в литературе данными о различных вариантах Г-6-ФД прово-'
дится типироваиие исследуемого варианта; новым мутантным фор-
мам обычно дается название по месту жительства носителя ано-
малии или больницы, где он находился иа лечении.
В соответствии с уровнем активности фермента в эритроцита*
и клиническими формами проявления гемнзиготного носительства
аномалии варианты Г-6-ФД разделяются на 5 классов. Первый
класс—варианты, обусловливающие хроническую гемолитическук
анемию независимо от уровня активности Г-6-ФД в эритроцитах;
108
второй класс — варианты, носительство которых обусловливает ле-
карственно индуцированные кризы и фавизм, а уровень активности
в эритроцитах составляет 0—10% от нормы; третий класс — вари-
анты с уровнем активности фермента в эритроцитах 10—’60% от
нормы, при которых возможны лекарственно индуцированные гемо-
литические кризы; четвертый класс — варианты с нормальным или
близким к норме (60—120%) уровнем активности Г-6-ФД (без
клинической патологии); пятый класс—варианты, обусловливаю-
щие высокую активность Г-6-ФД в эритроцитах, в несколько раз
превышающую нормальный уровень.
В свете современных представлений общепризнанными и доста-
точно полно изученными вариантами фермента Г-6-ФД являются
варианты А+, и В+, В-. Первые два варианта фермента
Г-6-ФДА+ и Г-6-ФДА- относятся к африканскому типу, поскольку
они встречаются только в популяциях населения Африки или вы-
ходцев из этой части света. Вторьте два варианта фермента
Г-6-ФД В+ и Г-6-ФДВ- характерны для лиц европейского проис-
хождения, причем вариант Г-6-ФДВ- встречается наиболее часто
в этнических группах, проживающих в регионе Средиземноморско-
го бассейна. Этому варианту фермента дано другое название —
Г-6-ФД Средиземноморский. Знак минус (—) указывает на недо-
статочность ферментативной активности, а буквенное обозначение
(Ли В) отражает различие в электрофоретической подвижиости.
Варианты Г-6-ФДА+ и В+ отличаются друг от друга по уровню
активности в гемолизате (активность варианта Г-6-ФД А+ состав-
ляет 86% от уровня активности Г-6-ФД В+, однако константы
Михаэлиса (Кт) по Г-6-Ф и НАДФ, отражающие сродство фермен-
та к субстратам, у иих практически одинаковы.
Пои исследовании указанных форм Г-6-ФД и некоторых других
вариантов фермента ,[64] были показаны различия в структуре
молекул, выраженные в замене одной аминокислоты на другую
{64]. По-видимому, это свойство присуще многим вариантам фер-
мента, типирование которых осуществлено в соответствии с про-
граммой ВОЗ. К настоящему времени исследованы функциональ-
ные характеристики и физико-химические свойства свыше 250 ва-
риантов Г-6-ФД [39, 43].
За нормальную 100% активность Г-6-ФД принимается актив-
ность наиболее распространенного среди европейцев варианта
'-6-ФД В+. У носителей аномального, неактивного фермента В-*
исгивность Г-6-ФД в эритроцитах составляет менее 5% от нормы.
/ носителей аномального, неактивного фермента А" активность
'-6-ФД в эритроцитах обычно равна 10%. Различия между типа-
1п В~ и А~ заключаются в более широком спектре потенциально-
смолитических агентов при типе В- Изучение распространения
шзличных классов и вариантов Г-6-ФД среди населения важно в
нгто медицинском аспекте, поскольку позволяет выяснить степень
игска при назначении ряда лекарств, обладающих потенциально-
гмолнтическим действием. Опыт массовой профилактики малярии
рнмахииом показал, что эритроциты носителей Средиземноморско-
10$
Таблица 12. Мутантные формы Г-6-ФД, выявленные в различных
Вариант фер- мента Г-6-ФД Национальность 1 Число обследованных пробандов Активность Г-6-ФД в гемолизате эритро- 1 цитов (% от нормы) Терм остаби ль- ность pH -зависи- мость; мак* симум
в+ Калуга Русские 2 100 20 Нормальная » 8,0—9,0 7,5—9,5
Москва Русский 1 14 Слегка снижена 7,8—9,5
Кировоград Евреи 2 0 Снижена 8,5
Житомир Евреи 2 0 Слегка снижена Бимодальная
El Fayoum Еврей 1 0 Нормальная 8,5
Кременчуг Еврей I 0 Низкая 8,0
El Fayoum Евреи 2 0 Снижена 7,5—9,0
Poznan Евреи 2 0 7,0—8,5
в- Азербайджанцы 3 0 7,0—9,0
Куба Азербайджанцы 2 6—10 » 7,0—9,0
Азербайджан Азербайджанец 1 0 » 9,5—11,0
Баку Азербайджанец 1 5 Нормальная 10,0
Orchomenos Азербайджанцы 2 2—4 Снижена Бимодальная
Шеки Азербайджанцы 16 2—5 Снижена То же
В- like Азербайджанец 1 0 Низкая 9,5
Ширин-Булах Азербайджанцы 2 2—8 Снижена
Охуг-1 Азербайджанцы 5 2—8 » Бимодальная
Закатали Азербайджанец 1 2—8 » То же
Бндеиз Азербайджанцы 2 2—8 в »
Охут-2 Азербайджанцы 6 14,6 Слегка снижена 8,5
Marti nik Азербайджанцы 2 50—66 То же Нормальная
Джунут Азербайджанец 1 15 Снижена »
Pan ay Азербайджанец 1 5 » 6,5
Нуха Азербайджанец 1 100 Слегка снижена Нормальная
Баш-Кунгу т Азербайджанец 1 180 Нормальная в
Ei Fayoum Таджик 1 0 .— 7,5—9,0
Регар Таджик 1 62,2 Повышена 7,0—9,0
Саиг-Туда Узбек 1 37,5 Нормальная 7,5—9.0
Караболо Узбек I 400 Высокая 7,0—9,0
Ташкент Узбек 1 3,0—0,0 Нормальная 8,5
Нукус Каракалпак 1 0,0—0,3 » 9
EI Fayoum Узбек 1 0,6 Снижена 7—8,5
популяциях СССР
Константа (мкм) Утилизация аналогов субстратов Электрофо- ретическая подвижность с а S
Кт Кт Ki
0- £ в крахмаль- S «3
НАДФ НАДФ-Н д- ном геле, pH 8,6 а к S
Г-б-Ф 2-деокси (% от ] диамин< НАДФ надф: Д-гала 6-Ф (% Г-б-Ф) ТЭБ фосфат- ный S Е
50—70 2,9—4,4 40 4 50—70 4 100 100 4 [12,35]
40 1,7 Снижена — — — 100 80 I [35]
23 3 Нормаль- 22 60 37 И)0 100 1 [18]
пая
6,5— 8,3 2-3 60 300 — 100 98 2 [34]
5,4—8,3 1,4—3,1 Увеличе- 53 350 90-98 80 2 [34]
на
47,2 7,4 — 33,4 105 42 100 — 2 [9,12]
16,4 2,4 — 70 350 3 100 — 2 [31]
42 6 40 30—41 135-37 98—110 100 — 2 [9,22]
26,6 2,7 Увеличе- 45 250 52 90 — 2 [18]
на
14,5 3,2 — — — — 100 100 2 [19,33]
8—19 3—3,5 — — — — 100 100 2 [19,33]
7,2 1.4 •—• — — — 105 100 2 [19,32]
41,4 1,4 —• — — — НО 110 2 [19,32]
13—18 3-5 — — — — 100 95 2 [19.32]
26 0,5—2 —- 50—60 250—360 40—50 93—98 75—80 2 [19]
39 3,8 — 41 110 20 — — 1—2 119]
30 2 — 80 330 47 93—98 — 2 |19]
24,2 3 — 20—30 160 20 93—98 75—80 2 [19]
14,2 3,7 — 200 400 130 93—98 — 2 [19]
6—21 3 — 50—80 330—350 25—80 93—98 2 [19]
43,2 7 — 5 87 5 93—98 88 3 [19]
43—48 6 — 2,4 60—80 2—6 98 — 3 [19]
24,6 — —- 6,6 59 И.8 114 — 3 [18]
29,7 — — 6,3 57 3,8 95 .— 2 [18|
51,8 — — 2,8 39 2,5 95 — 4 [18]
88,5 — — 7 60 8,8 100 4 [18]
44,2 2,2 — 65 280 98 100 -— 2 [9, 12]
29,3 6,3 —- 17,8 63,8 16,1 92 -— 3 [9, 12]
55,9 31,6 — 0 154,5 0 100 .— I [9, 12]
25,7 1,4 — 0 33,2 9,6 118 — 5 |9. 12)
32,3 0,15 Н,2 0 0 0 100 — 2 [Н]
127,4 1,3 45 0 15 4,0 100 — 2 [111
42 6 38 30 235 98,0 100 1—2 [И!
Ш
го варианта Г-6-ФД В- после введения им даже небольшой дозы
лекарства подвержены сильнейшему гемолизу, в то время как
эритроциты носителей варианта Г-6-ФД А- при назначении такой
же малой профилактической дозы примахина дают лишь слабый
гемолиз. На основе этих данных (в соответствии с рекомендацией
ВОЗ) носителям варианта фермента А* разрешается прием про-
филактической дозы примахина (по 15 мг через день); носителям
вариантов типа В- прием примахина в любой дозе, даже в случае
заболевания малярией, противопоказан.
Начиная с 1972 г. в СССР проводится исследование свойств му-
тантных вариантов Г-6-ФД. Изучение физико-химических, кинети-
ческих и электрофоретических свойств частично очищенных препа-
ратов фермента поставлено на хорошую методическую основу в4
Институте медицинской генетики АМН СССР и Центральном науч-
но-исследовательском институте гематологии и переливания крови
М3 СССР. К настоящему времени по программе ВОЗ изучено бо-
лее 30 различных форм фермента, причем типироваио 23 новых
варианта Г-6-ФД (табл. 12). Среди них носительство 15 аномаль-
ных вариантов характеризуется лекарственно-спровоцированным
гемолизом, 4 — хронической гемолитической анемией, 3 — практи-
чески бессимптомной формой.
Наследственный характер мутантного варианта Г-6-ФД под-
тверждался медико-геиетическими исследованиями родственников
и членов семей пробандов, в частности матерей-гетерозигот, яв-
лявшихся большей частью бессимптомными носительницами гена
недостаточности Г-6-ФД.
Примечателен тот факт, что носительство некоторых вариантов
Г-6-ФД, характеризующихся даже полным отсутствием активности
фермента в гемолнзате эритроцитов, в обычных условиях вне воз-
действия потенциально провоцирующих агентов может протекать
без каких-либо клинических проявлений. Наряду с этим даже при
незначительно выраженной недостаточности Г-6-ФД может на-
блюдаться либо хронический гемолиз, либо лекарственно-провоци-
руемый гемолитический криз.
Подобное несоответствие объясняется тем, что данные об
уровне активности фермента в гемолизате, получаемые в условиях
in vitro, не отражают активности пентозофосфатного пути и кинети-
ческих свойств фермента, существующих in vivo в физиологических
условиях эритроцита [67]. При поступлении в организм агентов
окислительного действия качественная недостаточность молекул
Г-6-ФД является причиной неэффективного функционирования си-
стемы по производству НАДФ-Н и GSH, что и приводит к разви-
тию гемолитического криза [47, 52].
С генетических позиций изменение функциональных свойств
фермента рассматривают как проявление мутации со стороны
структурного гена Г-6-ФД, в результате чего продуцируется не-
стабильный или неактивный вариант фермента. Следует отметить,
что Х-хромосома имеется во всех клетках организма человека и что
неактивный фермент создается также во всех клетках. Но недоста-
J12
точность Г-6-ФД в большей мере сказывается на эритроцитах,
поскольку оии не способны к биосинтезу фермента и к тому же
характеризуются длительным временем существования.
Клинические формы проявления недостаточности Г-6-ФД
Выделяют 5 клинических форм проявления недостаточности
Г-6-ФД в эритроцитах: 1) острый внутрисосудистый гемолиз, воз-
никающий чаще всего в результате приема некоторых лекарствен-
ных веществ (см. выше), реже в связи с вакцинацией, вирусной
инфекцией (вирусный гепатит), диабетическим ацидозом — класси-
ческая, наиболее известная форма недостаточности Г-6-ФД. Встре-
чается повсеместно, чаще среди представителей европеоидной и
монголоидной рас; 2) фавизм, связанный с употреблением в пищу
или вдыханием цветочной пыльцы некоторых бобовых (Vicia fava),
имеет эндемическое распространение, встречается среди носителей
вариантов Г-6-ФД, аналогичных средиземноморскому типу; 3) ге-
молитическая болезнь новорожденных, не связанная с групповой
или резус-несовместимостью или с гемоглобинопатией, осложняю-
щаяся иногда «ядерной желтухой» (поражением черепно-мозговых
нервов); 4) наследственная хроническая (иесфероцитарная) гемо-
литическая анемия, обусловленная недостаточностью Г-6-ФД в
эритроцитах; 5) бессимптомная форма.
Медикаментозно спровоцированный гемолиз
Механизм (патокинез) лекарственно спровоцированного гемоли-
за полностью еще не раскрыт. Согласно современным представлени-
ям [4, 29] под влиянием окислительных агентов, включая лекарст-
ва, в организме человека происходит образование веществ, анало-
гичных Н2О2. Для ликвидации их требуется усиленное функциони-
рование ферментных систем, обеспечивающих детоксикацию Н2О2.
Теоретически блокада детоксикационного процесса, предотвра-
щающего окислительную денатурацию гемоглобина и мембран
эритроцитов, может быть в случае недостаточности любого фер-
мента, участвующего в восстановительном цикле: ГК, Г-6-ФД, ГР,
ГП, ГС. Практически, однако, основной причиной острого, лекарст-
венно-спровоцированного гемолиза служит обусловленная дефици-
том Г-6-ФД недостаточная продукция НАДФ Н и GSH в присутствии
возникающих in statu nascendi перекисей.
: Клиника. Проявления гемолиза возникают обычно на 3—
5-й день после приема терапевтической дозы того или иного препа-
рата, достигая своего максимума в течение 1-й недели. В тяжелых
случаях развивается классическая картина гемоглобннурийной
(«черноводная») лихорадки. Она складывается нз общих симпто-
мов (высокая температура, головная боль, адинамия) и признаков
; остро протекающего внутрисосудистого гемолиза с гемоглобинури-
ей и желтухой. Внешний вид больных характеризуется желтушной
окраской кожных покровов и слизистых оболочек. Нередко наблю-
8-407
113
даются неукротимая рвота желчью, жидкие билиозные испражне-
ния, коллаптоидное состояние, кома. Вследствие бурного распада
эритроцитов развивается кислородное голодание, клинически про-
являющееся цианозом губ. Характерным симптомом заболевания
является выделение мочи своеобразного цвета — черного пива или
крепкого раствора перманганата калия, обусловленное содержани-
ем в ней гемоглобина и образующегося при стоянии метгемоглоби-
на, а также гемосидерина и уробилина.
В наиболее тяжелых случаях развивается анурия с уремически-
ми явлениями и летальным исходом. Основным фактором, обуслов-
ливающим наступление анурии при «гемолитической почке», явля-
ется мнкрообструкция нефроиа гемоглобинурнйным детритом, воз-
никающая в том случае, когда вследствие сопутствующих острому
гемолизу симптомов (гемоконцентрация, ацидоз, коллапс) наруша-
ется клубочковая фильтрация и замедляется пассаж мочи по по-
чечным канальцам с закупоркой последних кровяными и белковы-
ми свертками.
Характернейшим симптомом острого внутрисосудистого гемоли-
за является гипергемоглобинемия, достигающая 2—3 г/л, что на-
много превышает гемоглобииосвязывающую емкость гаптоглобина.
Сыворотка крови при стоянии приобретает коричневый цвет за счет
образующегося метгемоглобина.
Сопутствующая острому гемолизу гипербилирубинемия за счет
конъюгированного билирубина сравнительно невысока — в преде-
лах 0,015—0,025 г/л, редко достигает более высоких цифр (до
0,1 г/л и выше).
Значительно увеличено содержание желчных пигментов в дуо-
денальном соке и в испражнениях (плейохромия).
Картина крови характеризуется тяжелой гемолитической ане-
мией; гемоглобин снижается до 40—20 г/л, число эритроцитов- -
до 1 1012/л, отмечаются анизопойкилоцитоз, тени и осколки эри-
троцитов (шизоциты), полихромазия, базофильная пуиктация эрит-
роцитов; в дальнейшем (в период регенерации крови) —нормобла-
стоз, гиперретикулоцитоз и гиперлейкоцитоз-15-IO9—25-109/лнеред-
ко с лейкемоидной реакцией (миело- и промиелоциты, единичные
м пело бласты). В самом начале гемолитического криза, а также
вне криза в эритроцитах обнаруживаются тельца Гейнца — Эрли-
ха; в разгаре гемолитического криза они иногда не обнаруживают-
ся, так как поглощены фагоцитирующими макрофагами селезенки.
По данным электронной микроскопии у лиц с недостаточностью
Г-6-ФД в эритроцитах наряду с нормальными эритроцитами обна-
руживаются патологические формы, характеризующиеся наличием
просветлений н полостей, расцениваемых [39] как проявления
начинающегося эритролиза.
В костномозговом пунктате наряду с реактивной гиперплазией
эритроидных клеток, составляющих 50—75% от общего числа мие-
локариоцитов, обнаруживаются явления эрнтрофагоцитоза.
Печень, как правило, увеличена н болезненна. Селезенка обычно
не увеличена.
114
Самоограничение гемолиза. Сущность явления состо-
ит в том, что между 7-м и 12-м днем со дня приема гемолитическо-
го агента, в самый разгар клинических проявлений внутрисосуди-
стого гемолиза, последний внезапно прекращается и начинается
регенерация красной крови; регенерация развивается даже в слу-
чае продолжения или возобновления приема лекарственного веще-
ства, вызвавшего гемолиз. Данный феномен расценивается в ас-
пекте сосуществования разных популяций эритроцитов. Часть по-
пуляции эритроцитов, в которой активность Г-б-ФД снижена или
совершенно отсутствует, лизируется под влиянием гемолитического
агента (лекарственного вещества). Другая лекарственно-устойчи-
вая популяция эритроцитов, содержащая близкую с нормальной ак-
тивность Г-б-ФД, сохраняется. Сосуществование этих популяций
эритроцитов в циркулирующей крови в аспекте генетической тео-
рии расценивается некоторыми исследователями как доказатель-
ство существования клеточных клонов, отличающихся друг от дру-
га уровнем активности Г-б-ФД с момента своего формирования в
костном мозге. Подобный процесс самоограничения гемолиза про-
исходит у жеищин-гетерозигот, у которых установлено существова-
ние двух генетически обусловленных популяций эритроцитов, раз-
личающихся по активности Г-б-ФД. Что касается гемизигот (муж-
чин) и гомозигот (женщин), у которых чаще всего наблюдаются
тяжелые гемолитические кризы, то у таких больных феномен само-
ограничения гемолиза можно расценивать как смену возрастных
групп клеток: «старой», с минимальной или «нулевой» активностью
Г-б-ФД, и «молодой», устойчивой к воздействию окислительных
агентов популяции эритроцитов, преимущественно ретикулоцитов,
обладающей нормальным или близким к норме уровнем активно-
сти Г-б-Ф Д.
Некоторые авторы [13] высказывают мнение о самоограниче-
нии гемолиза как о феномене, более присущем африканскому типу
Г-б-ФД (А-) н не свойственному европейскому типу Г-б-ФД (В-).
На самом деле, при африканском типе (А“) содержание Г-б-ФД
в юных эритроцитах (ретикулоциты) нормально; по мере вызрева-
ния эритроцитов активность фермента снижается в виде ускоряю-
щейся кривой. При этом типе недостаточности Г-б-ФД феномен
самоограничения гемолиза отчетливо выражен. Наши наблюдения
[I] подтверждают возможность самоограничения гемолиза и при
вариантах фермента, аналогичных Г-б-ФД В~; активность Г-б-ФД
снижена в эритроцитах любого возраста, включая ретикулоциты,
однако уровень активности фермента в юных эритроцитах все же
выше порога чувствительности к лекарственным веществам; поэто-
му практически и при недостаточности типа Г-б-ФД В~ лизису
подвергаются более старые, достигшие приблизительно 60-дневного
возраста эритроциты (см. ниже). Тенденция к самоограничению
гемолиза происходит в этом случае за счет появления более моло-
дых эритроцитов, обладающих более активным ферментом.
В период развития гемолитического криза, однако, не следует
полагаться на самоограничение гемолиза. Необходимо проводить
115
комплекс лечебных мероприятий по выведению больного из крити-
ческого СОСТОЯНИЯ.
Убедительные доказательства значения возрастного фактора в
распаде эритроцитов под влиянием гемолизирующего агента пред-
ставлены в классических исследованиях [39]. Путем введения ре-
активного железа 59Fe авторам удалось in vivo проследить за од-
ной и той же популяцией эритроцитов, подвергавшейся в различные
возрастные периоды повторному воздействию примахина. При пер-
вом 6-дневном курсе воздействия примахином в популяции эритро-
цитов (8—21-дневный возраст) не обнаружено признаков гемолиза.
Через 55 дней в той же популяции эритроцитов, достигшей возра-
ста 63—76 дней, при повторном 6-дневном курсе воздействия при-
махином в той же дозе наблюдался быстрый распад. Таким обра-
зом, «критический» возраст для Г-6-ФД-дефицитных эритроцитов
составляет не менее 60 дней. Это подтверждается клиническими
наблюдениями, позволившими установить, что вслед за гемолити-
ческим кризом наступает 2-месячный рефрактерный период по от-
ношению к повторному приему того же гемолитического агента.
В случае благоприятного исхода острого гемолитического криза
наступает клиническое выздоровление с нормализацией картины
крови. Однако, как показывают наши многолетние наблюдения над
лицами с недостаточностью Г-6-ФД, перенесшими гемолитический
криз, у некоторых из них на фоне клинического благополучия отме-
чаются периодические симптомы минимального гемолиза в виде
легкой желтушности с неконъюгированной гипербилирубинемией,
(в пределах 0,02—0,03 г/л), укорочением Ту8 меченных 51Сг эритро-
цитов и незначительным гиперретикулоцитозом в пределах 1,5—
2,5%. У некоторых лнц, не индуцированных приемом лекарства к
развитию гемолитического криза, наблюдается перманентный, вре-
менами обостряющийся гемолиз по типу хронической несфероци-
терной гемолитической болезни. Со стороны белой крови отмеча-
ется иногда умеренная гранулоцитопения.
Острый внутрисосудистый гемолиз при состояниях ацидоза про-
текает аналогично медикаментозно-нндуцированному гемолизу.
Он наблюдается как осложнение диабетического кетоза или вирус-
ного гепатита у лиц с недостаточностью Г-6-ФД- При вирусном
гепатите гемолиз может быть обусловлен как прямым влиянием
вируса на GSH- и SH-группы белков эритроцитов, так и влиянием
ацидоза, развивающегося в связи с печеночной недостаточностью
и накоплением продуктов неполного метаболизма, в частности
аминокислот; в результате аминоацидемии, по-видимому, происхо-
дит окисление SH-групп в мембранах эритроцитов, что ведет к ге-
молизу. По данным статистических исследований [39], острый ге-
молитический криз наблюдается у 87% носителей недостаточности
Г-6-ФД в эритроцитах, заболевших вирусным гепатитом. Другие
инфекционные осложнения, вызванные бактериальной формой
пневмонии (пневмококк), инфекцией гриппоподобной формы (ви-
рус гриппа «А» и др.), сальмонеллезом, кишечной палочкой, стреп-
тококком, стафилококком, туберкулезом, риккетсиозом, протеем,
1)6
также могут приводить к развитию гемолитической анемии. Гемо*
лиз, обусловленный инфекцией, обычно характеризуется клиниче-
ски мягкой формой течения процесса, но иногда отмечаются очень
тяжелые гемолитические кризы, ведущие к развитию острой по-
чечной недостаточности. В ряде работ показано, что после гемоли-
тического криза не происходит восстановления уровня НЬ крови до
нормального значения. Возможно, это является следствием подав-
ления инфекцией кроветворной функции костного мозга [51].
Фавизм
Фавизм возникает в результате употребления в пищу расти-
тельных бобовых культур или вдыхания их цветочной пыльцы ли-
цами с недостаточностью Г-6-ФД. Действующим началом, по мне-
нию ряда авторов, является содержащийся в бобах Vicfa fava
неуглеводный компонент р-гликозида вицина, так называемый деви-
цин, близкий по своей структуре к препарату I-ДОПА [3-(3,4-ди-
гидроксифенил) 1-аланин]. Последний, как полагают, окисляясь в
организме в допа-хннон, вызывает быстрое снижение концентра-
ции GSH и уровня SH-групп белков, содержащихся в мембране-
эритроцитов с дефицитом Г-6-ФД. По последним данным [39],
непосредственный гемолитический эффект обусловлен влиянием
содержащегося в конских бобах производного пиримидина — изо-
умарнла, обладающего синергическим с 1-ДОПА действием.
Как эндемическое заболевание фавизм встречается среди насе-
ления, проживающего преимущественно в местностях распростра-
нения бобовых культур: в странах Средиземноморского (Италия,
Греция) и Черноморского (Болгария, Турция) бассейнов, в Ираке
(так называемая багдадская весенняя лихорадка, возникающая в
период цветения бобовых культур), в Иране, Китае, Америке.
В нашей стране фавизм выявляется в южных районах Азербайд-
жанской ССР. Фавизмом заболевают преимущественно дети от
1 года до 14 лет; по данным ряда авторов, в Азербайджанской
ССР фавнзм встречается и в более старшем возрасте — от 15 до
30 лет. Среди заболевших фавизмом преобладают мальчики (со-
отношение числа больных мальчиков и девочек составляет 5:1),
что объясняется особенностями передачи недостаточности Г-6-ФД
Х-хромосомой. Фавизм свойствен носителям средиземноморского
типа Г-6-ФД. Среди носителей африканского типа (А-) фавизм не
встречается или протекает в более мягкой форме.
Клиника фавизма характеризуется широким диапазоном прояв-
лений — от симптомов легкого гемолиза до тяжелейшего гемогло-
бпнурийного криза. Симптомам гемолиза могут предшествовать
продромальные явления — общее недомогание, желудочно-кишеч-
ные расстройства, связанные больше е обилием съеденных бобов,
чем со специфическим действием изоумарила на ферментные си-
стемы эритроцитов.
Первые признаки заболевания возникают обычно в первые часы-
после употребления бобов, редко на 2—3-й день. При вдыхании
117
цветочной пыльцы симптомы болезни могут появиться через не-
сколько минут. Наступающий вслед за продромальным периодом
открытый гемолитический криз с желтухой, анемией и гемоглоби-
нурией аналогичен описанной картине острого внутрисосудистого
гемолиза, спровоцированного приемом лекарств.
Различают тяжелую, средней тяжести и легкую формы фавиз-
ма. Тяжелая форма фавизма протекает с желтухой, анемией и
гемоглобинурией; в наиболее тяжелых случаях может развиваться
«гемолитическая почка» с анурией, уремией и летальным исходом.
Форма средней тяжести характеризуется клинической картиной
Отчетливой гемолитической желтухи с умеренной анемией и гемо-
глобинемией, но без гемоглобинурии. Для легкой, амбулаторной
формы типична пищевая интоксикация, сопровождающаяся иногда
эфемерной желтушностью гемолитического типа без анемии, по с
повышенным ретикулоцнтозом.
Прогноз, несмотря иа тяжесть течения, большей частью благо-
приятный. В особо тяжелых, молниеносно протекающих случаях,
сопровождающихся развитием коматозного состояния (вследствие
тромбоза мозговых капилляров распадающимися эритроцитами),
смертельный исход возможен в первые 24 ч.
Летальность, по данным различных авторов, колеблется от 8 до
12%. Наиболее высокая летальность наблюдается в раннем дет-
ском возрасте (от 1 года до 5 лет). К 10 годам летальность снижа-
ется практически до 0%.
Лечение. В первые часы болезни лечение сводится к промы-
ванию желудка и очистке кишечника (при пероральном поступле-
нии бобовых токсинов). С развитием симптомов гемолиза приме-
няют весь комплекс мероприятий, проводимых прн остром внутри-
сосудистом гемолизе. 1
Профилактика. В местностях, эндемических по фавизму,
общественная профилактика заболеваний заключается в саиитар-
но-разъяснительной работе средн населения и изъятии культур бо-
бовых. Проведение подобных мероприятий позволило добиться
практически полной ликвидации фавизма как массового заболева-
ния на территории южных районов Азербайджанской ССР [1].
Острая гемолитическая болезнь новорожденных
Острая гемолитическая болезнь новорожденных, обусловленная
недостаточностью Г-б-ФД в эритроцитах по данным статистики
встречается главным образом среди греков, итальянцев, таи, китай-
цев, малайцев, африканских негров, редко среди американских
негров и евреев-сефардов. В нашей стране также описаны слу-
чаи гемолитической болезпи новорожденных среди узбеков и тад-
жиков.
Провоцирующими гемолиз факторами являются: перевязка пу-
повины с применением^ антисептиков или красителей (бриллианто-
вый крезиловый синий и др.), использование пеленок, обработанных
нафталином, прием матерью (к концу беременности или в период
кормления грудью) нли ребенком лекарств, в частности витамина'
318
К (назначаемого для предупреждения гипопротромбинемического-
кровотечения у новорожденного).
Клинически гемолитическая болезнь новорожденных на почве-
дефицита Г-6-ФД не отличима от гемолитической болезни, связан-
ной с несовместимостью по системам АВО или резус-фактору. Бо-
лезнь может осложниться «ядерной» желтухой с поражением че-
репно-мозговых ядер и летальным исходом.
Лечение проводят по общим правилам реанимации новорожден-
ных с тяжелыми формами гемолитической болезни н «ядерной»
желтухи, т. е. производят гемотрансфузию (с учетом групповой и
резус-прннадлежности) вплоть до полного прекращения гемолиза
и нормализации показателей билирубина. С целью снижения гипер-
билирубинемии можно рекомевдовать фенобарбитал.
Хроническая наследственная гемолитическая анемия
По данным статистических исследований эта сравнительно ред-
кая форма заболевания (так называемая несфероцитарная) наблю-
дается примерно у 2% лиц с выраженной недостаточностью актив-
ности Г-6-ФД в эритроцитах.
Хроническая несфероцитарная гемолитическая анемия клиниче-
ски выявляется с самого рождения или с первых месяцев или лет
жизни. Протекает преимущественно по типу внутриклеточного ге-
молиза со спленогепатомегалией, постоянной некоиъюгированной
гипербилирубинемией, билнрубиновыми конкрементами в желчных
путях н желчном пузыре, имитирующими желчнокаменную бо-
лезнь. Заболевание нередко осложняется появлением хронических
язв конечностей в связи с внутрисосудистой агглютинацией и ге-
молизом в их дистальных отделах. Состояние перманентного гемо-
лиза во многих случаях обостряется в виде гемолитического криза
с гемоглобинурией в результате приема некоторых медикаментов,
влияния вирусных инфекций, употребления бобов. Картина кровн
при хроническом течения характеризуется нормохромной анемией
с макроанизоцитозом и высоким ретикулоцитозом; микросфероци-
тоз отсутствует. Осмотическая резистентность эритроцитов (ОРЭ)
обычно нормальная или повышена. При некоторых вариантах фер-
мента, например Г-6-ФД Manchester [39], описано выраженное
снижение ОРЭ. У лиц с ХНСГА радиоизотопные исследования с
51 Сг позволяют обнаружить укороченный срок пребывания эритро-
цитов в циркуляции (Ti/8=9 дням).
Лечение. При гемолитических кризах с гемоглобинурией ле-
чение проводят по общим правилам (см. ниже). Спленэктомия
обычно не эффективна. Лишь при обнаружении избирательного
преобладания секвестрации эритроцитов в селезенке (устанавли-
ваемом путем радиоизотопного исследования с 51 Сг) можно рас-
считывать на известную эффективность спленэктомии. Спленэкто-
мия эффективна при сочетании недостаточности Г-6-ФД в эритро-
цитах с наследственным микросфероцитозом. Если не возникают
кризы, то показана только фолиевая кислота. Глюкокортикоиды и
иммунодепрессанты (6-мерка пто пурин) не эффективны.
119
Сочетания недостаточности Г-6-ФД с гемоглобинопатиями
С 1960 г. появились описаиия острых гемолитических кризов с
гемоглобинурией, спровоцированных приемом лекарственных пре-
паратов у носителей аномальных стабильных гемоглобинов — С, S
и др. В большинстве подобных случаев выявлено сочетание двух
врожденных аномалий — недостаточности Г-6-ФД и носительства
аномального гемоглобина.
По данным Ю. Н. Токарева .[30], среди негритянского населе-
«ия Ганы иедостаточиость Г-6-ФД у носителей аномальных гемо-
глобинов встречается в 2—3 раза чаще, чем у носителей нормаль-
ного гемоглобина. В работе [8] недостаточность Г-6-ФД обнару-
жена у половины больных гомо- и гетерозиготной формой р-талас-
семии.
Сравнительная частота обнаружения дефицита Г-6-ФД у боль-
ных гемоглобинозами рассматривается не в плане общности генети-
ческих дефектов (ибо генетические локусы, влияющие на формиро-
вание полипептидных цепей гемоглобина, и локусы, отвечающие за
выработку Г-6-ФД, не имеют непосредственного отношения друг к
Другу), а в плане естественного отбора в процессе эволюции чело-
века, поскольку гемоглобинозы, как и недостаточность Г-6-ФД,
играют защитную роль по отношению к малярийной ин-
вазии.
Клинические проявления у носителей двойкой аномалии — пато-
логического гемоглобина и дефицита Г-6-ФД — весьма многооб-
разны и зависят от генетических особенностей (гетеро- или гомо-
зиготность), количественного преобладания патологического фак-
тора (аномальный гемоглобин или недостаточность Г-6-ФД) и
характера провоцирующего фактора — приема медикамента, выяв-
ляющего ферментную неполноценность эритроцитов, или фактора
гипоксии (полет в дегерметизированном самолете), провоцирующе-
го серповидную деформацию эритроцитов у носителей гемоглоби-
на S. Недостаточность Г-6-ФД в эритроцитах может сочетаться с
дефицитом ферментов —глюкозофосфатнзомеразы (ГФИ), пиру-
ваткиназы (ПК), наследственным микросфероцитозом, эллиптоцн-
тозом, аутоиммунной гемолитической анемией.
Диагноз недостаточности Г-6-ФД в эритроцитах в спорадиче-
ских случаях, протекающих с различными клиническими проявле-
ниями, ставят на основании личного и семейного анамнеза с уче-
том этнической принадлежности обследуемого, географических
и эпидемиологических данных, а также данных клннико-лабора-
ториых исследований, включая специальные диагностические тесты
(см. ииже). Следует принять за правило необходимость целенап-
равленных лабораторных исследований на определение активности
Г-6-ФД в каждом случае острого пароксизма внутрисосудистого
гемолиза с гемоглобинурией, а также при всех неясных формах
хронической несфероцитарной гемолитической анемии нли желту-
хи. При обнаружении у больного недостаточности Г-6-ФД в эрит-
роцитах желательно обследовать всех родных пробанда.
120
Лабораторная диагностика нарушений ферментативной
активности Г-б-ФД эритроцитов человека
К дифференцирующим тестам, входящим в программу обследо-
вания больного гемолитической болезнью, следует отнести: 1) изу-
чение морфологических особенностей эритроцитов; 2) определение
ОРЭ; 3) постановку пробы на сеизитивиость эритроцитов к комп-
лементу (кислотная проба Хема, сахарозная проба Гартмана);
1) определение нестабильного гемоглобина, телец Гейнца; 6) про-
бы Кумбса; 7) изучение данных цитологического исследования
пунктатов костного мозга (пунктата грудины, трепаната подвздош-
ной кости), а также пунктатов селезенки, печени, лимфатических
узлов (в случае необходимости).
В случае острого гемолиза, вызванного приемом медикаментов,
необходимо направить больного (или его кровь) в специализиро-
ванную лабораторию для исследования активности ферментов эрит-
роцитов.
Дифференциально-диагностические трудности могут возникнуть
при сочетании двух генетически обусловленных патологических
состояний — гемоглобинопатии и дефицита Г-б-ФД в эритроцитах
• ли двух эрнтроцитопатий — врожденной недостаточности Г-б-ФД и
приобретенной пароксизмальной ночной гемоглобинурии (ПНГ, бо-
.езнь Маркиафавы — Микели). Лишь тщательное всестороннее нс-
«ледование крови и изучение клинических данных позволяют не
олько поставить точный диагноз (например, сочетание р-талассе-
чии и недостаточности Г-б-ФД), но и четко разграничить проявле-
ня той или другой патологии (например, хронической гемолити-
ческой анемии или гепатоспленомегалии, развившейся в результате
того или иного гемоглобиноза, в сочетании с острыми, вызван-
ными медикаментами, гемолитическими кризами при недостаточ-
ности Г-б-ФД и т. п.). Не труден и дифференциальный диагноз^
дефицита Г-б-ФД с ПНГ и спровоцированной приемом лекарств
। смоглобниурией у носителя нестабильного гемоглобина.
Методы экспресс-диагностика недостаточности Г-б-ФД
эритроцитов
Прн исследовании активности Г-б-ФД в эритроцитах у больших
контингентов лиц или необходимости срочного обследования боль-
ях целесообразно использовать методы экспресс-диагностикн, по-
юляющие четко диагностировать явно выраженную недостаточ-
эсть фермента, при которой активность Г-б-ФД эритроцитов ос-
тавляет 0—10% от нормы. Эти методы просты, не требуют слож-
но оборудования и позволяют быстро провести исследование.
Качественный метод Бернштейна [38]. Метод качественного
определения активности фермента Г-б-ФД в гемолнзате эритроцн-
н)в основан на обесцвечивании краски 2,6-дихлорфенолиндофено-
ia (2,6-ДХФИФ) при ее восстановлении ионами водорода. Источ-
ником ионов водорода является НАДФ-Н, образующийся в ходе
121
реакции дегидрирования Г-6-Ф ферментом Г-6-ФД. Перенос ионов
осуществляется при помощи катализатора — феиазииметасульфата
(ФМС).
Ход определения. В пробирку, содержащую 1 мл дистил-
лированной воды, вносят 0,2 мл крови, перемешивают содержимое
и после полного гемолиза добавляют 0,5 мл инкубационной смеси,
котирую готовят перед началом проведения анализа из перечис-
ленных растворов в следующих объемных соотношениях (1 мл
20 мМ Г-6-Ф; 2 мл 2,5 мМ НАДФ; 1 мл 15,6 мкМ ФМС; 16 мл
0,1 М трис-HCl буфера pH 8,0, содержащего 0,5 мМ 2,6-ДХФИФ).
В течение 30 мин при комнатной температуре наблюдают за изме-
нением цвета реакционной смеси в пробирке. Контролем служит
проба с нормальной активностью.
Интерпретация результатов: 1) нормальная актив-
ность Г-6-ФД (—) —при обесцвечивании цвет реакционной смеси
изменяется от синего до ярко-красного; 2) явно выраженная недо-
статочность Г-6-ФД (+) — цвет не изменяется в течение 30 мин;
3) промежуточная степень недостаточности Г-6-ФД в эритроцитах
(±)— частичное обесцвечивание реакционной смеси в течение
-30 мин.
Метод флуоресцирующих пятен |[41]. Метод основан на специ-
фической флуоресценции НАДФ-Н в ультрафиолетовом свете.
Ход определения. Перед началом проведения анализа из
перечисленных растворов готовят инкубационную смесь в следую-
щих объемных соотношениях: 1 мл 20 мМ Г-6-Ф; 1 мл 10 мМ
НАДФ; 2 мл 1% сапонина; 5 мл 0,5 М трис-HCl буфера pH 8,0;
1 мл 4 мМ окисленного глутатиона. В ячейку гемагглютинациои-
ной доски или пробирку, содержащую 0,2 мл инкубационной смесй,
вносят 0,01 мл крови, перемешивают и после инкубации при ком-
натной температуре в течение 15 мин стеклянной палочкой нано-
сят содержимое каждой пробы на фильтровальную бумагу в виде
пятна диаметром 10 мм. Пятна высушивают при комнатной темпе-
ратуре и просматривают в ультрафиолетовом свете для оценки
флуоресценции. Контролем является проба с нормальной актив-
ностью Г-6-ФД.
Интерпретация результатов: 1) нормальная актив-
ность фермента (—) — интенсивное голубое свечение НАДФ-Н;
:2) выраженная недостаточность Г-6-ФД (+) —отсутствие флуо-
ресценции; 3) промежуточная степень активности (±)—слабое
свечение. ।
Контрольные методы диагностики недостаточности Г-6-ФД
эритроцитов
Для подтверждения обнаруженной недостаточности активности
Г-6-ФД в эритроцитах методом экспресс-аналиэа используют точ-
ные (подтверждающие) методы диагностики. Эти методы необхо-
димо применять при обследовании гематологических больных в
клиниках. Исследование активности Г-6-ФД в эритроцитах конт-
3.22
рольными методами позволит провести обоснованный кто
больных, а также медико-генетическое консультирование 4|,ч<‘11ня
Спектрофотометрический метод количественного оцредел
активности Г-6-ФД в гемолизате эритроцитов [40, 621. з1(,7 вИ11М
количественного определения активности Г-О-ФД основан ин ^ет°А
рении в ультрафиолетовой области спектра (340 им) скоросп?п!Г
разования восстановленного НАДФ в системе, содержащей избы
ток Г-6-Ф и НАДФ. Активность фермента в эритроцитах является
фактором, определяющим скорость реакции.
Ход определения. Эритроциты трижды отмывают »iviтрех-
кратным объемом холодного 0,9% раствора хлорида натрия с уда-
лением после каждого отмывания надосадочной жидкости ( л у
часть операции следует проводить осторожно, чтобы избежать
потери эритроцитов, располагающихся на границе поверхностного-
слоя клеток. Отмытые эритроциты (0,1 мл) вносят в центрифуж-
ную пробирку, содержащую 4,9 мл дистиллированной воды, тща-
тельно перемешивают в течение 3 мин и центрифугируют в течение
30 мин при 4°C (8000 об/мин). Гемолизат, свободный от стромы
эритроцитов, используют для определения активности фермента
Г-6-ФД. В кювету из кварцевого стекла и длиной светового пути
I см вносят смесь, состоящую из реагентов, в следующих объемных
соотношениях: 0,3 мл 0,1 М трис-HCl буфера pH 8,0; 0,2 мл 0,1 М
MgCh; 0,1 мл 8 мМ НАДФ; 0,2 мл гемолизата; 2,1 мл Н2О. Содер-
жимое кюветы тщательно перемешивают и используют в качестве
контроля. Реакцию начинают добавлением 0,1 мл 18 мМ Г-6-Ф
и измеряют прирост оптической плотности в течение 10 мин. Для
расчета скорости протекания реакции применяют следующую фор-
мулу:
Активность (ME) Е/минХЗ мл________
1 г НЬ ~6,22х(НЬ)хО,2 мл *
«де Е/мин — изменение оптической плотности; 6,22 — коэффициент
экстинкции, характеризующий, что 1 мкМ/мл восстановленного
11АДФ обладает оптической плотностью 6.22 при длине пути све-
ia 1 см; 3 мл — объем реакционной смеси; 0,2 мл — объем гемоли-
|.чта, участвующего в реакции; (НЬ) — концентрация гемоглобина
в гемолизате, рассчитанная в граммах на 1 л.
Активность Г-6-ФД гемолизата выражают в международных
г (иницах на грамм гемоглобина (МЕ/г НЬ).<
Как правило, измерение активности Г-6-ФД гемолизата эрит-
роцитов проводят при температуре 30 °C в термостатируемых кюве-
i.ix спектрофотометра. Однако измерение можно проводить и при
комнатной температуре, а результат умиожвть на коэффициент
поправки (к), соответствующий разности температуры изменения:
к =1—Д—30°) X 0,06.
Интерпретация результатов. В норме, когда величи-
в л цветового показателя эритроцитов обследуемых лиц колеблется
“I 0,8 до 1,1 и содержание ретикулоцитов крови находится в пре-
iax 0,2—1,2%, величина активности Г-6-ФД гемолизата эрнтро-
ЮФ
Рис. 25. Мозаичность эритроцитов и распределение гранул формазана в единич-
ных клетках гетерозигот по недостаточности Г-6-ФА выявленные тетразолиевым
цитохимическим методом [46].
цитов (измеренная при температуре 30 °C) изменяется от 3,7 до
<5,8 МЕ/г НЬ; дефицит активности Г-6'ФД эритроцитов соответ-
ствует 10% от нижней границы нормы и колеблется в пределах
0,0—0,4 МЕ/г НЬ; промежуточная активность Г-6-ФД эритроцитов
составляет 0,5—3,6 МЕ/г НЬ.
Тетразолиевый цитохимический метод определения активности
Г-6-ФД эритроцитов [46]. Метод основан иа введении тетразолие-
вого красителя (МТТ) в интактный эритроцит и его восстановле-
нии в нерастворимый пурпурный формазаи в виде отдельных зе-
рен. Это позволяет проводить визуальное наблюдение нормальных
и дефектных эритроцитов с помощью светового микроскопа, актив-
ность фермента отдельных эритроцитов определять, подсчитывая
число внутриклеточных гранул (рис. 25)-
Ход определения. Плазма удаляется центрифугированием
при +4 °C. 0,25 мл эритроцитов вносят в коническую центрифуж-
ную пробирку, содержащую 4,5 мл 0,65% NaCl и 0,25 мл 0,18 М
цитрата натрия. Перемешивают и инкубируют в течение 20 мин
при 37 °C, затем центрифугируют и надосадочный слой удаляют
(необходимо с осторожностью проводить операцию удаления над-
осадочного слоя, чтобы не повредить и сохранить верхний слой
эритроцитов). Осадок эритроцитов трижды отмывают 0,85% NaCl.
0,05 мл отмытых эритроцитов переносят в конические стеклянные
пробирки, содержащие реакционную смесь в объеме 1 мл (0,85%
NaCl, 28 мМ глюкозы; 50 мМ фосфатного буфера pH 7,0; 0,011 мг
нильского синего), перемешивают и инкубируют в этой среде-в те-
чение 30 мин при 37 °C, Затем добавляют 0,2 мл раствора МТТ
и продолжают инкубацию в течение 60 мин. Раствор охлаждают
добавлением равного объема гипотонического раствора хлорида
п.тгрия, центрифугируют при 2000 об/мин в течение 10 мин, остав-
ляют» часть надосадочной жидкости (равной объему осажденных
эритроцитов), смесь перемешивают, каплю смеси наносят иа пред-
метное стекло и делают мазок. Препарат высушивают при ком-
п.| гиой температуре, окрашивают по Романовскому и просматрива-
ли в световой микроскоп при максимальном увеличении (40X90).
Интерпретация результатов: 1) отрицательная реак-
ция (норма) —гранулы формазана просматриваются во всех клет-
ки к в количестве 3—7 зерен; 2) выраженная недостаточность
Г ь-ФД в эритроцитах (+)— отсутствие гранул в 90% клеток;
И промежуточная степень активности Г-б-ФД в эритроцитах
I ‘ ) — гранулы формазана присутствуют в некоторых клетках в
(ичестве 1—7 зерен и отсутствуют в остальных.
Применение представленных методов в гематологических кли-
чи пах и при проведении массовых обследований без учета гемато-
ю'Чческих показателей часто приводит к ошибочным результатам
ак следствие, к неправильной постановке диагноза и интерпре-
1и полученных данных. Такне показатели, как величина гема-
»ита, процент ретикулоцитов в крови, цветовой показатель
•роцнтов, влияют на конечный результат качественного и колн-
венного методов при исследовании степени недостаточности
ФД. Дополнительные затруднения возникают вследствие гене-
'н-гской гетерогенности недостаточности фермента. При обследо-
•п пи лиц женского пола необходимо также принимать во внима-
"II' существование мозаичности эритроцитов в самой различной
и ichh проявления. Поэтому следует сопоставлять результаты ко-
HI-.-ственной оценки активности Г-б-ФД в гемолизате с гемато-
। ческими показателями крови.
I рафический способ определения уровней активности Г-б-ФД
родитов [9, 10]. В основу метода положено сопоставление ак-
‘сти Г-б-ФД, выраженной в МЕ/г НЬ, со степенью ретикуло-
>а и величиной цветового показателя эритроцитов. Этот ме-
юзволяет с большой точностью определять недостаточную ак-
*|ШШ)сть фермента среди лиц мужского и женского пола, а также
«^Ннь мозаичности эритроцитов у женщии-гетерозигот.
^Нод определения: 1) определяют активность Г-б-ФД в со-
ИКтвии с количественным методом исследования активности
1Имента в гемолизатах эритроцитов; 2) умножают величину ак-
ввппсти Г-б-ФД в эритроцитах, выраженную в МЕ/Hb при темпе-
>е 30 °C, на величину цветового показателя эритроцитов и по-
лное значение откладывают на оси ординат; 3) процентное
жание ретикулоцитов крови откладывают на осн абсцисс;
н» м находят точку пересечения этих двух величин в выбранной
125
Содержание ретихулоццтоб, %
соотношение а/а-ф-б и умножают
Рис. 26. Графический способ опреде
лени я уровней активности Г-6-ФД в
эритроцитах (объяснение в тексте).
системе координат и рассмат-
ривают расположение задан-
ной точки относительно пря-
мой линии и области распре-
деления нормы, которая вы-
ражает зависимость активно-
сти фермента от числа ретику-
лоцитов у лиц, не являю-
щихся носителями аномалии
(рис. 26); 5) проводят пря-
мую линию (параллельно оси
ординат) через заданную точ-
ку в плоскости и значение
уровня ретикулоцитов на о ч
абсцисс. Измеряют расстоя
ние отрезков а и б. Нахоз-и
и а 100%. Это позволяет оп| •
делить уровень активности фермента в процентах от нормы.
Интерпретация результатов. Расположение точки n.i
прямой нормальной активности фермента свидетельствует об ,,i
сутствин недостаточности Г-6-ФД эритроцитов (отрицательная
проба). Расположение точки вблизи оси абсцисс независимо от
процентного содержания ретикулоцитов крови свидетельствует а
резко выраженной недостаточности Г-6-ФД эритроцитов (положи-
тельная проба) ; при дефиците активности фермента уровень актив-
ности не превышает 10%. Расположение точки в плоскости между
этими двумя уровнями свидетельствует о промежуточной активно-^
сти фермента. 1
Гетерозиготам по недостаточности Г-6-ФД эритроцитов в вы<|
бранной системе координат, как правило, соответствуют точки!
лежащие между указанным нормальным уровнем и полным отсут-|
ствием активности фермента.
Прогноз, профилактика, лечение
Прогноз при острых гемолитических кризах с гемоглобинурией
определяется тремя факторами: I) массивностью гемолиза
2) функцией почек: 3) своевременностью и эффективностью лечс
ния. При благоприятном течении гемолитический криз заканчнвя
ется через 2—4 нед полным выздоровлением. Неблагоприятен про
гиоз в случаях, осложненных анурией н почечной недостаточно
стью; летальный исход от уремической комы наступает к коню
2-й недели, при молниеносной форме — в течение 1 —2 сут (от шок >
126
И острой аноксни). У части больных (заболевание протекает без
гемолитических кризов) отмечаются минимальные признаки хрони-
ческого гемолиза (перманентный гиперретикулоцитоз, легкая не-
кпиъюгированная гипербилирубинемия при нормальных показате-
лях красной крови.
Смертность, достигавшая высоких цифр по статистическим дан-
ным прежних лет, в настоящее время благодаря своевременной ди-
агностике и лечению значительно снизилась.
Профилактика гемолитического криза. Всем лицам, у которых
обнаружен дефицит Г-6-ФД, абсолютно противопоказан прием ле-
карственных препаратов, способных спровоцировать гемолитиче-
• кин криз (см. выше). Каждому больному, перенесшему острый
гемолитический крнз или страдающему хроническим гемолизом,
обусловленным недостаточностью Г-6-ФД, а также родственникам
нробанда и всем лицам, у которых при популяционных исследова-
ниях обнаружен дефицит Г-6-ФД, следует иметь специальную па-
мятку— список противопоказанных лекарств.
Аналогичный список должен быть у врача-диспансеризатора,
наблюдающего больного. Врачам, работающим в условиях эндеми-
ческого распространения недостаточности Г-6-ФД в эритроцитах,
• чедует соблюдать особую осторожность при выписке лекарств с
потенциально-гемолитическим действием. В случае сомнения следу-
« । направить пациента в ближайшую лабораторию, производящую
исследование крови на активность Г-6-ФД в эритроцитах.
Особые меры предосторожности должны соблюдать больные с
недостаточностью Г-6-ФД, у которых выявлен диабет, — строгое
• •блюдение днеты, своевременный прием антидиабетических
« редств. Следует избегать вирусных заболеваний и малярии (нс-
। почить пребывание в малярийной местности). Противопоказаны
и пщинации.
Лечение гемолитических состояний, обусловленных недостаточ-
ностью Г-6-ФД в эритроцитах. Патогенетического лечения недоста-
lo'i пости Г-6-ФД в эритроцитах не существует. Попытки [49] из-
i с пить метаболитный статус Г-6-ФД- дефицитных эритроцитов пу-
। < м их «нагрузки» полученной из дрожжей или из нормальных
рнтроцитов человека экзогенной Г-6-ФД, оказавшиеся успешными
п vitro (инкубация с ацетилфенилгидразииом нагруженных экзо-
иной Г-6-ФД эритроцитов обнаружила меньший процент сниже-
• ня GSH по сравнению с контрольными Г-6-ФД-дефицитными
рнтроцитами), на сегодня носят чисто экспериментальный харак-
1 Р-
Лечение острого гемолитического криза с гемоглобинурией
• пднтся к проведению неотложных мероприятий, направленных
купирование гемолиза, предотвращение и ликвидацию наиболее
жслых и опасных симптомов — рвоты, коллапса, анурии. При от-
1СТВИИ анурии в связи с развитием острой гемолитической ане-
•и показаны повторные переливания свежецитратной одногруп-
пй резус-совместимой крови (эритроцитарная масса) по 150—
'I мл, в особо тяжелых случаях по 300—500 мл (в общей слож-
127
кости до 1,5 л, максимум до 2—3 л). С целью выведения больной
из шокового состояния в острой фазе внутрисосудистого гемолиз
производят вливание высокомолекуляных (противошоковых) пла:
мозаменителей — полиглюкииа, декстрана, поливинилпнрролндон
до 1—2 л в день, при этом первые порции (250—500 мл) ввода
струйио, последующие — капельно. Показаны сердечно-сосудисть •
и противошоковые средства (кофеин, кордиамин, кортин, адрен;
лии), глюкокортикоидные препараты (прединзолои внутрь по 30-
60 мг в день, инъекции гидрокортизона по 100—200 мг). С цель-
предотвращения выпадения в почечных канальцах продуктов кр>
вяного распада при массивном внутрисосудистом гемолизе прои
водят внутривенные инфузии 5% раствора гидрокарбоната натрг-
или 10% раствора лактата натрия в течение всего периода гем
глобинурии в общей дозе 400—2500 мл. Одновременно дан
внутрь гидрокарбонат натрия по 2—4 г через каждые 4 ч. Дг
более быстрого освобождения плазмы от циркулирующего в и<
гемоглобина применяют осмотические диуретики. Наиболее эффе
тивио внутривенное введение 10% раствора маинитола нз расчег
1 г/кг массы тела или 30% раствора стерильной, лиофилизировав
ной мочевины, приготовленной extempore на 10% растворе глюко-?
зы, в дозе 1 г/кг. В течение всего периода гемоглобинурии вводят*
200—300 мл 30% раствора мочевины. Введенная внутривенно мо-
чевина, форсируя диурез, способствует более быстрому пассажу
мочи по канальцам, предупреждает реабсорбцию гемоглобина ка-
нальцевым эпителием и препятствует образованию из гемоглобино-
вого детрита внутриканальцевых цилиндров, вызывающих обтура-
цию нефрона. При безуспешности консервативной терапии и нар'
станни почечной недостаточности (азотемия) показана операц
гемодиализа с помощью аппарата «искусственная почка» в сос
ветствующих центрах (ЦНИИГПК и др.).
При легкой степени гемолиза — незначительном снижении пог
зателей красной крови, ретикулоцитозе, гипергемоглобинемии и i
пербилирубинемии без явлений коллапса и почечной недостач
иости—ограничиваются отменой лекарственного препарата и г
значением антиоксидантов — препаратов витамина Е ввидеэревш
(по 2 мл 2 раза в день). Применение ксилитола (изоцитрата) <
мостоятельио н в сочетании с рибофлавином, а также никотинов',
кислоты и препарата ЭДТА [39] не дало ожидаемого эффев
(16, 39].
Недостаточность Г-б-ФД в эритроцитах и донорство
В регионах с высокой частотой встречаемости недостаточное
Г-б-ФД в эритроцитах выявление среди доноров носителей анод
лии следует проводить в плановом порядке. Так, по данным труп ।
авторов \[20], исследовавших в Душанбе 100 доноров, сре
62 мужчин выявлено 3 носителя недостаточности Г-б-ФД, что -
ставляет 4,8%. Использование крови (эритроцитиая масса) от ни
сителей недостаточности Г-б-ФД может вызвать массивный распад
128
перелитых эритроцитов в двух случаях: 1) когда переливание де-
фицитных эритроцитов производится больным, сыворотка которых
обладает повышенным гемолитическим потенциалом (больные ауто-
илн изоиммунной гемолитической анемией); 2) когда реципиенты
принимают (или принимали) потенциально гемолитические средст-
и.|_ Особенно велика опасность введения эритроцитов с дефицитом
I G-ФД при обменных переливаниях крови, осуществляемых ново-
денным с гемолитической желтухой. Вне эндемических очагов,
• те не проводятся целенаправленные популяционные исследования
<1 дефицит Г-6-ФД в эритроцитах отдельных лиц встречается как
казуистика, указание на перенесенный донором или его родными
'гемолитический эпизод» диктует необходимость проведения у до-
нора и его семьи целенаправленных исследований активности
I' 6-ФД в эритроцитах. Исходя из всего изложенного переливание
* реши от донора с недостаточностью Г-6-ФД в эритроцитах следует
- читать нежелательным, а в случае необходимости обменного пере-
пивания крови новорожденному с врожденной гемолитической жел-
<ухой— абсолютно противопоказанным. Использование для транс-
фузий дефектных эритроцитов допустимо лишь в случае абсолют-
ной уверенности в неупотреблении донором и реципиентом лекарст-
венных нли других средств, которые могут вызвать гемолиз, а так-
lc при отсутствии у реципиента иммунной гемолитической анемии..
Дефицит активности пируваткиназы (ПК)
Анемия, обусловленная дефицитом активности пируваткиназы
(1 IK), впервые выделена в 1961 г. [61] из группы наследственных
'•сфероцитарных гемолитических анемий (тип 2 по Сельвину и
I »си). Большинство случаев дефицита ПК возникает вследствие
,'гации структурного геиа и обусловлено появлением мутантного'
‘рмента с аномальными физнко-химическими и кинетическими
Фактеристиками [66, 67].
Патогенез. Пусковым механизмом считается нарушение ка-
чизируемого пируваткиназой гликолитического процесса на этапе
разования пировиноградной кислоты из фосфоэнолпировииоград-
•п кислоты. Вместе с тем очевидно, что метаболические нарушения
11 К'Дефицитных эритроцитах более сложны, чем простое снижение
чцесса гликолиза и на почве недостаточности одного фермента в
иогоступенчатом пути Эмбдена-—Мейергофа. Несомненное зиаче-
| 'имеют обусловленные недостаточностью пируваткиназы вторич-
но изменения уровня метаболитных посредников. Наиболее важ-
«м метаболическим последствием недостаточности ПК является на-
пение скорости синтеза АТФ; поскольку эритроциты черпают
ю энергию для жизненных функций из АТФ, нарушение способ-
•• гн к генерации АТФ может играть решающую роль в патогенезе
олиза. Непосредственный механизм гемолиза, как полагают, мо-
г быть обусловлен нарушением АТФ-азного «насоса», что ведет
> л рушению К+, Ма^-электролитного баланса. В результате поте-
•и ионов калия наступает высушивание (так называемый дессик-
I 407
129
цитоз) ПК-дефицитных эритроцитов и ретикулоцитов с последую-
щей их деструкцией в селезенке.
Применение радиоизотопных исследований с 51Сг и 59Fe, данные
определения ОРЭ и метода кислотных эритрограмм позволили ус-
тановить существование двух популяций эритроцитов: коротко-
живущей, подвергающейся разрушению в самом костном мозге
или вскоре по выходе в циркуляцию (TiZa51Cr=3—8 дней),и более
длительно живущей (Ti/2—18—22 дня).
Как показано в опытах по блокированию производства АТФ
цианидом, выживание ПК-дефектных ретикулоцитов зависит от
активности митохондриального цикла трикарбоновых кислот. На
основе этих наблюдений [55] сделан вывод, что жизнеспособность
ПК-дефектных ретикулоцитов зависит от митохондриального окис-
лительного фосфорилирования, поддерживающего необходимый
уровень АТФ. В селезенке, где парциальное давлеиие к”слорода
снижено, окислительное фосфорилирование в ретикулоцитах на-
столько ингибировано, что наблюдается снижение уровня АТФ.
Недостаточный уровень АТФ ведет к потере катиона К* и дегидра-
тации ретикулоцитов, что сказывается на структурных и функцио-
нальных свойствах мембраны; она теряет свою эластичность, а это
в конечном итоге приводит к секвестрации и фагоцитозу ретикуло-
цитов селезеночными макрофагами. Последнее доказывается дан-
ными электронной микроскопии селезенок, удаленных у больных
с дефицитом ПК, а также исследованиями с использованием радио-
активной метки 51 Сг, показавшими наивысший индекс метки иад
селезенкой. Доказано существование корреляции между значения-
ми Ti/2 клеток, меченных 51 Сг, и активностью ПК в ретикулоцитах
и эритроцитах: короткоживущая популяция эритроцитов характе-
ризуется выраженной недостаточностью ПК; напротив, популяция
эритроцитов с почти нормальным значением Ti/a характеризуется
незначительным снижением уровня ПК.
Исследования [50, 65] также позволяют рассматривать повы-
шенную деструкцию ПК-дефицитных эритроцитов как следствие
нарушения их деформабельности в связи с возникающей недоста-
точностью АТФ.
Поступление в циркуляцию ПК-дефектных ретикулоцитов, спо-
собных компенсировать недостаточность АТФ за счет фосфорили-
рования в митохондриях, в известной мере поддерживает опреде-
ленный уровень коицентрацин гемоглобина в крови больных. Как
только утрачивается митохондриальное фосфорилирование в мо
лодых клетках, сохранившаяся в них резидуальная активность ПК
становится недостаточной и клетки подвергаются массовой де-
струкции в селезенке. Подверженность лнзису ПК-дефнцитны
эритроцитов, в том числе ретикулоцитов, доказано н наблюдениям
in vitro [39]. При изучении белковой липидной и углеводной crpyj
туры мембран ПК-дефицитных эритроцитов отклонений от норки
:ие обнаружено [44, 65]. Таким образом, биохимическая приро.ч
.дефекта мембраны эритроцитов требует дальнейшего изученн-'
Аномальная, мутантная природа фермента доказывается резуль
азо
Татами изучения его кинетических и электрофоретических особен-
ностей, а также его молекулярной стабильности [50, 60].
В большинстве случаев установлено, что заболевание наследу-
ется по аутосомно-рецессивному типу. Клинические проявления
ПК-недостаточности чаще наблюдаются у гомозигот или двойных
гстерозигот, унаследовавших дефицит ПК от обоих родителей: не-
достаточность ПК у последних незначительна и, как правило, не
тает клинических проявлений. Значительно реже отмечен аутосом-
но-доминантный тип наследования с клиническими проявлениями у
г стерозигот.
Клиника. Существует значительная гетерогенность в клини-
ческих проявлениях ПК-дефицитной анемии. Различают две основ-
ные клинические формы ПК-дефицитной гемолитической аиемии:
I) гемолитическая желтуха новорожденных, обусловленная недо-
< ^точностью ПК. Она встречается у гомозигот, может осложиить-
• I «ядериой» желтухой со смертельным исходом в течение 1-й неде-
н жизни. В случае выживания новорожденного развивается хро-
ническая гемолитическая анемия, обычно характеризующаяся хро-
ническим течением с частыми гемолитическими кризами. Отмечает-
< ч общая отсталость физического развития больных детей; 2) хро-
ническая несфероцитарная гемолитическая анемия. Протекает по
пну хронического внутри меточного гемолиза с увеличением се-
нченки и печени, постоянной неконъюгированной гипербилиру-
бинемией, уробилинурией. Нередко осложняется желчнокаменной
««плезнью, панкреатитом. Гемолитические кризы индуцированы ин-
н ркурреитными инфекциями, редко — лекарствами. Степень уве-
Н1ЧСНИЯ селезенки, отчасти и печени, зависит от масштабов совер-
шающегося в них распада клеток крови, определяемого путем
готрансфузии меченных 5,Сг эритроцитов, а также сканирующей
п'ктронной микроскопии [44]. Это подтверждается и данными
ц-ктронной микроскопии цитологических и гистологических препа-
гов удаленных у больных селезенок, выявляющей отчетливую
кпестрацию и фагоцитоз ретикулоцитов.
Картина крови характеризуется более или менее выраженной
кроцитарной анемией; ретикулоцитоз вариабельный; встречаются
нкилоциты, мишеневидные эритроциты, эхиноциты, акантоциты,
нтроцнты с фестончатыми краями, базофнльно-пунктированные
чтроциты. При электронной микроскопии в отдельных эритроци-
\ обнаруживаются спикулы и выраженная дисторция, осмотиче-
iw резистентность эритроцитов нормальная.
Костномозговое кроветворение характеризуется выраженной ги-
рплазией эритроидных клеток, нередко с признаками виутри-
пюмозгового лизиса эритробластов и эритроцитов (неэффек-
тный эритропоэз), повышенным содержанием ШИК-положитель-
• y эритробластов, эритрофагоцитозом, отложением гемосидерина.
Вне гемолитических кризов общее состояние больных, несмотря
выраженную анемию, удовлетворительное. Сравнительно хоро-
ч переносимость болезни объясняется адаптацией больиык к
<-му состоянию, и, возможно, компенсаторным повышением
уровня 2,3-ДФГ в эритроцитах, сопровождающимся улучшением
кислородно-транспортной функции клеток за счет сдвига вправо
кривой диссоциации гемоглобина с кислородом.
Диагноз недостаточности ПК ставят путем прямого определе-
ния активности ПК в гемолизате эритроцитов больного и у родных
пробаида, используя методику, рекомендованную Международным
комитетом по стандартизации в гематологии (МКСГ) [39]. При
этом гемолизат не должен содержать лейкоциты н тромбоциты,
в которых и у лиц с недостаточностью эритроцитарной ПК содер-
жится высокоактивная форма ПК. В ряде случаев активность ПК
в эритроцитах оказывается нормальной или даже несколько пони-
женной. Это объясняется тем, что в стандартной методике исполь-
зуются высокие концентрации субстратов АТФ, фосфоэиолпирува-
та и поэтому даже при высоких значениях Кт к ФЭП исследуемый
вариант ПК характеризуется нормальной активностью [39].
В этих случаях в соответствии с рекомендацией МКСГ, исследова-
ние активности эритроцитарной ПК следует провести с использо-
ванием высокой и низкой концентрации субстратов. Выявлению
недостаточности эритроцитарной ПК способствует также опреде-
ление ферментативными методами концентрации гликолитических
метаболитов и АТФ в эритроцитах [39].
Лечение. Патогенетического лечения ие существует. При нео-
натальной гемолитической желтухе жизненно показана обменная
гемотраисфузия. При частых гемолитических кризах показаны ре-
гулярные трансфузии эритроцитной массы. При хроническом тече-
нии болезни с выраженной спленомегалией возникают показания
к спленэктомии. Наилучшие результаты от спленэктомии получе-
ны в случаях, протекающих с преимущественной секвестрацией
эритроцитов в селезенке (определяемой при помощи исследования
с меченными 5,Сг эритроцитами).
Повышение выживаемости молодых эритроцитов в крови боль-
ных с дифицитом ПК, перенесших спленэктомию, обусловливает
постоянный гиперретикулоцитоз (до 40—70%); встречаются эхнио-
циты, отдельные мишеневидные клетки, нормобласты.
Дефицит активности пиримидин З'-нуклеотидазы (П5'-Н)
Одной из причин наследственной несфероцитарной гемолитшн*
ской анемии может быть недостаточность эритроцитарной П5'-П
Установлено, что физиологической функцией П5'-Н являете-
деградация рибонуклеиновой кислоты (РНК) в вызревающих реп*
кулоцитах. При недостаточности П5'-Н эта функция нарушаете
в результате наступает агрегация РНК, которая выявляется в ви
базофильной пунктации эритроцитов. По данным ряда автор*
[66, 67], в П5'-Н-дефицитиых эритроцитах в 3—4 раза (по сравг
нию с кормой) увеличено содержание нуклеотидов, причем 80
из них составляют пиримидиновые основания (у здоровых люд-
97% пиримидиновых оснований составляют адениловые иуклеочи
ды). Повышенное содержание нуклеотидов в П5'-Н-дефицита»
Эритроцитах приводит к тому, что ультрафиолетовый спектр экст-
ракта депротеинизированных эритроцитов (или цельной кровн)
Характеризуется сдвигом максимума поглощения до 266—-270 нм
.(при норме 256—257). Данный тест может быть использован в
Качестве диагностического для выявления дефицита эритроцитар-
ной П5'-Н.
Лизис эритроцитов при дефиците П5'-Н может быть следствием
ингибирующего воздействия пиримидиновых нуклеотидов на АДФ/
ЛТФ-зависимые ферменты. Основной же причиной гемолиза явля-
ется агрегация РНК в молодых клетках, ведущая к снижению
»л неточности мембраны эритроцитов. Дефицит активности П5'-Н
"ритроцитов наследуется по аутосомно-рецессивному типу.
Заболевание протекает, как хроническая несфероцитариая ге-
молитическая анемия; характерной особенностью картины крови
шляется базофильная иуиктация эритроцитов, напоминающая
। псовую при острой свинцовой интоксикации. По мнению исследо-
ччгелей [39], свинец оказывает ингибирующее влияние иа актив-
ность фермента П5'-Н; анемия (с базофильной пуиктацией эритро-
питов) при свинцовой интоксикации может рассматриваться как
приобретенная форма недостаточности П5'-Н эритроцитов.
Недостаточность глюкозофосфатизомеразы (ГФИ)
Недостаточность Г ФИ является одной из причин иаследствен-
<| )й несфероцитарной гемолитической анемии.
Фермент ГФИ катализирует этап превращения Г-6-Ф в Ф-6-Ф.
При недостаточности ГФИ в эритроцитах повышается уровень
I (i-Ф и, следовательно, увеличивается соотношение Г-6-Ф/Ф-6-Ф.
11 л рушение активности ГФИ, по данным ряда авторов .{39, 66],
условлено термолабильностью и уменьшением сродства фермеи-
Гк субстрату. Полагают, что в условиях in vivo дефицит ГФИ
к-i к нарушению утилизации глюкозы по пентозофосфатному
hi У большинства больных отмечается снижение уровня восста-
... глутатиона в эритроцитах. Уровень АТФ нормален или
и ргнио повышен за счет высокого ретикулоцитоза.
Недостаточность ГФИ наследуется по аутосомио-рецессивному
и \ У гетерозигот с незначительным снижением активности ГФИ
11 60% от нормы) клинических проявлений не наблюдается.
1ИМОЗИГОТ, особенно в детском возрасте, с уровнем активности
Ж до 10% от нормы наблюдается картина тяжелой гемолитиче-
п анемии без каких-либо особых морфологических изменений
• ч-щитов, но с резким сокращением срока их пребывания в цир-
•чч'ющей крови. Диагноз дефицита ГФИ ставят на основании
, н-леиия активности фермента и измерения концентраций
и н Ф-6-Ф (их соотношения) в эритроцитах. Дефицит ГФИ в
•••i плате определяется количественным спектрофотометр иче-
• । методом и методом флуоресцирующих пятеи.
Попытки увеличить продолжительность срока пребывания эрит-
! iihtuu с дефицитом активности ГФИ путем стимулирования пен-
59. Rapoport S. М.» Mutter M. Catalase and glutathion peroxidase. — In: Cellular
and molecular biology of erythrocyteJEd. S. M. Rapoport, S. Minakaml. — Lon-
don, 1974, p. 167—184.
60. Siniscalo AL, Bernini L., Latte B. et at. Favlsm and thalassemia in Sardinia and
their relationship to malaria. — Nature (London), 1961 vol 190 p 1179—
1181. . л -
61- Tzanev D., Schultz Jr., Jacobasch G. et at Identizierung von Pyruvatkinase
Varianten roter Blutzellen mittels Trypslniezung und Electrophorese. —Acta
biol. med. germ., 1980, Bd. 39, S. 745—761.
62. Valentine W. H.. Tanaka K. R., Miwa S. Specific erythrocyte glycolytic enzyme
defect (pyruvate kinase) in three subjects with congenital non spherocytic ane-
mia. — Trans. Ass. Amer. Phycns., 1978, vol. 74, p. 100—110.
63. (WHO) ВОЗ. Научная группа. Стандартизация методов исследования глю-
козо-6-фосфатдегвдрогеназы эритроцитов.: Перевод с английского. — Серия
технических докладов № 336, Женева, 1968.'—48 с.
<14. Yoshida A. Hemolytic anemia and G-6-PD deficiency. — Science, 1973 vol 174,
p. 532—539.
66. Yoshida A. G-6-PD abnormality and hemolysis. — Acta blol. med. germ., 1977.
Bd 36, S. 689—693.
ft(>. Zanella A., Brovelli A., Mantovanl A. el al. Membrane abnormalities of pyru-
vate kinase deficient red cells.— Brit. J. Haematol., 1979, vol 42 N 1 p 101—
108.
Глава 7
ВАЖНЕЙШИЕ НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ГЕМОГЛОБИНОПАТИИ
ВВЕДЕНИЕ
Гемоглобинопатиями называют наследственно обусловленные
рюмалии синтеза гемоглобинов человека. Их развитие зависит
[ибо от изменений в структуре молекулы НЬ, либо от нарушений
скорости синтеза полипептидных цепей глобииа с неизмененной
гервичиой структурой (последнее характерно для талассемий).
I последнее время выделяют так называемые приобретенные ге-
Ьоглобинопатии при различных гематологических заболеваниях,
ихарном диабете и ряде других состояний. Они характеризуются
оиышеииым содержанием малых фракций НЬ или увеличенным
[бразоваиием минорных компоиеитов НЬ А в результате посттранс*
Ьциоиной модификации глобиновых цепей.
Г Характер наследования гемоглобинопатий— аутосомно-кодо-
Ппаитиый — в соответствии с законами Менделя. Вследствие мио-
Сствеииости глобиновых аллелей существуют лица, кроме про-
пх гетерозигот и гомозигот, унаследовавшие разные аномальные
«•аллельные гены (иапример, SC, SD и т. д.), и лица, унасле-
Ввавшие два аномальных неаллельных гена (например, HbS/a-
лассемия и др.), — двойные гетерозиготы.
К Клинические проявления наследственных гемоглобинопатий
«ъма вариабельны — от бессимптомных форм до тяжелых, харак-
Ишзующихся синдромами хронической гемолитической анемии,
^штроцитозом или цианозом. Гомозиготные формы некоторых ге-
Иглобннопатий, в частности гемоглобииоз SS и гомозиготная
^Ввлассемия, представляют большую угрозу для жизни детей. Не-
^Горые нестабильные НЬ даже при гетерозиготном носительстве
могут являться причиной тяжелого малокровия. В то же время
наличие таких аномальных гемоглобинов, как С, D и Е, в гомози-
готном состоянии характеризуется лишь легкой формой гемолити-
ческой аиемин.
По современным представлениям наследственно обусловленная
гетерогенность гемоглобинов н появление аномалий могут быть
результатом генных мутаций, приводящих к: 1) уменьшению ско
роста синтеза некоторых яюлипептидиых цепей; 2) замене одной
аминокислоты на другую; 3) делеции отдельных аминокислот ил!
коротких аминокислотных фрагментов; 4) образованию гибридных
цепей (Hb Lepore и др.); 5) элоигапии полипептидных цепей
(HbCS и Др.).
Современная клиническая классификация гемоглобинопатий
является интегральной, т. е. для установления диагноза использу-
ются ие только клинические данные, ио и данные специальных био-
химических и генеалогических исследований.
КЛИНИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННЫХ
ГЕМОГЛОБИНОПАТИЙ
I. Гемоглобинопатии, обусловленные аномалией первичной структу-
ры молекулы гемоглобина («качественные» или структурные
гемоглобинопатии).
1. Серповидно-клеточная болезнь (S-гемоглобинопатия), обус-
ловленная уникальными физико-химическими свойствами Hb S;
оиа имеет несколько вариантов (гемоглобинозы: S-талассемия,
SC, SD, SE, SO Араб и др.).
2. Гомозиготные гемоглобинопатии (СС, ЕЕ, DD), характе-
ризующиеся доброкачественным течением.
3. Гемоглобинопатии, при которых аномалии молекулы ведут
к повышенному метгемоглобинообразоваиию и нарушению способ-
ности эритроцитов переносить кислород (М-гемоглобинопатии).
4. Гемоглобинопатии, приводящие к изменению (повышению или
снижению) сродства гемоглобина к кислороду.
5. Гемоглобинопатии, обусловленные наличием нестабильных
гемоглобинов и характеризующиеся наличием иесфероцитариой
гемолитической анемии с тельцами Гейнца в эритроцитах.
6. Lepore-гемоглобииопатия, возникающая вследствие слияния
частей б- и p-цепей и клинически напоминающая р-талассемию.
7. Гемоглобинопатия Constant Spring, характеризующаяся
удлинением a-цепи вследствие мутации терминирующего кодона и
клинически напоминающая а-талассемию.
8. Бессимптомные гемоглобинопатии (HbG, Дагестан и др.).
II. Гемоглобинопатии, вызванные нарушением синтеза полипептид-
ных цепей, входящих в состав нормальных гемоглобинов («ко-
личественные» гемоглобинопатии или талассемии).
1. Снижение синтеза a-цепей: а-талассемии.
2. Снижение синтеза р- и б-цепей: р-талассемии, бр-талассемии.
3. Сходный с талассемией клинически доброкачественный сиид-
ром— бессимптомное наследственное персистирование фетального
гемоглобина (т. е. генетически обусловленное повышение содержа-
ния Hb F у взрослых).
III. Гемоглобинопатии, обусловленные двойными гетерозиготными
состояниями у компаундов (например, по одному из генов
талассемии и гену «качественной» гемоглобинопатии или же
комбинация различных талассемических геиов).
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАБОРАТОРНЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ
И ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ПРИ ГЕМОГЛОБИНОПАТИЯХ
Основную роль в диагностике данной патологии играют био-
химические и гематологические методы в сочетании с семейно-ге-
нетическими исследованиями, что особенно важно при наличии
стертых, бессимптомных форм, а также -при атипичном течении бо-
лезни. Лабораторные методы важны для дифференцирования от-
дельных видов гемоглобинопатий, а также гомозиготных и гетеро-
зиготных состояний.
В клинической практике и при популяционно-генетическом об-
следовании для диагностики гемоглобинопатий применяют комп-
лекс гематологических и биохимических исследований.
5 1. Определение концентрации НЬ в крови, числа эритроцитов
(и ретикулоцитов, гематокритной величины.
2. Вычисление количественных эритроцитарных индексов.
3. Определение осмотической резистентности эритроцитов.
4. Изучение морфологии эритроцитов в мазке периферической
крови.
[ 5. Выявление телец Гейнца и других включений при суправи-
тальной окраске эритроцитов окислительно-восстановительными
[красками.
6. Проба на серповидиость с 2% раствором метабисульфита.
7. Тест на растворимость гемоглобинов.
8. Определение уровня Hb F биохимическим методом.
9. Электрофорез гемоглобинов с последующим количественным
определением гемоглобиновых фракций.
10. Проба и а нестабильность гемолизата.
11. Определение активности фермента Г-6-ФД (для исключения
ферментопатии).
Молекулярная диагностика аномальных форм НЬ представляет
собой по существу исследование первичной структуры изучаемого
НЬ и установление характера и локализапин аминокислотной за-
мены (см. главу 5).
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОГРАФИЧЕСКОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ
ГЕМОГЛОБИНОПАТИЙ
Распространение важнейших аномальных НЬ и талассемий ог-
раничено Южной Европой (побережье Средиземного моря), Афри-
кой и Азией. Они не обнаружены у коренного населения Америки и
139
Австралии. Наибольшее распространение наблюдается в тропиче-
ской и несколько меньше — в субтропической зоне (между 45° с. д.
и 30° ю. ш.). При этом играют роль такие факторы, как принад-
лежность к определенным расовым и этническим группам, родство
племен, социальные условия и обычаи, частота межплеменных
браков и браков между кровными родственниками, миграция насе-
ления, степень заболеваемости тропической малярией.
Широкое распространение некоторых аномальных НЬ в обла-
сти малярийного пояса навело на мысль о возможных преимущест-
вах носительства этих НЬ, в частности HbS, в борьбе организма
против возбудителей болезни. Как известно, тропическая малярия
поражает в первую очередь неиммуиных индивидуумов, т. е. детей
младшего возраста. м
В 19-54 г. А. С. Allison разработал теорию о защитном действ)
HbS против тропической малярии, вызываемой Plasmodium fab
parum, нашедшую подтверждение в более поздиих работах (с
главу 8). Таким образом, эти мутации рассматриваются как |
зультаты геиио-иммуииой адаптации к действию такого мощно
селективного фактора, как малярия. |
В 1949 г. L. Haldane выдвинул гипотезу о возможных преим;
ществах гетерозигот по талассемии, которые в меньшей степени
страдают от тропической малярии, чем лица с нормальным НЬ.
Однако недавно проведены исследования, показывающие, что рас-
пространение талассемий не ограничивается только границами ма-
лярийного пояса.
Кроме того, носители генов талассемии могут быть резистев
иы к другим видам малярийных плазмодиев.
За последние 30 лет накопился огромный объем информац
по изучению распространения гемоглобинопатий в различных I
пуляциях земного шара [33, 30, 32]. В среднем около 3% иасе<!
ния земного шара — гетерозиготы по одной из аномалий синтез
НЬ. Гемоглобинопатии довольно широко распространены иа зем-
ном шаре, особенно в тропических и субтропических зонах, в Со-
ветском Союзе — в республиках Средней Азии и Закавказья. К на-
стоящему времени имеются данные о наличии генов некоторых
аномальных НЬ и талассемий сред® коренных жителей средней по-
лосы Советского Союза. Всего иа земиом шаре свыше 100 млн. но-
сителей аномальных глобиновых генов. Следует отметить, что ген-
ные частоты этих аномалий очень высоки в некоторых больших
популяциях определенных географических регионов мира. В основ-
ном поражены 3 популяции: 1) африканцы, живущие в Африке к
югу от Сахары (между пустыней Сахара и рекой Замбези); 2) сме-
шанная популяция, населяющая восточную часть Средиземного'
моря н прилегающие страны Ближнего и Среднего Востока;
3) смешанная популяция субкоитииеита Индии и Юго-Восточной
Азии.
Африканская популяция характеризуется высокой частотой но-
сительства Hb S, широко распространенного во многих странах
Африки. Здесь проживает более 40 млн. носителей Hb S'. Эта аио-
140
1малия в пределах одной страны может наблюдаться у одних
I этнических групп и отсут-твовать (или встречаться с низкой часто-
той) у других, живущих рядом в таких же условиях. В качестве
[примера можно привести Уганду, где частота выявления HbS в
гетерозиготном состоянии является низкой у хамитов (2,9%) и
очень высокой у пигмоидов (46%). У южных ннлотов HbS встре-
чается с частотой 26%, а у северных серповидной аномалии эрит-
роцитов не обнаружено. Средн американских негров — потомков
рабов, в свое время вывезенных с западного побережья Африки в
Америку, также отмечается различная частота распространения
HbS, она, как правило, выше в тех странах, где еще свирепствует
тропическая малярия. Так, например, если среди негров США она
составляет в среднем 9%, иа Кубе — 3%, то в Суринаме (Южная
Америка) при наличии тропической малярии она колеблется в
предел ах 10,4—21,6 %.
В африканской популяции НЬС является вторым по значимо-
сти аномальным НЬ, который распространен локально в некоторых
странах Западной Африки с эпицентром иа севере Гаиы, где часто-
та его носительства в гетерозиготном состоянии доходит до 20%.
Среди американских иегров она составляет 0—3%, а на Кубе —
0,6%. В африканской же популяции отмечены гены а- и 0-талассе-
мии и негритянский тип НПФГ.
Популяции, проживающие в бассейне Средиземного моря, от-
личаются высокой частотой распространения р°- и р+-талассемиче-
ских генов, а в некоторых районах и повышенной частотой распро-
странения Hb S. На острове Сардиния в ряде селений частота ге-
терозиготного носительства р-талассемии составляет свыше 30%,
на острове Сицилия, юге Италии и долине реки По (округ Фер-
рара)— свыше 15%, причем в округе Феррара преобладает р°-та-
лассемия. В Италии, кроме того, спорадически встречаются 60-та-
лассемия, Hb Lepore и HbS. A. Baserga, С. Menini (1978)
отмечают резко повышенную потребность в крови населения этого
округа в связи с относительно низким процентом доиороспособно-
го населения и большим числом больных тяжелой 0-талассемией,
нуждающихся в постоянных гемотраисфузяях. На ежемесячном
трансфузионном обеспечении местного банка крови находится
400 больных анемией Кули, не считая многочисленных гетерозигот
с анемическим синдромом.
Примерно такая же ситуация отмечается в некоторых районах
Греции, где, кроме того, встречаются повышенные (до 30%) час-
тоты HbS, греческий тип НПФГ, а- и бр-талассемия.
Популяции Индии и Юго-Восточной Азии состоят из многих
этнических групп. НЬЕ особенно распространен в Шри-Ланке,
в Северо-Восточной Индии, Таиланде, Кампучии, Лаосе, Вьетнаме,
Индонезии и других странах.
HbD Пенджаб встречается в Северо-Западной Индии, где его
нередко обнаруживают у сикхов Пенджаба (3%) и среди населе-
ния штата Гуджерати (1%). Таким образом, число носителей этой
разновидности Hb D в Индии может достигать нескольких миллио-
на
нов человек. В некоторых племенах Центральной Индии встреча-
ются повышенные частоты HbS. Различные формы а-талассемиЕ|
(включая носительство Hb Constant Spring) наблюдаются главны^
образом в Южном Китае, Таиланде и соседних странах. 1
Одной из стран с наиболее высокой частотой распространения
аномалий глобина и талассемических синдромов является Таиланд.
Согласно данным Р. Wasi (1980), а-талассемия встречается у 20—
30% местного населения, р-талассемия— у 3—9%, НЬЕ — у 52%
и Hb Constant Spring — у 4%. Аномальные гены в различных со-
четаниях приводят к возникновению свыше 60 различных талассе-
мических синдромов.
Ниже представлены сводные данные F. В. Livingstone о частоте
носительства одной из наиболее распространенной из гемоглобино-
патий— гетерозиготной р-талассемии в некоторых популяциях зем-
ного шара.
Азия:
Америка:
Африка:
Европа;
Океания:
Страна
Афганистан
Бирма
Вьетнам (Южный)
Израиль
Индия
Индонезия
Кампучия
Китай (Южный)
Малайзия
Сирия
Таиланд
Турция
Филиппины
Бразилия
Венесуэла
Г внаиа
Каиада
Коста-Рика
Колумбия
Куба
Мексика
США (негры)
Ямайка
Алжир
Камерун
Кения
Конго
Либерия
Судан
Г реция
Испания
Италия
Кипр (греки)
Мальта
Португалия
Югославия
Австралия
Новая Гвинея
Новая Зеландия
Частота (1-талассемии (%)
0,8
4,7
2,9-3,9
2,7—20,0
0—16,9
Спорадические случаи
0,3—7,0
Спорадические случаи
12,0
5,5—30,7
0,8—1,7
1,2
1,1
4,9
4,3
0—10,6
0—0,9
2,3
0,7
4,8—8,8
0,1—2,0
6,4
3,0—12,4
0—2,0
3,0
0—2,8
9,0
0—40,0
6,0—20,0
0—3,4
0,2—38,0
17,3—20,0
1,0—5,6
0,6
0—23,8
Спорадические случаи
1,4
Спорадические случаи
142
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГЕМОГЛОБИНОПАТИЙ В СССР
Анализ данных по распространению гемоглобинопатий в СССР
показал, что некоторые аномальные гемоглобины и талассемиче-
ские синдромы играют большую роль среди гематологических за-
болеваний в Среднеазиатском и Закавказском регионах. Особенно
часто гетерозиготное носительство гемоглобинопатий (прежде все-
го талассемий) обнаруживается в некоторых популяциях изолятов
Таджикистана и Узбекистана, характеризующихся высокой сте*
пенью иибредиига и эндогамии.
Талассемии
Из Закавказских республик р-талассемии выявляются у 12%
населения некоторых районов Грузии [16], в Агдашском (—10%)»
Куткашеиском (—9%) районах Азербайджана [18], среди некото-
рых этнотерриториальных групп Дагестана [25]. В Средней Азии
наиболее часто р-талассемия обнаруживалась в некоторых узбек-
ских популяциях изолятов Таджикистана —27%, таджикских по-
пуляциях изолятов Узбекистана—15% [3]. Сравнительно недавно
найдены очаги р-талассемии в Молдавии. Спорадические гетеро-
зиготные формы выявляются и у русских. Естественно, данные ав-
торов варьировали в зависимости от популяционного статуса ис-
следуемого иаселеиия.
При обследовании 30 тыс. человек по принципу выборочиости
частота р-талассемии по всем республикам Средней Азии и Закав-
казья оказалась равной —4% (максимальная — 9—10% — в Азер-
байджанской ССР, минимальная—1,2% — в Туркменской ССР).
В Таджикистане частота гетерозиготного состояния по р-талассе-
мии была в среднем равна 5%, в Узбекистане, Грузии и Армении
около 3%. Выявлено несколько случаев гетерозиготной бр-талассе-
мии, в Туркмении — наследственного персистирования фетальиого
гемоглобина (НПФГ). Эта форма по ряду признаков близка к
талассемическим синдромам. При выполнении программы исследо-
ваний в некоторых районах Азербайджанской ССР наряду с р-та-
лассемией был обнаружен гемоглобинов S (у 3% обследованных),
а в Таджикской и Узбекской ССР выявлено носительство аномаль-
ных гемоглобинов D Пенджаб и Е. Частота этих гемоглобинозов
составила 0—0,5%.
Некоторые исследователи придают определенное значение ма-
лярии как фактору селекции гетерозигот *по р-талассемии. В Гру-
зии наблюдалась определенная корреляция между генной частотой
р-талассемни и эндемичиостью по малярии в зонах обследования
<|15]. Одиако фактически оценить эпидемиологическую подвержен-
ность достаточно сложно, поэтому считать этот вопрос окончатель-
но решенным нельзя. Возможно, при использовании в качестве
оценки подверженности жителей района заболеваемостью маляри-
ей такого критерия, как высота иад уровнем моря (иа примере
Узбекской ССР), такая корреляция ие выявлена (например, в ги-
ИЗ
пермаляриогенной в прошлом Каракалпакии p-тдлассемия отсут-
ствовала).
В настоящее время выявить селективные преимущества гетеро-
зигот по р-талассемии или нормальных гомозигот, по-видимому,
весьма трудно, однако анализ жизнеспособности потомства у ро-
дителей, один из которых гетерозиготен по р-талассемии, показал,
что смертность детей от таких браков выше, чем у супружеских
пар той же этнической группы, но без талассемии ’.[20]. Авторы
считают, что среди детей-иосителей «вклад» гена талассемии в
смертность составляет 5—6%. К аналогичному выводу пришла и
С. X. Хакимова (1976), отметившая неблагоприятное влияние но-
сительства гена р-талассемии (даже у гетерозигот) иа течение бе-
ременности и родов.
Довольно подробно описаны различные генетические варианты
талассемических синдромов, обнаруженных иа территории СССР.
Клинические признаки и лабораторные показатели в основном
совпадают с описанными в литературе. Кроме известных р°- н
р+-бносинтетических типов талассемий, обнаружены более «мяг-
кие» талассемические дефекты. Изучая серповидно-клеточную та-
лассемию в Дагестане, С. В. Колодей (1979) обнаружила такой ва-
риант заболевания, при котором имелись почти эквивалентные
количества Hb S и НЬ А (49 и 43% соответственно) наряду с по-
вышенным содержанием НЬА2 (~5%), причем один из родителей
был гетерозиготен по HbS, а другой имел характерные черты
р-талассемии. В республиках Средней Азии (Таджикской и Узбек-
ской) преобладает р°-талассемия (соотношение р°-талассемии/р+
талассемии равно 3:1). Найдены немногочисленные случаи бр-та-
лассемии и НПФГ. Таким образом, налицо широкая гетероген-
ность синдромов р-талассемии в Советском Союзе. Случаи гемо-
глобинопатии Н зарегистрированы у азербайджанцев, армян, гру-
зни, дагестанских этнических групп таджиков, узбеков и рус-
ских, что доказывает наличие <х-талассемии иа территории
СССР.
Основную группу выявленных носителей генов а-талассемии
составляют больные гемоглобинопатией Н и их родственники. Кли-
нико-гематологические признаки закономерности наследования
а-талассемии, выявленной на территории СССР, схожи с таковы-
ми в других популяциях (Юго-Восточная Азия, Средиземно-
морье) .
В некоторых районах с высокими генными частотами талассе-
мии и какого-либо аномального гемоглобина обнаруживаются двой-
ные гетерозиготные состояния. В Дагестане и Азербайджане опи-
сана серповидно-клеточная талассемия [13, 1] в различных био-
химических и клинических вариантах. В Узбекской ССР найдена
HbD Пенджаб/р-талассемия, протекающая по типу анемии Кули
[19], свидетельствующая либо о наличии дополнительных, ие свя-,
заниых с НЬ анемизирующих факторов, либо об особой талассе!
мической мутации, дающей выраженные фенотипические проявле-1
ния. В республиках Средней Азии встречаются сочетания НЬЕ d
144
а- и р-талассемией [14]. Там же выявлен случай а/6р-талассемии
[14], характеризовавшийся приблизительно равными количествами
Hb Н и Hb Bart’s.
Изучение геногеографии гемоглобинопатий в СССР показало
значительную роль в их распространении таких факторов; как этни-
ческий, социальные условия и обычаи, инбридинг и эндогамия,
степень заболеваемости малярией в прошлом. А. Ю. Асановым
(1979) в Узбекистане было показано, что в частотах генов р-талас-
семии между отдельными популяциями, находящимися в одинако-
вых экологических условиях, имеются различия, обусловленные ге-
нетико-автоматическими процессами. В основе этих процессов ле-
жат малые размеры изучаемых популяций и их «подразделен-
иость», что обусловлено географическими, родовыми и брачными
барьерами.
Гемоглобиноз S (рб Глу—*-.Вал)
Серповидио-клеточиая анемия и ее варианты описаны в Азер-
байджанской, Грузинской ССР и на юге Дагестанской АССР
[16, 13, 18, 23]. По данным азербайджанских исследователей [18],
частота признака серповидно-клеточности в гетерозиготном состоя-
нии составила в Куткашенском районе 3,2%, в Варташенском рай-
оне 1,9%, в Агдашском—1,6%, а в Кедабекском районе геи HbS
ие выявлен. Клиническое течение серповидно-клеточной болезни
и ее вариантов — S-p-талассемии и гемоглобинопатии SD по имею-
щимся данным не отличается от описанного в литературе. Как
установлено С. В. Колодей (1979), фенотипические проявления за-
болевания зависели от генотипа: наиболее выраженные случаи от-
носились к сочетаниям Hb S с р°-талассемией, средняя степень
репрессивности отмечалась при сочетании гемоглобинозa S с р+-
1 алассемией. Компаунды с НЬ/р++-талассемией — практически здо-
ровые люди, мало отличающиеся от простых гетерозиготных носн-
юлей Hb AS.
Гемоглобиноз D Пенджаб (р121 Глу—Нин)
Аномальные гемоглобины с электрофоретической подвижностью
нша D были обнаружены с частотой, не превышающей доли про-
цента, среди узбеков, таджиков [3], азербайджанцев и иогайцев
[25]. Согласно данным Е. К. Гинтера и Р. Ф. Гарькавцевой (1978),
и Таджикской и Узбекской ССР зарегистрировано 44 случая носи-
нльства гемоглобина типа Г>. Молекулярная диагностика ряда
• чучаев выявленных в узбекской, таджикской и ногайской популя-
циях, позволила идентифицировать HbD Пенджаб ₽121 Глу-эТли
129, 40]. Этот же гемоглобин был идентифицирован ранее у донора
русской национальности [21].
Встречающееся наиболее часто простое гетерозиготное носи-
и’льство HbD Пенджаб является бессимптомным состоянием. Ря-
111-407
145
Дом авторов описаны компаунды по Hb D и р-талассемии с различ-
ной тяжестью клинического течения анемии, зависящей, вероятно,,
от сочетания с различными талассемическими генами (В°, 0+ или
₽++).
Гемоглобиноз Е (026 Глу—>Лиз)
Варианты гемоглобина с электрофоретической подвижностью-
НЬЕ обнаружены в азербайджанской, таджикской и узбекской1
популяциях. Е. К- Гинтер и Р. Ф. Гарькавцева (1978) описали
50 случаев носительства гемоглобина типа Е в Узбекской и Тад-
жикской ССР, причем в 8 случаях — в сочетании с 0-талассемией.
Ю. Н. Токарев и соавт. (1976) обнаружили несколько случае»
сочетания носительства гемоглобина типа Е с а-талассемией. Мо-
лекулярная диагностика четырех случаев, выявленных в Таджик-
ской ССР, привела к идентификации аномального НЬЕ [31, 21].
Носительство других аномальных гемоглобинов иа территории
СССР зарегистрировано лишь в единичных случаях.
Гемоглобиноз О Араб (§121 Глу-»-Лиз) в сочетании с 0-талас-
семией был обнаружен у болгарина, жителя г. Одессы [2]. Следу-
ет заметить, что наивысшая в мире частота носительства НЬ О Араб
отмечается в Болгарии.
Hb М Saskatoon (063 Гис->-Тир) найден у трех членов одной
польской семьи, живущей в Вильнюсе [7, 26]. Клиническое про-
явление— обычное для гемоглобинопатий М —выраженный циа-
ноз видимых слизистых оболочек н кожных покровов у всех этих
больных.
НЬ Тасома (030 Арг->Сер), нестабильный вариант, обнаружен
у двух членов одной семьи, русских, проживающих в Москве
[27, 10]. Клинические проявления гетерозиготного носительства
этого варианта были незначительны.
Hb Hasharon (сх47 Асл->Гис), слегка нестабильный гемоглобиг
обнаружен у 48-летнего мужчины еврейской национальности, пре
живающего в Уфе [12]. Клинические проявления заболевания, в<
роятиее всего, были связаны с тяжелой артериальной гипертоний
наблюдавшейся у больного. Согласно данным литературы просто
гетерозиготное носительство Hb Hasharon протекает практическ
бессимптомно.
Hb Southampton-Casper (0106 Лей-хПро) —нестабильный гемо-
глобин— обнаружен у русской девушки 16 лет, жительницы Моск-
вы [6]. Клинические проявления носительства — тяжелая гемоли-1
тическая анемия, спленомегалия и др. — характерны для некоторых
гемоглобинопатий с наличием нестабильного гемоглобина.
НЬ Волга (027 Ала->Асп), нестабильный вариант, обнаружен у
русского юноши 17 лет, жителя Куйбышевской области [7, 11].
Клинические проявления—тяжелая гемолитическая анемия, жел-|
тушиость кожных покровов и ряд признаков, обусловленных носи-
тельством нестабильного гемоглобина.
НЬ Москва (024 Гли->Асп) — нестабильный гемоглобин — обна-
ружен у трех членов одной семьи, русских, проживающих в Моск-
не [8, 9]. Простое гетерозиготное носительство этого варианта не
сопровождается клиническими проявлениями, одиако в сочетании
с другими заболеваниями может приводить к легкой гемолитиче-
ской анемии.
НЬ Дагестан (а60 Лиз^Глу) — аномальный гемоглобин [24],
обнаруженный при обследовании жителей Табасаранского района
в Дагестане. Носители этого аномального гемоглобина (члены
грех семей) имели нормальные гематологические показатели, ка-
ких-либо клинических проявлений у носителей НЬ Дагестан обна-
ружено не было.
НЬ Можайск (092 Гис-> Apr)—аномальный гемоглобин, обна-
руженный у мальчика русской национальности, проживающего в
Московской области. Клиническое проявление гемоглобинопатии —
врожденная гемолитическая анемия средней тяжести с тельцами
Гейнца (в эритроцитах).— характерно для наличия нестабильного
гемоглобина. Молекулярная диагностика и изучение некоторых
свойств позволили заключить, что НЬ Можайск нестабилен, теря-
ет 2 группы гема иа тетрамер in vitro н имеет повышенное сродство
к кислороду.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абдуллаев Г. М., Рустамов Р. III., Гаибов Н. Т. и др. Гемоглобин S/0-талас-
семия. —В кн.: Тезисы 4-го Всесоюзен, съезда гематологов и трансфузиологов.
Тезисы докл. Баку, 1979, с. 71—74.
2. Адамовская И. И., Идельсон Л. И., Мат руган С. и др. Гемоглобин О Араб-0-
талассемия у болгарина, жителя Одессы. —♦•Проба, гематол., 1978, № 11,
с. 51—153.
3- Гарькавцева Р. Ф., Мусницкая Е. Н., Кауров Б. А. Популяционно-генетиче-
ские нее ле давания гемоглобинопатий у населения южных районов Узбекской
и Таджикской союзных республик.— Пробл. гематол., 1976, № 1, с. 37—41.
4. Гарькавцева Р. Ф., Гантер В. К-> Сотникова Е. Н. и др. О гетерогенности
гемоглобинопатий, обнаруженных в Таджикской и Узбекской ССР.—-В кн.:
Гемолитические анемии. Душанбе, -1976, с. 20—22.
6. Гинтер Е. К, Гарькавцева Р. Ф. Распространение н гетерогенность гемогло-
бинопатий.—В кн.: Прогресс в медицинской генетике. М., 1978, с. 10—36.
6. Дидковский Н. А., Идельсон Л. И., Филиппова А. В. и др. Новый случай
нестабильного гемоглобина Southampton-Casper (0 106 Лей->Про). — Пробл.
гематол., 1976, № 6, с. 48—50-
”. Дидковский И. А., Идельсон Л. И.. Филиппова А. В. и др. Гемоглобин Вол-
га 0 27 (В9) аланин-»-аспарагиновая кислота (новый аномальный гемогло-
бин с выраженной нестабильностью).—Пробл. гематол., 1977, № 4, с. 30—34.
8. Идельсон Л. И., Дидковский И. А., Леманн Г. и др. Новый нестабильный
гемоглобин Москва 0 24 (В6) глицин->аспарагнновая кислота. — Пробл. ге-
матол., 1974, № 12, с. 21—S5.
{Идельсон Л. И., Дидковский И. А., Касей Р. и др.) Idelson L. Didkov-
sky И. A., Casey Д. et al. New unstable hemoglobin (Hb Moscva 024 Gly->Asp)
found in the USSR. — Nature, 1974, vol. 249, p. 768—770.
Hl. (Идельсон Л. И., Дидковский И. А., Касей Р. и др.) Idelson L. I., Didkov-
sky К. A., Casey Д. et al. Structure and function of Hb Tacoma 030 Arg-»-Ser,
found in a second family. — Acta Haematol., 1974, vol. 62, p. 2—6.
11. (Идельсон Л. И., Дидковский И. А., Филиппова А. В. и др.) Idelson L. I.,
bidkovsky N. A., Filippova А. V. et aL Hemoglobin Volga 027 Ala—>-Asp,
a new highly unstable hemoglobin. — FEBS Letters. 1975, vol. 58, p. 122—
125.
in*
147
12. Идельсон Л. И., Дидковскай Н. А. Молекулярные основы клинических про-
явлений гемоглобинопатий. — В кн.: Прогресс в медицинской генетике. — М.»
Медицина, 1978, с. 62—85.
13. Колодей С. В. Дифференциально-диагностические критерии гемоглобина
S-р-талассемии. — Пробл. гематол., 1979, № 11, с. 11—15.
14. Кулагин М. Н., Колодей С. В., Токарев Ю. Н. Двойные гетерозиготные со-
стояния по генам а-талаосемин и другим гемоглобинопатиям. — В кн.: Гемо-
литические анемии. — Душанбе, 1976, с. 108—111.
15. Местиашвили И. Г., Зедгенидзе И. Ш., Абдушелишвили М. Г. и др. Распро-
странение р-талассемии в Грузинской ССР.—Пробл. гематол., 1973, № 11,
с. 37—40.
16. Местиашвили И. Г., Нацвлшивили В. М. Гемоглобинопатии в Грузинской
ССР.— В ки.: 1-го Всесоюзного съезда гематологов н трансфузиологов. Те-
зисы докладов. Баку, 1979, с. 211—213.
17. Молчанова Т. П., Абатуров Л. В., Спивак В. А. и др. Гемоглобин М Sas
katoon c2'pz 63 His~>-Tyr. Структурная идентификация, образование гемнхро-
ма и протеолитическая деградация. — Мол. биол., 1980, № 6, с. 1253—1266.
18. Рустамов Р. Ш., Гаибов Н. Т.. Мехтиева А. А. и др. Талассемия, гемоглобин
S и Г-6-ФД у населения в бывших эндемичных по малярии районах Азер-
байджанской ССР. — В кн.: Тезисы 1-го Всесоюзного съезда гематологов н
трансфузиологов. Тезисы докл. Баку, 1979, с. 209—211.
19. Сеттарова Д. А., Токарев Ю. Н., Чуконин Н. И. и др. р-талассемия у детей
Андижанской области Узбекской ССР. —В ки.: Гемолитические анемии. Ду-
шанбе, 1976, с. 84—86.
20. Сеттарова Д. А. Талассемия у детей Андижанской области. — В кн.: Тезисы
1-го Всесоюзного съезда гематологов и трансфузиологов. Тезисы докладов.
Баку, с. 214—217.
21. Спивак В. А., Молчанова Т. П., Токарев Ю. Н. Экспрессный и высокочувст-
вительный метод идентификации аномальных гемоглобинов S, Е и D Пенд-
жаб.— Пробл. гематол., 1980, № 5, с. 55—59.
22. Спивак В. А., Молчанова Т. П., Ермаков Н. В. и др. Установление первично:
структуры -аномального D-подобного гемоглобина, выявленного в крови дон<
ра. — Биохимия, 1978, № 7, с. 1175—1483.
23. Спивак В. А., Молчанова Т. П., Ермаков Н. В. и др. Установление первичн
структуры аномального Ечподобного гемоглобина. — Биохимия, 1979, №
с. 816—821.
24. (Спивак В. А., Молчанова Т. П-, Ермаков В. В. и др.) Spivak V. A., Molch
nova Т. Р., Ermakov N. V. et al. A new hemoglobin variant: Hb Dagesfr
cs60(E9)Lys—>Glu. — Hemoglobin, 1981, vol. 5, p. 133—138.
25. (Спивак В. А., Молчанова T. П., Постников JO. В. и др ) Spivak V. A., Mt
chanova Т. Р., Postnikov У. V. et al. A new abnormal hemoglobin: Hb Mo
haisk e92(F8)His->Arg. — Hemoglobin, 1982, vol. 6, p. 250—264.
26. Токарев JO. H., Хисаев A. III., Беляев В. В. и др. Гемоглобинопатия в Дат
станской АССР.— В кн.: Гемолитические анемии. Душанбе, 1976, с. 18—1
27. Токарев Ю. Н., Беляев В. В., Скачилова Н. Н. и др. Семья больных с и
следственной гемоглобинопатией «М».— Пробл. гематол., 1980, № 9, с. 5
28. Филлипова А. В., Дидковский Н. А., Ходас М. Я. и др. Легкое течение гем
литической анемии гемоглобина.—Пробл. гематол., 1974, № 6, с. 53—56»
29. Allison А. С. Protection afforded by sickle cell trait against subtertian mal
rial Infection. — Brit. Med. J., 1954, vol. 1, p. 290.
30. Baserga A., Menini C. Need and use of blood in thalassemia clusters.—XV
Congress of the International Society of Haematology, XV Congress of Inte
national Society of Blood Transfusion, Paris, 1978. 150p.
31. Bernard J., Ruffle J. Hematologic geographigie, eoologie humane, caracter
hereditaires an sang. — Paris, 1966.
32- Brimhall B., Duerst M., Hollon S. R. et al. Structural characterizations of h
moglobins j-Buda (o61 (E10) Lys->Asn) and G-Pest («74 (EF3) Asp->-Asn).-
Biochim. Biophys. Acta,. 1974, vol. 336, pp. 344—360.
33. Colombo B., Vidal H., Kamuzora H., Lehmann H. A new hemoglobin J-Habu
па а71 (E20) Alanine->Glutamic acid.— Biochim. Biophys. Acta, 1974, vol. 35»
pp. 1—6.
148
34. Horanyi M., Szelenyl Ju., Faldl Ja. et al. Haemoglobin D Punjab and haemo-
globin E in a Tadjik population. — VIII Congress of the Hungarian Haema-
tological Society, Budapest, 1978, 60p.
35. Huisman T. H. J., Yonxis J. H. P. The hemoglobinopathies. — N. Y., Basel,.
Marcel Dekker Inc., 1977.
36. Livingstone F. B. Abnormal hemoglobins In human populations. — Chicago, Al-
dine Publishing Co., 1967.
37. Martinez G., Sima F., Colombo B. Haemoglobin J Guantanamo (a2fl2128(H6)
Ala—► Asp). A new fast unstable haemoglobin found in a Cuban family. — Blo-
chim. Biophys. Acta., 1977, vol. 491, p. 1—6.
38. (Martinez G., Lima F., Colombo B. et al.) Мартинес Г., Лима Ф., Коломбо Б.
и др. Аномальные типы гемоглобинов иа Кубе. — Тезисы докладов XIV Меж-
дународного генет. конгресса. Москва, Наука, 1978, с. 138.
39. Martinez G., Lima F., Residlntl C., Colombo В. Hb J Camaguey a2141(HC3)
Arg->-Gly p2- A new abnormal hemoglobin, 1978, vol. 2, p. 47—52.
40. Saenz G. F., Clizondo J., Alvarado M. A. et al. Chemical characterization of a
new haemoglobin variant Hb J Cubujuqui {a2141 (HC3) Arg->Ser p2]. — Bio-
chim. iBophys. Acta, 1977, vol. 494, p. 48—50.
41. Szelenyi J. G., Horanyi M., Foldl J. et al. A new hemoglobin variant In Hun-
gary :Hb Savarla — ct49 (CE7) Ser->Arg. — Hemoglobin, 1980, vol. 4, pp. 27—
38.
42. Wasl P., Pootrakul S. N., Pootrakul P. et al. Thalassemia in Thailand. —Ann-
N. Y. Acad. Sci., 1980, vol. 344, p. 352—363.
Глава 8
СЕРПОВИДНО-КЛЕТОЧНАЯ АНЕМИЯ И ДРУГИЕ
СТРУКТУРНЫЕ ГЕМОГЛОБИНОПАТИИ
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ, БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, ГЕНЕТИКА
И ИММУНОЛОГИЯ СЕРПОВИДНО-КЛЕТОЧНОЙ АНЕМИИ
Гемоглобин S (Hb S)—весьма распространенный тип гемогло
бина, наиболее часто встречающийся в странах Африки и Америки.
Он представляет собой аномальный тип гемоглобина, имеющий
большое клиническое значение, поскольку он является одной из
важных причин в этиологии гемолитических анемий. В силу этого '
из всех типов гемоглобина гемоглобин S изучают наиболее глубоко.
В настоящем труде не представляется возможным привести все
работы, посвященные выяснению его структуры, свойств и пато-
физиологического действия. В предлагаемом исследовании изло-
жены только современные представления о строении Hb S, процес-
сах его полимеризации и образования серповидных клеток, а так-
же некоторые аспекты генетики и эпидемиологии серповидно-кле-
iочной анемии (СКА).
Характеристика Hb S
Впервые СКА была описана в начале XX столетия. В 1910 г.
.1. В. Herrick открыл присутствие эритроцитов, имеющих серповид-
ную конфигурацию, в крови больного анемией тяжелой формы.
В 1949 г. L. Pauling доказал, что СКА вызывает аномальный тип
1емоглобина, и выдвинул молекулярную концепцию этиологии это-
149“
го заболевания. В дальнейшем V. М. Ingram (1956) установил,
что отличие Hb S от нормального гемоглобина А заключается в
замещении глутаминовой кислоты валином в положении 6р-цепи.
Выявление таких структурных различий, определяющих дефект-
ность HbS, стимулировало проведение многочисленных исследова-
ний с целью установления структуры Hb S в форме геля и законо-
мерностей его образования. Тем не менее до настоящего времени
не удалось окончательно выяснить характер взаимоотношений фор- J
мирования геля HbS, образования серповидных клеток и патофи- >'
экологии СКА. В частности, уже давно получены данные о сходстве
общей конфигурации и функций Hb S н НЬ А. Оба типа гемоглоби-
на в оксигенированной форме имеют почти одинаковую раствори-
мость. Кроме того, в разведенных растворах показатели их хими- 4
ческого сродства к кислороду не отличаются друг от друга. Однако 9
в опубликованных за последнее время работах можно найти ука- |
зания о наличии незначительной разницы между HbS и НЬА: ре- Ц
зультаты спектроскопического исследования дают основания пред- <Я
полагать неодинаковое строение поверхности этих белков, заклю- Ц
чающееся в различном расположении двух остатков молекулы ‘ |
гистидина в ₽-цепи :[85]. Было также обнаружено [20], что при Я
механическом встряхивании денатурирование Hb S происходит в я
10 раз быстрее чем НЬА; нестабильность HbS связывают сна-™
личием ps-цепей. Одиако механизм этих процессов и их значение
для организма человека пока ие установлены.
Свойства деоксигенированных форм гемоглобина А и S в раз-
веденных растворах имеют много общего, хотя в концентрирован-
ных растворах деоксигенированный Hb S почти в 50 раз менее
растворим, чем НЬА. Это физико-химическое явление лежит в ос-
нове механизма образования геля и формирования серповидных
клеток.
Механизм образования серповидных клеток
Объяснение феномена образования эритроцитов серповидной
формы следует искать в агрегации молекул дезоксигенированного
Hb S с образованием полимеров в форме длинных нитей, что при-
водит к деформации красных кровяных телец. Целесообразно рас-
смотреть ряд аспектов этого процесса.
Структура полимера. Полимеры вытянуты в линию, образуя
паракристаллический гель (в литературе полимеры иногда называ-
ют тактоидами). Структура полимеров всесторонне изучалась с
помощью современных методов исследования, включая методы по-
ляризационной микроскопии [14], рентгеноструктурного анализа
[112] и электронной микроскопии [54].
Полученные результаты свидетельствуют о том, что тетрамеры
гемоглобина включены в структуру полимера в свернутом вокруг
вертикальной оси виде, так что полимеры напоминают кольца или
спирали, составленные из молекул гемоглобина, расположенные
•одна над другой. По мнению G. Dykes и соавт. (1979), нити поли-
150
меров диаметром 20—22 нм представляют собой слои колец, со-
стоящие из 6, 8 или 14 молекул. Возможно, что различие в струк-
туре моделей, предлагаемых разными авторами, обусловлено лишь
применением неодинаковых методов исследования.
Но нельзя также исключать возможность того, что упомянутые
различия отражают разные стадии агрегации, зависящие от таких
факторов, как скорость полимеризации и присутствие некоторых
молекул небольшого размера (лиганды), способных присоединять-
ся к гемоглобину.
Все проведенные исследования были посвящены изучению па-
ракристаллических гелей. Одиако за последние годы появились
сведения и о структуре кристаллизованного HbS, полученные с
разрешением 0,3 нм [204].
Предполагается, что основной единицей кристаллической струк-
туры является двойной ряд молекул, расположенных одна над дру-
гой и скрепленных межмолекулярными связями с соседними моле-
кулами. По мнению В. С. Wishner и соавт. (1975), межмолекуляр-
пые связи в основном образуют p-цепи тетрамеров гемоглобина.
Эти авторы подчеркивают, что образовывать межмолекулярные
связи способен только один из двух остатков валина в положении
6 р-цепи.
Можно заключить, что приводимые экспериментальные даниые-
совпадают с результатами изучения паракристаллических гелей.
Более того, эти факты позволяют идентифицировать зоны контакта
между соседними молекулами, как зоны контакта между смежны-
ми молекулами, так и между тетрамерами, расположенными один
над другим вдоль вертикальной оси (рис. 27).
Возможность таких межмолекуляриых связей прослеживается
по результатам изучения влияния различных типов гемоглобина на
образование геля Hb S, как, например, опытов со смесью мутантов
по p-цепи с Hb S и последующего анализа их способности препят-
ствовать образованию полимера.
Используя гибриды, образованные р8-цепями и аномальными
а-цепямн, R. Benesh и соавт. (1974) провели аналогичные иссле-
дования и пришли к выводу о существовании специфических зон
у гемоглобиновых гелей. Следует, однако, оговорить возможность
изменений общей конфигурации различных типов гемоглобина, ис-
пользованных в экспериментальных целях для установления струк-
1уры полимеров. Указания на это можно встретить в работе-
p. L. Nagel и соавт. (1980). Недавно удалось продемонстрировать
образование геля деоксигенированного НЬА в концентрирован-
ном растворе фосфатного буфера [6].
Было показано, что структура и свойства геля деоксигенирован-
ного НЬ А имели существенное сходство с гелем деоксигенирован-
ного HbS. Единственным отличием было то, что для возможности
м'леобразования в одном и том же фосфатном буфере (концен-
цщрованный) необходимо использовать в гораздо больших коли-
чествах НЬА, чем HbS. Это может быть обусловлено значитель-
ным различием в степени растворимости деоксигенированных форм
Рис. 27. Гипотетический механизм полимеризации деоксигенированного HbS.
Тетрамеры Hb S (изображены в виде сфер) в процессе агрегации образуют обратимые пере*
сыщенные растворы с последующим формированием мультимеров, состоящих из <п» единиц.
Эти мультимеры являются ядром, из которого происходит рост полимеров и их линейная
ориентация {1241-
Hb S и НЬ А. Результаты исследований К. Adachi и Т. Asakura
(1979) свидетельствуют о том, что остаток валина в положении
6 p-цепи не играет существенной роли при образовании геля гемо-
глобина, Иначе говоря, все зоны контакта между тетрамерами об-
ладают достаточной энергией для стабилизации полимера, одиако
не исключено, что связи остатка валииа в положении 6 р-цепи
деоксигенированного HbS располагают наибольшей энергией, об-
легчающей течение процесса полимеризации.
Факторы, влияющие иа полимеризацию. Согласно мнению
А. Р. Minton (1974), полимер HbS можно считать твердой фазой,
находящейся в равновесии с растворенными в жидкой фазе моно-
мерами HbS.
Эти фазы разделяются при помощи ультрацентрифугироваиия,
что позволяет с достаточной степенью точности изучить эффекты
различных физиологических показателей, которые можно разбить
на четыре категории.
Концентрация кислорода. Одним нз наиболее важных
152
физиологических факторов полимеризации Hb S следует считать
кислород, учитывая, что концентрация деоксигенированного HbS
определяет степень полимеризации [87].
Молекула гемоглобина имеет две различные пространственные
конфигурации, находящиеся в равновесии. В деоксигенированной
форме молекула гемоглобина характеризуется так называемой на-
пряженной структурой; присоединение к ией нескольких молекул
кислорода приводит к смещению цепей, что в свою очередь вызы-
вает переход тетрамера в оксигенированную, или релаксирован-
ную, форму.
Есть основания полагать, что конформация деоксигенированно-
го тетрамера Hb S способствует возникновению межмолекулярных
связей, являющихся необходимым условием для образования геля.
Посколько обе формы находились в равновесии, то оксигеиирова-
ние Hb S вызывает смещение равновесия в сторону релаксирован-
ной формы, разрыв межмолекуляриых связей и дезагрегацию по-
лимера.
Отсюда следует, что воздействие любого фактора, способного
стабилизировать структуру деоксигенированной формы гемоглоби-
на, будет облегчать и ускорять течение процесса образования геля..
Так, хорошо известные эффекты, даваемые pH и 2,3-ДФГ, можно
объяснить описанным механизмом. В частности, снижение величи-
ны pH от 8,5 до 6,5 приводит к уменьшению степени химического;
сродства гемоглобина к кислороду (эффект Бора) и способствует
образованию геля [30].
Аналогичным образом повышение концентрации 2,3-ДФГ ста-
билизирует дезоксигенированную структуру и ускоряет образова-
ние геля [19].
Концентрация HbS. Как установили К- Singer и L. Singer
(1953), интенсивность образования геля зависит от концентрации
HbS. Так, при постоянной температуре можно повышать его кон-
центрации до определенной точки насыщения; дальнейшее увели-
чение содержания гемоглобина приводит к выпадению его в осадок
и образованию геля. Принцип такой реакции К- Singer и L. Singer
положили в основу пробы для определения пороговой концентра-
ции образования геля. С помощью этой пробы установлено, что
растворимость HbS при обычных экспериментальных условиях
(в 0,15 М буферном растворе фосфата калия pH 7,15 при 20 С°)
составляет 208 г/л [86]. Средняя концентрация молекулярного ге-
моглобина, как правило, выше—-более 300 г/л; дальнейшее уве-
личение его уровня ведет к образованию геля.
Температура. При изучении процесса образования геля
М. Murayama (1957) отметил его негативную корреляцию с темпе-
ратурой среды. В частности, гель, образовавшийся в растворе HbS
с концентрацией 260 г/л при температуре 37 °C, при 4 °C превра-
щается в гомогенный раствор тетрамеров гемоглобина. По мнению
М. Murayama, эти данные хорошо согласуются с современными
представлениями о влиянии гидрофобных связей иа феномен об-
разования геля.
1БЗ
Незначительное отрицательное изменение свободной энергии
способно спровоцировать образование геля HbS [156]; эта свобод-
ная энергия возникает из-за увеличения энтропии раствора гемо-
глобина, а ие по причине резких изменений энтальпии3. Энтропия
определяет нарушения в системе, поэтому можно полагать, что
полимеризация HbS не способствует увеличению энтропии. Одна-
ко нельзя исключить, что образование связей между тетрамерами
приводит к вытеснению входивших в состав молекулы гемоглобина
молекул воды, в этом случае приобретающих возможность свобод-
ного движения [155]. Вот почему, хотя тетрамеры гемоглобина на-
ходятся в упорядоченном состоянии в полимерной форме, молеку-
лы воды движутся неупорядоченно. Результатом этого является
усиление неупорядоченности системы (геля) и, следовательно, уве-
личение энтропии, приводящее к окончанию реакции.
Влияние физиологических типов гемоглобина.
В 1953 г. К. Singer и L. Singer наблюдали ингибирующий эффект
на процесс образования геляНЬ S при добавлении таких гемоглоби-
нов, как НЬ А или Hb F. В смеси этих гемоглобинов рА- и у-цепи
могут существовать в виде интактных тетрамеров (ct2₽2A и азуг)
или гибридов (>азрлр8 или G2?Ps).
По-видимому, процесс формирования части полимера интактны-
ми тетрамерами и гибридами гораздо более сложен, чем для Hb S,
поэтому, они способны угнетать образование геля путем разведе-
ния, когда общее содержание гемоглобина остается неизменным
[188].
Кроме того, результаты опытов этих авторов позволяют предпо-
лагать, что тетрамеры, содержащие у-цепи, полимеризуются с
большим трудом, чем те, в состав которых входят рА-цепи. Незна-
чительно выраженная тенденция у-цепей к сополимеризации не
является неожиданностью, поскольку рй-цепь отличается от у-цепи
иа 20 поверхностных аминокислотных радикалов, тогда как от
рА-цепи — всего иа одни аминокислотный остаток.
Кинетическое изучение полимеризации. За последние годы вы-
полнен ряд исследований, в которых кинетика агрегации Hb S изу-
чалась с помощью таких физических характеристик, как вязкость
[100], двойное лучепреломление [86], калориметрия [155] и свето-
вая дисперсия [155].
Если после быстрого нагревания охлажденного раствора деок-
сигенированного HbS измерить одну из указанных выше физиче-
ских характеристик полимеризации, то можно отметить наличие оп-
ределенного интервала между изменением температуры и образо-
ванием полимера. Этот интервал получил название времени за-
держки или нуклеации (образование ядра). <
За этой фазой следует быстрая трансформация, измеряемая при
помощи одного из указанных адекватных методов, продолжающая-
ся до полного окончания образования геля, что приводит к уста-
новлению нового равновесия. Реакция является обратимой, поэто-
1 Тепло, абсорбирующееся при постоянном давлении (примеч. авт.).
1Б4
Рис. 28. Вазоокклюзионный
криз с локализацией пораже-
ння в области глазницы.
му при охлаждении геля
процесс возвращается к
исходному состоянию, что
может повторяться прак-
тически до бесконечности.
Для объяснения этого
экспериментального фак-
та предложена физиче-
ская модель, основанная
на законах термодинами-
ки и теории конденсации
полимеров [124, 86]. Ис-
ходя из предложенной
модели, период задержки
представляет собой про-
цесс образования ядра,
а период быстрого обме-
на соответствует процес-
сам наращивания и удли-
нения полимеров. Вовре-
мя фазы образования
ядра молекулы Hb S легко соединяются друг с другом, образуя
комплексы из двух-трех молекул и более.
Каждый из этих комплексов в термодинамическом отношении
менее стабилен, чем тетрамер или полимер. В какой-то определен-
ный момент агрегации числа п молекул формируется критическое
ядро (например, закрытое кольцо), энергетические возможности
которого благоприятствуют присоединению большего числа моле-
кул гемоглобина. Отсюда следует, что фаза образования ядра яв-
ляется этапом, способным ограничить формирование полимера.
В период наращивания происходит быстрое присоединение мо-
лекул гемоглобина к ядру с образованием нитей полимеров. Такая
удлиненная форма полимеров в паракристаллической структуре с
высокой степенью организации вызывает предположение, что в про-
цессе полимеризации рост полимера с образованием нитей проис-
ходит в обратном направлении (рис. 28).
Тем не менее следует заметить, что R. С. Williams (1973),
W. W. Wilson и соавт. (1974), изучая с помощью самых разнооб-
разных методик характер процессов, предшествующих образованию
геля, ие смогли продемонстрировать присутствие промежуточных
комплексов, хотя теория образования ядра дает основание пред-
полагать их наличие. Возможно, что концентрация промежуточных
комплексов настолько мала, что их содержание ие поддается ко-
личественному определению при помощи общепринятых методов.
При определенной температуре время задержки образования
гядра изменяется обратно пропорционально концентрации гемогло-
бина в 30-й степени [6, 7]. Такое воздействие концентрации гемо-
-глобииа на скорость полимеризации играет определенную роль для
терапевтической практики. Так, если уровень гемоглобина снижа-
ется от 350 до 340 г/л, то время образования ядра будет в 2 раза
длиннее. Становится очевидным клиническое значение увеличения
этого временного интервала между деоксигенированием и образо-
ванием полимера.
Характеристика серповидных клеток
В литературе имеются сведения об одинаковом белковом соста-
ве мембран нормальных и серповидных (такое нарушение конфи-
гурации обратимо) эритроцитов [53]. Однако за последние годы
появились сообщения о некоторых отличиях, в частности, в составе
мембранных липидов [10].
Если серповидные эритроциты запустевают из-за изменения ос-
мотического давления, то клеточные мембраны заполняются НЬА
и восстанавливают свой объем. Такие гибридные клетки при деок-
сигенировании в дальнейшем не принимают серповидной формы.
Однако, как показали работы М. R. Clark и S. В. Shohet (1976),
G. Р. Sartiano и R. L. Hayes (1977), обратные гибриды (при про-
никании Hb S в мембрану нормальных клеток) при тех же услови-
ях выявляются в виде серпа. Отсюда следует, что феномен образо-
вания серповидных эритроцитов зависит от присутствия Hb S, а не
от свойств клеточной мембраны. Разумеется, нельзя отрицать оп-
ределенную роль мембранного фактора, поскольку, как считают
О. Н. Sundin, R. С. Williams (1976), К. Shibata (1978), мембраны
являются местом, где происходит образование ядра при полимери-
зации и, таким образом, косвенно принимают участие в развитии
и появлении серповидных клеток. Как установили более 20 лет на-
зад D. С. Tosteson с соавт. (1952), серповидная клетка способна
выводить иоиы калия и проницаема для иоиов натрия, что связано
с частичной неэффективностью Na+, К*-иасосв, т. е. Na+, К'акти-
.вируемой АТФ-азы [48].
В красной кровяной клетке, обратимо принявшей серповидную
форму, чистый поток иоиов натрия и калия приблизительно одина-
ков, поэтому изменений степени внутриклеточной гидратации нет
[62]. Второй иасос, зависимая АТФ-аза, поддерживающая посто-
янное содержание иоиов кальция внутри клетки, также изменяет
свою деятельность, что способствует накоплению этих иоиов внутри
серповидной клетки. Одиако L. Palek и соавт. (1976) все же при-
дают большее значение повышенной пассивной мембранной прони-
цаемости, чем нарушениям активного транспорта катионов.
Изменение ионных потоков и вызванная им потеря воды, а сле-
довательно, увеличение концентраций гемоглобина происходят
только через несколько циклов образования серповидных клеток.
В работе F. Jensen (1969) можно найти утверждения, свидетель-
456
ствующие о том, что такой концентрационный эффект усиливается
благодаря потерям воды через мембрану, что способствует повы-
шению внутриклеточного содержания гемоглобина и ускорению об-
разования серповидных клеток даже при высокой концентрации
кислорода [163]. Такая последовательность, по-видимому, играет
важную роль в патогенезе клинических кризов.
При использовании одних и тех же методов исследования дан-
ные, получаемые о структуре комплексов, образующихся внутри
клеток, почти аналогичны таковым, полученным при изучении in
vitro образующихся в растворе гелей. Представляется весьма ве-
роятным, что существует также и деоксигенированный Hb S в кри-
сталлической форме [204]. Действительно, многое из физических
свойств деоксигенированного Hb S, «выявленные in vitro, ха-
рактерны и для серповидных эритроцитов. М. Seakins я
соавт. (1973) считают, что иитеисивиость обратимого образования
серповидных клеток увеличивается с возрастанием коицеитрацин
гемоглобина; для температуры установлена отрицательная корре-
ляция. Далее, на процесс образования эритроцитов серповидной
формы оказывают влияние аллостерические эффекторы — кисло-
род, концентрации Н+ и 2,3-ДФГ [163], а присутствие во внутри-
клеточной среде НЬА или HbF ингибирует его [117, 118].
При изучении кинетики образования серповидных эритроцитов
было отмечено, что в этом случае также наблюдается задержка
(связанная с образованием ядра) от момента полного окончания
деоксигенирования до образования серповидной клетки [109].
В физиологических условиях этот интервал составляет не более 2 с,
однако он может увеличиться под влиянием факторов, изменяю-
щих время образования геля Hb S—температуры, pH, концентра-
ции гемоглобина или 2,3-ДФГ. Кроме того, J. Р. Harrington и со-
авт. (1977) сообщили, что оксигенирование в серповидных эритро-
цитах протекает гораздо медленнее, чем в нормальных. Такой эф-
фект, зависящий отчасти от уменьшения диффузии кислорода че-
рез измененную мембрану и гель, также является показателем
времени деполимеризации деоксигенированного Hb S.
Характеристика эритроцитов необратимой
серповидной формы (ЭНСФ)
Еще в 1910 г. J. В. Herrick установил, что в крови больных СКА
содержатся ЭНСФ. По данным G. R. Serjeant и соавт. (1969), ко-
личество циркулирующих в крови ЭНСФ составляет у разных
больных от 5 до 50% от общего числа эритроцитов, ио в каждом
конкретном случае их процентное содержание постоянно.
L. W. Diggs (1956) ие удалось обнаружить какой-либо клинической
корреляции между процентным содержанием ЭНСФ и кризами
болезни, существует лишь их взаимосвязь со степенью гемолиза
[170].
Основной характеристикой этих клеток является неспособность
принимать обычную для эритроцитов двояковогнутую форму даже
157
после проведения реоксигенизации и растворения внутриклеточно-
го геля [31].
Результаты опытов, проведенных F. Padilla и соавт. (1973)
in vitro, в некоторой степени объясняют причину образования
ЭНСФ. По их мнению, хотя состав клеточной мембраны сначала и
представляется нормальным, но повторяющиеся циклы образова-
ния серповидных клеток вызывают стабильные изменения состава
мембраны.
Весьма вероятно, что предшественниками ЭНСФ являются эрит-
роциты, обратимо принявшие серповидную форму; однако меха-
низм их трансформации до настоящего времени не выяснен. Учи-
тывая, что ЭНСФ являются относительно молодыми клетками,
J. F. Bertles, Р. F. A. Milner (1968) выдвинули гипотезу о том, что
часть популяции красных кровяных клеток в меньшей степени за-
щищена от воздействий, заставляющих их принимать серповид-
ную форму, и поэтому предрасположена к превращению в ЭНСФ.
Интересно отметить, что ЭНСФ содержат Hb F в значительно мень-
шем количестве, чем эритроциты обратимой серповидной формы.
В ЭНСФ происходят аналогичные, но более выраженные изме-
нения, чем в эритроцитах обратимой серповидной формы. Так, в
ЭНСФ концентрация гемоглобина повышена, а АТФ снижена,
ионная регуляция нарушается, причем кальций накапливается
внутри клеток; возрастает иитеисивиость гемолитических процес-
сов, что сопровождается потерей пластических свойств мембраны
[30, 170].
По мнению L. Palek и соавт. (1978), ЭНСФ сохраняют свою
форму не только после реоксигенизации (эта аномальная форма
сохраняется и после элиминации гемоглобина); данный феномен,
по-видимому, связан с какими-то стабильными неизвестными до
настоящего времени нарушениями мембранных белков.
Интересно отметить, что сходные изменения наблюдаются в-
нормальных клетках in vitro, когда содержание в них АТФ сни-
жено, а внутриклеточное содержание иоиов кальция повышено
[200].
Предполагают, что в процессе образования серповидных эрит-
роцитов происходит нековалентиая перестройка арматуры мембра-
ны, состоящей из спектрииа-актииа, придающего ей ригидность
[200]. Когда мембрана ЭНСФ растворена в неионных детергентах,
остаточная спектрин-актиниая арматура все же сохраняет серпо-
видную форму, что подтверждает высказанное выше предполо-
жение.
Повышение внутриклеточной вязкости и ригидности мембраны
ЭНСФ создает препятствия для их участия в микроциркуляции.
Недавно было установлено, что снижение скорости фильтрации
эритроцитов, имеющих как обратимую, так и необратимую серпо-
видную форму, связана с их неспособностью проникать в неболь-
шие отверстия, в искусственные капиллярные поры. Клетки обоих
типов при прохождении через капилляр циркулируют нормально
{102]. Одиако в местах сужения или разветвления оии застревают
158
и вызывают стаз. На этом основании было сделано заключение о
ведущей роли таких клеток в патогенезе кризов при СКА [170,
98].
Пластические свойства и текучесть серповидных клеток. Реоло-
гические дефекты ЭНСФ (повышенная вязкость, сниженная плас-
.тичиость) вместе с высоким уровнем гамма-глобулина в конечном
.итоге приводят к общему увеличению вязкости полностью оксиге-
нированной крови, взятой у больных СКА [45]. Когда кровь таких
больных подвергается частичному деоксигенированию, то по-преж-
нему наблюдается повышенная ее вязкость, о чем свидетельствует
снижение скорости фильтрации [104]. Причиной высоких показа-
телей вязкости является уменьшение пластичности эритроцитов,
имеющих обратимую серповидную форму. Упомянутые дополни-
тельные реологические нарушения подтверждают теорию порочно-
го круга в патогенезе эритроцитарного стаза и дают основание счи-
тать, что высокая степень вязкости, наблюдающаяся при деоксиге-
нировании, в основном зависит от взаимодействия клеток, ие под-
вергшихся постоянной деформации.
Связь между изменением свойств крови больных СКА и сте-
пенью внутриклеточной агрегации Hb S до настоящего времени
неизвестна. В одной из немногих работ, посвященных этому вопро-
су, J. A. Hahn и соавт. (1976) установили, что снижение скорости
фильтрации сопровождается появлением в эритроцитах хорошо
различаемого под микроскопом плотного вещества в период между
окончанием деоксигенации и началом образования серповидных
клеток. По-видимому, здесь происходят важные реологические
сдвиги, ие влекущие за собой морфологические изменения, однако
возможно и то, что двже незначительные нарушения внутрикле-
точной агрегации Hb S играют существенную роль в патофизиоло-
гии изменения текучести крови.
Заслуживает внимания попытка W. A. Eaton и соавт. (1976)
разработать модель, объясняющую кинетические отношения между
образованием геля, формированием серповидных клеток и окклю-
шей микрокапилляров. .По их мнению, время прохождения эрит-
роцитов через капилляры является тем основным фактором, кото-
рый определяет вероятность тромбоза капилляров этими клетками.
Например, если в момент появления реологических нарушений при
образовании серповидных эритроцитов последние уже находятся в
просвете капилляра, то возможность их застревания в нем и по-
следующего инфаркта кровоснабжаемого участка ткани весьма ве-
лика.
Практическая ценность этой гипотезы заключается в том, что
опа позволила рекомендовать для лечения СКА поиск новых ле-
карственных средств, удлиняющих время образования ядра (нук-
леация). Использование таких препаратов даст возможность
эритроцитам проникать через капилляр и подвергаться реоксиге-
пироваиию раньше, чем произойдет внутриклеточное образование
геля Hb S и, следовательно, формирование серповидных клеток.
159
Эпидемиология и генетика
СКА относится к наиболее часто встречающемуся виду гемо-
литической анемии и поэтом у является не только существенной
проблемой здравоохранения, но имеет и определенное социальное
значение.
Происхождение мутантной рэ-цепи и источники таких наруше-
ний неизвестны до настоящего времени. Одиако А. Р. Gelpi,
R. Р. Perrine (1973) высказывают предположение, что первона-
чальный очаг заболевания находился в Африке, откуда болезнь
распространилась иа Аравийский полуостров, северную зону Сре-
диземноморья и в Индию. Подтверждением этой гипотезы является
тот факт, что HbS наиболее часто выявляется среди жителей Аф-
рики, а также в тех районах земного шара, где имеется население
африканского происхождения, t
Сведения о частоте распространения носителей Hb S в различ-
ных странах приводятся выше (см. главу 7).
Наследование этого поражения осуществляется аутосомным пу-
тем. С клинической точки зрения оно является рецессивным при-
знаком, так как выражено только у гомозигот, а с учетом воз-
можности образования серповидных клеток оно доминантное, по-
скольку проявляется у гетерозиготных индивидуумов; результаты
же электрофоретического исследования указывают на кодоминант-
ный характер заболевания, поскольку выявляются определенные
нарушения, выраженные у обоих типов.
Принимая во внимание высокий уровень заболеваемости и
смертности, обусловленный гомозиготиостью (генотип SS), следу-
ет ожидать, что частота распространения дефектного геиа, обуслов-
ливающего появление рБ-цепи, будет постепенно снижаться в лю-
бой популяции. Однако, по данным А. С. Allison (1961), в Африке
такого снижения не отмечается; на этом континенте частота рас-
пространения аномальных генов поддерживается на постоянном
уровне. Для объяснения такого явления была выдвинута теория о
сбалансированном полиморфизме [15]. Считается, что необходи-
мым условием для его установления является избирательное пре-
имущество гетерозиготного индивидуума (генотип AS) по отноше-
нию к гомозиготному индивидууму (генотипы АА и SS). В этом
плайе преимущества индивидуума AS иад индивидуумом SS не вы-
зывают сомнений, тогда как преимущества индивидуума AS в от-
ношении индивидуума АА гораздо менее очевидны. Поскольку
HbS вывляется у людей, живущих в эндемических очагах маля-
рии, высказывается предположение, что геи 0s в гетерозиготном
состоянии оказывает защитное действие против этого заболевания.
В работах ряда исследователей можно иайти факты, подтверж-
дающие эту гипотезу [15, ПО], хотя сам механизм защитного про-
тивомалярийного действия Hb S до сих пор неясен. Не исключено,
что внедрение плазмодиев в эритроциты, содержащие Hb S, приво-
дит к образованию серповидных клеток, к гибели этих паразитов
до окончания цикла развития и к нарушению процесса кх раз-
160
миожения i[110], что сокращает жизнь плазмодиев и препятствует
массивной протозойной инвазии других эритроцитов. В этом плане
носительство Hb S является уникальным примером сбалансирован-
ного полиморфизма, обнаруженного у человека.
КЛИНИЧЕСКАЯ КАРТИНА, ДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ -
СЕРПОВИДНО-КЛЕТОЧНОЙ АНЕМИИ
i Введение
Серповидно-клеточная анемия является гемолитической анеми-
ей; у разных больных она протекает неодинаково, но, как правило,
тяжело.
Несмотря на наличие врожденных нарушений структуры гемо-
июбина в fj-цепях, болезнь ие проявляется с момента рождения,
поскольку в этот период эритроциты богаты фетальным гемогло-
бином. Первые признаки заболевания могут быть выявлены в воз-
расте 3—6 мес. Обычно гемолитический процесс начинается через
несколько недель после рождения; диагностировать наличие этого
процесса с достаточной степенью точности можно уже спустя 12 нед
г момента рождения. В первые 3 мес жизни содержание гемогло-
бина резко падает; в дальнейшем наблюдается более медленное
снижение его концентрации до 70—100 г/л в возрасте около
К) мес. Разумеется, течение процесса подвержено индивидуальным
колебаниям. У таких детей скорость снижения процентного содер-
жания фетального гемоглобина меньше, чем у здоровых. Именно
нот показатель и определяет интенсивность гемолитического про-
цесса: по мнению R. Т. O’Brien и соавт. (1976), для тяжелых форм
анемии характерна высокая скорость снижения концентрации фе-
j ильного гемоглобина. Всего мы располагаем данными наблюде-
ний 196 больных гомозиготной СКА. Из них Ю. Н. Токарев наблю-
дал 135 больных в Гаие (Западная Африка), кубинские авторы
имеют опыт лечения 61 больного на Кубе<
Диагноз СКА обычно устанавливается впервые в возрасте года.
В частности, среди обследованных нами иа Кубе 61 ребенка диаг-
ноз установлен в возрасте до 6 мес у 14 детей, 6—II мес — у 8,
I 5 лет—у 35 и старше 5 лет — у 4 детей. Интересно, что у боль-
шинства детей младше 1 года заболевание было диагностировано
случайно, по причинам, непосредственно ие связанным с заболева-
нием, или при систематическом наблюдении за другими детьми
н семье. У одного ребенка диагноз установлен при обследовании
поводу ревматоидного криза.
У грудных детей при физикальном обследовании выявляется
б ледность кожи и слизистых оболочек, иногда легкая желтушность,
обычно усиливающаяся с возрастом. Селезенка пальпируется в воз-
расте от 6 мес; у детей старше 6 мес спленомегалия наблюдается
чаще, однако у большинства детей значительного увеличения селе-
зенки не отмечается. Повторные инфаркты с последующим разви-
тием фиброза .приводят к исчезновению спленомегалии («ауто-
11 -407
161
спленэктомии»). Поэтому почти у всех детей старше 8 лет селе-
зенка не пальпируется. Так, в группе детей в возрасте от 12 лет
G. R. Serjeant (1970) обнаружил спленомегалию только в 22%
случаев. Среди всех больных, обследованных нами иа Кубе, селе-
зенка пальпировалась только у одного взрослого пациента. Одна-
ко, по данным Ю. Н. Токарева, в Гане спленомегалия отмечена у
38% больных СКА.
По данным R В. Scott и A. D. Fergusson (1966), у 60% детей,
страдающих СКА, выявлена гепатомегалия. Ю. Н. Токарев (1969)
отмечал ее у 30% больных. А. Г. Назарли и А. Р. Абдуллаев
(1974) наблюдали гепатомегалию у 28 из 30 больных СКА в
Азербайджане. В целом, в первые 10 лет жизни печень пальпиру-
ется всегда; в третьей — четвертой декаде гепатомегалия бывает
более выраженной. Тем не меиее как печень, так и селезенка не
достигают, за редкими исключениями, значительных размеров, что
особенно заметно при выраженной талассемии. Кардиомегалия от-
мечается довольно часто (у 14% больных, по данным Ю. Н. Тока-
рева). При этом на сердце прослушиваются функциональные
шумы различной интенсивности. Ю. Н. Токарев выслушивал их у
33% больных.
Характерным симптомом у детей, больных СКА, является аде-
нопатия. Так, мы обратили внимание на то, что инволюция минда-
лин и аденоидов у таких детей происходит медленно.
При этом заболевании часто выявляются камни в желчном пу-
зыре. Наблюдения V. С. Phillips, В. Е. Gerald (1971) свидетель-
ствуют о том, что в группе больных в возрасте 10—19 лет частота
холелитиаза составляла 17%, 20—29 лет — 62%, старше 30 лет —
71%. В дальнейшем обследование 58 детей с применением обыч-
ной рентгенографии органов брюшной полости, проведенное нами
в Гаванском институте гематологии и иммунологии, позволило выя-
вить у 5 детей (8,6%) бессимптомно протекавший холелитиаз. Сле-
дует также отметить, что при СКА язва двенадцатиперстной кишки
встречается довольно часто [157].
Больные СКА имеют весьма типичный внешний вид: удлинен-
ный нижний сегмент тела, сочетающийся с дорсальным кифозом и
люмбарным лордозом, куполообразное небо, выступающий лоб и
«башенный» череп. Нарушения процессов роста у детей, страдаю-
щих этим видом анемии, могут отличаться разнообразием. В целом,
до 3 лет интенсивность роста больных детей не отличается от тако-
вой у здоровых, затем отмечается некоторая задержка роста л<>
7—8 лет; в этом возрасте дети, страдающие СКА, несколько ниже
своих здоровых сверстников .[145]. Взрослые пациенты в возрасте
около 20 лет имеют нормальный рост или несколько выше [21].
Как указывают С. Т. Jimenez и соавт. (1966), причину некоторой
противоречивости наблюдений в отношении роста больных СКА
в различные периоды жизни следует искать в известном физиоло-
гическом феномене: с началом полового созревания рост увеличи-
вается значительно быстрее у тех детей, у которых этот период
наступает позднее. По-видимому, аналогичное явление имеет место
162
и у детей, страдающих СКА, при наличии позднего начала пубер-
i.iTHoro периода (см. ниже). Некоторые дети, а также подростки
и взрослые имеют пониженную массу тела. №.. Т. Aschcroft,
R. Serjeant (1972) считают возможным выделить среди взрос-
1ых больных 2 группы, одна из которых отличается характерным
iiiicuiHHM видом: это худые индивиды высокого роста, имеющие все
упомянутые признаки, патогномоничные для данного хроническо-
ю заболевания. К другой группе относят индивидов, не обладаю-
щих типичным для СКА внешним видом.
У больных СКА наблюдается значительное удлинение конечно-
стей, что видно из низких значений отношения между длиной тела
и положении сидя и стоя, Ю. Н. Токарев (1969) отмечал этот
признак у 9% больных. Увеличение длины конечностей зависит от
<.1 медления процессов окостенения в эпифизах [21].
Действительно, у подростков с этой патологией наблюдается
|.-|держка созревания костей скелета [52]. У детей младше 11 лет
процессы окостенения протекают, как правило, в пределах физио-
логической нормы, хотя у некоторых наблюдается раиияя задерж-
ал развития скелета [80]. Так, в недавно опубликованной работе
М. F. Lowry и соавт. (1978) сообщается о случаях замедления раз-
вития костей у девочек в возрасте 2 лет и у мальчиков в возрасте
8 лет. Причины иеодииакового влияния заболевания на формиро-
вание костей скелета у детей разного пола установить ие удается;
отмечено отсутствие корреляции между задержкой роста костей и
|.'1кими гематологическими показателями, как содержание феталь-
ного гемоглобина и число эритроцитов необратимой серповидной
формы.
В литературе имеются также сообщения о задержке полового
развития детей. В группе больных африканского происхождения
К). Н. Токаревым она отмечена у 15%. В частности, V. J. Harris
и соавт. (1976) указывают, что при СКА пубертатный период на-
ступает обычно у мальчиков в 16—18 лет, у девочек—в 15—17 лет.
Предполагается, что в этих случаях наблюдается относительное
< нижение синтеза половых стероидных гормонов из-за нарушения
функции половых желез. Недавно Abbasi и соавт. (1976) при ис-
следовании группы больных СКА продемонстрировали низкое со-
держание андрогенов в крови; по миеиию этих авторов, обнару-
женный дефицит мужских половых гормонов возникает вследствие
первичного уменьшения секреции половых желез. Некоторые авто-
ры [145] считают, что причиной отставания физического и полового
развития является недостаток цинка. Проведенные нами иа базе
Гаванского института гематологии и иммунологии обследования
GO больных СКА подтвердили данные о дефиците этого микроэле-
мента в организме; однако назначение в лечебных целях солей
пинка не дало желаемого терапевтического эффекта. В этом плайе
мслуживает внимания сообщение R. Lopez и соавт. (1973) о том,
ио задержка физического развития во многом зависит от дефици-
1.1 фолиевой кислоты, и наблюдавшееся клиническое улучшение у
< мльных, получавших это соединение.
!!• ' 163
Заболевание СКА не сопровождается снижением уровня интел-
лектуального развития. Тем ие менее у таких детей, особенно с
тяжелыми формами болезни, часто бывают низкие показатели
успеваемости ввиду иевозможиости систематически посещать
школьные занятия.
Несмотря на то что накоплен большой клинический материал
по дайной нозологической форме, с точки зрения медицинской ста-
тистики до настоящего времени нельзя составить четкое достовер-
ное представление о последовательности и характере течения этого
вида анемии. Принято считать, что хронические больные тяжелой
формой анемии живут в среднем около 20 лет с момента начала
заболевания. В истории болезни у них отмечаются с той или иной
степенью частоты острые состояния, именуемые кризами. Различа-
ют кризы двух типов. 1 тип — клинические кризы (болевые или
вазоокклюзионные), когда показатели содержания гемоглобина и
ретикулоцитов не претерпевают существенных изменений. Для кри-
зов II типа, называющихся гематологическими, характерно резкое
снижение гемоглобина в сочетании с более или меиее выраженным
изменением числа ретикулоцитов. Причиной вазоокклюзионных
кризов является образование серповидных эритроцитов in vivo.
Кризы этого типа наблюдаются чаще; они определяют клиническую1
картину заболевания, поскольку большая часть клинических про-
явлений прямо или косвенно связана с появлением красных кро-
вяных телец серповидной формы. Нередко имеет место сочетание
болевых кризов с гематологическими. Разнообразие же клиниче-
ской картины зависит от того, в каком органе или ткани происхо-
дит окклюзия сосудов.
Гематологические кризы встречаются значительно реже, в ос-
новном, у детей. По данным Ю. Н. Токарева, в структуре кризов
гемолитические кризы составляли лишь 27%. Остальные относи-
лись к болевым кризам, проходившим иногда с небольшими гема-
тологическими изменениями.
Помимо описанных острых состояний, связанных с образовани-
ем серповидных эритроцитов, в клинической картине заболевания
выделяют ряд медленно развивающихся осложнений: трофические
язвы нижиих конечностей, холелитиаз, фибросидерозиая атрофия
селезенки, фиброз почек, приводящий к уремии, фиброз миокарда
с последующей сердечной недостаточностью, цирроз или фиброз
печени и мегалобластная анемия.
Вазоокклюзионные кризы (ревматоидные и абдоминальные)
Эти нарушения являются наиболее частой причиной, заставляю-
щей больных СКА обращаться к врачу. Их частота и тяжесть в
значительной мере определяют клиническую картину заболевания;
Обычно кризы начинают проявляться на 2-м и 3-м году жизни.
У большинства больных (по данным Ю. Н. Токарева, в 62% слу-
чаев) не удается выявить непосредственную причину развития кри-
зов; одиако в литературе перечисляется ряд факторов, способных
164
Рис. 29. Отек руки во время •
криза.
спровоцировать криз:
инфекционные забо-
левания, лихорадка,
дегидратация оргаииз- *
ма и физическое пере-
утомление [51]. У не-
которых больных та-
кую роль может сы-
грать холодовый фак- г
тор. Однако наблюде-
ния R. A. Seeler (1973)
свидетельствуют об от-
сутствии сезонных из-
менений частоты возникновения кризов; иа Кубе эти осложне-
ния чаще отмечаются в зимний период.
Основным клиническим проявлением болевых кризов является
боль различной интенсивности, сопровождающаяся повышением
температуры, отеком в области поражения, изредка — воспалитель-
ная реакция (рис. 29).
Болевой синдром связан с возникновением инфарктов костного
мозга, костей, надкостницы и периартикулярных тканей суставов.
Инфаркты являются следствием окклюзии серповидными эрит-
роцитами сосудов, осуществляющих кровоснабжение пораженной
области. Данные, полученные S. Charache, D. L. Page (1967), убе-
дительно свидетельствуют о наличии обширных участков некроза
костного мозга в областях наибольшей болезненности. Наиболее
часто окклюзия сосудов поражает дистальную часть бедренной
кости, проксимальную часть большеберцовой кости н дистальную
пасть плечевой кости. У детей младшего возраста могут наблю-
даться массивные инфаркты, поражающие всю полость костного
мозга, что приводит к возникновению костных секвестров с перио-
стальной реакцией.
У взрослых изредка отмечаются массивные кортикальные некро-
ил. Как сообщает L. W. Diggs (1973), это осложнение чаще встре-
чается при сопутствующем остеомиелите.
Дифференциальная рентгенодиагностика между инфарктом ко-
стной ткани, сопровождающимся периоститом, и начальной ста-
тей остеомиелита затруднительна. Окклюзия сосудов синовиаль-
ной оболочки, костной и периартикулярвой ткани серповидными
ригг/рощитами может привести к появлению жидкости в суставах
невоспал-ительиого происхождения [162]. Эти же авторы обнару-
живали хронический синовит с ранней атрофией хрящей и выра-
женной инфильтрацией синовиальной оболочки плазматическими
клетками [162].
165
Рис. 30. Рентгенограмма легких.
Парахилиарное правостороннее за-
темнение в форме треугольника с
вершиной, обращенной к хилусу.
Имеются указания на
высокую частоту инфарк-
тов тел позвонков, осо-
бенно у детей старшего
возраста и у взрослых.
В этих случаях больные
предъявляют жалобы на
боли в спине. Дети в воз-
L . расте младше 5 лет ча-
1 сто жалуются на боле-
3*. вые ощущения наруж-
ной поверхности спины.
Они обычно сочетаются с
* отеками и воспалнтель-
| ной реакцией. Такой
к синдром дактилнта полу-
I : чил название ревмато-
идного криза верхних и
нижних конечностей (или
«hand-foot syndrome» у английских авторов); причиной его явля-
ется окклюзия сосудов плюсневых и пястных костей, а также
проксимальных фаланг (рис. 30).
Как уже было сказано выше, кризы этого типа чаще встреча-
ются у детей в возрасте 1—5 лет; однако мы наблюдали такие
кризы и у грудного ребенка, и у беременной женщины. В тех слу-
чаях, когда нарушения принимают тяжелый характер, первые при-
знаки поражения костей выявляются при рентгенологическом ис-
следоваиии только через 7—15 дней после криза и выражаются
в появлении зон остеолиза и пориостальной реакции.
Такне .нарушения, как правило, не имеют последствий, хотя не-
которые авторы описывают случаи укорочения пальцев [172].
Обычно вазоокклюзионные кризы костей н суставов носят преходя-
щий характер; изменения на рентгенограмме ие выявляются. В от-
дельных случаях рентгенография позволяет обнаружить изменения
остеолитического и склеротического характера, дисторсию костных
трабекул, нарушения контура полости костного мозга, толщины
и контура кортикального слоя. Интерпретация подобных рентгено-
логических симптомов во время острых состояний весьма затруд-
нительна, учитывая наличие упомянутых выше остаточных нару-
шений структуры костей [12]. Предложен ряд радиоизотопных ме-
тодов ранней диагностики, оценки течения заболевания н осложне-
ний после инфарктов костного мозга [11] и артропатии [12].
Однако1 следует признать, что диагностическая ценность этих мето-
166
в
с
дов невелика, и это ие позволяет систематически .использовать их
при обследовании.
Относительно таких осложнений, как .инфаркты костного мозга
сочетании с жировой эмболией, в литературе есть незначительное
количество описаний. Как указывает L. W. Diggs (1965), ослож-
нения этого типа более характерны для гемоглобинопатии Sc; дей-
твительно, образование серповидно-клеточных эритроцитов при ге-
моглобинопатии S очень часто сопровождается медуллярными ин-
фарктами и жировой эмболией, что подтверждалось исследованием
патологоанатомических материалов. Все это позволяет предполо-
жить, что частота осложнений такого рода при СКА, для которой
весьма характерны вазоокклюзионные кризы .в различных участ-
ях костей, несколько' выше, чем принято1 считать. По-видимому,
клиническая картина инфарктов костного мозга в сочетании с жи-
ровой эмболией выражена неярко; в других случаях, вероятно,
(•пагноз установить не удается. Здесь следует упомянуть, что мно-
пе вопросы патофизиологии медуллярных инфарктов с жировой
мболией при СКА до настоящего времени изучены недостаточно,
читается, что в костном мозге, для которого характерно наличие
осудйсггых синусов и .низкое давление в кровеносной сети, имеют-
» все условия, благоприятствующие развитию вторичных вазоок-
ЛЮЗИ01ННЫХ явлений вследствие образования серповидных эрит-
роцитов. Поэтому .в костном мозге так легко возникают некрозы
ш омического происхождения, инфаркты ,и эмболия [47]. При ге-
моглобинопатии SC предрасполагающими моментами служат по-
чтенная вязкость крови в результате увеличения содержания
ритроцитов в единице объема крови и содержания жира в кост-
им мозге. Отсюда становятся понятными причины частых медул-
ярных инфарктов при этой нозологической форме.
Клинические признаки жировой эмболии проявляются через
2 ч после инфаркта, костного мозга и .выражаются повышением
см'пературы, нарушениями психоневрологического статуса ('бес-
окойство, тревога, расстройства умственной деятельности, ступор,
ома, .расслабление сфинктеров), в легочной симптоматике (уча-
щнное дыхание, одышка, кровохарканье), в появлении петехий с
неимущественной локализацией на коже груди и на слизистых
гболочках, ,в тахикардии и цианозе. Обычно1 лабораторные методы
исследования каких-либо специфических нарушений ие выявляют.
Определенную помощь в установлении диагноза может оказать
рентгенографическое обследование грудной клетки; при этом на
п-имке может быть видна альвеолярная инфильтрация, имеющая
ад «снежинок». Кроме того, для данного осложнения характерна
сраженная гипоксия, часто достигающая значений напряжения
ислорода в крови ниже 60 мм ргг. ст. У многих больных концент-
ации ионов кальция снижаются до 9 мг/дл н ниже. Иногда отме-
!1стся тромбоцитопения, в ряде случаев ассоциирующаяся с нару-
кчоиями некоторых факторов внутрисосудистой гемокоагуляции,
читается, что появление жирных кислот в моче и/илй слюне мо-
1ет служить важным диагностическим признаком. В этом отноше-
IC7
мни большая роль отводится исследованиям глазного дна в плане
обнаружения жировых эмболов в сосудах клетчатки.
Прижизненное исследование некротического материала, взятого
из костного .мозга, проводится крайне редко, В этом отношении
©аслуж®вает внимания работа S. Charache, D. L. Page (1967). Эти
авторы показали, что динамика индологических нарушении при
инфаркте костного мозга подчиняется тем же закономерностям, что
и динамика инфаркта в любой другой ткани. Как правило, наблю-
дается регенерация кроветворной ткани; изредка отмечаются фиб-
розные изменения.
Гематологические кризы
Гематологические кризы чаще встречаются у детей, чем у
взрослых. Выделяются кризы четырех типов: апластический, гипер-
гемолитический, мегалобластный и «секвестрационный». Одним из
наиболее тяжелых осложнений при СКА является апластический
криз, этиология которого пока неизвестна. В некоторых случаях
удается установить предшествовавшее инфекционное заболевание,
однако у большинства больных в анамнезе указания на инфекции
отсутствуют.
Кризы этого типа сопровождаются лихорадкой; иногда у членов
одной семьи, страдающих СКА, они возникают одновременно,
вследствие чего предполагается возможность вирусной инфекции
в качестве провоцирующего фактора [111].
Как сообщил G. К. Serjeant, апластические кризы наблюдаются
у 7,7%; больных СКА, чаще у детей в возрасте 5—8 лет.
В патогенезе кризов этого типа ведущим является резкое сни-
жение гемоглобина и содержания ретикулоцитов, что' связано с
©ременным прекращением образования эритроцитов. Такие измене-
ния длятся около 10 дней.
В клинической картине кризов выделяются выраженная блед-
ность кожи и слизистых оболочек, лихорадка, летаргическое со-
стояние н головные боли. Почти всегда отмечаются явления сер-
дечной недостато,Ч1ности. Некоторые авторы наблюдали при этом
боли в костях [96], тем -не менее сочетание апластического и ва-
зоокклюзионного кризов встречается редко.
Содержание гемоглобина снижается до 10—20 г/л, число рети-
кулоцитов всегда менее 5%'.
Каких-либо нарушений лейкопоэза и тромбопоэза, как прави-
ло, ие отмечается. Как указывает Z. de la Тогге (1964), в костном
•мозге происходит угнетение только эритропоэза, без вовлечения в
{процесс лейкопоэза и трюмбоцитопоэза. Более того, описав ряд
случаев, протекавших не только без поражения эритропоэза, ио
иногда и с явлениями гиперплазии костното мозга. Некоторые ис-
следователи допускают возможность того, что в начале криза эрит-
роидная аплазия исчезает; ретнкулоцитопения является постоян-
ным признаком. В другой публикации суммированы результаты
наблюдения за одним больным СКА с ежедневной пункцией кост-
ного мозга. При этом на 3-й день после начала криза в мнело-
168
грамме отмечена гиперплазия эритроидного ростка с преобладани-*
см незрелых клеток; на 4-й день наблюдалось появление полихро-
матофильных эритробластов, на 5-й — нормоб ластов и, наконец,
ретикулоцитов [111].
•Возиико'вение криза по гипергемолитическому типу связывают
с резким неожиданным увеличением разрушения красных кровя-
ных телец [161]. Однако эта точка зрения пока ие получила до*
стоверного .подтверждения. Равным образом патогенез гипертемо-
лнтических кризов изучен весьма недостаточно. Некоторые инфек-
ции могут значительно усилить гемолитический процесс, интенсив-
ность которого при СКА достаточно высока М. L. Smith н соавт.
(1969) придают ведущее значение снижению активности Г-6-ФД,
•по при СКА приводит к усилению внутрисосудистого гемолиза
после перенесенных инфекционных заболеваний или после приема
лекарственных средств, ускоряющих биологическое окисление. Од-
нако в -некоторых случаях резкое снижение гемоглобина наблюда-
ется у больных с нормальными показателями активности Г-6-ФД
или без инфекционных болезней в анамнезе. Однако в данном слу-
чае, -с одной стороны, можно- допустить возможность инфекционно-
го процесса с бессимптомным течением. С другой стороны, не ис-
ключены диагностические ошибки и иа самом деле имеет место
криз «секвестрационного» типа, когда отсутствует или не опреде-
ляется увеличение размера органа, в котором происходит «захват»
и разрушение эритроцитов. Клиническая картина гипергемолити-
ческого криза характеризуется выраженной бледностью кожи н
слизистых оболочек, увеличением иктеричности, часто лихорадкой.
Во многих случаях наблюдается недостаточность сердечной дея-
тельности. В крови определяется ретикулоцитов, нормобластоз,
признаки гиперплазии эритропоэза; содержание непрямого били-
рубина повышается.
В литературе имеются сообщения о том, что в крови у боль-
шинства больных с апластическим и гипергемолитическим кризом
появляются холодовые агглютинины типа IgM, специфичные к I-
лптителам. У 2 больных одновременно с этим типом агглютининов
иыявлены ретикулоцитопения и признаки г.ипергемолитического
процесса [114]. Необходимо заметить, что механизм развития ге-
молиза и избирательной гиперплазии эритропоэза, причины обра-
юна1Н1ия упомянутых агглютининов и характер вызывающей их ин-
фекции неизвестны до- настоящего времени.
Клиническая картина мегалобластного криза имеет много об-
щего с апластическим кризом. И в этом случае наблюдаются рез-
ине снижение гемоглобина и ретикулоцитопения. В костном мозге
нр..исходит мегалобластная гиперплазия красного ростка. Пато-«
rues кризов по мегалобластному типу пока еще является загад-
... хотя, по мнению .ряда авторов, определенное значение может
иметь типичный для СКА хронический дефицит фолиевой кисло-
ты [ 105].
Для кризов «секвестрационного» типа характерно более частое
поражение селезенки, чем печени. Чаще .всего эти кризы ,наблюда-
169
ются у детей в возрасте от 6 мес до 4 лет. П.р,и более тщательном
сборе анамнеза у некоторых больных удается установить пред-
шествовавшие йнфекц.ио'Н1Ные заболевания; однако у большинства
больных остается .неизвестной причина, провоцирующая .развитие
криза. Основной чертой клинической картины является внезапное
снижение гемоглобина из-за «захвата» серповидных эритроцитов
в селезеночных синусах.
Помимо этого, отмечаются внезапное побледнение кожи и сли-
зистых оболочек, .напряжение мышц живота, симптомы сердечной
недостаточности, рвота, увеличение селезенки и ее болезненность.
Отмечаются частые .рецидивы, особенно у детей со спленомегалией.
Течение кризов тяжелое, иногда приводящее к смерти. У некото-
рых больных в гемограмме выявляется тромбоцитопения.
При патологоан атомическом исследовании R. A. Seeler, М. Z.
Schwiaki (1972) наблюдали окклюзию синусов селезенки серпо-
видными эритроцитами.
Наличие массивных «секвестров» серповидных эритроцитов во
всех или почти во всех органах может явиться причиной внезапно-
го смертельного исхода.
Патологические изменения в различных органах при СКА
Нарушения со стороны сердца. У больных СКА часто наблюда-
ются разнообразные нарушения сердечной деятельности, среди ко-
торых одним -из основных является повышенное потребление кис-
лорода миокардом вследствие снижения транспорта кислорода
кровью. Кроме того, определенное патогенетическое значение име-
ют низкое насыщение артериальной крови кислородом и вазоок-
клюзионные проявления иа уровне сосудов легких. В частности,
М. A. Varat и соавт. (1972) считают, что повышенное потребление
кислорода в миокарде в сочетании с иппердннамическими условия-
ми кровообращения выражено в большей степени при СКА, чем
при других вицах анемии. Однако эта точка зрения пока еще не
доказана.
Наиболее характерным клиническим признаком являются
одышка при физической .нагрузке и сердцебиение. Больные часто
жалуются на боли в груди, однако стенокардия выявляется редко:
например, W. Hamilton н соавт. (1978) сообщают о незначительной
частоте этого осложнения. Также крайне редко наблюдается ин-
фаркт миокарда. Так, N. К. Uszoy (1964) при обследовании 148
больных обнаружил на ЭКГ признаки инфаркта миокарда только
у двух из .них; диагноз был подтвержден при латологоанатомп'че'с-
ком ’Исследовании только у одного больного. Характерно отсутст-
вие окклюзионных поражений в миокарде, несмотря -на выражен-
ную гипоксемию в коронарных сосудах. По мнению W. В. Castle
(1976), эта устойчивость, во-первых, зависит от того, на сколько
быстро происходит образование серповидных эритроцитов; во-вто-
рых, сокращения миокарда облегчают прохождение дефектных
Эритроцитов по сосуду и предотвращают развитие тромбоза. Име-
170
ст значение и тот факт, что вязкость крови при этом виде анемии
ли&ка.
Диагностика сердечной недостаточности представляет сущест-
венные затруднения, тем более что основное ее проявление —
одышка—.может быть легочного происхождения; действительно,
и ряде случаев на рентгенограмме выявляются признаки застоя в
легких. Иногда у больного этой формой анемии выслушивается
расщепление тонов сердца; наличие изолированных отеков не всег-
да является достоверным симптомом сердечной недостаточности.
Повышение давления в яремной вене составляет существенную
часть компенсаторного механизма, направленного на поддержание
повышенного потребления кислорода в миокарде. Уместно огово-
риться о .необходимости дифференцировать нарушения, являющие-
ся следствием запуска компенсаторных механизмов, от нарушений,
связанных непосредственно с сердечной недостаточностью. Диффе-
ренциальная диагностика приобретает особое значение, учитывая
то, что это осложнение часто развивается прн резком снижении
содержания гемоглобина (апластический и гипер гемолитический
криз), а также при тяжелых формах легочных инфекционных за-
болеваний. Наиболее важными симптомами, заставляющими пред-
положить сердечную недостаточность, являются заброс крови в
шейные вены, отекп, увеличение печени и ее болезненность. Име-
ются данные по изучению у 23 больных СКА некоторых гемодина-
мических параметров: данных эхокардиографического исследова-
ния ,размеров полостей сердца, индекса .выброса левого желудочка
и длительности систолы. При этом установлено, что при СКА хро-
ническая гиперволемическая нагрузка переносится достаточно хо-
рошо, без нарушений деятельности сердца, особенно левого желу-
цочка. Гемодинамические показатели таких больных и больных с
другими формами анемии практически одинаковы, несмотря на то
что при СКА имеют место тенденция к образованию серповидных
лрптроцитов и гипоксемия. В упомянутом .выше исследовании де-
лпется заключение, что у больных СКА функция левого желудочка
находится в пределах физиологической нормы, и есть все основа-
ния считать, что оиа сохранится в течение долгого времени; гипер-
шмомическая нагрузка, характерная для анемии, не вызывает
сдвигов функциональной способности сердца-
Тем не менее некоторые авторы допускают возможность разви-
н!я кардиомиопатии прн СКА; дисфункции левого желудочка при
1П*м возникает из-за тромбирования мелких трансмуральных вет-
пгй коронарной артерии прн агрегации серповидных эритроцитов
Однако более поздние исследования, проведенные J. L. Ger-
соавт. (1978), свидетельствуют об отсутствии у больных СКА
.•иомиопатии. Эти авторы утверждают, что наблюдающаяся
ia декомпенсация сердечной деятельности связана с сопутст-
п, ни ними заболеваниями'—артериальной гипертонией, иедостаточ-
им'тью клапанов сердца или коронарных артерий. Другие болез-
ни. способные вызывать нарушения функции миокарда, также мо-
уг ('.провоцировать декомпенсацию [68].
171
Выявляемые в ряде случаев кардном era лия >и шумы могут быть
приняты за недостаточность митрального клапана: тогда возни-
кает необходимость дифференциальной диагностики СК.А с рев-
матической болезнью сердца. Митральный стеноз обычно исклю-
чается с помощью эхокардиографического исследования. Целесо-
образно заметить, что ранее ревматическая кардиомиопатия счи-
талась заболеванием, сопутствующим СКА. Однако за последнее
время было описано несколько случаев ревматического поражения
клапанов сердца, а также врожденной карднопатн-и, причиной ко-
торых являлась СКА [36].
Как сообщили в 1945 г. Т. Winsor, С. Е. Burch, при электро-
ка1рдиопрафичес'ком исследовании выявляются признаки гипертро-
фии левого желудочка, удлинение интервала Р—R, нарушения
желудочковой реполяризации -и т. д. В наших наблюдениях у 10
из 68 детей, помимо' описанных симптомов, обнаружена гипертро-
фия левого ушка.
Результаты патологоанатомическнх исследований показывают,
что при СКА степень кардиомегалии находится в прямой взаимо-
связи с прижизненной реакцией миокарда на расстройства, вызы-
ваемые этой формой хронической анемии.
Патологические изменения в легких. При СКА относительно
часто наблюдаются острые эпизоды, проявляющиеся повышением
температуры, болями в груди, лейкоцитозом и инфильтрацией ле-
гочной ткани. Такую клиническую картину называют «торакаль-
ным синдромом» или «острым торакальным синдромом», принимая
во внимание, что его патогенез ие выяснен окончательно [36, 43].
Обычно возникают внезапные боли в груди, сопровождающиеся
температурной реакцией. При раннем рентгенографическом иссле-
довании грудной клетки не всегда выявляются какие-либо измене-
ния; иногда на рентгенограмме видна нерезко выраженная неодно-
родность легочной ткаии. В отдельных случаях могут наблюдать-
ся затемнения, заставляющие предположить инфаркт или пневмо-
нический процесс. И хотя для дифференциальной диагностики этих
осложнений очень важными могут быть данные клинических и ла-
бораторных исследований, все же остается определенная возмож-
ность диагностической ошибки.
Так же как и при других видах гемоглобинопатии S, при СКА
возникает окклюзия сосудов легких, что было продемонстрировано
при гистологическом исследовании. В большинстве случаев заку-
порка сосудов происходит из-за тромбов, состоящих из серповид-
ных эритроцитов. Однако в ряде случаев обструкция сосудов мо-
жет быть связана и <с жировой эмболией при инфарктах костного
мозга.
Согласно мнению многих авторов, торакальный синдром явля-
ется одной из форм проявления характерного для СКА вазоокклю-
зионного криза. Имеются указания на то, что многие легочные
осложнения, принимавшиеся за пневмонию, на самом деле явля-
лись инфарктами легкого; в этих случаях оказывались эффектив-
ными терапевтические мероприятия, обычно применяющиеся для
172
лечения вазоокклюзионных кризов. Возможно, что у некоторых
вольных имели место оба процесса, так как инфаркт легкого бы-
Ласт причиной развития инфекции, что в свою очередь может выз-
«агь появление зон микроинфаркта. В этих случаях однократное
определение напряжения кислорода в артериальной крови Роа име-
ет незначительную ценность для дифференцирования инфаркта с
воспалением легких. Диагностическая значимость метода сущест-
венно возрастает при динамическом наблюдении за этим показа-
телем.
Как показывает опыт, торакальный синдром отличается более
тяжелым течением у детей, чем у взрослых; в частности, у боль-
шинства взрослых не выявляются признаки инфекционного про-
цесса в легких.
Учитывая все изложенное выше, S. Charache и соавт. (1979)
считают рациональным .применение антибиотиков, особенно пенн-
циллина, во всех случаях лечения СКА с поражениями легких. По-
добный терапевтический метод в детской практике признается не-
обходимым, поскольку дети легко подвержены тяжелым инфек-
ционным заболеваниям, вызываемым пневмококками и другой
микробной флорой. У взрослых больных антибиотикотерапия не
является обязательной, особенно в тех случаях, когда клиничес-
кие проявления незначительны и нет указаний на развитие инфек-
цпоного процесса.
В клинике Гаванского института гематологии ,и иммунологии
мы наблюдали нескольких больных с выраженной одышкой; на
рентгенограммах выявлялись обширные .зоны затемнения. Обще-
принятые в таких случаях лечебные мероприятия, включая анти-
нпптикотерапию, оказались неэффективными. Однако после прове-
рил ня кровезаместительной терапии, когда содержание HbS сни-
। ил ось (менее 30%), в состоянии больных отмечено быстрое улуч-
пн цие. Мы считаем целесообразным рекомендовать раннее приме-
нение этого метода при тяжелом течении торакального синдрома.
Помимо описанных острых состояний, может наблюдаться ок-
клюзия сосудов с прогрессирующим или возвратным течением,
приводящая к легочной гипертонии. Однако такие случаи редки и
истречаются у больных старше 40 лет [34] и при этом нарушения
функции легких возникают после повторных инфарктов.
Как отмечают G. J. Miller, G. R. Serjeant (1971), для СКА в от-
личие от прочих форм анемии характерно умеренное снижение
лишенной и общей емкости легких, что не всегда соответствует
•гн жести описанных ранее предшествующих острых состояний. Воз-
можно, что подобные нарушения внешнего дыхания вызываются
повторными микроинфарктами с субклиническим течением [123].
II Гаванском институте гематологии .и иммунологии мы наблю-
ди л л 30 взрослых больных, находившихся в состоянии ремиссии
и не имевших осложнений. Изучение, проведенное с помощью ра-
диоизотопных методов, позволило установить в 70% случаев на-
рушения кровоснабжения легких, причиной которых мы считаем
♦ •мипозию легочных сосудов (субклиническая форма).
17Э
В работах некоторых авторов указывается на возможность
сдвигов газообмена. Так, D. A. Bromberg, W. N. Gensen (1967)
обнаружили, что в состоянии покоя Рой составляет 90—70 мм рт.
ст. и даже ниже. Действительно, по мере того как уменьшается"
химическое сродство гемоглобина к кислороду, происходит эквива-
лентное снижение его напряжения <в артериальной крови, вследст-
вие чего может развиться резкая гипоксемия [34].
У больных СКА разница между альвеолярным и артериальным
напряжением кислорода аналогична илн несколько превышает по-
казатели, отмечаемые у больных с другими формами анемии; у
всех больных гемоглобин снижается в одинаковой степени. Основ-
ными причинами этого можно считать три фактора: 1) усиление
кровоснабжения внутрилегочных коллатералей, не принимающих
участия в процессах газообмена [36]; 2) нарушение физиологичес-
кого соотношения между вентиляцией в легких и их кровоснабже-
нием [36]; 3) отсутствие условий для установления равновесия
между альвеолярным н капиллярным Ро2 [34].
Клинические данные о высокой частоте инфарктов легкого под-
тверждаются и при гистологическом исследовании. Так, Е. Н. Op-
penheimer, J. R. Esterly (1971) приводят результаты вскрытия в
36 случаях. Они установили наличие очевидных признаков пред-
шествующих тромбоэмболических явлений, по которым можно за-
ключить, что частота н тяжесть этих поражений возрастают про-
порционально возрасту. В 16 случаях обнаружены инфаркт лег-
кого н пролиферация интимы.
Патологические изменения системы мочеотделения
Для СКА поражения почек довольно характерны; онн сопро-
вождаются морфологическими илн функциональными сдвигами.
Из них основными являются нарушение концентрационной способ-
ности почек [140], гематурия, реже инфаркты почек, нефротичес-
кий синдром [.186] м даже почечная недостаточность [81]. Пато-
физиологические мехаинзмы, лежащие в основе перечисленных ос-
ложнений, окончательно не выяснены и являются предметом мно-
гочисленных дискуссий. В частности, D. Е. Perillie, F. Н. J. Ep-
stein в 1963 г. удалось установить, что образование серповидных
эритроцитов in vitro усиливается в присутствии концентрирован-
ных солевых растворов даже при оптимальных условиях окснгеци-
ровавия гемоглобина и физиологических значениях pH. Эти
авторы считают, что гипостеиурия у больных, в крови
«которых обнаружен Hb SS, является следствием тенден-
ции к усилению образования серповидных эритроцитов в
Прямых сосудах. В свою очередь формирование патоло-
гических эритроцитов происходит в результате повышения ос-
мотического давления в мозговом слое почек. Несколько позже
L. W. Statius van Eips и соавт. (1970) проводили в лечебно-диаг-
ностических целях инъекции сульфата бария в артериолы почек;
на вскрытии они ‘наблюдали обширные патологические изменения
174
I сосудах мозгового слоя почек и почти полное исчезновение ка-
ильцев. На основании этого был сделан вывод, что нефропатия
Ьрн СКА возникает вследствие облитерации последних; поскольку
li и сосуды имеют существенное значение в механизме усиления
1|»ннватока в длинных петлях Гейле, то их облитерация сопро-
L.k 1ается нарушением концентрационной функции почек [184].
I' нтей подобные патологические явления обратимы при своевре-
мпн ном проведении гемотрансфузии; у взрослых поражения тубу-
ирной системы носят постоянный характер [184].
I В работе J. R. Oster и соавт. (1976) описаны несколько боль-
11 л \ с симптомами неполного ацидоза тубулярной системы почек;
Механизм этого нарушения неизвестен. Кроме того, имеются сооб-
11‘Ц|Ия об увеличении канальцевой реабсорбции фосфатов, что
мри водит к повышению их концентраций в сыворотке крови боль-
ших СКА [49].
Как сообщили V. Pardo м соавт. (1975), у больных СКА могут
наблюдаться гломерулонефриты аутоиммунного происхождения.
Пи-видимому, такое сочетание не является случайным; имеются
•и*которые доказательства общности некоторых патогенетических
nti in,ев обоих процессов. В цитированной работе предполагается,
м- гломерулонефрит является вторичным по отношению к СКА:
1-стние ишемии .почек и воздействия некоторых других факто-
। вызывающих повреждение тубулярного .аппарата, высвобож-
гся антигены, происходящие из эпителия канальцев. Появление
ч..игеиов вызывает образование специфичных антител [138].
Существует мнение, что .гипостенурия вместе с избыточным
порезом может привести к дегидратации гипертонического харак-
<• p.i. На этом основании Н. L. Smith (1966) рекомендует во время
рп .а назначать вливания разведенных растворов электролитов
: । • предупреждения развития дегидратации. Е. G. Radel и соавт.
6) обнаружили гипонатриемию у 50% бол иных СКА, посту-
.1их с лихорадкой или с инфекционными заболеваниями. Хотя
физиология такого явления до сих пор останется неясной, тем
. юнее в подобных случаях это терапевтическое мероприятие
мн ист оказаться эффективным.
I Результаты патологоанатомичеакого исследования свпдетельст-
II•><»!• об отсутствии у детей морфологических изменений в почках.
I шпетвениой находкой оказалось присутствие серповидных эрит-
I'fHiiTOB в клубочковых капиллярах, афферентных и эфферентных
п-н’р.июлах клубочков и сосудах мозгового слоя. В любом возрасте
1 н’чаются клубочки несколько большего, чем в норме, размера,
....он но расположенные вблизи мозгового слоя. Однако у взрос-
|||. выявляются атрофические и дегенеративные фокальные изме-
....я, сопровождающиеся нарастающей гибелью .нефронов и заме-
ни пнем их фиброзной тканью. Кроме того, иа срезах в корковом
|- <• видны рубцы от предшествовавших инфарктов и очаги крово
п । ।пиний в мозговом слое и сосочках; обнаруживаются клубочки
г четкими признаками пролиферации мезенхимы н эндотелия, а
шкже фиброзные образования полулунной формы; весьма харак-
175
тарным является наличие склероза. Эпителиальные клетки каналь-
цев, расположенных возле мозгового слоя, часто содержат зерна ;
гемосидерина. У больных старшего возраста можно определить
пролиферацию эндотелия и сужение просвета почечных артерий.
К сожалению, частота, причины н клиническое значение описан- I
•ных морфологических изменений полностью не выяснены. Однако 1
не вызывает сомнений тот факт, что тяжелые нарушения гистоло-
гической структуры почек могут происходить бессимптомно, не
исключено, что эти нарушения будут нарастать н в итоге станут
причиной развития нефротического синдрома и почечной недоста-
точности [35]. Действительно, нефротический синдром, как прави-
ло, предшествует почечной недостаточности .или сопровождает ее.
Этот факт подтверждает гипотезу об общей причине обоих ослож-
нений. Урофафические исследования позволили установить у 60%
обследованных больных СКА целый ряд нарушений функции почек
[119], основными из которых являлись расширение почечных лоха-
нок и некроз чашечек. Отмечается, что степень выраженности мор-
фологических изменений не соответствует степени тяжести заболе-
вания, протекавшего у многих больных без клинических проявле-
ний.
Наблюдающаяся при СКА гематурия имеет перемежающееся
течение и не сопровождается болями; она длится несколько дней
1[В1], хотя в некоторых случаях может наблюдаться в течение не-
дель и даже месяцев. Как правило, причиной гематургин бывает
одностороннее поражение левой почки, поскольку левая почечная
вена отличается большей длиной и извилистостью. Кроме того, ге-
матурия может отмечаться и при повреждении правой почки; край-
не редко встречаются двусторонние поражении. Морфологически
они выражаются в развитии некротических постинфарктиых про-
цессов в чашечках. Причиной ишемического стаза и инфаркта яв-
ляется окклюзия серповидными эритроцитами капилляров дисталь-
ных зон мозгового слоя. Интересно, что в этот период в моче оп-
ределяется довольно высокая активность протеолитических фер-
ментов. Механизм гематурии заключается в том, что моча, омывая
чашечки почек, препятствует образованию сгустков фибрина н спо-
собствует появлению гематурии.
Патологические изменения в печени. Поражения печени той или
иной степени тяжести существуют почти у всех больных СКА.
Наиболее часто вовлечение в общий патологический процесс вы-
ражается в печеночном кризе, или, гепатопатии, вызванной серпо-
видными эритроцитами [51]. Кроме того, нарушения функции пе-
чени могут проявляться повышением желтушности из-за закупор-
ки внепеченочных желчных путей желчными камнями [179], ин-
фекционными процессами бактериальной этиологии ,и гнойными
абсцессами печени.
В доступной нам литературе мы нашлн лишь несколько работ,
посвященных изучению частоты обнаружения печеночных Кривов.
Так, L. W. Diggs (1973) сообщил, что в исследованной им группе [
больных это осложнение выявлено всего лишь у 10% лиц. Имею-
176
щийся у нас опыт свидетельствует о несколько большей частоте-
возникновения печеночных кризов — 26,3%. Близкие к этому циф-
ры приводит и Ю. Н. Токарев (1969). Наиболее характерным сим-
птомом этого осложнения является нарастающая желтушность ко-
жи н слизистых оболочек и повышение содержания в крови били-
рубина, особенно его свободной фракции. Так, по данным
Hargrove (1970), у .некоторых больных увеличение концентраций-
билирубина, достигает 1,03 г/л. Во время печеночного криза могут
быть жалобы больных на боли в костях, суставах и/или в животе.
Легкие формы криза протекают бессимптомно или со скудной
симптоматикой. Зачастую бывает трудно провести дифференциаль-
ный диагноз с вирусным гепатитом. Для последнего более типич-
ны плохое самочувствие, тошнота, рвота, субфебрильная темпера-
тура, увеличение и болезненность печени; в анамнезе больных
можно, найти указания .на переливание крови в предыдущие 6 мес.
Обычные методы лабораторного исследования не облегчают диф-
ференциальной диагностики, поскольку щш обоих патологических
состояниях обнаруживается повышение активности трансаминаз,
щелочной фосфатазы и лакт-атдегидрогеназы, а также положитель-
ная -реакция флоккуляции в качестве функциональной печеночной
пробы. Окончательный диагноз обычно удается установить на ос-
новании результатов биопсии -и пробы с австралийским антигеном.
В опубликованных за последние годы работах Т. W. Sheehy (1977),
М. Krihnamurthy и соавт. (1973) содержатся сведения о том, что
СКА в сочетании с вирусным гепатитом наблюдается редко, не-
смотря на широкое применение гемотрансфузии при этой форме
анемии. Печеночные кризы часто рецидивируют; прогноз может
быть неблагоприятным .в тех случаях, когда показатели общего би-
лирубина превышают 0,25 г/л. С .возрастом приступы -приобретают
с каждым разом все более злокачественное течение; при этом уси-
ливается интенсивность желтушной окраски н увеличивается тя-
жесть поражений печени. Аналогичное явление отмечено и при
беременности [179]. Характер течения печеночных кризов отлича-
ется разнообразием: они могут либо разрешаться спонтанно, либо
вызвать печеночную кому.
К-ак было оказано выше, для любой формы криза при СКА ха-
рактерны поражения печени различной степени выраженности.
Зтот факт объясняет повышение активности трансаминазы, посто-
ишго наблюдающееся в период кризов. Некоторые авторы придер-
живаются мнения о том, что почти при всех формах кризов отме-
чается вовлечение в процесс печени, хотя нарушения ее функции
имеются не всегда [179]. Вот почему большинство этих острых
состояний .в -известной мере являются печеночными кризами с суб-
клипическим течением.
Тяжелые формы печеночных кризов отличаются острым, почти
молниеносным началом с быстрым усилением желтушности. Как
правило, при этом наблюдается внутрипеченочный холестаз, вы-
рнжающийся развитием холангнолитической геп-атоп-атии. Харак-
терным симптомом является более или менее выраженное повыше-
12-407
177
зиие активности сывороточной щелочной фосфатазы. Krishnamurthy
л соавт. (1978) установили, что пермпортальная инфильтрация
лимфоцитами и моноцитами сопровождается резкой активацией
данного фермента.
При патологоаватомическом исследовании печени в большин-
стве случаев выявляют ряд изменений даже тогда, когда прижиз-
ненных осложнений не было зарегистрировано. Наиболее типичны-
ми гистологическими признаками для всех форм печеночного криза
являются растянутые и заполненные серповидными эритроцитами
печеночные синусы. На срезе также видны растянутые и дефор-
мированные клетки Купфера, содержащие зерна гемосидерина и
фагоцитированные эритроциты. Обнаруживается атрофия печеноч-
ных клеток, пигментация .и фокальный некроз. Выраженность -.не-
кроза .неодинакова: максимальная — в центральных зонах долек и
в меньшей степени—«в пери-портальных зонах. В некоторых слу-
чаях некротические участки сливаются друг с другом; это явление
чаще наблюдается в субкапсуляриой области. Кроме того, под
микроскопом видны желчные пробки в расширенных канальцах,
указывающие на холестаз центрально-дольковой локализации, на-
личие застойной желчи в межклеточных пространствах гепатоци-
тов, инфильтрацию портальных пространств круглыми клетками,
гемосидероз. Однако- нарушений проходимости внепеченочных
желчных путей не отмечается.
Закупорка печеночных синусов серповидными эритроцитами и
набухание фагоцитов, расположенных в их просвете, обусловли-
вают нарушение кровообращения, вызывающего в свою очередь
аноксический некроз печеночных клеток и нарушающего трофику
гепатоцитов. Перечисленные изменения весьма сходны с наблю-
дающимися у лабораторных животных прн экспериментальной ги-
поксии. Печень больных СКА подвергается хроническому или пе-
риодическому воздействию гипоксии. Следствием этого является
развитие фокальных клеточных изменений, усугубляющихся при
возникновении печеночного криза.
У больных, перенесших печеночный криз в тяжелой форме, про-
исходит зарастание зон некроза фиброзной тканью, носящее узло-
вой или диффузный .характер. Поэтому гепатопатия может перей-
ти в цирроз, в основном макроноду-лярного или постнекротического
типа. Некоторые авторы [Diggs L. W., 1973] считают цирроз до-
вольно редким осложнением, другие, напротив, указывают иа его
относительно высокую частоту встречаемости у больных СКА
i[179]. Целесообразно отметить, что внедрение электронно-микро-
скопических методов исследования открывает новые перспективы
установления характера структурных нарушений печени и их пато-
генетической роди.
По клннико-морфолопическим признакам нарушения функции
печени при СКА классифицируются следующим образом.
Острое нарушение функции печени (печеночный
к-риз).
А. С субклиническим течением.
178
Б. С клиническим течением:
1) с поражением печеночных клеток (псевдогепатит);
2) с застоем желчи:
а) хол ангио литический;
б) каналикуляриый;
3) смешанные формы.
Хроническое нарушение функции печени.
А. С развитием фиброза.
Б. € развитием цирроза.
Характер структурных изменений в печени при СКА разнооб-
разен. Спектр патологических реакций включает в себя изменения
пт признаков .незначительных повреждений печеночных клеток до
•I стальных поражений целого органа. Высказывается предположе-
нию, что неодинаковая тяжесть кризов и соответствующая им глу-
бина поражений печени представляют собой всего лишь этапы
одного продолжительного пронесся. Каждый новый криз вызывает
определенные морфологические нарушения .в печени; рецидивирую-
щее течение заболевания постепенно углубляет и усиливает эти
изменения структуры. В ряде случаев патологический процесс ус-
коряется при присоединении инфекции вирусной или другой этио-
логии или при воздействии гепатотоксическмх .веществ [179].
Не так давно появилось сообщение о нескольких случаях с
благоприятным исходом; у этих больных была отмечена выражен-
иям гипербилирубинемия, серологические пробы иа наличие геп-а-
гпта со специфическим антигеном были отрицательными. Актив-
ность трансаминазы щавелевоуксусной и пировиноградной кис-
нот так же, как и активность лактатдегидрогеназы, была высокой,
и дна ко ие в той степени, в какой можно было ожидать при такой
пораженной гипербилирубинемии. Активность Г-б-’ФД снижалась.
II таких случаях, по мнению R. A. See ter и соавт. (1978), постоян-
но наблюдается указанное выше несоответствие между концентра-
цией билирубина и результатами функциональных печеночных,
проб.
Заслуживают внимания интересные находки последних лет,
когда .в крови больных СКА во' время печеночного криза установи-
ni наличие иммунных комплексов. По-видимому, в патогенезе это-
io осложнения определенную роль играют аутоиммунные процес-
ы. развивающиеся в результате высвобождения веществ с анти-
• ••иными свойствами. Они образуются из компонентов ткани пече-
...следствие повреждающего воздействия ишемии. Кроме того,
||<и|илемие этих комплексов может быть обусловлено блокадой ре-
|ц.\ доэидотелиальиой системы печени, как это отмечается, напри-
" и при других заболеваниях печени [83].
' огласно наблюдениям Н. F. Bunn (1977), Т. W. Sheehy (1977),.
1 Ь А так же, как и другие формы врожденной гемолитической ане-
мии, часто сопровождается холелитиазом. Представляет интерес
ни факт, что, хотя у трети больных имеются камни в желчном пузы-
ри, характерная для данной патологии симптоматика проявляется
in in ь у 10% из них. Другие авторы указывают, что частота желч-
179г
иокаменной болезни пр в СКА составляет около 20% от общего
числа больных [179].
Патологические изменения центральной нервной системы
♦(ЦНС). Патологические изменения ЦНС являются одними из наи-
более тяжелых осложнений, возникающих при СКА. Они часто
вызывают тяжелые неврологические нарушения, а иногда приводят
к смерти. Эти осложнения чаще проявляются у детей, чем взрос-
лых, и характеризуются .рецидивирующим течением [165]. Со-
гласно' мнению В. A. Portnoy, J. С. Herion (1972), D. R. Powars
(1975), осложнения со стороны ЦНС наблюдаются у 6—16% всех
больных СКА.
Общей причиной поражений ЦНС является окклюзия сосудов
мозга. Развивающиеся прн этом патологические явления отлича-
ются исключительным разнообразием, зависящим от локализации,
распространенности и длительности процесса. Среди типичных
симптомов выделяют сонливость, ступор, кому, гемиплегию или
гемипарез, афазию, головную боль, судороги, менингеальные явле-
ния, атаксию, нарушения зрения, поражения VIII и XII пар череп-
ных нервов, кратковременную потерю сознания и ориентировки.
Часть симптомов отличается транзиторным течением, что указы-
вает на существование сосудистых спазмов [51]. Частые рецидивы
сосудистых кризов вызывают прогрессирующие нарушения двига-
тельной, чувствительной и интеллектуальной сфер [144]. При ,нев-
рологическом обследовании выявляются признаки диффузных или
фокальных поражений полушарий головного мозга.
Диагностическая ценность производимых в таких случаях ана-
лизов незначительна. В частности, состав спинномозговой жидко-
сти обычно .не изменен, иа рентгенограммах черепа патологических
изменений также .не обнаруживается, равно как и при исследова-
нии глазного дна. Нарушения на электроэнцефалограмме не име-
ют каких-либо специфических признаков, облегчающих диагности-
ку. При анализе результатов обследования 93 больных S. Canton
и соавт. (1974) у 75% из них обнаружили отклонения на электро-
энцефалограмме, носившие характер активации с фокальной и осо-
бенно темпоральной частотой. Эти авторы подчеркивают, что толь-
ко у 5 из группы больных с электроэнцефалографнческимн .нару-
шениями в анамнезе установлено наличие предшествовавших ва-
зоокклюзионных кризов. Поэтому можно сделать заключение о
субклиническом течении большинства вазоокклюзионных наруше-
ний. Логично было бы предположить, что' применение -ангиографи-
ческих методов исследования даст существенную информацию о
локализации поражения. Однако некоторые авторы утверждают,
что проведение артериографии при подобных мозговых нарушениях
противопоказано. Тем не .менее М. Oliviery-Ru3sel и соавт. (1976)
сообщили об успешных результатах исследований без характерны*
для такого метода осложнений. В этом плайе заслуживают вн-има
ния результаты исследований R. A. Seeler и соавт. (1978), обнару
живших с помощью ангиографии у перенесших вазоокклюзионный
криз ЦНС больных комплекс патологических изменений, известный
180
|1юд названием синдрома Мойамойа (Моуашоуа). Необходимо ого-
вориться, что Моуатоуа—японское .выражение, означающее вды-
хание воздуха, загрязненного дымом. Этот термин был введен в
1969 г. японскими врачами J. Suzuki, A. Takaku для обозначения
выявленного ими иа ангиограммах мозга характерного синдрома
телеангиэктазии. Такие изменения были обнаружены у 20 детей
н молодых людей с диагнозом острого гемипареза. Синдром обус-
ловлен окклюзией .крупных сосудов н возникающей в результате
«того множественной телеангиэктазией коллатеральных сосудов
в области поражения. Он описан н при других заболеваниях — не-
которых нейродермитах, микробном менингите, узелковом периар-
Териите, травмах черепа и туберкулезе. Вполне возможно, что
синдром Мойамойа часто развивается у больных СКА, перенесших
криз ЦНС, по истечении определенного промежутка времени, не-
обходимого для развития коллатералей. При патологоанатомичес-
ком исследовании .выявляются сосудистые .нарушения, обычно без
поражения стенок сосудов. Почвидимому, клиническая картина
мозговых кризов обусловлена в основном окклюзией сосудов, ги-
поксией и развивающимся вследствие этого фокальным расшире-
нием сосудов. Патологические изменения в сосудах наблюдаются
«а уровне прекапилляров, капилляров и венул. Так, в прекапил-
лярных артериолах хорошо различаются сегментарные расшире-
ния, тромбированные серповидными эритроцитами. Изредка отме-
чается резкая гиперплазия интимы больших артериальных сосудов.
Мозга [121]. Такие наблюдения заставляют предполагать, что j
иногда при вазоокклюзионных кризах поражается интима сосудов,
реакция которой заключается в. выраженной гиперплазии и тром-
бообразовании.
Кроме того, на срезах .видны макрофаги с включениями, со-
। нищими из липидов, образующихся, по-видимому, из мозгового
мн глина, поскольку .в некоторых случаях под микроскопом можно
н-паружить участки распада этого липида.. Структура серого ве-
п'ч’тва обычно не нарушается.
При СКА возможны субарахноидальная геморрагия и субду-
ьная гематома [63]. Достоверных данных о патогенезе этих ос-
пений пока не имеется. Можно только предполагать, что ок-
зия сосудов мозга серповидными эритроцитами вызывает ло-
.ную гипоксию и некроз, приводящие к слабости сосудистой
над н образованию микроаневризм [63].
Поражение органов зрения. Почти у всех больных СКА наблю-
1ся поражения поверхностной сосудистой сети конъюнктивы;
Paton (1961) считает это проявление, получившее название
ьюнктивального симптома, весьма патогномоничным для дан-
формы анемнн. Обычно конъюнктивальные нарушения прояв-
гся в виде фрагментов капилляров, имеющих форму запятой;
расположены особенно густо в нижней части глазного яблока,
«рытой нижним веком. Некоторые исследователи, например,
М Г. Armaly (1974), G. R. Serjeant и соавт. (1972), придают это-
му симптому прогностическое значение (рис. 31). Кроме того, при
181
Рис. 31. Микрофотография.
Конъюнктивальный знак в
форме штопора.
обследовании отмеча-
ются извилистость,
утолщение или расши-
рение сосудов сетча-
той оболочки, крово-
излияния и экссудация
в ней, дегенеративные
изменения в сосудистой
и сетчатой оболочках,
пролиферативный ре-
тинит, микроаневриз-
мы сетчатки, сосудо-
подобные линии и кро-
воизлияния в стекло-
видном теле. М. F. Аг-
maly (1974) указывает
па возможность отслойки сетчатки и появления радужных вклю-
чений. Как было установлено за последнее время, у детей сосу-
доподобные линии в стекловидном теле отмечаются крайне ред-
ко— не более чем у 1—2% всех больных СКА.
В соответствии с классификацией, предложенной М. F. Armaly
(1974), в течении ретинопатии выделяют 5 стадий: 1) замедленна
кровотока с минимальными явлениями нарушения проходимости ж
окклюзии артериол и капилляров; 2) окклюзия сосудов; 3) прорач
стание новых сосудов в сетчатку; 4) пролиферативное прорастания
новых сосудов в стекловидное тело; 5) отслойка сетчатки.
Наблюдения Р. Y. Condon, G. R. Serjeant (1972) свидетельств
вуют о том, что у всех больных, в крови которых обнаруживается:1
Hb SC, очень часто отмечаются пролиферативный ретинит, крово-|
излияния .в стекловидном теле, отслойка сетчатки и блестящие ра^
дужные включения. Гораздо реже эти осложнения выявляются у
больных, у которых имеется Hb SS. Одиако у больных, наблюдав-
шихся в клинике Гаванского института гематологии и иммуноло-
гии, наиболее типичными осложнениями были конъюнктивальный
симптом, извилистость сосудов, наличие участков атрофии сетчат-
ки и блестящих радужных включений, микроаиевризмы, а также
облитерация сосудов. В этом плайе результаты, полученные нами,
соответствуют данным D. Borras (1975). При гистологическом изу-
чении конъюнктивы A. Y. Fink (1968) установил, что имеющие
форму запятой фрагменты представляют собой расширения капил-
ляров и мелких вен, развивающиеся механически из-за окклюзии
сосудов серповидными эритроцитами. Такие нарушения не вызы-
вают патологических изменений и не требуют специальных тера-
певтических мероприятий.
1Я9
i Необходимо подчеркнуть важное значение ранней диагностики
I «отражений сетчатки как у больных СКА, так и у носителей Hb SC,
i поскольку с помощью метода фотокоагулящии лазерными луча-
1 ’ми можно предотвратить развитие такого тяжелого осложнения,
как отслойка сетчатки.
Патологические изменения костно-суставного аппарата
Асептический некроз костей. Основной причиной асептического
некроза костей являются вазоокклюзионные нарушения в головках
трубчатых костей, протекающие без острых клинических проявле-
ний. Артериолы, осуществляющие кровоснабжение головок бедрен-
! ной и плечевой костей, отличаются значительной длиной и извили-
•стостью, коллатеральное кровообращение развито слабо. Все это,
по мнению L. W. Diggs (1965), создает благоприятные условия
для сосудистой окклюзии.
I- Гораздо реже поражаются эпифизы других трубчатых костей.
В целом, по данным F. I. D. Konotey-Ahulu (1974), костные нару-
шения выявлены всего у 2,8% наблюдавшихся больных, чаще у
взрослых и у детей старшего возраста. Однако у обследованных
нами больных частота осложнений со стороны костного аппарата
была значительно выше — около 28%. Почти такие же цифры при-
водит и Ю. Н. Токарев (1969). По данным Э. 3. Новиковой к
соавт. (1974), изменения в 'костной системе иа рентгенограммах
выявлены у 10 из 19 больных. S. М. К- Chung, Е. L. Ralston
I(i969) указывают, что поражения костей являются весьма типич-
ным осложнением при анемии, вызванной наличием Hb SO. и ред-
ко наблюдаются при СКА. Напротив, результаты работ G. R. Se-
rjeant, М. Т. Ashcroft (1973) свидетельствуют о приблизительно
одинаковой частоте возникновения костных нарушений при этих
формах гемолитической анемии. Клиническая картина характерн-
вуется наличием болевых ощущений, ограничением движений, при
соответствующей локализации — хромотой. Клинические проявле-
ния не всегда коррелируют с тяжестью нарушений, выявляемых
при рентгенологическом исследовании. Целесообразно отметить,
чго бывают случаи заболевания с бессимптомным течением; вот
почему М. К. Stanley, S. М. К. Chung (1977) считают, что боль-
ные СКА должны систематически подвергаться рентгенологичеоко-
му обследованию. Окклюзия сосудов головки бедренной кости
представляет наибольшую опасность. При этом первоначальные
маги поражения локализуются в дистально расположенных уча-
стках головки, в субхоидральной области.
Механическая нагрузка (воздействие массы тела) на поражен-
ные кости приводит к их деформации и нарушению контура. На
• уставных поверхностях костей возможно развитие дегенератив-
ных изменений по типу артроза; в тяжелых случаях наблюдается
и'формация вертлужной впадины. На основании данных рентгеио-
кн нческого изучения костных нарушений М. К- Stanley,
'» М. К- Chung (1977) предложили подразделять поражения ко-
183
Рис. 32. Рентгенограмма. Некроз головки бедренной кости.
стей у больных СКА на 3 группы в соответствии с типом некроза
головки бедренной кости. В 1-й группе поражения аналогичны та-
ковым прн болезни Легга-Калве-Пертеса; они встречаются в ос-
новном у детей и не имеют существенных последствий. У подрост-
ков выявляется сегментарный некроз, захватывающий передневерх-
нюю часть эпифиза или весь эпифиз. Метафиз, как правило, ие
вовлекается в процесс. У больных молодого возраста прогноз бла-
гоприятный в тех случаях, когда эпифиз поражается частично.
У больных старшего возраста при обширном некрозе эпифиза про-
гноз, как правило, неблагоприятный.
Во 2-й группе поражения костей имеют много общих черт с
рассекающим остеохондритом. Одиако эти нарушения наблюда-
ются редко; они распространяются иа небольшой участок верхней
части головки бедренной кости.
Для 3-й группы поражения костей характерны массивные не-
крозы с выраженной дисторсией и резкой деформацией головки
бедренной кости. Такне осложнения встречаются почти исключи-
тельно у взрослых (рис. 32).
Больным с поражением костей 1-й н 2-й групп показано консер-
вативное лечение: постельный режим, контроль за массой тела и
физиотерапия. При интенсивных болях рекомендуется вытяжение.
После исчезиовення болей больному разрешают ходить; детям и
подросткам следует пользоваться прн ходьбе костылем до исчез-
новения патологических признаков. Для настоящего времени не
изучена терапевтическая эффективность массивных переливаний
164
Рис. 33. Рентгенограмма. Эндопротез при некрозе головки бедренной костн.
не. 34. Рентгенограмма. Деформация позвонков в форме двояковогнутой линзы.
,юви; можно только полагать, что поддержание необходимого
ровня физиологического гемоглобина (НЬА) и максимально воз-
ижное снижение процентного содержания HbS, являясь вспюмо-
тельным методом лечения, позволит предотвратить распростра-
«>чше некротического процесса.
Больным с поражением костей 3-й группы .показано оператив-
ное лечение. Более молодым индивидам М. L. Stanley,
• М. К. Chung (1977) рекомендуют проводить экстра- и интраар-
шкулярный гемодез. Людям старшего возраста производят про-
м чпрование головки бедренной кости (рис. 33).
При этой локализации поражения костные повреждения н кли-
ческие проявления отличаются меньшей тяжестью, чем при асеп-
ческом некрозе головки бедренной кости [46].
Другие патологические изменения в костях. Изменения в костях
• »гут быть вызваны выраженной гиперплазией эритроидного рост-
• костного мозга, что обусловливает специфический вид больного,
длинных .костях развивается остеопороз, расширение костномоз-
пого канала и истончение кортикального слоя [122], поражают-
также н кости черепа: наблюдается расширение полости мозга,
редка — разрежение костных трабекул, вследствие чего череп
, побретает своеобразный вид (вид «щетки»). По мнению J. Rey-
*lds (1977), по такому же механизму развиваются деформацион-
185
ные изменения позвонков, среди которых чаще встречаются двоя-
ковогнутые позвонки (рис. 34). Механическое воздействие массы
тела на кости с ослабленной структурой может обусловить ком-
прессию и сплющивание позвонков. Возможно, что именно поэтому
у больных СКА часто наблюдаются coxa vara, кифоз и отставание
в росте [122]. Мы наблюдали ребенка 11 лет со значительным от-
ставанием в росте из-за расплющивания позвонков. Такой позво
ночный «коллапс» иногда сопровождается умеренными или силь
ными болями в спине. Боли носят преходящий рекуррентный ха-
рактер. Как правило, деформация позвоночника встречается у
взрослых и значительно реже — у детей. Выраженность этих на
рушений находится в прямой зависимости от возраста, тяжести те
чения анемии, а также от массы тела. Согласно результатам рабо
ты J. S. R. Golding (1969), тяжесть выявляемых прн рентгеногра
фии костных изменений усугубляется, когда к основному за боле
ванию присоединяется малярия или некоторые другие заболевания
При этом анемия протекает тяжелее, вследствие чего усиливается
гиперплазия костного мозга. J. S. R. Golding (1969) указывает, чт<>
терапевтические мероприятия, направленные на борьбу с маля
рией, приводят к уменьшению или исчезновению патологических
изменений в .костях. В литературе имеются сведения о том, чт<
при СКА возможно развитие подагры [25]. Считаем необходимым
заметить, что ни у одного из наблюдавшихся нами больных мы н<
обнаружили этого осложнения.
Прн СКА нередко Обнаруживается остеомиелит, который, по
видимому, возникает вследствие развития инфекционного процесс
в ишемизированных костных зонах. В настоящее время хрониче<
кие формы остеомиелита у больных СКА встречаются редко i
связи с улучшением медицинской помощи и ранним назначение \
эффективной антибиотикотерапин.
Трофические язвы нижних конечностей
Трофические язвы нижних конечностей встречаются исключи
тельно у взрослых и крайне редко — у детей младшего возраст.!
В работах L. W. Diggs (1973), М. Gueri и соавт. (1970) приводя';
ся данные о том, что это осложнение наблюдается у 63,3—75*‘.
обследованных. Трофические язвы чаще всего возникают у стрл
дающих СКА людей в возрасте 10—25 лет; начальные проявлен)!,
болезни в возрасте более 30 лет встречаются редко. Например,
наших исследованиях трофические язвы никогда не наблюдални
у больных моложе 15 лет. Обычная локализация язв — на нижнем
трети голени и на медиальной или латеральной лодыжке; у нсы«
торых больных они могут захватывать всю поверхность лодыжк
(рис. 35). Как правило, трофические язвы поражают левую вил
нюю конечность, что, по мнению G. R. Serjeant (1974), анатом )•
чески обусловлено более сложными условиями венозного отток
из левой конечности. Проведенное J. Н. Thrall, D. L. Rucknagi
(1978) исследование кровотока с помощью альбумина, мечен
186
Рис. 35. Язвы на лодыжках.
кого таллием (20,Т1 и техне-
цием ("Тс), показало уси-
ление кровоснабжении в
костном мозге и ослабление
его в ткани мышц дисталь-
ных отделов нижних конеч-
Ц| H i ей. Эти исследователи
• читают снижение интенсив-
нисти кровотока одним нз
ни жяейшнх патогенетиче-
•кнк факторов в развитии
। р' »фнческих язв.
Исключительная ред-
кость появления трофиче-
ских язв в этом возрасте,
но-видимому, объясняется
наличием хорошо развитой
системы сосудистых анасто-
Ьозов в подкожной клетчат-
ке. Поэтому обструкция со-
|удов практически никогда
Бе приводит к появлению
Бшемнческих зои кожи. По
Бере роста и развития ребенка кровоснабжение в подкожном
Бое ухудшается из-за облитерационных физиологических процес-
Ilb. Поэтому у детей старшего возраста и у взрослых нарушения
Бро воен а б жени я могут вызвать некроз кожи. Не исключается и
Возможность застойных явлений в перфорирующих венах. Возни-
вющее при этом повышение венозного и капиллярного давления
В’.особствует развитию стаза и некроза кожи. Длительно не за-
Кивающие язвы характеризуются фиброзным процессом, который
Охватывает подлежащие слои тканей, ухудшая в них условия
Оовообращения; это в свою очередь приводит к развитию пато-
ки вческих изменений в глубоких слоях по принципу порочного
О у га. Местный травматизм н несоблюдение личной гигиены пред-
Мг полагают к появлению трофических язв н, кроме того, замед-
Мюг их рубцевание. В ряде случаев рубцевание наблюдается без
Мвменения специальных терапевтических мероприятий, только
Мп назначении постельного режима. Положительный результат,
Мстигаемый при состоянии покоя, является дополнительным под-
Нерждением важной роли повышения венозного давления и. воз-
М .кно, отека в поддержании ишемии и некрозов кожи.
М При гистологическом исследовании материалов биопсии выяв-
Мется атрофия эпителия по краям язвы, клеточная иифильтра-
Мя, наличие бактерий, фибрина, клеточных остатков; капилляры
Мсширены и заполнены серповидными эритроцитами. Хорошо раз-
187
личается выраженная пролиферация интимы артериол в приле-
гающих к очагу поражения зонах, прорастание капилляров вокруг
частично тромбированных сосудов и наличие периваскулярной ин-
фильтрации клеток.
Приапизм
Приапизм относится к числу относительно частых осложнений
у взрослых больных СКА, у детей возникает весьма редко, в ос-
новном в возрасте 5—13 лет. Развитие приапизма отмечено у
18,6% больных, наблюдавшихся G. R. Serjeant (1970).
Сведений о патогенетических механизмах этого осложнения в
настоящее время мало. Согласно гипотезе, предложенной S. Rif-
kind и соавт. (1979), приапизм развивается вследствие локализо-
ванного образования и застоя серповидных эритроцитов в пещери-
стых телах. Дальнейшие патологические изменения происходят по
принципу порочного круга: развивающаяся при застое гипоксия
усиливает образование серповидных эритроцитов, что приводит к
еще более выраженному застою.
Основным симптомом приапизма является боль. В числе пред-
располагающих факторов можно указать мастурбацию, некоторые
инфекционные заболевания, местный травматизм. Иногда заболе-
вание начинается во время эрекции. У большинства .больных при-
чину развития приапизма установить не удается. Длительность его1
течения неодинакова у разных больных; в некоторых случаях
приапизм разрешается самопроизвольно. Это осложнение может
рецидивировать и приводить к импотенции. Следует отметить, что-
приапизм с трудом поддается лечению.
Течение инфекционных заболеваний при СКА Я
Одним из наиболее частых осложнений СКА являются инфек-
ционные заболевания. Достаточно сказать, что именно они являют-
ся основной причиной обращения к врачу, а также смертности
особенно у детей. Одиако после первых 3 лет жизни опасность за-
болеваемости уменьшается [26].
В работах различных авторов перечисляются инфекционные за
болеваяия разной этиологии, развивающиеся в качестве осложпс
ния у больных СКА: болезни, вызванные пневмококковой инфек
цией [93], [109], [153], [167], пневмония [26], менингит [153|
остеомиелит [167], сепсис [93]. Больные СКА обладают повышен
ной восприимчивостью к сальмонеллезам, особенно часто у них на
блюдается остеомиелит, вызванный различными штаммами Sal
monella [26, 58, 198]. Имеются сообщения об инфекционных забо
леваниях, обусловленных Micoplasma pneumoniae, Haemophilus in
fluenzae [26], Shigella sonnei [61], Echerichia coli [154] .и тубер
кулезной палочкой [36].
Представляют интерес данные Н. F. Випп и соавт. (1977), кн
торые обнаружили у населения Гаиы повышенную восприимчи
188
весть больных СКА к малярии и сыпному тифу, по сравнению с
больными инфекционными заболеваниями, вызываемыми пневмо-
кокками. При бактериологическом исследовании взрослых больных
с острым торакальным синдромом S. Charache и соавт. (1979) ус-
тановили наличие инфекционного процесса, вызванного Staphylo-
coccus aureus. Имеются сообщения о случаях токсоплазмоза у
больных СКА после спленэктомии; считается, что возбудители-
заболевания были внесены при гемотрансфузии [44].
Природа иммунологического нарушения, обусловливающего'
предрасположенность к инфекциям, пока неизвестна. Гипотеза,
Предложенная S. Charache, С. S. Conley (1964), R. A. Seeler и-
соавт. (1974), объясняет это меньшей резистентностью тканей к
I Воздействию микробов вследствие вазоокклюзионных процессов.
При их локализации в костной и легочной ткани возникают за-
стойные явления и инфаркт, что создает благоприятные условия
для развития пневмонии и остеомиелита.
: Как известно, селезенка является основным органом, выпол-
няющим функции захвата и удаления из кровотока коллоидных
(частиц, имеющих размер бактерий. При СКА в селезенке вследст-
[впе частых эпизодов нарушения проходимости сосудов происходит
(фиброзный процесс, что отрицательно отражается на защитной
функции органа. Более того, у детей ©писано состояние, которое
|Н. A. Pearson и соавт. (1969) назвали «функциональная аспле-
Нпя», когда ретикулоэндотелиальная система блокирована серпе-
видными эритроцитами и утрачивает способность к фагоцитозу.
Очевидно, поэтому у детей с пальпируемой селезенкой очень час-
Ь» развивается пневмококковая инфекция [93, 153]. Функциональ-
ная инактивация объясняется замедлением кровообращения в>
фасной пульпе селезенки, а также биохимическими нарушениями,
Илагоприятствующимн образованию серповидных эритроцитов. При»
ктом увеличивается вязкость крови, приводящая к относительной’
Обструкции кровотока на пресинусоидальиом уровне.
И Отток крови через артериовенозные анастомозы ведет к выве-
вепию фагоцитов. Для ликвидации явлений функциональной инак-
ппации селезенки Н. A. Pearson и соавт. предлагают проводить
гм отрансфуз ионную терапию, поскольку введение в сосудистое
уело неизмененных эритроцитов способствует восстановлению кро-
вообращения и функции селезенки.
И J. A. Winklestein, R. Н. Drachman (1968) доказали, что сыво*
витка крови больных СКА, протекавшей с функциональной инак-
в. нацией селезенки, имеет низкий тнтр специфичных к пневмокок-
вК чисонинов. Физиологическая защитная роль опсонинов заклю-
в я в активации фагоцитоза, в частности, фагоцитарная фуик-
в гейкоцитов может проявиться только в комплексе с системой
в >лабильных опсонинов. При воздействии на пневмококков ве-
в • е значение принадлежит таким компонентам системы компле-
вг t, как С3 .и его производное СзЬ, действующим как опсонины.
I о ль заключается в том, что они служат связующим звеном
у микроорганизмом и поверхностью фагоцита. Активация
189>
фракции Сз происходит путем активации фракций С], С< и Сг и
особенно через систему пропердина [203]. Исследования
R. В. Johnston и соавт. (1973) показали, что при СКА весьма ха-
рактерным является недостаточность серологических факторов,
способствующих фагоцитозу пневмококков нейтрофилами. Сущ-'
ность таких изменений заключается в снижении интенсивности
опсоннфикацни этих микроорганизмов. Причиной этого являются
нарушения системы пропердина. В итоге фиксация комплементар-
ной фракции Сз на поверхности микроорганизма затрудняется.
В литературе приводятся сведения и о других факторах, повы-
шающих восприимчивость к инфекционным заболеваниям, — сни-
жение фагоцитарной, бактерицидной и химиотаисической активно-
сти полиморфноядерных лейкоцитов [24].
Определенное влияние на восприимчивость к инфекциям может
оказывать повышение в крови больных СКА содержания железа
и снижение трансферрина. Как было установлено в опытах in vit-
ro А. Е. Masawe, Н. J. Nsanzumuhire (1973), кровь больных СКА
и здоровых индивидуумов обладает менее выраженным бактери-
цидным действием на рост Staphylococcus albus, чем кровь боль-
ных железодефицитной анемией. Этот факт иаходнт свое объясне-
ние в угнетающем действии железа на ретикулоэндотелиальную
систему. За последние годы у больных СКА обнаружены наруше-
ния клеточного иммунитета [83, 8].
Определенный интерес представляют результаты наблюдения
за группой детей, страдающих СКА, у которых после внутривенно-
го введения эритроцитов барана определялись низкие показатели
титра гетерофильных антител [202]. Эти данные согласуются с
фактами, полученными другими авторами. Так, G. Overturf, D. Ро-
wars (1980) сообщают о неудачной попытке добиться выраженного
иммунологического ответа у больных СКА при использовании по-
ливалентной пневмококковой вакцины.
Перечисленные патогенетические механизмы могут в той или
иной степени обусловить повышенную восприимчивость людей,
«страдающих СКА, к инфекционным заболеваниям.
Данные лабораторных исследований
Определение гемоглобина в крови больных СКА показывает,
что его концентрации обычно низки н составляют 60—80 г/л; со-
держание ретикулоцитов всегда превышает 5%- Снижение гемо-
глобина сопровождается пропорциональной эритроцитопенией, по-
этому средние значения гемоглобина в пересчете на число красных
кровяных телец приближаются к физиологическим.
Однако в клинической практике эти показатели обычно быва-
ют ниже из-за наличия выраженного ретинулоцитоза, что дал»»
основание В. Е. Glader и соавт. (1979) выдвинуть гипотезу о тан
называемом относительном микроцитозе. В периферической крови
'также обнаруживаются анизоцитоз, пойкилоцитоз, гнпохромня, по-
лихроматофилия, наличие овалоцитов, макроцитов, микроцитов и
190
Рис. 36. Мазок периферической крови.
Индии серповидные эритроциты (анизоцитоз, пойкилоцитоз) и эритроциты, окруженные орео*
лом.
клеток, окруженных ореолом. Под микроскопом различаются тель-
ца Кебота (Cabot), зернистые базофилы, норме бласты и тельца
'Колли (Howell), которые указывают на существование фиброза
или гипофункции селезенки.
Характерным признаком, позволяющим установить диагноз
< '.КА или ее разновидностей, является наличие серповидных эрит-
роцитов (рис. 36). Кроме того, в мазке могут выявляться деформи-
рованные клеточные образования, представляющие собой прюме-
куточные формы между физиологическими н серповидными эрит-
роцитами.
Присутствие серповидных эритроцитов является постоянным
признаком СКА. Число их у разных больных неодинаково, однако
одного и того же больного содержание таких эритроцитов прак-
пчсски не изменяется на протяжении всей его жизни. В группе
ильных, наблюдавшихся нами, средние показатели гемоглобина,
пела ретикулоцитов .и серповидных эритроцитов составляла соот-
нес гвенно 76 г/л, 12,5% и 10,8%.
Проба на образование эритроцитов серповидной формы стано-
П'ся положительной очень быстро; интенсивность этих процессов
- нтпгает максимума через 2—6 ч после выполнения процедуры.
При СКА часто наблюдается лейкоцитоз со сдвигом влево, хо-
। инфекционный процесс может отсутствовать. В редких случаях
шпруживаются молодые клетки гранулоцитарного ряда — миело-
нп гы и метамиелоциты. Появление молодых клеток — показатель
196
•гипофункции селезенки н перераспределения лейкоцитов из марги-
нального слоя в ток крови. Часто отмечается небольшая эозино-
фнлня [192], число моноцитов выше физиологической нормы.
Процентное содержание лимфоцитов обычно находится в пре-
делах нормы [83], хотя абсолютные показатели могут быть не-
сколько повышены. Изменений числа лимфоцитов типа В, как С'-
положительных, так и с рецепторами для Сз, ие отмечается. Число
-лимфоцитов, спонтанно образующих розетки с эритроцитами бара-
на (лимфоциты Т), не изменяется или слегка снижается [83, 8].
Кроме того, Е. W. Ades .и соавт. (1980) обнаружили повышение
•лимфоцитов Т с рецепторами Fc Для IgG (лимфоциты Т-супрессо-
ры). При этом у многих больных функциональная активность лим-
фоцитов Т уменьшается [83].
Число тромбоцитов находится в пределах физиологической нор-
мы или слегка повышено. Обнаруживаются большие тромбоциты,
микромегакарноциты, фрагменты цитоплазмы и ядер мегакариоци-
тов [143]. В костном мозге наблюдается гиперплазия всех рост-
ков, однако наиболее типичной для СКА является гиперплазия
эритроидного ростка. Нередко выявляются изменения по мегалоб-
ластиому типу. В работе N. О. Osamo, N. Eyetsmitan (1976)
описаны изменения, по своему характеру сопоставимые с вторич-
ным дизэритропоэтическим состоянием, с присутствием Шжчполо-
жительных эритробластов; авторы указывают на большое сходст-
во наблюдавшейся ими картины с болезнью Ди Гульель’мо. Поми-
мо этого, в пунктате костного мозга обнаружены клетки, напоми-
нающие клетки Гоше, а также гистиоциты, окрашивающиеся в
цвет морской волны. Считаем необходимым отметить, что у неко-
торых -из наблюдавшихся нами больных, поступивших по поводу
апластического криза, число клеток Гоше существенно возрастало
в период реконвалесценции.
Интересно, что в отлнчие от прочих видов анемии, скорость
оседания эритроцитов при СКА обычно бывает низкой, поскольку
серповидные эритроциты медленно образуют так называемые мо-
нетные столбики. 1
Осмотическая резистентность эритроцитов повышается. У ин-
дивидуумов с признаками серповидноклеточности величина этого
показателя занимает промежуточное положение между его значе-
ниями, найденными у здоровых людей и у больных СКА. Напро
тив, механическая резистентность эритроцитов уменьшается.
В кровн больных СКА содержание гаптоглобина очень низ
кое, тогда как уровень гемоглобина в плазме выше, чем у здоро
вых людей; по данным С. R. Ustariz (1975), их средние концентра
дни у 34 больных составили 0,11—0,21 г/л соответственно. Выра
женность этих изменений является количественным показателем
интенсивности внутрисосудистого гемолиза.
Установлено, что эндогенное образование окиси углерода увс
личивается [29] так же, как и активность лактатдегидрогеназы.
В частности, Е. Espinosa (1976) обнаружил повышение активно-
сти этого фермента у 80 из 100 наблюдавшихся больных» причем
192
лктивация происходила в основном за счет изоферментов I, 2 и
1,2,3. Равным образом отмечено увеличение активности дегидроге-
назы а-гидроксимасляной кислоты во время криза и нормализа-
ция при выздоровлении.
У больных СКА нередко выявляется угнетение активности
Г-6-ФД типа А~ По данным Ю. Н. Токарева (1969), дефицит
Г-6-ФД наблюдался в Гаие у 32% больных СКА.
Эритрокинетическпе исследования, выполненные в бессимптом-
ные «периоды течения болезни, позволили установить, что выработ-
• а эритроцитов увеличивается в 4—5 раз. Средняя продолжитель-
ность жизни красных кровяных телец, измеренная с помощью
‘Сг, уменьшается до 5—10 дней [29]; с этими данными совпада-
ют результаты наших исследований, где средняя продолжитель-
ность жизни эритроцитов составила 10,9±5 дней. Содержание же-
(еза в сыворотке крови или находится в физиологических преде-
лах, или несколько повышено, тогда как латентная возможность
> пижается. Для СКА характерны высокие значения свободного
.рптроцитарного протопорфирина и сывороточного ферритина
1195]. Существует точка зрения о том, что снижение ферритина в
• ыворотке крови при этом заболевании является наиболее досто-
исрным из косвенных показателей дефицита железа [195]. В ра-
боте В. S. Mahony и соавт. (197>8) указывается на существование
ряда прямых корреляций, в частности, содержание ферритина и
। шпень насыщения трансферрина коррелирует с количеством пере-
11Пой крови, содержание сывороточного ферритина —со степенью
насыщения трансферрина, содержание ферритина — с содержани-
м железа в сыворотке крови. Обратная корреляция обнаружена
>к*жду концентрациями ферритина и тотальной емкостью транс-
порта железа.
В отделе физиологии Гаванского института гематологии и им-
мунологии проведено исследование по изучению динамики суточ-
н*о содержания железа в сыворотке крови. Опыты показали, что
тцентрации Fe достигают максимальных значений к 10 ч утра;
□к дневные и ночные часы содержание железа снижается.
И Для определения Hb S предложена быстрая, простая и недоро-
Кн проба на растворимость. Электрофоретическое изучение гемо-
Мой л на в крахмальном геле, ацетилцеллюлозе, полиакриламидном
Mjh*. при щелочных значениях pH выявляет медленную полосу,
Кряктерную для Hb S.
I ‘ одержание Hb F бывает повышено — обычно 1—6% от обще-
В количества гемоглобина, у отдельных больных-—до 15%- В це-
можно констатировать, что уровень Hb F в крови варьирует
И пы читальной степени у разных индивидуумов. Результаты ис-
Ик'ишания у 100 больных, проведенного Е. Espinosa (1976), дают
ммпжность вывести усредненное значение содержания Hb F,
К иное 5,7%.
Н Функциональные пробы печени не выявляют каких-либо откло-
BiuiiL Содержание билирубина, особенно его конъюгированной
Ирикнии, повышается; экскреция уробилиногена увеличивается.
Чй—407 193
Активность трансаминаз, осуществляющих переаминирование
глутаминовой и щавелевоуксусной, а также глутаминовой и пиро-
виноградной кислот, находится в пределах физиологической нормы
при основном заболевании. Однако проведенные нами исследова-
ния по изучению выведения бромсульфалеина продемонстрирова-
ли ретенцию порядка 5% у 25% из наблюдавшихся 95 больных
основным заболеванием, протекающим без осложнений. Активность
сывороточной щелочной фосфатазы обычно не отличается от нор-
мы; повышение ее отмечается при костных инфарктах и печеноч-
ных кризах.
Электрофоретическое разделение протеинов показывает опреде-
ленное увеличение фракции гамма-глобулинов. При количествен-
ном определении иммуноглобулинов Н. Е. Evans, С. ReinsdorF
(1968) не обнаружили каких-либо отклонений у больных СКА де-
тей в возрасте до 4 лет. Однако у многих детей старше 4 лет най-
дено увеличение содержания всех основных типов иммуноглобули-
нов.
Упомянутое изменение соотношения иммуноглобулинов выявля-
ется в основном при IgG и IgA [60]. В период печеночного криза
нами установлено появление в крови иммунных комплексов; одна-
ко при вазоокклюзионных кризах или при бескризисном течении
основного заболевания эти комплексы отсутствуют [82].
У большинства обследованных нами больных проба Аддиса
(Addis), содержание мочевины и креатинина не выявили патологи-
ческих отклонений.
Далее, концентрации мочевой кислоты у всех 100 больных бы-
ли в пределах физиологической нормы. В этом плане наши дан-
ные согласуются с результатами работы Н. S. Diamond и соавт.
(1979), которые также показали отсутствие патологических откло-
нений содержания мочевой кислоты, несмотря на усиление интен-
сивности экскреторных процессов.
Как было упомянуто ранее, белковый состав мембраны эрит-
роцитов, имеющих обратимую серповидную форму, по мнению
J. R. Durocher, М. Е. Conrad (1974), не отличается от состава
мембраны физиологических красных кровяных телец. За последнее
время появились сообщения о том, что .мембрана эритроцитов не-
которых больных СКА отличается от здоровых клеток по своему
полипепт.идному составу и по характеру конформации белков.
Изучение содержания растворенных в крови газов выявляет бо
лее низкие, чем у здоровых людей, значения напряжения Og
74,3±2,4 мм рт. ст,-—у больных с бессимптомным течением СК А
и отсутствием отклонений в деятельности сердечно-сосудистой и
дыхательной систем.
Однако напряжение СОг, так же* как и pH крови, находится
в физиологических пределах. Существенные изменения имеют мы-
то в липидном составе плазмы крови: снижение общего содержи
ния холестерола, холестерола, входящего в липопротеины с высо-
кой и низкой плотностью, фосфолипидов и триглицеридов, тогда
как концентрация свободного глицерола увеличивается [160, 108].
194
Изучение свертываемости крови у больных СКА привело раз^
личные исследовательские группы к неоднозначным результатам.
В частности, J. Leslie и соавт. (1975) на основании собствен-
ных наблюдений 117 больных пришли к выводу о том, что по
сравнению с контролем при СКА имеют место повышение факто-
ра VIII, высокое число тромбоцитов, снижение фактора V и накоп-
ление продуктов распада фибриногена.
Приведенные факты находятся в противоречии с данными, по-
лученными О. Fernandez (1975). Этот автор сообщает, что у 100
больных с бескризисным течением заболевания почти все показа-
тели свертывающей системы крови не претерпевали существенных
изменений — фибриноген, факторы II, V, VII, VIII, IX, X, XI, плаз-
миноген и продукты распада фибриногена.
Во время вазоокклюзионных кризов обнаружено повышенное
использование тромбоцитов и укорочение среднего времени их
жизни; получены также убедительные доказательства усиления
катаболизма фибриногена [13]. Кроме того, обнаружена прямая
зависимость между интенсивностью внутрисосудистой коагуляции
л повышением метаболизма фибриногена и тромбоцитов. Следует,
однако, оговориться, что число тромбоцитов и статистический уро-
вень фибриногена в крови могут лишь приблизительно отражать
состояние их обменных процессов. Действительно, с одной сторо-
ны, различные воздействия могут интенсифицировать синтез фиб-
риногена и тромбоцитов, с другой стороны, возможно также уси-
ление нх утилизации, причем не обязательно в той же степени.
Вследствие такой диспропорции может наблюдаться низкое, нор-
мальное и даже повышенное содержание фибриногена и тромбо-
•Ц'ИТОВ.
В период вазоокклюзионных кризов имеет место увеличение в
крови концентрации фибрннопептида А. Этот пептид с небольшой
молекулярной массой, образуется при разрыве a-цепи фибриноге-
на; его появление с высокой степенью специфичности указывает иа
Преобладание катаболических процессов фибриногена. Изложенные
факты подтверждают существование внутрисосудистой коагуляции
Во время вазоокклюзионных кризов прн СКА [36].
Предпринятые различными авторами исследования выявили
)азнообразные изменения функции тромбоцитов, варьирующие от
(шзпологической нормы до глубоких нарушений как во время
Кризов, так и в бессимптомный период течения болезни. Напри-
вор, D. Almagro и соавт. (1979), обобщая результаты собственных
(иблюдений за 36 больными СКА без клинических признаков бо-
|е.ши, указывают на наличие выраженных нарушений тромбоци-
тарной функции у 15 индивидов. Эти сдвиги выражались в ано-
вальиой агрегации в присутствии АДФ, адреналина н коллагена,
I нарушениях высвобождения тромбоцитарного фактора III и ад-
Юрбцни тромбоцитов на стеклянных шариках.
При изучении обмена микроэлементов у больных СКА обнару-
жено снижение конентраций цинка в плазме, эритроцитах и воло-
сах, сопровождающееся повышением его экскреции с мочой. Вы-
1.т
195
явленное при этом уменьшение содержания магния в плазме i
увеличение в эритроцитах дает основание полагать о лерераспре
делении баланса магния в сторону его внутрнэритроцитарного на
копления. Почвидимому» при СКА имеет место возрастание по
требности эритроцитов в катионах магния; активация транспорт!
этих ионов из плазмы в эритроциты является вторичным пронес
сом. Кроме того, для СКА характерно увеличение концентрации
меди в плазме, возникающее, по-видимому, вторично, вследстви!
дефицита цинка. Такая интерпретация фактов представляется ра
циональной, принимая во внимание существующие
взаимоотношения катионов цинка н меди [146].
конкурентные
Варианты клинического течения заболевания
и прогноз
При СКА прогноз зависит от клинической картины заболева
ния; имеет значение такой фактор, как социально-экономическое
положение страны, определяющее уровень и доступность медицин
ской помощи. Установить среднюю продолжительность жизни при
этом заболевании не представляется -возможным, однако несом
ненно, что большинство больных могут достигнуть зрелого возраста
Индивидуальное прогнозирование обычно бывает весьма затрудни
тельно. Так, например, у многих больных заболевание может про
текать в стертой и даже бессимптомной форме и лишь развитие
кризов по секвестрацноиному типу нли же сопутствующих тяжелых
инфекционных процессов приводит к диагностике серповидно-кле
точной анемии post mortem.
В последнее время в различных районах земного шара обна
ружены некоторые формы этого заболевания, отличающиеся уме
репной тяжестью течения [169, 1-86, 14'2].
Здесь следует заметить, что упомянутые авторы не учитывают
вероятность двойной гемоглобинопатии — SC, SD, а также комби
нации гемоглобинопатия S с НПФГ (наследственное персмстиро
ванне фетального гемоглобина). Такие заболевания характеризу
Ются более доброкачественным течением по сравнению с гомози
готнюй гемоглобинопатией S.
Результаты проведенного в республике Куба обследования 100
больных СКА позволили выявить количественные соотношения
между различными .вариантами течения заболевания. В частное in
у 62 человек наблюдалась классическая картина СКА, у 16 боль
ных болезнь протекала со скудной симптоматикой, у 20 отмечет
тяжелое течение с ярко выраженными симптомами и у 2— бп
симптом ное течение. В последнем случае диагноз СКА был усг
новлен только при обследовании всех членов семьи по причине «.i
болевания одного из них (.в данном случае, братьев). Весьма п«
роятно, что полное и систематическое обследование населения выя
вит более высокие цифры заболеваемости.
Одним нз наиболее эффективных способов, оказывающих влия
ние на клиническую картину болезни в плане снижения тяжести
196
ес течения, является увеличение содержания Hb F. В соответст-
вии с мнением G. В. Serjeant (1975), повышение уровня Hb F
сопровождается возрастанием продолжительности жизни эритроци-
тов и усилением химического .сродства гемоглобина к кислороду;
морфологическая характер истина эритроцитов приближается к фи-
зиологическому типу. В клиническом отношении улучшение заклю-
|ается в меньшей частоте случаев окклюзии сосудов, сохранении
тленом егалии, близком к нормальному виду телосложении и раз-
йти'и скелета. В целом, течение заболевания приобретает добро-
сачественный характер.
Проведенное в Саудовской Аравии изучение группы больных
ZKA со стертой симптоматикой заболевания установило высокий
'ровень Hb F и наличие спленомегалии. При сравнении этих даи-
[Ы1Х с данными обследования на Ямайке оказалось, что в первом
случае средние концентрации Hb F гораздо выше, а соотношение
уо/ул аналогично таковому у здоровых новорожденных. Напротив,
у больных на Ямайке выявлено такое же соотношение ус/уЛ, как
’ взрослых здоровых индивидов [142]. По сообщению М. Н. Stein-
er g и соавт. (1973), в США у больных со1 стертой симптоматикой
*КА реже наблюдаются спленомегалия, кардиомегалия и трофи-
еские язвы нижних конечностей, чем на Ямайке. У таких больных
редний уровень Hb F достаточно .высок, но никогда не превышает
ца-чений, найденных Т. Н. Huisman (1972) у довольно значитель-
ой группы людей, страдающих СКА. Однако увеличение кон-
снтраций Hb F не может полностью Объяснить различия между
арактером течения заболевания у больных с умеренно тяжелой
классической клинической картиной. Действительно, в проведен-
ых нами исследованиях не обнаружено какой-либо корреляции
южду процентным содержанием Hh F и тяжестью клинической
пртнны.
В этом плаве представляется необходимым учитывать влияние
ысоты и среднегодовой температуры, которые отчасти могут
. «б уел овить изменчивость течения болезни. Например, на Ямайке и
Кубе средняя температура высокая, а ее годовые отклонения не-
значительны.
Воздействие холодового фактора вызывает сужение сосудов и
оэтому может сыграть важную роль в патогенезе вазоокклюзион-
|>1х кризов. На Ямайке и Кубе основная часть населения прожи-
ист на высоте уровня моря. Малярия, как известно, обостряющая
*чен1ие СКА, на Кубе ликвидировала полностью. Кроме того, ин-
скционные и паразитарные заболевания, недостаточное питание
малярия широко распространены в странах Африки, где часто
1'блюдаются тяжелые варианты течения СКА [9]. Эти факторы
tсдует обязательно принимать .во внимание прн определении
йр актер а клинической картины. Таким образом, клиническое те-
ги не СКА в различных географических районах подвержено влпя-
IIго как сопутствующих генетических, так и средовых факторов.
т<> может быть продемонстрировано на примере сопоставления
цинических проявлений болезни в Западной Африке и США.
197
Данные о возможном терапевтическом эффекте дефицита
Г-б-ФД противоречивы; более того, как показали Bienzle и соавт.
(1975), такое изменение активности фермента при СКА может
в незначительной степени усугубить течение заболевания.
Помимо перечисленных факторов, клиническая картина СКА
может зависеть от мутаций гемоглобина, которые с трудом подда-
ются определению; они могут существенно^ изменить характер про-
явлений заболевания [149]. Кроме того, могут существовать со-
путствующие синдромы а-талассемии, которые невозможно диагно-
стировать при помощи имеющихся в настоящее время методов ла-
бораторного исследования. Синдромы а-талассемии выражаются
в снижении синтеза. Hb S, вследствие чего выработка серповидных
эритроцитов несколько уменьшается [199]. По-видимому, эти экс-
периментальные находки имеют в основном пока теоретическое
Значение, поскольку у больных СКА в сочетании с а-талассемней
специфических особенностей в течении заболевания ие обнаружено
[129, 64], хотя степень анемии прн этом является небольшой.
Нельзя ие упомянуть и о роли определенных структурных из-
менений мембраны эритроцитов, способных оказывать защитное
действие, вмешиваясь в процессы образования серповидных кле-
ток.
Весьма существенным представляется также и тот факт, что с
возрастом СКА приобретает более доброкачественное течение.
Действительно, кризы апластические .н секвестрационные так же,
как и вторичные инфекции, наиболее часто1 встречаются у детей.
Ретроспективные исследования, проведенные у больных старшего
возраста, почти всегда показывают значительное улучшение по ме-
ре взросления больного. Закономерности этого явления не установ-
лены, поскольку в данном случае оно может явиться, во-первых,
результатом случайности, а во-вторых, следствием увеличения
группы больных с менее выраженной симптоматикой ’ и раннего
наступления смерти у тяжелых больных [174].
Профилактика СКА
В странах с высоким процентом носительства Hb S рекомен-
дуется проводить массовые обследования с целью определения ге-
нотипа населения.
При невозможности проведения массового обследования полез-
ные результаты может дать изучение геадатолодогческих показате-
лей у новорожденных. Такие меры дают возможность выявить как
бессимптомное носительство, так и заболевания СКА; в последнем
случае медицинская помощь может быть оказана уже в самом
раннем возрасте.
Важным профилактическим мероприятием является обследова-
ние людей, намеревающихся «вступить в брак. Консультация гене-
тика приобретает особое значение в таких случаях, когда оба су-
пруга являются носителями Hb S, с целью осведомления их о воз-
198
можности врожденного заболевания СКА у детей. Своевременная
информация супругов будет способствовать оптимальному плани-
рованию семейной жизни.
При браках с высокой степенью риска можно осуществлять
(пренатальную диагностику СКА путем определения генотипа пло-
да на ранних стадиях беременности, когда родители могут еще
принять решение о прерывания беременности.
Для пренатальной дм агностики СКА предложено два метода.
Первый »из ннх ‘Включает ,в себя получение пробы крови плода на
16—22-й неделе беременности н инкубирование с лейцином ,4С.
Если на хроматограмме в карбоксиметил целлюлозе в рА-цепи ра-
диоактивность отсутствует, то этот факт указывает .иа гомозигот-
•ность плода для гена ps [94, 17]. Однако описанный метод не
нашел практического применения из-за возможности повреждения
плода при пункции; .кроме того, достоверность получаемых дан-
ных снижается по причине возможности (внесения в пробу материн-
ской крови.
Недавно была предложена более совершенная методика. Прин-
цип ее заключается в установлении полиморфизма в цепи ДНК»
прилегающей к структурному гену, црн генетическом анализе
6-цепей в присутствии рестрикционного фермента (эндонуклеаза)
lip а I. Фрагмент, содержащий ген рА, имеет характеристику 7,6
килобаз (kb), тогда как у представителей африканской расы най-
дены фрагменты с характеристиками 7 и 13 kb. Появление фраг-
мента с 13 kb, как правило, обусловлено мутацией в [3s, вследствие
чего данная методика может быть использована для пренатальной
диагностики СКА. Опасность повреждения плода незначительна,
поскольку для анализа необходимо всего 15 мл амниотической
жидкости [95].
Получение достоверных данных о .наличии патологической фор-
мы гемоглобина у плода поможет родителям после консультации
с генетиком принять решение о необходимости прерывания бере-
менности.
Совокупность описанных мероприятий: обследование супружес-
ких пар, генетическая консультация, пренатальная диагностика и
при необходимости избирательное прерывание беременности —
«позволит снизить заболеваемость СКА. Можно сослаться на мне-
ние О. L. Rucknagel (1974), который считает, что хотя уменьше-
ние частоты генетических нарушений не является радикальной ме-
I ой, тем -не менее можно добиться значительного снижения забо-
оваемостн.
1 Необходимо1 заметить, что хотя в настоящее время установлен
яд важных фактов о молекулярных изменениях, являющихся при-
шюй СКА, и о механизмах образования серповидных эритроци-
тов, все же ряд кардинальных моментов этиологии и патогенеза
Ваболевания остается невыясненным. В силу этого не существует
пецифичных методов лечения заболевания. Вот почему прена-
тальная диагностика и избирательное прерывание беременности
Вгтаются ведущими способами борьбы с СКА.
199
Лечение СКА
Для лечения СКА применяется комплексная фармакотерапия.
Внутрь назначаются нитраты для трансформации части Hb S в
метгемоглобин. Кроме того, широко применяются ингибиторы кар-
боангидразы, црисколии, производные фенотиазина, прогестерон,
андрогенные гормоны, сульфат магния, кислород, декстран, ко-
бальт, ощелачивающие растворы, антикоагулянты, дигидроэрготок-
син, а также гипербарическая оксигенация; за последнее время
широкое применение получили мочевина и цианаты [36].
По данным литературы можно судить, какое огромное коли-
чество терапевтических мероприятий предлагалось для лечения
СКА, однако подавляющее большинство оказалось неэффектив-
ным, а некоторые даже представляют опасность для больного. По-
этому по-прежнему терапевтической тактикой является, во-первых,
предотвратить образование серповидных эритроцитов, во-вторых,
разорвать порочный круг, возникающий сразу вслед за этим.
В теоретическом отношении можно снизить тенденцию к обра-
зованию серповидных эритроцитов следующими способами: 1) уг-
нетение образования геля; 2) угнетение образования серповидных
эритроцитов* способами, отличными от упомяну того выше; 3) борь-
ба с «застреванием» серповидных эритроцитов в капиллярах
[48].
Механизм действия ингибиторов гелификацин Hb S заключает-
ся в ингибировании контактов между дезоксигенированными моле-
кулами Hb S. Вещества этого класса подразделяются на некова-
лентные н ковалентные. К числу первых относится мочевина, ме-
ханизм действия которой хорошо изучен. Как было показано
R. М. Nalbandian (1971), мочевина в высоких концентрациях
предотвращает гелификацню Hb S in vitro. Однако рекомендован-
ные на этом основании для лечебных и профилактических целей
дозы мочевины для приема внутрь вызывают лишь незначительное
угнетение образования геля [117, 118]. Клиническое изучение те-
рапевтической эффективности мочевины не только не подтвердило
ее благоприятного профилактического и лечебного действия при
вазооклюзионных кризах, но .и выявило побочное действие: дегид-
ратацию, головные боли [127] и усиление гемолиза [28].
К этой же группе лекарственных препаратов относятся алки-
лированные производные мочевины (препараты алкилмочевины),
ингибирующие гелеобразование ,н удлиняющие кинетику образова-
ния серповидных клеток in vitro [96]. Однако опыт нх клиничес-
кого применения недостаточен.
В работе J. Dean, A. N. Schechter (1978) сообщается о перс-
пективе применения некоторых газов, например, дихлорметана, а
также аминокислот и пептидов, действующих как «стереоспеци-
фичные» ингибиторы гелеобразования. Эти методы лечения пока
находятся в стадии разработки.
Среди ковалентных ингибиторов образования серповиднокле-
точных эритроцитов упоминаются цианаты, азотистый иприт и ди-
200
метиладипимидат. Кроме того, цианаты увеличивают химическое
сродство гемоглобина к кислороду. Результаты их клинического
изучения достаточно противоречивы. В частности, Р. N. Gillette и
соавт. (1974) наблюдали прн их применении уменьшение частоты
кризов, тогда как S. Charache н соавт. (1975) не обнаружили ни-
какого терапевтического эффекта. В дополнение к этому цианаты,
обладают выраженным нежелательным действием. Онн вызывают
образование карбамиловых производных гемоглобина, такое же
действие они оказывают и на прочие белки живого организма. Ос-
новным побочным действием цианатов является полиневрит.
Азотистый нприт пересекает мембрану эритроцита и образует
нпутри клетки ковалентные связи с гистидином р2, который рас-
положен в непосредственной близости от места мутации Hb S.
Сформированный комплекс занимает по принципу конкурентного
антагонизма нормальные контактные места в структуре геля, уве-
личивает пороговую концентрацию образования геля до 330 г/л и.
таким образом .ингибирует процесс образования серповидных эрит-
роцитов. Поскольку препарат обладает высокой токсичностью, его-
клиническое применение нецелесообразно. Роль этого соединения-
заключается в том, что он открывает новый перспективный путь
поиска и изучения менее токсичных аналогов [77].
В механизме действия диметиладнпинидата, метилацетимидата
II других нмидоэфиров имеется ряд вопросов, неясных до настоя-
щего времени. Согласно высказанной гипотезе R. Penuathur-Das
И соавт. (1978), их эффект обусловлен угнетением контактных
мест в структуре геля.
Другим способом .ингибирования гелеобразования является
.снижение внутрнэритроцитармого Hb S. Достигнуть этого возмож-
но либо путем уменьшения концентраций де'зо.кеигеии1роьаиного ге-
Ьюглобина, либо путем уменьшения тотального внутриклеточного
во держания Hb S. Добиться падения уровня дезоксигенированно-
го lib S можно, увеличив химическое сродство' гемоглобина к кис-
Юроду при карбамил и ров аниц или ацетилировании этого белка,
мое действие оказывают цнанаты, карбамилфосф ат, ацетилди-
^салициловая кислота н др.
I Тотальные концентрации Hb S внутри эритроцитов могут быть
Пи жены с помощью лекарственных препаратов, влияющих на
Ьоннцаемость клеточной мембраны, что приводит к переходу во-
Вы во внутри клеточную фазу. При этом или развивается относи*
Ьлш1ый дефицит железа или удлиняется время синтеза Hb F.
К числу подобных ингибиторе® образования серповидных эрит-
они’гов, не вмешивающихся в гелификацию Hb S, относится цинк,
Н'орый повышает химическое сродство гемоглобина к кислороду,
рг'«положение о его активности в отношении мембран вытекает
Ь того факта, что внутриклеточные концентрации цинка, дости-
М’.мые при назначении обычным способом под язык, недостаточ-
м, чтобы вызвать указанные эффекты [48]. В своих । опытах
Q, .1. Brewer и соавт. (1977) удалось подтвердить; что цинк умень-
шает число эритроцитов, имеющих «еобратимо-еерповидную. фор-
201
-му, благодаря воздействию ,на мембранную проницаемость. Анало-
гичный эффект выявлен у прокаина [36].
До .настоящего' времени не найдено лекарственных средств для
профилактики окклюзии серповидными эритроцитами капилляр-
ной сети.
Наиболее перспективным в этом отношении представляется
поиск возможности уменьшить уровень 2,3-ДФГ с целью повысить
степень химического сродства гемоглобина к кислороду и тем са-
мым снизить интенсивность образования серповидных эритроцитов.
Другим возможным направлением исследования могут стать изыс-
кания мероприятий для пролонгирования времени синтеза серпо-
видных эритроцитов. Решение этой проблемы, по мнению
Н. R. Sunshine и соавт. (1978), позволило бы успешно бороться с
вазоокклюзионными кризами.
Радикальный эффект может быть получен при пересадке кост-
ного мозга., что требует дальнейших усилий по совершенствованию
трансплантационной техники.
» Оценка эффективности описанных методов лечения СКА пред-
ставляет серьезные затруднения ввиду исключительного разнооб-
разия клинического' течения вазоокклюзионных кризов в -плане их
частоты, выраженности и продолжительности у различных боль-
ных. Кроме того, картина кризов даже у одного и того же боль-
ного неодинакова в разные периоды его жизни. Поэтому для до-
стоверных выводов необходимы тщательные долговременные ис-
следования на большом количестве больных с обязательным ис-
пользованием контрольных групп.
В настоящее нремя для лечения сосудистых кризов методом
выбора является использование анальгетиков и гидрата диодная
терапия [152]. Гидратацию проводят, назначая растворы электро-
литов для орального или парентерального применения с целью
увеличения объема циркулирующей крови, снижения вязкости кро-
ви, а также ‘повышения подвижности серповидных эритроцитов,
вызывающих окклюзию капилляров [73]. В тяжелых случаях при
неэффективности этих мероприятий следует применять гемотранс-
фузионную терапию с частичной экосангвин-ацией или без нее
[190]. Поддержка показателей гематокрита выше 35% приводит
к постепенному прекращению выработки костным мозгом красных
кровяных телец, содержащих Hb S. Наконец, при трансфузии
здоровых эритроцитов концентрация серповидных клеток умень-
шается путем .разведения и, таким образом, способность крови
транспортировать кислород возрастает; с теоретической точки зре
ния все это создает условия для разрыва порочного круга, возни-
кающего при образовании серповидных эритроцитов. Необходимо
принимать .во внимание, что гемотраисфузия с экосангвицациеб
•или 'без нее является небезопасным вмешательством, связанным <
риском ‘Внесения возбудителей гепатита, с перегрузкой системы
кровообращения, с различными трансфузионными реакциями, :
также развитием гемюсидероза при неоднократных переливания?,
крови.
202
Поэтому такой метод должен применяться только прн уГ-8
рожающих жизни больного состояниях, когда возникает необхо-
димость быстрого снижения содержания Hb S, а также при под-
готовке больного к оперативному вмешательству. Перед гемо-
трансфузией рекомендуется провести исследование переливаемой
крови на совместимость и наличие австралийского антигена.
При ревматоидных кризах конечностей, по сообщению
R. В. Scott (1962), хороший терапевтический эффект был получен
от преднизолона. Прн назначении препарата в обычных дозах в
течение 5—7 дней наблюдалось уменьшение признаков воспаления
м боли. В последнее время предпринята попытка применения аку-
пунктуры для купирования вазоокклюзионных кризов, причем уда-
лась добиться ослабления болей. Однако, поскольку .изучение про-
ведено на недостаточном количестве больных, сделать окончатель-
ный .вывод не представляется возможным.
Анализ изложенного материала позволяет сделать заключение
об отсутствии эффективных способов профилактики кризов. Поэто-
му (Необходимо1 предохранять больного от воздействия любых фак-
торов, способных спровоцировать образование серповидных эрит-
роцитов (гипоксия, ацидоз, дегидратация, холод, тяжелые физичес-
кие нагрузки и инфекционные заболевания). Имеются рекоменда-
ции О' длительном применении пенициллина для борьбы с пневмо-
кокковыми инфекциями, однако такая тактика приемлема не всег-
да, поскольку у разных индивидуумов восприимчивость к инфек-
ции неодинакова. В тех странах, где имеются очаги малярий, очень
важно проводить противомалярийные терапевтические мероприя-
тия. Целесообразно .назначение всем больным СКА фолиевой кис-
лоты для ликвидации часто наблюдающегося дефицита этого ве-
щества.
У отдельных взрослых больных получен терапевтический эф-
фект при лечении окоиметолоном; отмечен особый успех в тех слу-
чаях, когда клиническая картина заболевания отягощена тяжелой
анемией. Использование поливалентных пневмококковых вакцин
Оказалось неэффективным.
Надо подчеркнуть, что удовлетворительные социально-эконо-
мические условия, полноценное питание и высокий уровень общест-
венного здравоохранения имеют гораздо большее значение, чем
Любое эффективное лекарственное средство. Например, системати-
Йеское исследование состояния больного .в сети специализирован-
ных кабинетов позволяет осуществлять раннюю диагностику и кон-
тролируемое лечение осложнений СКА. Кроме того, квалифици-
рованная медицинская помощь включает в себя широкое нсполь-
Вонание психотерапии, от которой зависит активное участие боль-
ного в 'процессах общественного производства и возможность быть
Полезным членом общества. Мероприятия по трудовой реабилита-
ции способствуют 'Восстановлению психоэмоционального равнове-
сия. В необходимых случаях психотерапевтические мероприятия
должны помочь больному человеку определить свое жизненное
призвание.
203
Определенный, хотя
ляют для больного СКА
в изолированной кабине
мосферному, что может
люзионного криза. Об
я не очень значительный риск представ-
авиационные
путешествия,
когда
давление
современного лайнера приближается к аг
изредка спровоцировать развитие вазоо
этой опасности следует .информирова
больного и рекомендовать ему пользоваться по возможности др
тими видами транспорта. Полеты в самолетах без терметизащ
кабины, подводное плавание и альпинизм противопоказаны.
В некоторых случаях хорошие результаты может дать спленэ
томия. R. A. Seeler, М. Z. Shwiaki (1972), считают, что спленэ
томия показана, когда наблюдается более одного селезеночно
приза по секвестрационному типу н когда имеет место гиперфунк-
ция селезенки; чаще всего операция показана детям. После опе-
ративного вмешательства, как указывают С. С. Sprague,
J. С. S. Peterson (1958), увеличивается длительность жизни эрит-
роцитов и нормализуется число тромбоцитов. В недавно опублико-
ванной в работе Р. W. Wilson и соавт. (1979) сообщили о двух слу-
чаях спленомегалии у взрослых, сопровождавшихся секвестрацией
и .разрушением эритроцитов, хотя исследование радиоизотопным
методом показало гипофункциональные нарушения. Однако
после
спленэктомии гематологические показатели значительно улучши-
лись.
При вазоокклюзионных
кризах
ЦНС рекомендуется
проводи
ть
гемотрансфузионную терапию вместе с экссангвинацией с перио-
дичностью 1 ,раз в 6 нед в течение по меньшей мере одного года.
Целью мероприятий является профилактика рецидивов. Посколь-
ку при этом отмечено еще и исчезновение выявленных на ангио-
граммах патологических изменений, М. О. Russel н соавт. (1976)
пришли <к заключению о высокой лечебной н профилактической
эффективности переливаний крови. Во всех случаях, когда требу-
ется проведение серии гемотрансфузий, следует принимать меры,
необходимые для уменьшения риска пост трансфузионной аллоим-
мунизацнн [133], для чего предпочтительно использование раз-
мороженных отмытых эритроцитов.
Купирование печеночных кризов также включает в себя, поми-
мо поддерживающей терапии и борьбы с комой, и кровозамеще-
ние.
Опыт нашей работы свидетельствует о высокой эффективности
этого лечебного мероприятия.
При гематурии ряд авторов предлагают назначать эпсилола-
минокапроновую кислоту [33], внутривенное введение ощелачива-
ющих солей, диуретики типа фуросемида. В настоящее время
нефрэктомия практически не применяется из-за высокой вероят-
ности гематурии из другой почки [180].
Развитие приапизма требует быстрого проведения мероприятий
•по снижению относительного содержания Hb S, что достигается пу-
тем гемотрансфузии в сочетании с экссангвинацией. При неэффек-
тивности этих мер следует прибегнуть к хирургическим способам
лечения — пункции и промыванию солевыми растворами пещери-
стых тел или откачиванию содержимого пещеристых тел и губча-
того вещества. Тяжелым последствием приапизма является импо-
тенция, вероятность которой тем выше, чем чаще развивается и
дольше длится это осложнение. У наблюдавшихся нами больных
'приапизм удавалось купировать с помощью уже описанных хирур-
гических мероприятий. При импотенции производили импланта-
51 ию пластмассовых пневматических протезов.
Для лечения трофических язв широко применяли антибиотики,
переливания крови и пересадку кожного лоскута, местную тера-
пию [177]. Однако эффективность этих методов неодинакова. Так,
рубцевание язвы происходит в более или менее короткий срок,
однако в течение двух последних лет могут наблюдаться рециди-
вы. Пересадка кожиооо лоскута способствует регенерации эпите-
лия, покрывающего язву, но ввиду глубоких нарушений крово-
снабжения пораженного участка полного излечения, как правило,
не отмечается. Имеются сведения о том, что применение сульфата
щинка ускоряет заживление язвы [176]. Помимо этого, важное
.значение принадлежит профилактическим мерам, в частности, мы
•рекомендуем нашим больным носить обувь по -ноге, обязательно с
восками, соблюдать гигиену участков, подверженных поражению;
особое внимание уделяется раннему лечению язв, когда изъязвле-
ния минимальны. Для лечения трофических язв нами разработана
схема, согласно которой больным назначается абсолютный покой
л местное лечение. При отсутствии эффекта в течение месяца счи-
таем целесообразным проводить переливания крови или эритроцит-
пой массы до тех пор, пока содержание гемоглобина ие достиг-
нет примерно 100 г/л. Такой уровень гемоглобина поддерживается
до полного излечения.
. Основным способом купирования гематологического криза яв-
ляется трансфузия эритроцитной массы или размороженных от-
вод ытых эритроцитов. Существенным моментом считается лечение
(сердечной недостаточности, часто встречающейся при СКА. При
(появлении симптомов инфекционного процесса проводят терапию
(антибиотиками.
I В случае пневмококковой инфекции пенициллин является пре-
паратом выбора, однако всегда необходимо выявлять возбудитель
|заболевания микробиологическими методами.
I До [настоящего времени не существует специфических методов
Iлечения жировой эмболии. При использовании эмульгаторов, епир-
|Тов, гепарина, клофибрейата, кортикостероидов и оксигенотерапи'и
I получены противоречивые результаты. За последние годы удалось
[добиться успеха у больных с гемоглобинопатией SC и синдромом
I Жаровой эмболии с помощью кровозаместительной терапии. В сво-
ycii работе мы проводили гемотрансфузии в сочетании с экссангви-
тотерапией у больных с СКА, осложненной жировой эмболией.
Применение таких лечебных мероприятий на ранних стадиях эм-
болического процесса давало эффект уже в самом начале лече-
ния. При этом мы наблюдали быструю элиминацию эритроцитов,
одержавших Hb S, и жировых капель, находившихся в крови.
205
Беременность при СКА
Эта проблема приобрела важное значение, поскольку за по-
следние 25 лет женщины, страдающие СКА, стали чаще, чем
раньше, доживать до детородного возраста. Действительно, у здо-
ровых женщин беременность — физиологическое состояние, для
больных СКА она представляет одну из самых больших опасно-
стей, которым они могут подвергаться. По данным L. W. Diggs
(1973), в таких случаях материнская смертность составляет 6%, а
смертность плода — 50%. Равным образом, заболеваемость мате-
рей вирусным гепатитом, пневмонией, инфарктом легких, пиелоне-
фритом и вазоокклюзионными кризами также держится на высо-
ком уровне [125]. Статистическое изучение, предпринятое
А. Т. Fort и соавт. (1971), показало, что эта форма анемии зани-
мает 3-е место по значимости среди причин смертности в акушерс-
кой практике. Симптомы анемии почти всегда проявляются в по-
следнем триместре беременности и могут привести к смерти при
родах или в послеродовом периоде из-за жировой эмболии или
поражения костного мозга.
Спонтанный аборт или преждевременные роды гораздо чаще
наблюдаются у больных СКА, чем у здоровых женщин [22, 96,
175]. R. Р. Perkins (1971) на основании наблюдений за группой
беременных женщин, страдавших СКА, пришел к заключению, что
у 16% из них были преждевременные роды, у 20% —спонтанный
аборт, у 10%' —мертворожденные; в одном случае зарегистрирова-
на ранняя смерть новорожденного.
Вопрос о характере врачебной тактики в отношении СКА в
сочетании с беременностью вызывает противоречивые мнения. Не-
которые авторы считают оправданным применение стерилизации.
Другие предлагают производить искусственное прерывание бере-
менности; тем женщинам, у которых беременность сопровождается
резким обострением заболевания, показана стерилизация [66].
Существует противоположная точка зрения, согласно которой СКА
не является абсолютным противопоказанием для беременности и,
следовательно, необходимости обязательного ее прерывания -нет.
Возможность продолжения беременности зависит от тяжести ос-
новного заболевания и от акушерско-гинекологического анамнеза;
принимается во внимание и тот факт, что методы анестезии, ис-
пользуемые при искусственном аборте, сами по себе могут пред-
ставлять опасность для беременной [141].
По-видимому, не будет ошибкой считать, что при умеренной вы-
раженности признаков болезни риск смертности матери или плода
невелик. Частота спонтанных абортов и преждевременных родов,
как указывают М. Н. Steinberg и соавт. (1973), примерно одинако-
ва в случаях с умеренно тяжелой и классической формой СКА.
Однако, как бы то ни было, когда принимается решение о про-
должении беременности, женщина должна находиться под постоян-
ным тщательным наблюдением акушера и гематолога. В этот пе-
риод необходимо' назначать фолиевую кислоту по 10—15 мг/сут;
206
важной мерой профилактики является ранняя диагностика и лече-
ние пиелонефрита.
В отношении необходимости специального лечения имеется ряд
противоречий. Например, S. Charache (1974) рекомендует прово-
дить терапевтические мероприятия только при развитии частых
•интенсивных сосудистых кризов. В таких случаях показана гемо-
трансфузия в сочетании с экссангвинацией с целью поддержания
|впачений Hb S ниже 50% до начала родов. Кроме того, предлага-
ются проводить гемотрайсфузиоииую терапию иеэавжжйо от иэл®-
1чня осложнений с периодичностью 1 раз в 6 иед. Существенным
[недостатком является опасность развития гепатита, реакций на
переливание крови и гемосидероза. Р. Jr. Ricks (1968) получил
[удовлетворительные результаты при экссанг-винацпи и перелива-
вши отмытой эритроцитарной массы с низким содержанием лейко-
щитов на 28-й неделе беременности; переливание повторяли, когда
[содержание НЬ А уменьшалось до значений ниже 20% или когда
[показатели гематокрита становились ниже 0,25 л/л. Нарушения
|ло данным гематокрита обычно выявляются на 36—38-й неделе
[беременности [ 125].
При ‘необходимости проведения гемотраисфуз1ио!нной терапии в
[сочетанпи с экссангвинацией или серии переливаний крови бере-
менным, страдающим СКА, наиболее адекватным решением будет
[использовать кровь ее мужа. Предварительно следует произвести
июлное изучение фенотипа эритроцитов обоих супругов. В случае
1пссовместимости групп крови супружеской лары (например, по-
ложительная по Rh у мужчин, отрицательная у женщин) можно
I использовать донорскую кровь, негативную к максимально боль-
ппему числу антигенов крови мужа. Благодаря такому мероприя-
тию удается снизить до минимума возможность развития феталь-
ркмо эритробластоза. Исключение делается для донорской крови
[группы Левис, которая, как известно, не вызывает гемолитической
IГм>лезни новорожденных.
•Согласно разработанной нами методике, женщинам в первые
I? триместра беременности с бессимптомным течением заболевания
lii-m со скудной симптоматикой проводятся переливания крови
Iтолько для поддержания гемоглобина иа уровне 100 г/л. В no-
ir л едини триместр производится кровезамещение, направленное на
[снижение содержания Hb S ниже 40%. При выраженности симп-
| томов СКА экссангвинация и гемотрансфузионная терапия показа-
[цы с самых ранних сроков беременности и продолжаются с часто-
[той, необходимой для сохранения содержания Hb S на уровне не
| более 40% ДО' момента родов.
СОЧЕТАНИЕ Hb S С ДРУГИМИ АНОМАЛЬНЫМИ ГЕМОГЛОБИНАМИ
Сочетание СКА с талассемиями
Сочетание гемоглобинопатии S с р-талассемией (гемоглобиноз,
I s галассемия, дрепаиоталассемия, серповидно-клеточная талассе-
Iniiu). Комбинированное поражение, вызванное гемоглобинопатией
S и р-талассемией, является одним из частых смешанных синдро-
мов. Синдром встречается в различных этнических группах и гео-
графических зонах—в основном там, где распространены одно-
временно гены Hb S и р-талассемии.
Характер развития заболевания и результаты электрофорети-j
четкого исследования крови больных с сочетанным поражен new
S/p-талассемия зависят от типа унаследованного гена, обусловли4
вающего р-талассемию. Помимо типичных -вариантов 0° и 0+1
описана форма 8/0+-талассемии, сопровождающаяся уменьшением?
биосинтеза НЬ А (5—15%), причем содержание этого гемоглоби-
на ниже, чем при обычном варианте 8/0+-талас-семии, для которого
характерен более высокий уровень НЬ А—-15—30%. Кроме того,
известны случаи р-талассемии, протекающие со значительным по-
вышением концентраций НЬ А, которые были названы 0++-талас-
семией. Так, С. В. Колодей (1979) приводит значения содержания
НЬ А, составляющие в среднем 42,5± 1,57%.
На этом основании предложена удобная с практической точкии
зрения классификация 8/04--талассемии по процентному содержаJ
ншо НЬ А: тип I—-содержание НЬ А менее 15%; тип II — со дер-4
жание НЬА 15—30%; тип III — содержание НЬ А около 40%. |
При 0‘-варианте течения заболевания не происходит синтеза
физиологических цепей 0 и поэтому НЬ А отсутствует. Такая фор-
ма 8/0°-талас'семи.и по своей клинической картине напоминает
СКА; лри электрофорезе выявляются характерные для обеих нозо-
логических форм изменения. При сочетании S/0+ электрофорети-
ческим путем обнаруживаются Hb S и НЬ А, так же как и при
S/0++, однако в последнем случае содержание НЬА выше. От чи-
стых форм СКА разновидности S/0-тал ассемип отличаются тем,
что для сочетанной гемоглобинопатии характерно преобладание!
Hb S над НЬ А. Поэтому в сомнительных случаях не следует ог-|
раяичиваться только качественным анализом электрофореграммы;!
диагноз устанавливается на основании количественных данных (ж
содержании -гемоглобинов. Как оказывают R. В. Gui и соавт.
(1973), в таких случаях содержание Hb А2 всегда оказывается по-
вышенным, однако -в присутствии Hb S разделение этих двух бел-
ков представляет существенные затруднения. Иногда для диффе-
ренциальной диагностики приходится прибегать к обследованию
членов семьи больного. Кроме того, диагноз S/р-талассемии можно
поставить исходя из количественных характеристик биосинтеза
а- и 0-цепей в ретикулоцитах. При S/0-талассемии отношение
0s/g составляет 0,5, 'тогда как при СКА— 1.
У больных с сочетанной формой S/0-талассемии результаты
гематологического исследования носят много- общих черт с СКА с
той разницей, что у больных S/0-талассемлей обнаруживается
большее количество клеток, имеющих ореол, а гипохромия н мик-
роцитоз выражены в большей степени. Клиническая картина этого
комбинированного нарушения отличается значительным разнообра-
зием: она может иметь бессимптомное течение, а иногда даже на-
поминать СКА. Группа больных с 0°-вариантом заболевания отлн-
208
чается наиболее выраженной симптоматикой, одиако имеются до-
стоверные данные о возможности тяжелого течения заболевания
и при 8/р+-талассемии. У детей спленомегалия обнаруживается
длительно, вплоть до достижения нми взрослого возраста; именно
наличие персистирующей спленомегалии заставляет врача запо-
дозрить наличие талассемии. Нужно отметить, что в целом случаи
Б/р+-талассемии относительно редки, кроме районов с высоким
распространением обоих геиов, но течение этого заболевания отли-
чается частыми тяжелыми осложнениями вазоокклюзионного ха-
рактера. По-видимому, высокое содержание гемоглобина во многом
обусловливает увеличение вязкости крови, что является предраспо-
1а>гающим к сосудистой окклюзии моментом. Для этого заболева-
гня характерны ревматоидные кризы верхних .и нижиих конечно-
;тей, возвратные костные, суставные и абдоминальные боли, селе-
еночные кризы по секвестрационному типу и отставание физичес-
кого развития.
Сочетание гемоглобинопатии S с а-талассемией. Комбинации
СКА с а-талассемией в большинстве случаев протекают в менее
тяжелой форме, чем чистые случаи СКА. Иногда наслоение а-та-
лассемии не вызывает существенных изменений симптоматики
СКА [88, 129].
Сочетание СКА с болезнью, вызванной присутствием Hb Н,
описано у девочки 4 лет из Саудовской Аравии. В анамнезе ребен-
ка отсутствовали указания на .кризы, анемия была выражена в
легкой степени, обнаруживались гипохромия, анизоцитоз, пойкило-
цнтоз и некоторые случайные включения .в эритроцитах. Электро-
форетическое исследование гемоглобинов показало, что соотноше-
ние Hb S, Hb F и Hb Bart’s соответственно равно 41, 43 и 14%.
Оба родителя являлись носителями серповидных клеток; содержа-
ние Hb S в их крови было .несколько ниже, чем это обычно наблю-
дается у таких индивидуумов. Кроме того, у отца имелись измене-
ния размеров и формы эритроцитов, а также выявлялись следы ге-
моглобина Bart’s. Клинические симптомы были слабо выражены.
Предполагается, что это связано с защитным действием присутст-
пия Hb F н Hb Bart’s на процесс образования серповидных эрит-
оцитов [302].
По сообщению A. von Enk и соавт. (1972), у 2 женщин афри-
1ПСКОГО происхождения при сочетанном поражении СКА с а-та-
ксемией отмечено доброкачественное течение заболевания; бере-
жность наступала неоднократно и протекала без осложнений,
тсктрофорез гемоглобинов выявлял присутствие Hb S, Hb F,
Ь Аг и следы Hb Bart’s. Относительное содержание Hb S соста-
рю 82—-84%, Hb F—12—15%, НЬ Аг — 3%'. В обоих случаях
»сднее содержание гемоглобина в эритроцитах было ниже нормы,
о отчасти объясняет доброкачественное течение заболевания,
ействительно, имеются факты, свидетельствующие о том, что прн
цусственном уменьшении концентраций эритроцитарного гемо-
1обииа интенсивность образования серповидных клеток снижаег-
I. Не исключено, что и в этом случае происходят аналогичные
-407
209
явления, поскольку а-талассемия in vivo сопровождается гипоге-
моглобинемией. Интересно, что у обеих женщин обнаруживался
выраженный дефицит железа. Тогда становится понятной причина
уменьшения .внутриэритроцитарных концентраций гемоглобина.
В свою очередь это приводит к ингибированию синтеза серповид-
ных клеток и таким образом оказывает облегчающее влияние на
течение заболевания [88].
Один из .вариантов комбинаций СКА с а-талассемией описан у
5 больных в возрасте от 1 года до 16 лет G. R. Honig и соавт.
(1978). У всех больных выявлено преобладание Hb S и отсутствие
НЬА; содержание НЬ Аг было нормальным. Относительные кон-
центрации HbS составляли 65—94%. При этом не было обнару-
жено различий в содержании Hb F и числе ретикулоцитов по
сравнению с этими показателями у их сверстников, страдавших
чистыми формами СКА. У всех 5 наблюдавшихся больных выяв-
лен микроцитоз, дефицита железа не выявлено. G. R. Honig и
соавт. (1978) подчеркивают, что несмотря иа сочетание СКА с
«-талассемией, заболевание протекало с выраженной клинической
«артииой, характерной для СКА.
А. Е. Felice и соавт. (1979) сообщили о случаях комбинации
СКА с нарушениями, связанными с наличием двух (—а/—а) и
трех (—а/аа) активных генов а-цепи, отличающихся разнообраз-
ными гематологическими нарушениями. В случаях с присутствием
трех геиов эти -изменения картины крови были схожи с уже опи-
санной комбинацией СКА и наличием четырех генов. Однако у
больных с двумя генами обнаруживался такой же микроцитоз,
как и при сочетании с 5/р°-салассемией [64]. У людей с признака-
ми серповидно-клеточной анемии наслоение а-талассемии не вызы-
вает каких-либо клинических проявлений и выражается в более
низком, чем при изолированных признаках серповидно-клеточной
анемии, процентном содержании Hb S. В случаях с тройной гене-
тической аномалией различных глобиновых цепей концентрации
гемоглобина и средний объем клеточных элементов не отличают-
ся от аналогичных показателей при серповидно-клеточной анемии.
В то же время S. Н. Embury (1979) указывает, что патология,
связанная с двойной гетерозиготностью по генетическим аномал»
ям одной цепи, вызывает 'появление микроцитоза и гипохромии
Если у больного обнаруживается только, один ген a-цепи, то на
практике наблюдается типичная картина гемоглобинопатии II.
Электрофорез выявляет картину, аналогичную таковой при СКА
или прн сочетании гемоглобинопатии S с р°-талассемией, с той
лишь разницей, что содержание Hb F было, довольно высоким в
составляло 10—35%, HbS—65—85%; уровень Hb Аг уменьшался
Описаны редкие варианты гемоглобинопатии S и наследствен
ного персистирования Hb F, обусловленные активным геном рА
в цис-положении [86]. Кроме того, недавно появилось сообщен»»
об одном бессимптомном случае тройной комбинации а-талассс
мии, гемоглобинопатии S и врожденного' присутствия Hb F, при
котором установлен синтез цепей р в цис-цоложении. Выявлен еле
210
дующий состав гемоглобинов: Hb S—49%, Hb F—18%, НЬ А —
33%. Относительное содержание Hb Az было низким. Распределе-
ние Hb F в эритроцитах отличалось гомогенностью так же, как и
при типичном наследственном персистировании Hb F [115].
Компаунды по гемоглобинопатиям S и С
Это нарушение представляет собой двойную гетерозиготную си-
туацию, возникающую при наследовании гена Hb S от одного ро-
дителя и гена Hb С — от другого. Носители Hb С часто выявля-
ются среди населения западных районов Африки и особенно1 на
севере Ганы и в Верхней Вольте, где их частота составляет около
20%. В Америке носительство Hb С встречается среди негритян-
ского населения. По данным W. Е. Miall и соавт. (1967), в США
носительство Hb С выявлено у 2%, на Ямайке — у 2,6% населе-
ния. Н. Vidal и соавт. (1974) считают, что на Кубе 0,52% населе-
ния являются носителями Hb С. В СССР и Венгрии носительство
втого аномального гемоглобина не отмечено.
При комбинированной гемоглобинопатии S и С «клиническая
картина характеризуется меньшей тяжестью течения, чем при
СКА. Например, у взрослых диагноз заболевания часто устанавли-
вается только при обнаружении поражения костей, спленомега-
лии или в случае развития осложнений во время оперативного
Вмешательства или родов. Различные проявления болезни совме-
стимы с жизнью, поэтому больные нередко доживают до 60—
ВО лет [177].
В научной литературе имеются описания случаев инфаркта
Селезенки в результате воздействия низкого давления в неизоли-
рованных кабинах самолетов и даже в кондиционированных каби-
нах современных лайнеров, где давление ненамного ниже атмос-
ферного. Другие характерные осложнения развиваются довольно
часто, -несмотря иа более доброкачественное по сравнению с СКА
к'чсние заболевания. Это, очевидно, обусловлено повышенной вяз-
костью крови и более выраженными нарушениями -микроциркуля-
ции. У многих больных наблюдается асептический некроз головки
Ведренной кости, нередки осложнения во время родов. Более того,
Поражения сетчатки отличаются большей тяжестью, чем при СКА.
Изредка обнаруживаются неврологические нарушения, приапизм
гематурия. При наличии комбинации Hb S/С концентрации ге-
оглобина обычно составляют ПО—140 г/л, содержание ретииу-
оцитов 3—5%. В мазке периферической крови выявляются много*
ислснные клетки, окруженные «ореолом», изредка — серповид-
ные эритроциты. В редких случаях в эритроцитах можно видеть
Включения Hb С в виде кристаллов. Средний объем эритроцитов
средний объем гемоглобина в эритроцитах были ниже, а средняя
Всмщснтра-ция гемоглобина в эритроцитах выше, чем при СКА
”177].
В целом гематологические изменения и признаки гемолиза вы-
рйжеиы незначительно, среди кризов преобладают болевые (рев-
ю 211
Таблица 13. Изменения в кортях, обнаруженные у взрослых больных с
мцглобинопагией S1
Локализация и вид изменения СКА Hb S/0 та- лассемия SC Всего
Череп: разрастание костей черепа 22 (34%) 4 (57%) 26
гранулярный остеопороз костей| че- репа 5 I — 6
внутренний фронтальный гиперостоз гранулярный остеопороз переднепа- риетальной области . 2 — — 2
2 — — 2
башенный череп 1 I — — 1
Трубчатые кости: | расширение костномозгового ка- нала 1 36 (56%) I 1 38
утолщение кортикального слоя1 36 (56%) 4 (57%) 2 42
сужение костномозгового канала —• 4 (57%) 2 6
истончение кортикального слоя периостит ' 1 — I 2 1 3
инфаркты в костях верхних конеч- ностей и в большеберцовых костях 1 1 1 3
остеомиелит 2 — — 2
сужение костномозгового канала в костях верхних конечностей I — — I
утолщение кортикального слоя ко- стей верхних конечностей 1 — — I
увеличение плотности костей 1 1 •— 2
гидрартроз 1 •— I |
склероз лакунарные поражения 2 — I 2
генерализованная деминерализация костей —- 1 — I
утолщение трабекул — 2 — 2
псевдокистозньге поражения мы- щелков бедренной костн — — 1 I I
билатеральные зоны остеолиза ко- ленных чашечек — — 1 I I
Короткие кости; полная деминерализация костей нижней конечности I I 1
остеопороз запястных костей 2 — — 2 1
утолщение кортикального слоя уменьшение костномозгового ка- нала 1 2 2 3 1 2 1
остеопороз предплюсневых костей I — — 1 |
остеомиелит 1 — — ] |
Некроз костей: некроз плечевой кости 1 1 1
некроз бедренной кости 19 (30%) 1 1 21 1
увеличение плотности головки бед- ренной кости 8 8 I
остеохондрит в области лобкового сочленения 1 1 I
склероз тазобедренного сустава I — 1 1
112
Локализация -и вид изменения
Позвонки:
деформация в форме двояковогну-
той линзы
расплющивание тел позвонков
остеопороз тел позвонков
Остеопороз:
генерализованный остеопороз
Всего больных:
[иям S и О (Араб)
-------1
СКА йи белков обычными мето-
;имеет те же характеристи-
tx больных с сочетанием
|'иостируется комбинирован-^
17 <27с еЛЬН°е исслеЛова,Ние П03В0-
4 Согласно наблюдениям
6 жбииированной гемоглоби-
большую тяжесть течения
39 (61 < s/c.
64 (юску присутствие гена Hb S
„ кпе'ние, этот гемоглобин не-
1 У большинства больных выявлено более о/ниями структуры И биОСИН-
| виды гемоглобинопатии S
матоидные). Тромбозы возникают пре
ставной системе, внутренние органы вс
чем при СКА (если не считать .инфарь1
тоты костно-суставной патологии Дании
служила название «африканского .ревя,
является одной из самых частых причг
в Западной Африке. J
Дифф ер енциа льно-диагностические ]
b AS
S часто встречается среди
нию М. S. Kramer и соавт.
) для женщин, хотя R. Gro-
распростраиение среди лиц
ло-суставной системы при основных раз;.________ „
лены в табл. 13. Проводится с помощью про-
•в крахмальном геле; с по-
дружить НЬА и HbS, при-
ф_1М^ТО норму, а НЬ А_МХ^— ьГХХу иног-
лует заметить, что количественные резу^т^х» ____л
Методом электрофореза установлено
цснтное содержание Hb S и С. Уровень
не всегда достоверны, поскольку при щелочном pH этот вид гемо-
глобина практически невозможно отделить от Hb С.
Компаунды по гемоглобинопатиям S и D
Под названием Hb D объединяют различные виды гемоглоби-
- л, не отделяющиеся от Hb S электрофоретически в крахмальном
ле при pH 8,6 и хроматографически. В отличие от Hb S эти
ьглки растворимы в воде и поэтому не вызывают образования
ркгроцитов серповидной формы.
Относительно химического строения, некоторые гемоглобины ти-
D характеризуются наличием структурных изменений в а-цепи,
рутие — в р-цепи.
Клиническая картина заболевания, обусловленного присутстви-
м НЬ S/D, неоднородна; она представляет собой гемолитическую
июмию с различной тяжестью симптоматики [191].
Разнообразие вариантов течения заболевания в большей сте-
пени определяется скорее присутствием того или иного типа гемо-
' чобина D, чем гемоглобином S. В настоящее время известие не
•елее 9 разновидностей гемоглобинов, имеющих сходные с Hb S
213
Таблица 13. Изменения в кор^с. 37. Больной гемоглобинопатией S/D Пенджаб
м\ тяжелой клинико-гематологической картиной,
сраженная гепатомегалия (слева). Отчетливо видны,
ЪллатеральнЫе сосуды в области живота (показаны!
Локализация и вцд изменения стрелками) у того же больного (справа). |
Череп:
разрастание костей черепа 1ектрофоретические хар актеристики и
гранулярный остеопороз костей. г 1 1 *
репа' редин яемых под названием Hb D, ко-
внутренний фронтальный гнперо]рые могут встречаться в человеческом
гранулярный остеопороз передняянизме в комбинации с Hb S. Из них
риетальной области .шь один гемоглобин D (Пенджаб) спо-
башенныи череп Ь „ ' ~ '
бен вызвать клинические проявления
Т'рубчатые кости: ^д. однако комбинированные гемогло-
расширение костномозгового I о 1
нала нопатии S и D на практике встречают-
утолщение кортикального слоя редко. При описании таких случаев
сужение костномозгового ка намечают, что клиническая картина бо-
истончение кортикального слоя зпи отличается несколько большей тя-
,"нфТр™ В костях верхних костью, чем при типичной форме СКА;
.ностсй и в большеберцовых ко«леномегалия обнаруживается у трети
остеомиелит »льиых. Тем не менее нам приходилось
течение болезни с очень тя-
глыми клиническими проявлениями
)ис. 37). При заболеваниях, вызванных
шетанием Hb S/D, в мазке кровн обыч-
j выявляются анизоцитоз, пойкилоци-
)3, эритроциты, окруженные «ореолом»
в костях верхних конечностей
утолшеине кортикального слоя1
стей верхних конечностей 1
увеличение плотности костей >
гндрартроз ,
склероз
лакунарные поражения ) - - • „ -
генерализованная деминерализ серПОВИДНОИ формы,
костей
Компаунды по гемоглобинопатиям S и О (Араб)
Гемоглобин О (Араб) при разделении белков обычными мето-
дами электрофореза прн щелочном pH имеет те же характеристи-
ки, что и Hb С, поэтому у многих больных с сочетанием
lib S/Hb О (Араб) первоначально диагностируется комбинирован-*
пая гемоглобинопатия S/С .и лишь тщательное исследование позво-
ляет установить правильный диагноз. Согласно наблюдениям
Н. F. Bunn и соавт. (1977), наличие комбинированной гемоглоби-
нопатии S/О обусловливает несколько большую тяжесть течения
заболевания, чем гири гемоглобинопатии S/C.
Прочие гемоглобинопатии. Поскольку присутствие гена Hb S
представляет собой довольно частое явление, этот гемоглобин не-
редко сочетается с различными нарушениями структуры и биосин-
теза других гемоглобинов. Основные виды гемоглобинопатии S
представлены в табл. 14.
НОСИТЕЛЬСТВО Hb AS
Гетерозиготное состояние гена Hb S часто встречается среди
населения разных стран мира. По мнению М. S. Kramer и соавт.
(1978), это состояние более характерно для женщин, хотя R. Gro-
ver, S. Shahidi (1979) считают, что его распространение среди лиц
общего пола примерно одинаково.
Диагностика носительства Hb AS проводится с помощью про-
бы иа растворимость и электрофореза в крахмальном геле; с по-
мощью последнего метода удается обнаружить НЬ А и Hb S, при-
чем преобладает НЬ А. Проба на образование серповидных эрит-
роцитов не всегда дает достоверные результаты, поскольку иног-
да наблюдаются положительные данные в качестве артефакта.
Определенную помощь в уточнении диагноза может оказать гема-
тологическое исследование с определением гемоглобина, ретику-
лоцитов и других показателей.
У носителей Hb AS осмотическая резистентность эритроцитов
имеет значения, промежуточные между величинами, найденными
у индивидуумов с Hb SS и НЬ АА [79].
По данным J. С. Wells, Н. A. Itano (1951), относительное со-
держание Hb S в эритроцитах в среднем составляет около 40%,
однако этот -показатель в значительной степени варьирует в раз-
ных семьях. Колебания «процентного содержания Hb S отчасти мо-
гут быть обусловлены использованием неоднозначных по своей
Надежности методов; имеет значение н тот факт, что в исследо-
ванных популяциях было много лиц от смешанных браков пред-
ставителей разных рас. По мнению некоторых авторов, при таком
генетическом перекресте снижается пропорция Hb S у гетерози-
готных индивидуумов [1'28]. Изложенную точку зрения подтверж-
дают результаты исследований С. Frincao, М. de Melo (1972), ус-
тановивших, что среди населения Африки носительство Hb S рас-
•цюстранено довольно широко; в районах с высоким процентом
215
юбинопатии S1
Выявленные виды
гемоглобинов
Клинико-гематологические
проявления
S, F (2—20%), А2
S, F (43%), Bart, Н, А?
S, F (1-6%), А2
S, F (1—21%), А2
S, Мемфие/S, F, Д2,Мем-
фнс2
S, G/S, F, А2, G2
S, Стснлевиль/S, F, А2,
Стенлевиль-П
Тяжелая анемия, вазоокклюзион-
ные кризы н гематологические
кризы. Осложнения со стороны
различных органов
Легкая аиемия. Гипохромия
Гипохромные микроциты
Гематологические показатели, ана-
логичные СКА
Незначительные клинические про-
явления, гемолитическая ане-
мия с редкими кризами
Аналогично тяжелой СКА
Аналогично тяжелой СКА
A, S (40—43%), А2
A, S (32—39%), А2
A, S (31%), А2
Бессимптомное течение. Осложне-
ния крайне редки
Бессимптомное течение
Бессимптомное течение. Гипо-
A, S
(20—25%), А3
(21—28%), Bart, Н,
A, S (21—28%), Bart, Н,
А2, F (3%)
3 (85-90%), F (2-
30%), А2 (|)
хромные микроциты
Бессимптомное течение.
Гипохромные микроциты
Клиническая картина заболевания
с гемоглобинопатией
От умеренно-тяжелой до тяжелой
анемнн с наличием
Микроцитоз.
Дифференциальная диагностика с
гемоглобинопатией SS
Неоднородная клиническая карти-
на— от легких до тяжелых
S (60-85%), А (5—
30%), F, А2 (f)
S (49%), А (42%), F,
Aa(t)
S, F (10—25%), А2 (в
пределах нормы или
снижено)
форм
Протекает в более легкой форме,
чем типы S/30 и S/(J+
Анемия и легкие клинические про-
явления
S (80%), F (10%), Ле-
поре (Ю%), А2 (|)
Легкая или умеренно тяжелая ане-
мия, кризы с умеренно тяжелым
течением
S (65—85%), F (10—
35%), А2 (|)
S (41—53%), F (18—
30%), А, А2 (I)
S (49%), F (17%), А,
Аа(4)
Бессимптомное течение. В мазке
периферической крови эритроци-
ты, окруженные «ореолом»
Бессимптомное течение
» »
I, i/S, A, S, А2, 12
G, G/S, A, S, А2, G2
С, S, А2, F
G, S, А2
G, S, А2
Е, S, А2
К, S, А2
Умеренно тяжелая анемия с ред-
кими кризами, спленомегалия,
многочисленные эритроциты, ок-
руженные «ореолом»
Бессимптомное течение
» »
От умеренно тяжелой до тяжелой
анемии
Бессимптомное течение
1шмйи№-
Таблица 14. Гемоп
С1 Типы Генотип НЬ S у взрослых
1 группа Гомозиготные индивидуумы с Hb S (СКА) А. Без сочетания с другими гемогло- бинопатиями Б. С а-талассемией В. Со структурными изменениями а-цепи: 1. С НЬ Мемфлнс § W 8 ® g'T'-L. § w 4 А । ’g 2 а СО и Со W
2. С НЬ G Филадельфия аа/аа88 *«»—*LySpsps
3. С НЬ Стенлевиль-П аа/аа76 Asn—>iyspsps
11-я группа Гетерозиготные индивидуумы с HbS А. Без сочетания с другими гемогло- бинопатиями Б. С а-талассемией В, С р-талассемией аа/аарзрл —a/aaps.pA —а/—сф3рл ——/aaPspA /— apspA aa/aaps,p°
aa/aapsiP+ aa/aa,psp++ aa/aaPs3pTal
Г. С НЬ Лепоре (Lepore)3 aa/aaps (8—(J)
Д. С наследственным персистирова- нием НЬ F aa/czaps— aa/aapspAc'3
Е. С a-талассемией н наследствен- ным персистированием Hb F Ж- Со структурными изменениями /aaf}sfJA
а-цепи: I- НЬ I Hb I Гавана (НаЬапа) 3. Со структурными изменениями aa/aa,8Lys—*GlupspA aa/aa7,A,a — G,apspA
р-цепи: 1. НЬ С2 aa/aaps p6Glu —* Ly »
2. НЬ G Саи — Хосе3 (San Jose) 3. Hb G Балтимор (Baltimore) 4. Hb E2 aa/aapsp7GIU—*G«y aa/aapspi6G,u - -*As₽ aa/aapsp26G 1 ц —* Lys
5. Hb К Ибадан (Ibadan) aa/aapsp«Giy—»giu
Типы Генотип Hb S у взрослых
6. НЬ Осу-Кристиапборг3 (Osu-Christianborg) аа/асф8^™— .ли
7. Hb Очо-Риос3 (Ocho-Rios) aa/aaPspS2Asp—*А|а
8. НЬ Корле-Бу® (Korie-Bu) aa/aapsp73Asp—*Asn
9. Hb D Ибадан3 (Ibadan) aa/aa.ppB7Thr’,'“*Uys
10. НЬ Ричмонд (Richmond) aa/aapsP102Asn—*L-iS
11. Hb D Пенджаб3 (Punjab) aa/aaPsp,2JG,u“'*G,u
12. Hb О Араб2 (Arabia) aa/aapsP12lGltt_*Lys
13. Hb К Вулвич (Woolwich) aa/aapsP132Uy9—*G!u
14. Hb С Гарлем (Harlem) aa/aa ps p6 G1 uVa 1 aa/aapsp73Asp~”Asn
1 Цит. по Bunn и соавт. (1977).
Не разделяется от НЬ Аз обычными методами электрофор
Продолжение
Выявленные виды гемоглобинов Клики ко-гем этологические проявления
Осу-Кристианборг, S, Аг Бессимптомное течение
Очо-Риос, S, Аг » »
Корле-Бу, S, А2 » »
D, А, Аг > >
Ричмонд, S, Аг
D. S. А, Умеренно тяжелая анемия
О, S, а2 От умеренно тяжелой до тяжелой анемии. Кризы
К, S, А, Бессимптомное течение
С—Гарлем От умеренно тяжелой до тяжелой анемии. Кризы
>еза при щелочном pH.
представителей смешанных рас носители Hb S встречаются реже.
Изучение, проведенное в Республике Куба у 169 гетерозиготных
индивидуумов, позволило выявить среднее содержание Hb S
40,42 ±0,46. Необходимо подчеркнуть, что во всех случаях обнару-
жения низкого содержания Hb S следует проводить дифференци-
альную диагностику с сопутствующей а-талассем-исй, с железоде-
фицитной анемией .и с мегалобластной анемией [199].
Имеются данные о том, что содержание НЬ А2 у индивидуума
с носительством Hb AS было повышено. Это может быть связано
с компенсаторным увеличением цепей рл, тем более что уровень
НЬ А довольно высокий; нельзя исключить и одновременного ком-
пенсаторного увеличения цепей 6. Представляется целесообразным
упомянуть, что у исследованных нами 160 носителей Hb AS НЬ А?
составляло .2,49± 0,46.
Значительные колебания относительного содержания Hb S у
гетерозиготных индивидуумов могут иметь определенные послед-
ствия. Совершенно очевидно, что люди, в крови которых обнару-
живаются высокие концентрации Hb S, подвергаются большей
опасности развития осложнений при воздействии факторов, приво-
дящих к снижению кислорода. В эндемических очагах малярии
неодинаковое содержание Hb S может иметь особое значение, по-
скольку больные с высоким Hb S оказываются лучше защищен-
ными против этой инвазии.
В настоящее время хорошо известно, что полимеризация Hb S
происходит в тех случаях, когда концентрация деоксигемоглобина
S в эритроците достигает пороговых значений (не установленных
до настоящего времени). В свою очередь концентрация деоксиге-
моглобина S при определенной величине напряжения кислорода
зависит от содержания Hb S и от положения кривой диссоциации
кислорода. Отсюда можно заключить, что интенсивность образова-
ния серповидных эритроцитов имеет максимальную величину у
больных с Hb SS .и минимальную — у больных с Hb AS; смешан-
ные синдромы в этом плане занимают промежуточное положение.
У индивидуумов с Hb AS показатели концентрации Hb S в эрит-
роците и химического сродства к кислороду таковы, что для
образования серповидных эритроцитов необходимо Ро2 ниже
15 мм рт. ст. Однако с теоретической точки зрения этот процесс в
[живом организме возможен прн наличии гипоксии, или когда ги-
икжсия сочетается со снижением pH, увеличением осмолярности и
иямедлением кровотока. Некоторые авторы предполагают, что за-
болеваемость и смертность среди носителей Hb AS находятся в
Вря мой зависимости от содержания физиологического НЬА, по-
Нколысу при повышении содержания HbS создается возможность
И нышевия вязкости крови и, следовательно, образования серпо-
видных клеток. Однако этот вопрос остается открытым, тем более
Нго до настоящего времени неизвестно, является ли носительство
Ивтологическим признаком. В своей работе, посвященной изучению
Inпой проблемы, D. A. Sears (1978) описал несколько случаев
219
образования серповидных эритроцитов в условиях низкого напря-
жения кислорода. У многих из таких больных предполагалось соче-
тание S/р-талассемии, у других обнаружены такие же осложнения,
как и у людей сНЬАА. Имеется мало доказательств, что эти ослож-
нения, предположительно обусловленные образованием серповид-
ных клеток, непосредственно связаны с носительством, если при-
нять во внимание его распространенность. Во всяком случае сде-
лать такой вывод невозможно без статистической обработки дан-
ных о частоте развития осложнений в обеих группах для провер-
ки достоверности различий.
Как уже было сказано, в настоящее время хорошо известно, что
полет в самолетах с негерметизиро ванными кабинами в условиях
гипоксии может спровоцировать острое образование серповидных
эритроцитов. В таких случаях развивается инфаркт селезенки,,
обычно на высоте 3300 м и более [105]. Одиако при передвижении
в современных лайнерах с изоляцией кабины и кондиционирова-
нием воздуха у -носителей Hb AS подобных случаев не зарегистри-
ровано. Носительство Hb AS прн таких условиях не служит про-
тиворечием к службе в авиации.
Кроме того, с точки зрения практической медицины, заслужи-
вают внимания сообщения различных авторов об острых эпизодах
во время проведения анестезии. Некоторые исследователи счита-
ют, что в данной ситуации к риску осложнений присоединяется
еще и возможность смертельного исхода [130, 178].
Однако работы последних лет показывают, что степень риска*,
которому подвергается носитель Hb S при хирургическом .наркозе,,
немногим больше, чем у индивидуумов с НЬ АА. Так, S. A. Atlas
(1974) провел изучение историй болезни 133 африканцев—носи-
телей Hb AS, подвергшихся диагностическим процедурам или л<
чебным мероприятиям с применением хирургических методов. Ко;
трольную группу также составляли африканцы одинакового во.
раста и пола, которым были применены аналогичные методы диа
но с тики или оперативного лечения. Удалось отобрать 56 идентн*
ных пар. где не было обнаружено разницы в частоте и характер
осложнений, равно как и в продолжительности послеоперационн
го периода.
Другой важной и до сих пор еще не решенной проблемой яшт.
ется длительность жизни носителей Hb AS по сравнению с так
вой у людей с физиологическим типом гемоглобина. Имеются с
общения о меньшей продолжительности жизни носителей НЬ А
однако результаты исследований не позволяют прийти к окопу,
тельному заключению. В частности, в 6 из 8 опубликованных
США работах показано, что частота развития осложнений, обу
ловленных образованием серповидных эритроцитов, у людей ста}
шего возраста невелика. Однако интерпретация этих фактов отио
сительио продолжительности жизни носителей Hb AS предстал
ляет существенные затруднения. Основываясь на результатах па
тологоанатомического исследования, W. F. McCormidk, М. Kashga
rian (1965) сделали вывод о практическом отсутствии различий
220
показателях смертности между носителями Hb AS и НЬ АА одина-
кового возраста.
До настоящего времени не известно, протекают ли соматичес-
кие заболевания у носителей Hb AS в какой-то иной форме, чем у
людей с Hb АА. Нет также сравнительных данных о частоте ос-
ложнений при болезнях разной этиологии. В отдельных работах
указывается на большую распространенность среди носителей
Hb AS инфаркта легких, послеоперационных тромбозов и сосуди-
стой окклюзии при диабете [81]. Однако немногочисленность кли-
нических наблюдений не позволила этим авторам получить стати-
стически достоверные результаты. Общая смертность носителей
Hb AS не отличается от таковой в контрольной группе; не обнару-
жено также различий в показателях смертности в разных возра-
стных группах. В этом плане .представляют интерес исследования
В. О. Osuntokun (1972), проведенные среди африканского населе*-
ния Нигерии. Этот автор обнаружил значительно более -высокую!
частоту носителей Hb AS среди больных с нарушениями невроло-
гического статуса, страдавших мигренью, по сравнению с группой,
больных с мигренеподобными головными болями без патоневроло-
гических отклонений. Предполагается, что сосудистые спастические-
явления, лежащие в основе патогенеза мигрени, способны спрово-
цировать образование серповидных эритроцитов и таким образом,
вызвать инфаркт.
Еще одним моментом, нуждающимся в выяснении, является во-
прос, представляет ли носительство Hb AS иное качественное со-
стояние организма по сравнению с носительством НЬ АА. Несом-
ненно, что часто встречающиеся у носителей Hb AS нарушения
концентрационной функции почек вследствие .пониженного напря-
жения О2, низкого pH н гипертонических условий в мозговом
слое предрасполагают к образованию серповидных клеток. Поэ-
тому у таких лиц часто наблюдается гематурия, бессимптомная
бактериурня у женщин и инфекции мочевых путей при беремен-
ности.
Некоторые авторы указывают на высокий процент перинаталь-
ной смертности и недоношенности у детей женщин-носителей
Hb AS [147]. Другие, напротив, считают, что частота спонтаииык
абортов одинакова у беременных с Hb AS и с НЬ АА.
В США проведено исследование по изучению физического и
Интеллектуального развития детей с Hb AS в сравнеинн с конт-
ольной группой детей с физиологическим типом гемоглобина
120]. У носителей Hb AS отмечались худшие результаты интел-
гктуальио-психологических тестов и обнаружено отставание в
рнбавлеиии массы тела. Следует оговориться, что социально-эко-
>мические условия семей не принимались во внимание. Противо-
эложные результаты были получены М. Т. Ashcroft и соавт.
1978), проводивших обследование населения Ямайкн н показан-
ия, что носительство Hb AS ие влияет на показатели физичес-
эго и умственного развития детей. Результаты обследования,
доведенного в Заире Hierneaux (1979), также свидетельствуют
22В
об отсутствии отрицательного влияния носительства Hb AS на ан
тропометрические характеристики.
Анализ изложенного материала позволяет сделать вывод
необходимости расширенного эпидемиологического изучения ча<
тоты носительства, его возможной «роли в патологии. При этом сл<
дует использовать точные методы диагностики.
Особое значение могут иметь патологоанатомические исслед
вания; в случаях скоропостижной смерти больных, не подвергаз
шихся электрофоретическому анализу белкового состава кров
следует производить тщательное изучение селезенки, поскольк
массивное образование серповидных эритроцитов может
наблю-
даться у любого нз фенотипов, для которых характерно присутс]
вие гемоглобина. При гемоглобинопатии, даже протекающей
скрытой форме, в селезенке всегда обнаруживаются сидерозн.
фиброзные и постинфарктные изменения.
В тех случаях, когда носительство Hb AS является установлю
ным фактом, следует принимать профилактические моры — запр
щение полетов ,в самолетах с неизолированной кабиной без ко
дпционирования воздуха, а также любого вида деятельности, с
пряженного с возможностью развития гипоксии. У беременна
женщни важную роль играет ранняя диагностика и фармакотер
пия инфекции 'мочевыводящих путей. В случаях, когда иосител
Hb AS показано хирургическое лечение, необходимо назначат
кислород и избегать назначения средств вводного наркоза и век
торых наркотических веществ, вызывающих угнетение центра д]
хания. Следует принимать во внимание то обстоятельство, что- на
ложеиие турникета при травмах конечностей может привести
смертельному исходу у носителей Hb AS [36].
При сердечно-легочном шунтировании М. I. Jacoub и соав
(1980) рекомендуют проводить предварительную гемотрансфузисн
яую терапию с частичной экссангвинацией для уменьшения от»
сительного содержания Hb S.
Способы лечения гематурии у носителей Hb S такие же, как
у больных СКА. В частности, у наблюдавшейся нами девочт
12 лет, поставившей по поводу стойкой (в течение года) гематури
гемотрансфузия в сочетании с частичной экссангвинацией дела хс
гр'ОШпй терапевтический результат. В течение последующих 4 ле
рецидивов гематурии не отмечалось.
ДРУГИЕ СТРУКТУРНЫЕ ГЕМОГЛОБИНОПАТИИ
Гемоглобинопатия С
Среди патологических НЬ человека важное клиническое значе-
ние также имеют Hb С и связанные с его присутствием расстрой-
ства.
Установлено, что аномалия в Hb С также находится в 6-м по-
ложении p-цепи, в котором аминокислотой является не глутамино-
вая (как в НЬ А) и не валин (как в Hb S), а лизин. В результате
222
такой замены электрической заряд молекулы Hb С является поло-
жительным, а электрофоретическая подвижность при pH 9,6 (или
Н,9) очень мала. Вследствие этого Hb С считается одним из наибо-
лее медленно двигающихся НЬ. Сходной электрофоретической под-
вижностью обладает НЬ О Arab.
Гемоглобинопатия С распространена главным образом в стра-
нах Западной и Северной Африки с эпицентром на севере Гаиы,
где частота ее носительства в гетерозиготном состоянии доходит до
Гораздо реже Hb С выявляют среди населения Ближнего и
Среднего Востока. Среди американских неправ, приехавших иэ
Западной Африки, отмечается 2—3% носителей Hb С. В послед-
нее время появились сведения об изолированных случаях Hb С
в Азербайджане, однако эти находки нуждаются в подтвержде-
нии. В отношении (наследования этого НЬ в связи с вызываемой
его наличием гемолитической анемией, как и в отношении Hb S*
принята гомозиготная теория: заболевание возникает лишь у го-
мозигот (-на электрофорезе только Hb С) —больных «чистой» ге-
моглобинопатией С (ОС). Гетерозиготы с НЬ АС являются прак-
тически здоровыми людьми. Лишь изредка у и-их могут отме-
чаться боли в суставах. У этих лиц наблюдается до 45% НЬ С»,
остальное составляет НЬ А. Содержание Hb F незначительно.
В мазках крови умеренное количество мишеневидных клеток. Из
двойных гетерозиготных состояний наибольшее практическое зна-
чение имеет сочетание НЬ С с Hb S (гемоглобинопатия SC) или*
с талассемией.
Гомозиготный больной гемоглобинопатией С впервые был опи-
< ан в США К.. Spaet и соавт. в 1953 г. Заболевание характерн-
остей легкой гемолитической анемией со спленомегалией, умерен-
ной желтухой и билирубином ией, повышенным выделением уробн-
шногена и нормобластной гиперплазией костного мозга. В пери-
ферической крови множество мишеневидных клеток, анизо- и пой-
ьилоцитоз, полихроматофилия. Hb С составляет приблизительно*
100%. НЬ А отсутствует, содержание Hb F обычно в пределах нор-
мы или слегка повышено (2—7%). Влияния на общее развитие,,
рост организма и продолжительность жизни больных заболевание?
Ис оказывает. Летальные исходы на почве гемоглобинопатии С не-
известны.
Отмечаются периодические боли в суставах, животе, геморра-
гические проявления. Изменения сердца, легких и скелета отсутст-
вуют. Тромботических явлений не наблюдается.
Окончательный диагноз гемоглобинопатии С ставится на ос-
новании данных электрофореза НЬ, причем для того, чтобы исклю-
чить сочетание гемоглобинопатии С с талассемией, необходимо
Проводить обязательное определение Hb F л семейно-генетические
Исследования. Препараты стероидных гормонов в небольших дозах
оказывают благоприятное лечебное действие, приостанавливая ге-
молиз н болевые приступы у больных. К .переливаниям крови при-
ходиться прибегать редко. Эффективность спленэктомии сомни-
тельна.
22»
Гемоглобинопатия D
Hb D является более редкой формой аномалии. Он существует
в нескольких неотличимых электрофоретических формах, но с ло-
кализацией аномалии в обеих разновидностях полнпептидных це
пей (как <х, так и f>). Hb D имеет одинаковую электрофоретнчес.
кую подвижность с Hb S (см. выше). Их дифференцируют пз
растворимости пробой Итамо.
Варианты а- и [3-цепей Hb D имеют (различное географическое
распространение. Гемоглобин Da обнаружен у членов нескольки}
негритянских семей в США. Основной очаг НЬ D/.находится в Се
веро-Западной Индии, эту аномалию .находят у сикхов Пенджаба
(3%) и среди населения штата Гуджератн (1%)- Количество но-
сителей Hb Dp в Индии может достигать нескольких миллионов
человек. Гораздо реже Hb Dp находят в Алжире (0,3—0,9%), '
Западной Африке, Турции, а в СССР — среди русских, азербайд
жанцев, узбеков, таджиков и представителей народностей Дагеста-
на. В некоторых районах Узбекской «и Таджикской ССР выявляет-
ся до 1 % носителей этой аномалии.
У гомозигот по Hb D Пенджаб признаков анемии н гемолиз!
нет, эритроцитарные индексы в норме, но многие эритроциты име
ют мишеневидную форму. В клетках содержится до 100% Hb D
Гетерозиготы являются здоровыми людьми, содержание Hb С
у ннх равно 40 -50%. Компаунды по Hb D Пенджаб и р-талассе
мии имеют широкий спектр клинических проявлений. Тактика ле
чения таких больных варьирует в зависимости от формы.
Гемоглобинопатия Е
Hb Е был открыт в 1954 г. Аномалия локализована в 26-м по
ложении Р-цепн, где глутаминовая кислота заменена лизином. Эт1
замена приводит к увеличению положительного заряда всей моло
кулы и к значительному замедлению электрофоретической под
важности в щелочном буфере. Подвижность Hb Е равна подвиж-
ности НЬА2, но относительное содержание его в гемолизате обыч<
ио значительно выше. В некоторых случаях диффереицирова-fl
между этими двумя кровяными пигментами приходится с помощьк
анализа пептидов.
Биологическая роль этого НЬ не выяснена, способ наследовгь
ния такой же, как и при других гемоглобинопатиях. Ранее спи
талось, что ареал распространения Hb Е ограничен некоторыми
странами Юго-Восточной Азми. В последнее время появились сне-
дения о более широком распространении Hb Е в этом районе. >*ia
позволяет считать Hb Е вторым по' важности аномальным гс\ш
глобином (после Hb S). Первичным очагом, по-видимому, являем > и
Кампучия, где средн отдельных кхмерских племен встречается ,ы
37% носителей данной аномалии НЬ. Помимо Кампучии, он до-
вольно часто встречается в Лаосе (до 28%), Таиланде (15—25%)
и Бирме (15—16%) и в меньшей степени (2—7%) в Малайзии,
_224
шстнаме, Индонезии, Шри Ланке, а также в некоторых районах
Индии, Бангладеш и Китая (.Макао). Носительство этого НЬ об-
Иружено в Непале и Турции (преимущественно среди эти-тюр-
Ив), в Узбекской и Таджикской ССР. Единичные случаи отмене-
К в Азербайджанской ССР.
И Гомозиготная гемоглобинопатия Е (ЕЕ) характеризуется лег-
Вй гемолитической анемией со значительным количеством мише-
Ивидных клеток в периферической крови. Продолжительность
изни эритроцитов укорочена, уровень Hb Е составляет около 90%
I небольшой примесью Hb F. У гетерозигот анемия отсутствует,
Моются мишеневидные клетки с 20—'50% Hb Е, остальное состав-
ит НЬ А.
1 Гораздо больший клинический интерес представляет двойное
ксрозиготное состояние—гемоглобинопатия Е-талассемия. Это
Ьболевание по тяжести является более серьезным, чем гомози-
Ьтпая гемоглобинопатия Е, и приближается к большой талассе-
мии (характерные рентгенограммы костей с выраженными изме-
нениями, предрасположенность к инфекциям, апластические кри-
|Ы, иногда мегалобластоз). Иногда может наблюдаться гиперспле-
1изм. Электрофоретическая формула типа Ер, изредка отмечают
E+F+A. Содержание Hb F (по сведениям разных авторов) варьи-
рует от 1,9 до 85%.
Диагностика основывается на данных изучения семьи: у одного
Ь родителей больного обычно обнаруживается малая (или даже
Минимальная) талассемия, а у другого—носительство Hb Е. Ле-
шие принципиально не отличается от такового при большой та-
Зсемии. Идентификация Hb D Punjab и Hb Е на территории
СР впервые осуществлена одновременно в Центральном инсти-
Ве гематологии и переливания крови Министерства здравоохра-
кия СССР и в Национальном институте гематологии и перели-
кпя крови ВНР в рамках межинститутского научного сотрудни-
Ктва.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алексеев Г. А., Токарев Ю. Н. Важнейшие гемоглобинопатии. — М., Меди-
нина, 1909, 320 с.
Кояодей С. В. Дифференциально-диагностические критерии гемоглобиноза
S/P-талассемии.—-'Пробл. гематол., 'Ii979, № 5, с. 11.
Назаряи А. Г., Абдуллаев А. Р. Серповидноклеточная анемия и ее вариант
и Азербайджане.— Пробл. гематол., 19174, № 10, с. 22.
Новикова Э. 3., Абраханова X. И., Немеков а Н. М-, Токарев Ю. Н. Измене-
ния в костной системе при р-талассемии.— Пробл. гематол., 1974, № 10, с. 7.
Abbasi A. A., Prasad A. S., Ortega Н. Gonadal function abnormalities in
sickle cell anemia. Studies in adult male patients. — Ann. Intern Med., 1976,
p. 85—601.
Adachi K., Asakura T. Nucleation — controlled aggregation of Deoxyhemoglo-
bin S.—J. Biol. Chem., 1979, vol. 254, p. 7765.
Adachi K-, Asakura T. Gelation of deoxyhemoglobin S in concentrated phos-
phate buffer. Exhibition of delay time prior to aggregation and crystallization
of deoxyhemoglobin S. — J. Biol. C'hem., 1979, vol. 254, p. 12273.
IK 407
225
’г
Sheehey Т. W. Sickle cell hepatopathy. — South Med. J., 1977, vol. 70, p. q A<,n
Shibata К. Effect of hemoglobin A2 and the erythrocyte membrane On th. tli h “1 i
। te of deoxyhemoglobin S polymerization. — Fed. Proc., 1978, vol. 37, p. .q .^loU. .
I Singer K., Singer L. The gelling phenomenon ol sickle cell hemogiobimi^XrS. x,f
I biological and diagnostic significance. — Blood, 1953, vol. 8, p. 1008. -Ц 1
I Smiis H. L., Oski F. A., Brody J. I. The hemolytic crisis of sickle cell dis. gib 1
the role of glucose-6-phosphate dehydrogenase deliciency. — J. Pediat, :
| vol 74, p. 544.
, Statius van Eps L. W., Pinedo-Veels C.,de Vies В. H. et al. Nature of Ю
I centrating defect in sickle cd! nephropathy.—Lancet, 1970, vol. I, p 45e<J>
Steinberg M. H., Dreiling B. J., Morrison F. S. et al. Mild sickle' cel I#
| seasc. — JAMA, 1973, vol. 224, p. 317
1 Sundin О. H., Williams R. C. Acceleration of gelation of hemoglobin
I erythrocyte membrane preparations. — Fed. Proc., 1976, vol. 35, p. i52-
I Sunshine H. R-, Hofrichter J., Eaton W. A. Gelation of sickle cell hemoi
I in mixtures with normal adult and fetal hemoglobins.—J. Mol. Biol.
I vol. 133, P- 435. , „
Thrall J. H.. Rucknagel D. L. Increased Bone Marrow Blood Flow in fl1
I Cell anemia Demonstrated by Thallium — 20l and Tc —99m Human AlbudlA
Microsphery. — Radiology, 1978, vol. 127, p. 817.
1 Truboivitz S. The management of sickle cell anemia. — Med. Clin. N Ac/ k
1976, vol. 60, p. 933. t t ~
i Uriarte A., Perez Atencio R.. Colombo B. Haemoglobin D Punjab in a
family and its interaction with haemoglobin S. —Acta Haematol., ж
I vol. 50, p. 315.
' Van Enk A., Lang A., White J. M. et al Benign obstetric history in Wcovz е<м * ”
I with sickle cell anaemia associated with a-thalassemia. — Brit J. Med., Ж г* i
' vol. 4, p. 524. '
( Varat M. A., Adolph R. J., Folwer N. O. Cardiovascular effects of anemi
I Amer. Heart J., 1972, vol. 83, p. 415.
Vidal H., Hernandes A., Colombo B. Genelic and clinical relevance of ha^cd ’
I globins screening: results from a survey in a paediatric hospital. — Clin.
net., 1974, vol. 5, p. 31. ( cl г I
| Waldvogel F. A., M edoff F. A., Swartz M. N. Osteomyelitis: a review of c*> 1°
cai features, therapeutic considerations and unusual aspects. — N Fnc .
I Med., 1970, vol. 282, p. 198. K ’ йОГ<Я*
Weatherail D. J., Ciegg J. B., Blankson J. et al. A new sickling disor-io?'1^ ✓ *
I resulting from interaction of the genes for haemoglobin S and a-thala^lad^ ' ,
1 mia. — Brit. J. Haematol., 1969, voL 17, p. 517. ‘ f ,ed
I Weed R. I., La Celle P. L., Merrill E. W. Metabolic dependence of red bsi 1 T\ 7 .
I deformability. — J. Clin. Invest, 1969, vol. 48, p. 795. r>f1Sfa
Wilson P. W., Berry W. R-, Rosse W. F. Splenectomy in sickle —cell DisCl
I sc. — Ann. Intern. Med., 1979, vol. 91, p. 320. °P-'So?(
Winkiestein J. A., Drachman R. H. Deficiency ci pneumococcal serum op^co \ pt. 2
I zing activity in sickle cell disease. —New England J. Med., 1968. vol. 'Лв-/
p. 459.
Глава 9
НЕСТАБИЛЬНЫЕ ГЕМОГЛОБИНЫ
| ВВЕДЕНИЕ
Среди вариантов анома-льных гемоглобинов особое место за
|т группа нестабильных гемоглобинов (НГ). Главная особсЗ'оз^ ^аЙ1
гь НГ состоит в том, что определенные аминокислотные зацвЕ
|В полипептидных цепях вызывают неустойчивость молекуль^г-^"^ у ф»®'
реванию, действию окисляющих агентов и ряда других фак цбФ’’ 9
ров. Носительство НГ чаете проявляется в виде гемолитической
анемии с (наличием в эритроцитах крупных образований из денату-
рированного гемоглобина (НЬ), так называемых телец Гейнца.
Долгое время наличие телец Гейнца в эритроцитах ие связывали
с наследственной гемолитической анемией. Впервые в 1952 г.
I. А. В. Cathie (10) в Лондоне описал случай врожденной гемоли-
-тической анемии у -мальчика, перенесшего спленэктомию и имев-
шего тельца Гейнца почти во всех эритроцитах. Такая анемия по-
лучила название врожденная гемолитическая анемия с тельцами
Гейнца (Congenital Heinz-body haemolytic anaemia). Через 18 лет
у этого больного был определен НГ, который назвали Hb Bristol.
В начале 60-х годов несколькими группами исследователей бы-
ло установлено, что данный тип анемии с тельцами Гейнца связан
с носительством аномальных НГ. Так, в 1962 г. Р. G. Frick, W. Н.
Hitzig, К. ВеШе описали аномальный НЬ, найденный у 2 больных
из одной швейцарской семьи, перенесших острый гемолитический
криз .после приема сульфаниламидов. Этот НЬ, названный Hb Zu-
rich, имел электрофоретическую подвижность, несколько большую,
чем Hb S, но меньшую, чем НЬ А. Он легко окислялся в метфор-
му и денатурировался при нагревании. При инкубации эритроци-
тов (носителей аномального НЬ) с ацетилфенилгидразином выяв-
лялись тельца Гейнца. Hb Zurich был первым нестабильным гемо-
глобином, структура которого была установлена (замена гистиди-
на на аргинин в положении 63 (Е 7) p-цепей). Одновременно
A. J. Grimes, A. Meisler, J. V. Dacie (12) показали, что при неко-
торых наследственных гемолитических анемиях с тельцами Гейн-
ца часть НЬ денатурировалась при нагревании гемолизатов боль-
ных in vitro.
Впоследствии у этих больных были определены НГ, получив-
шие название Hb Koln и Hb Hammersmith. Указанные авторы
предложили .метод для определения термолабильиости НЬ, став-
ший одним из основных при определении НГ. К настоящему вре-
мени описано около 100 НГ, причем вариантов с заменами в р-це-
пях в 4 раза больше, чем с заменами в а-цепях.
В 1969 г. R. W. Carrell, Н. Lehmann предложили новое назва-
ние для указанных анемий — гемолитические анемии, обусловлен-
ные нестабильными гемоглобинами (Unstable haemoglobin haemo-
lytic anaemia),
ПАТОГЕНЕЗ
Молекулярные основы. Стабильность молекулы нативного НЬ
обусловливают следующие факторы; 1) конформация полипептид-
ных цепей глобина (а-спирали), образующаяся из внутренних не-
полярных (гидрофобные) и наружных полярных (гидрофильные)
аминокислот; 2) связывание гема в гемовом кармане; 3) сцрг и
«гРг-контакты между субъединицами, ответственные за сохранение
димерной и тетрамерной структур. Аминокислотные замены, на-
рушающие любой из этих трех факторов, приводят к образованию
232
НГ. В разработанной «нами классификации НГ учтены род и ме-
стоположение аминокислотных замен.
1. Замена гемконтактной аминокислоты. Гемкон-
тактные аминокислоты инвариантны в большинстве НЬ разных ви-
дов млекопитающих, что указывает на их важную роль в сохра-
нении структуры и функции молекулы НЬ. Пример некоторых важ-
ных гемкоитактных аминокислот: CD 1 Феи; Е 7 Гис; Е 10 Лиз;
Е 11 Вал; Е 15 Фен; F 4 Лей; F 7 Лей; F 8 Гис; FG 5 Вал; G8
Лей; Н 19 Лей.
К НЬ с заменами гем контактных аминокислот относятся сле-
дующие НГ: (аномалия в P-цепях) Hb Mequon, Hb Hammersmith,
Hb Louisville (Bucuresti), Hb Zurich, Hb Bicetra, Hb J Calabria
(J Bari), Hb I Toulouse, Hb Sydney, Hb Bristol, Hb Seattle, Hb
Christchurch, Hb Boras, Hb Santa Ana, Hb Sabine, Hb Carribean,
Hb Istanbul (St. Etienne), Hb Newcastle, Hb Koln, Hb Notting-
ham, Hb Djelfa, Hb Southampton (Casper), Hb Tubingen, Hb
Olmsted, Hb Indianapolis; (аномалия в «-цепях) Hb Torino, Hb
Hirosaki, Hb Moabit, Hb Bibba.
Интересным, как пример, является Hb Hammersmith £42
(CD 1) Фен—>Cep, в котором замена одной гемконтактной ами-
нокислоты в (3-цепях фенилаланина приводит к сильной неста-
бильности молекулы. Инвариантная гидрофобная аминокислота
фенилаланин представляет собой длинную ароматическую цепь и
находится в гемовом кармане, образуя прочную связь с гемом.
Если она замещается коротким слабо тидрофобным остатком се-
рина, появляются два дефекта: первый — гемовый карман разры-
вается и связывание гема ослабевает, второй — в гемовый карман
проникает вода. Замена фенилаланина лейцином в Hb Louisville
и Hb Hirosaki или валином в Hb Torino не приводит к сильной
нестабильности, так как эти остатки длиннее и более гидрофобны.
В Hb Koln [398 (FG 5) Вал—гМет более длинная по сравнению с
къпином цепь метионина смещает сегмент FG, разрывая несколько
контактов гема с глобином, что приводит к потере гема. Кроме
г ого, при замене валяна в этой позиции утрачивается сцРг-кон-
i.tkt, что облегчает диссоциацию тетрамерной молекулы НЬ на
шмеры. Сходными свойствами обладают два других гомолога НЬ
Koln —Hb Nottingham р98 (FG 5) Вал—>Гли и Hb Djelfa р98
(1-G 5).
Известно, что проксимальный гистидии F 8, образующий пятую
1 оординационную связь с железом гема, играет важную роль в ок-
< игонацин и стабилизации молекулы НЬ. В результате амино-
1 нелетных замен гистидина F 8 образуются очень нестабильные
влрианты НЬ—Hb Istanbul (392 (F 8) Гис—*Глн и Hb Newcastle
|I92 (F 8) Гис—>Про, (3-цепи которых лишены гема.
Замена неполярного остатка полярным также может привести
к значительной нестабильности НЬ, однако степень нестабильности
линнеит от того, достаточна ли длина остатка новой аминокисло-
ты, чтобы достичь поверхности молекул .Например, в Hb Zurich
|iu3 (Е 7) Гис—>Арг длинная цепь артинина проникает на поверх-
233
ность и этот Hb лишь в малой степени нестабилен (если нет до-
полнительного воздействия окислителей). Наоборот, в Hb Bristol
$67 (Е 11) Вал—>Асп остаток аспарагиновой кислоты слишком
короток, чтобы достигнуть поверхности, и его заряд нейтрализу-
ется (вероятно гистидином Е 7). Результатом является значитель-
ное искривление гемового кармана в области Е спирали, проник-
новение в него воды и как следствие — сильная нестабильность
молекулы.
II. Замена неполярной аминокислоты (не участ-
вующей в гемовых контактах) на полярную. К таким
НГ относятся: (аномалия в $-цепях) Hb Sogn, Hb Belfast, Hb
Strasbourg, Hb Riverdale-Bronx, Hb Москва, Hb Волга, Hb St.
Louis, Hb Castilla, Hb Shepherd’s Bush, Hb Baylor, Hb Bryn
Mawr (Buenos Aires), Hb Wien и др.; (аномалия в a-цепях) Hb
J Rovigo, Hb Pontoise, Hb Ann Arbor.
Во внутренней области молекулы Hb находится около 20 не-
полярных остатков аминокислот^ которые не имеют прямого
контакта с гемом; эти остатки занимают позиции: А8, All, Al2,
Al5, В6, В9, В10, В14, Е4, Е8, Е12, Е18, Е19, Fl, Gil, GI2,
G16, Н8, НН, Н15.
Нестабильные гемоглобины с аминокислотными заменами в
этих позициях имеют различную степень нестабильности, от ма-
лой (в случае Hb Sogn) до большой (в случае Hb Ann Arbor).
В Hb Sogn $14 (АН) Лен—>Арг гуанидиновая группа аргинина
может размещаться в наружной щели, не нарушая структуры
молекулы, в то время, как в Hb Ann Arbor «80 (Fl) Лей—>Арг
это условие не выполняется. В Hb Riverdale-Bronx и Hb Savan-
nah заместители, проникая между В- и Е-спиралями, располо-
женными около гемового кармана, смещают их по отношению
друг к другу. В Hb St. Louis, Hb Shepherd’s Bush, Hb Bryn
Mawr, Hb Ann Arbor полярные группы заместителей проникают
внутрь молекулы, вызывая ее значительную нестабильность,
В Hb Wien $130 (Н 8) Тир—*-Асп замена незаряженного тиро-
зина на заряженную аспарагиновую кислоту вызывает конфор-
мационные изменения $Н-спирали, участвующей в образовании
ai$i-контактов; в результате «^-контакты разрываются и проис-
ходит диссоциация димеров на мономеры, которые легко дена-
турируются. В некоторых случаях замена незаряженной поляр-
ной аминокислоты, не участвующей в контакте с гемом, на за-
ряженную полярную влияет на соседнюю гемконтактную ами-
нокислоту, приводя к сильной нестабильности молекулы. На-
пример, в Hb Burke $107 (G9) Гли—>Арг при замене неболь-
шого остатка глицина на крупный остаток аргинина сдвигается
расположенный рядом "связанный с гемом остаток $-106 лей-
цина.
III. Замена аминокислоты пролином. Большинст-
во НЬ, в которых аминокислота заменена на пролнн, имеют выра
женную нестабильность. Нестабильных гемоглобинов с такими за-
менами 15: (аномалия в $-цепях). Hb Saki, Hb Genova, Hb Perth
234
(Abraham Lincoln), Hb Duarte, Hb Bicetra, Hb Mizuho, Hb Atlan-
ta, Hb Santa Ana, Hb Sabine, Hb Newcastle, Hb Southampton
(Casper), Hb Madrid, Hb Altdorf; (аномалия в ct-цепях) Hb Port
Phillip, Hb Bibba.
Пролин является аминокислотой, которая не может образо-
вывать a-спираль и в норме находится в межспиральных сегмен-
тах. Замена аминокислот в НЬ на пролин приводит к нарушению
структуры a-спирали и изменению конформации молекулы. В НЬ
Bicetra, Hb Mizuho, Hb Santa Ana, Hb Sabine, Hb Newcastle, Hb
Southampton, Hb Bibba пролин замещает гемконтактную амино-
кислоту, и поэтому сильная нестабильность этих НЬ обусловле-
на двумя факторами — разрушением а-спиральной структуры й
утратой гемоглобиновых контактов.
IV. Замена аминокислот в области аг01- и ai-Ps-
контактов. Контакты ai0i включают 34 аминокислотных ос-
татка, принадлежащих спиралям В, С и Н. Эти контакты от-
ветственны за сохранность димерной структуры НЬ, поэтому
аминокислотные замены в области aipi-контактов приводят к
диссоциации молекулы на мономеры, которые легко денатури-
руются. Нестабильные гемоглобины с таким видом замен —• НЬ
Tacoma, Hb Philly, Hb Willamete, Hb Madrid, Hb Fannin-Lub-
bock, Hb Khartoum, Hb Guantanamo, Hb Prato.
Эти гемоглобины, за исключением Hb Madrid, не являются
сильно нестабильными. В Hb Madrid, кроме разрыва со pi -кон-
такта, отмечается нарушение а-спиральной структуры G-спира-
ли, так как происходит замена аминокислоты пролином.
Контакты ai'Ps включают 19 аминокислотных остатков, при-
; надлежащих спиралям С, F и G, и стабилизируют четвертичную
। структуру НЬ, нарушение этих контактов ведет к быстрой дис-
| социации тетрамера на димеры ар. Нестабильные гемоглобины с
заменами в области сиРг-конт актов: Hb Rothschild, Hb Athens-
Georgia, Hb Rush, Hb Etobicoke, Hb Setif. ,
V. Делеция аминокислот. Утрата (делецня) одной или
нескольких аминокислот, вызывающая изменение обшей кон-
формации молекулы и приводящая к ее дестабилизации, отмеча-
ется в следующих гемоглобинах: Hb Leiden, Hb Lyon, Hb Frei-
burg, Hb Niteroi, Hb Tochigi, Hb St. Antoine, Hb Tours, Hb Gun
Hill, Hb Leslie, Fib Coventry.
VI. Удлинение субъединиц. В Hb Cranston и Hb
Так произошло удлинение GH a-цепей за счет присоединения к
С-концу гидрофобного сегмента из 11 аминокислотных остатков.
В Hb Dakar-Grady имеется вставка из трех аминокислот в СЫ-
области a-цепей. Перечисленные гемоглобины нестабильны в сла-
бой степени.
Образование телец Гейнца и механизм гемолиза. Результа-
том денатурации НГ в эритроцитах? является образование телец
Гейнца н последующий внутриклеточный гемолиз. На рис. 38
представлена схема этого процесса, предложенная С. С. Winter-
bourn, R. W. Garrell [19].
235
и гемолиза.
Предполагают, что на первом этапе под влиянием окисляю-
щих агентов оксиформа переходит в метформу с образованием
супероксидного радикала. Известно, что ферригем менее прочно
связан с глобином, чем феррогем. В некоторых НГ (Hb Koln, Hb
Nottingham, Hb Hammersmith и др.) ферригем диссоциирует бо-
лее легко, чем в НЬ А; при этом образуются изолированные а-
и p-цепи, которые легко денатурируются.
Исследованиями Е. A. Rachmilewitz и соавт. [16] показано,
что общими промежуточными продуктами денатурации НГ яв-
ляются гемихромы. Из Mt-Hb образуется обратимый гемихром I,
который при восстановлении железа может перейти в деоксиге-
моглобин. В гемихроме I дистальный гистидин Е 7 связан с фер-
ригемом. Дальнейшее нарушение конформации НЬ приводит к
образованию необратимого гемихрома 2, в котором ферригем
связан с другими внутренними лигандами молекулы. Образова-
ние гемихрома 2 сопровождается преципитацией НЬ и его после-
дующей агрегацией в тельца Гейнца. Денатурации НГ способст-
вуют такие факторы, как потеря гемов, блокада SH-групп, дис-
социация тетрамера на димеры и мономеры. Предполагают [7],
что для большинства НГ характерна денатурация тетрамера без
предварительной диссоциации иа субъединицы.
236
Тельца Гейнца прикрепляются к внутренней поверхности мем-
браны эритроцита, по-видимому, с помощью гидрофобных свя-
зей. Эритроциты содержащие тельца Гейнца, имеют измененную
.форму, гибкость и проницаемость их мембраны снижены. В се-
лезенке тельца Гейнца из эритроцитов извлекаются, при этом
эритроциты теряют часть мембраны и дегенерируют. Часть та-
ких эритроцитов возвращается в циркуляцию, но они разруша-
ются макрофагами селезенки значительно быстрее, чем нормаль-
ные эритроциты. Все изложенное объясняет значительное увели-
чение числа телец Гейнца у больных данной гемоглобинопатией
после спленэктомии.
Биосинтез НГ. В ряде работ различных авторов проведено
изучение биосинтеза 14 НГ [7]. Методом включения радиоактив-
ной аминокислоты в синтезирующиеся de novo глобиновые цепи
показано, что скорость синтеза аномальных и нормальных цепей
глобнна одинакова у большинства вариантов НГ. Исключением яв-
ляются Hb Riverdale-Bronx, Hb Boras, Hb Perth, Hb Ann Arbor, у
которых снижена скорость синтеза аномальных цепей. УвсехНГ
обнаружили увеличение удельной радиоактивности аномальных
цепей по сравнению с радиоактивностью нормальных цепей,
что объясняется деструкцией и потерей ИГ прн циркуля-
-ции эритроцитов через ретикуло-эндотелиальиую систему. При
-синтезе большинства НГ общая продукция «- и p-цепей сбалан-
сирована, кроме Hb Leiden, у которого отношение p/а синтеза
в ретикулоцитах оказалось 0,47—0,63. Похожий дисбаланс синте-
за а- и р-цепей обнаружен при р-талассемии.
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Картина периферической крови. У больных, не
подвергшихся спленэктомии, изменения периферической крови
могут быть незначительными и проявляться, как и при несферо-
цитарной гемолитической анемии, в виде небольшой гипохромии,
полихромазии и анизопойкилоцитоза. Однако в отличие от нес-
фероцитарной анемии при гемоглобинопатии, обусловленной НГ,
в мазках кровн, окрашенных по Романовскому, обнаруживается
значительная базофильная пунктация и изменение формы эрит-
роцитов (искривление, сморщивание, сжатие в виде сфер), а так-
же ретикулоцитоз и эритроцитоз.
Концентрация НЬ в крови варьирует в широких пределах и
зависит от тяжести гемолиза; она может быть значительно по-
нижена, как, например, у больных с Hb Hammersmith, Hb Bris-
tol, Hb Southampton и др., или нормальной, как у носителей
' lib Shepherd’s Bush, НЬ Москва, Hb Tacoma и Др.
Среднее содержание НЬ в эритроцитах при тяжелом гемоли-
зе уменьшается, так как НГ удаляется из клеток в виде телец
Гейнца.
Выявление телец Гейнца. При тяжелом гемолизе, ге-
молитических кризах, а также после спленэктомии в эритроцитах
1’37
больных с НГ появляется много телец Гейнца, которые можно
обнаружить при окраске неокисляющими красками — кристалли-
ческим фиолетовым, метиловым фиолетовым; перед окраской от-
мытые эритроциты инкубируют с р-ацетнлфенилгидразином 1 час
при 37 °C. Прн такой обработке эритроцитов доноров у них обра-
зуется 1—2 тельца Гейнца в большинстве эритроцитов. В эритро-
цитах больных с НГ обнаруживается 5—7 и более телец Гейнца.
Вероятность выявления телец Гейнца значительно увеличивается,
если перед обработкой кровь больных инкубируют 24 ч при 37 °C.
Тельца Гейнца можно обнаружить также при несфероцитарной
гемолитической анемии, р-талассемии, отравлении метгемоглоби-
нообразователями, при некоторых ферментопатиях (недостаточ-
ной активности Г-6-ФД и ферментов системы глутатиона).
Выявление телец включения (inclusion bodies). Мно-
жественные небольшие включения в эритроцитах (inclusion bo-
dies) представляют собой денатурированные а- и .p-цепи НГ;
включения выявляются при окраске эритроцитов окисляющими
красками, например бриллиантовым крезиловым синим. При ок-
раске смешивают одинаковые объемы крови и 1% раствора кра-
сителя инкубируют 1—2 ч при 37°C. Наиболее легко включения
выявляются у носителей НГ после спленэктомии. Сходные вклю-
чения обнаруживаются у больных а-талассемией.
Исследование термолабильности. Тест впервые
предложен A. J. Grimes, A, Meisler, J. V. Dacie [12]. Он заклю-
чается в инкубации гемолизатов, разбавленных 0,1 М фосфат-
ным или трис-HCl буфером при 50—60 °C в течение 1 ч (pH 7,4).
При этом НГ денатурируется н выпадает в осадок. Количество
оставшегося в растворе термостабильного НЬ определяют спек-
трофотометрическн при 541 нм и рассчитывают по формуле:
Е§41 опытной пробы
Еб41 контрольной пробы '
100 = % термостабильяого НЬ;
% термолабильного НЬ=100%—% термостабильного НЬ.
Позднее R. W. Carrell, R. Kay [8] предложили инкубацию
гемолизатов, разбавленных изопропанол -трис-HCl буфером
(pH 7,4) при 37°С 30 мин (концентрация изопропанола 17%).
Концентрацию НГ определяют как в предыдущем методе. Изо-
пропаноловый тест имеет ту ценность, что преципитаты можно
использовать для дальнейшего структурного изучения НГ.
Пр еципнтирующий тест. Многие НГ при обработке
р-меркурибензоатом илн р-хлормеркурибензоатом значительно
быстрее, чем нативиый НЬ, диссоциируют на мономеры, причем
аномальные цепи необратимо денатурируются. После обработки
гемолизаты подвергают электрофорезу в крахмальном геле
(pH 9,0) [13].
Описан также тест [6], основанный иа том, что при механи-
ческом встряхиваиин НГ денатурируются быстрее, чем натив-
ный НЬ.
Электрофоретическое исследование. Электрофо-
238
рез гемолизатов на бумаге или ацетатцеллюлозе часто не дает
результатов, так как приблизительно у половины нестабильных
гемоглобинов замена аминокислот не изменяет заряда молеку-
лы. Более пригоден электрофорез в полиакриламидном и крах-
мальном гелях; при этом, можно наблюдать полосу НГ (между
НЬ А и НЬ А2 или впереди НЬ А) или полосу глобина, лишенного
гема, или полосы свободных мономеров. Однако ряд НГ (Hb Sa-
id, Hb Strasbourg, Hb Волга, Hb Genova, Hb Perth, Hb Philly,
Hb Duarte, Hb Peterbourough, Hb Hirosaki и др.) не отличается
но подвижности от НЬ А при всех видах электрофореза.
Определение дипнрролов в моче. У многих боль-
ных с НГ моча постоянно темная, что обусловлено образованием
дипирролов. Метод определения дипирролов в моче трудоемок и
ие нашел широкого применения.
Определение метгемоглобина. Ряд НГ легко пере-
ходит в метформу. Прн гемоглобинопатиях с lib Bibba, Hb Frei-
burg, Hb Hammersmith, Hb Sydney, Hb Toulouse, Hb Shepherd’s
Bush н др. авторы отмечали повышение концентрации Mt-Hb в
( кровн больных. При инкубации крови в течение 1—2 сут почти
все НГ переходят в метформу. Аскорбиновый тест, основанный
на ускорении образования Mt-Hb, положителен у большинства
больных с НГ в эритроцитах.
Концентрация Н b F и НЬ Аг- Концентрация Hb F и
ПЬ А2 в гемолизатах носителей НГ может повышаться до 5% и
выше. Возможно увеличение Hb F и НЬ А2 является относительным
и объясняется денатурацией и уменьшением количества НГ в
эритроцитах прн циркуляции в кровяном русле.
Метаболизм эритроцитов. Отмечается увеличение об-
разования лактата по пути Эмбдена—Мейергофа и увеличение
активности гексозомонофосфатного шунта. Концентрация и ста-
бильность глутатиона при большинстве вариантов НГ в эритро-
цитах в норме. Нормальная концентрация восстановленного глу-
татиона (GSH) при увеличении активности гексозомонофосфат-
пого шунта указывает на увеличение утилизации GSH.
Установлено образование перекрестных дисульфатов между GSH
и денатурированными цепями НГ.
Осмотическая резистентность и аутогемолиз.
Осмотическая резистентность эритропитов обычно в норме или
несколько уменьшена. Тест на аутогемолиз часто положитель-
ный; степень гемолиза зависит от степени нестабильности НЬ.
Изотопное изучение. При исследовании средней про-
должительности жизни эритроцитов (Т i/2) с помощью радиоактив-
ной метки 51 Сг установлено, что она укорочена до 4—25 дней при
12 вариантах НГ; распад меченых эритроцитов происходит в пе-
чени и селезенке [18].
Кислородное равновесие. Многие НГ имеют аномаль-
ное сродство к кислороду. К настоящему времени функциональ-
ные характеристики определены у половины НГ; из них сродст-
но к кислороду повышено у 50%, понижено у 30% и нормальное
239
у 20%. У носителей НГ с повышенным сродством к кислороду
(Hb Koln и др.) может быть эритроцитоз со значительным гемо-
лизом. Эритроцитоз возникает в результате увеличения выработ-
ки эритропоэтина (компенсаторный ответ на тканевую гипоксию).
Поэтому у больных с такими НГ концентрация НЬ в крови близ-
ка к норме. Наоборот, у больных! с НГ, обладающим понижен-
ным сродством к кислороду (Hb Hammersmith и др.), часто от-
мечается выраженная аиемия, что объясняется уменьшением сти-
муляции эритропоэза вследствие повышенной отдачи кислорода
этими НГ в тканях.
КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ И ЛЕЧЕНИЕ
Клинические проявления. Наследование гемоглобинопатии,
обусловленной НГ, имеет аутосомно-доминантный характер. Все
носители НГ, о которых до сих пор сообщалось, были гетерози-
готами. По-видимому, гомозиготное носительство НГ несовмести-
мо с жизнью и приводит к внутриутробной смерти плода или ре-
бенка на 1-м году жизни. В ряде случаев обнаружено носитель-
ство НГ у детей при отсутствии такового у родителей, что, как
предполагают, является результатом спонтанной мутации (НЬ
Hammersmith, Hb, Koln, Hb Southampton, Hb Savannah, Hb San-
ta Ana Hb Волга и др.).
Описаны двойные гетерозиготы: по Hb Peterborough и Hb Le-
pore, Hb Duarte и р-талассемии, Hb Leslie и р-талассемии.
Эти больные имели более тяжелую гемолитическую анемию,
чем гетерозиготы с одним НГ. Обнаружена одна двойная гетеро-
зигота по двум НГ — Hb Sydney и Hb Coventry.
Наиболее распространен Hb Koln (описано около 50 больных
из разных семей в различных районах земного шара). В несколь-
ких семьях выявлены Hb Hammersmith, Hb Zurich, Hb Tacoma.
Носительство большинства других НГ ограничено отдельными
семьями.
В большинстве случаев для гемоглобинопатии, обусловленной
НГ, характерна хроническая несфероцитарная гемолитическая
анемия средней тяжести с периодическим выделением темной
мочи и выраженным полиморфизмом клинических проявлений —
от бессимптомных до тяжелых форм. Гемолиз внутриклеточного
типа у таких больных происходит преимущественно в селезенке,
что клинически выражается спленомегалией.
Тяжелая гемолитическая анемия обычно отмечается у боль-
ных, имеющих варианты НГ с высокой степенью нестабильности
молекулы: Hb Savannah, Hb Волга, Hb Genova,, Hb Perth, Hb
Castilla, Hb Hammersmith, Hb Bicetra, Hb Bristol, Hb Mitzuho,
Hb Santa Ana, Hb Sabine, Hb Istanbul, Hb Nottingham, Hb Sout-
hampton, Hb Burke, Hb Madrid, Hb Olmsted, Hb Ann Arbor,
Hb Moabit, Hb Bibba.
У этих больных — выраженный гемолиз (Hb до 70 г/л), в эри-
троцитах— тельца Гейнца, спленомегалия (часто гиперспле-
низм), постоянное выделение темной мочи, желтуха. У многих
240
носителей слабо нестабильных вариантов (Hb Sogn, Hb, Saki, НЬ
Москва, Hb G Ferrara, Hb Providence и др.) клинические прояв-
ления незначительны или отсутствуют. Такие НГ обычно обна-
руживаются случайно или при обследовании больших популяций*
В ряде случаев (Hb Riverdale-Bronx, Hb Mequon, Hb Zurich,.
Hb Buenos Aires, Hb Torino, Hb Shepherd’s Bush) болезнь про-
является в виде гемолитических кризов после приема некоторых
лекарств или воздействия инфекций.
Клиническая картина может быть различной у членов одной
и той же семьи. Например, в хорошо изученной семье из 46 че-
ловек оказалось 22 носителя Hb Koln, причем у 4 из них была
тяжелая гемолитическая анемия (поэтому им произвели спленэк-
томию), а у 10 человек не было признаков болезни. Кроме того,
отмечена различная степень выраженности гемолитической ане-
мии у носителей одного и того же НГ в разных семьях (напри-
мер, в двух семьях с Hb Genova).
Общие симптомы гемолитической анемии у большинства боль-
ных с НГ: бледность, желтуха, спленомегалия; могут наблюдать-
ся пигментурия и смуглый цианоз кожи. Экскретируемые пигмен-
ты, по-видимому, относятся к группе дипирролометенов мезоби-
лифусцина н являются продуктами катаболизма гема. Пигмен-
турня зависит от вида носительства НГ и связана с тяжестью
гемолиза. Так, у больных с Hb Hammersmith моча всегда темная,
а у носителей Hb Koln — нормального цвета и становится темной
только после гемолитического криза. В ряде случаев носительст-
ва НГ (Hb Riverdale-Bronx, Hb Philly, Hb Sabine, Hb Sydney
и др.) пигментурии вообще не бывает.
Смуглый цианоз связан с увеличением образования мет- и сульф-
гемоглобина; этот симптом встречается редко, но, по-видимому,
связан с носительством Hb Hammersmith, Hb Shepherd’s Bush,
Hb Freiburg, Hb Sydney, Hb Bristol, Hb Boras, Hb St. Louis.
Костные изменения выявляются редко., Так, у носителей НЬ
Nottingham, Hb Hammersmith, Hb Genova может быть башенный
череп. J. Р. Lee-Potter и соавт. [14] обнаружили у новорожден-
ного мальчика фетальный НГ, который назвали Hb F Pool
ас2у2130 (Н8) Три—»-Гли.
Единственными клиническими проявлениями были легкая
желтуха и темная моча (гемоглобин 131 г/л). В эритроцитах
выявлены тельца Гейнца, изопропаноловый тест был положитель-
ным. Поскольку в норме у взрослых концентрация Hb F не более
2%, интенсивный гемолиз прн дайной аномалии отмечается лишь
и течение первых 5 мес внутриутробного развития. Сходная за-
мена гидрофобного остатка триптофана в позиции Н 8 имеется
в НГ Hb Wien (,см. выше), что указывает на сходную причину
нестабильности.
В СССР Л. И. Идельсон и сотр. обнаружили четыре НГ, из
которых два оказались уже описанными — Hb Tacoma и Hb Sout-
hampton (Casper) и два новых — НЬ Москва и НЬ Волга. Струк-
тура указанных НЬ была установлена Г. Леманном и сотр.
16—407
241
Dh®llTP по изучению аномальных гемоглобинов ВОЗ, Кем б-
[2, 3, 4, 5].
р Москва £24 (В 6) глицин—^аспарагиновая кислота обна-
У жительницы Москвы, больной хроническим миелолейко
Проба на термолабильность (но Деси) оказалась положи-
^‘^ной, в эритроцитах выявлены тельца Гейица. При электро-
ц Резе гемолизата больной на полиакриламидном геле обнаруже-
на Дополнительная фракция, двигавшаяся впереди НЬ А. Боль-
2 11 погибла от миелолейкоза. В семье больной выявлены еще
с ^терозиготных носителя этого НГ. У одной из двух родных се-
РрР по материнской линии, а также у сына сестры носительство
не сопровождалось какими-либо клиническими проявления-
• Однако у пробанда носительство НЬ Москва обусловило раз-
j, гемолитической анемии, осложнившей течение хроническо-|
ъ Миелолейкоза. Структурное изучение НЬ Москва показало, что
Зтом НГ глицин в положении 24 (В 6) p-цепей заменен на ас-
Лагиновую кислоту. В НЬ Москва обнаружено несколько умень-
еНное по сравнению с НЬ А сродство к кислороду и почти нор-
. аДьный эффект Бора и гем—гем-взаимодействие. Указанная за-
еРа относится к роду замен неполярной аминокислоты (,не уча-
*вУющей в гемовых контактах) иа полярную (см. выше). Заме-
ра в позиции В 6 нарушает взаимное расположение В- и
'спиралей, находящихся вблизи гема. Известны еще два НГ с
йенами в позиции В 6 0-цепн —Hb Riverdale-Bronx глицин—*•
^аргинин и Hb Savannah глиции—>валин. Влияние этих заме-
нителей различно. Hb' Riverdale-Bronx имеет повышенное срод-
Лво к кислороду, но, как и в НЬ Москва, неизмененный эффект
Г’Ора и гем—гем-взаимодействие; клинические проявления у но-
сителей этого НГ незначительны. Аминокислотная замена в НЬ
Savannah вызывает более значительную нестабильность молеку-
чем в двух названных НГ. По-видимому, имеется непрямое
воздействие на сиконтакт, что увеличивает диссоциацию на
гф-димеры. Вероятно, поэтому у больных с Hb Savannah более
Тяжелые клинические проявления.
Второй новый НГ —НЬ Волга 0-27 (В 9) аланин—>аспараги
**овая кислота был обнаружен у молодого человека, проживавши
го в одном нз поселков Куйбышевской области. В 3-летием воз
Расте у него обнаружили анемию (НЬ 80—90 г/л), в 6-летнем —
произведена спленэктомия. Данные лабораторных исследований
Hb 110—116 г/л; цветовой показатель 0,72—0,92; эр. 3,63 4,56
10,2/л, анизоцитоз, пойкилоцитоз, микроцитоз, мишеневидностъ
Ретикулоцитов, темная моча, большое количество телец Гейнца
Пониженная осмотическая стойкость эритроцитов, увеличение
Фракций Hb F и НЬ А2, тесты на термолабильность и изопропа
Половый положительные. При электрофорезе на бумаге, ацетат
Целлюлозе, крахмальном и акриламидном геле подвижность ано
бального НЬ не отличалась от этих показателей НЬ А. Пр
электрофорезе глобииа в растворе 6М мочевины (молярная кон
Центрация) выявлена фракция быстро двигающихся 0-цепей. Пр
242
обследовании отца, матери и сестры больного отклонений от нор-
мы в структуре НЬ не обнаружено. После структурного изучения
НЬ Волга была выявлена замена в позиции В 9 §-цепей аланина
на аспарагиновую, кислоту. Подобная замена найдена впервые.
В нормальном НЬ в позиции В 9 находится гидрофобный остаток
аланина, не являющийся гемконтактной аминокислотой, следова-
тельно, замену неполярного аланина на полярную аспарагиновую
кислоту можно отнести к описанному выше типу замен (замена
неполярной аминокислоты, не участвующей в гемовых контактах,
на полярную). Интересно отметить, что НЬ Волга недавно обна-
ружен у 5 представителей трех поколений одной семьи в Голлан-
дии. Hb Tacoma §30 (В 12) Apr—*Сер найден у двух членов од-
ной московской семьи. Клинические проявления у носителей это-
j о НГ были незначительные.
Hb Southampton (Casper) <§106 (G8) Лей—>Про обнаружен
у молодой женщины — жительницы Москвы. У больной была тя-
желая гемолитическая анемия: НЬ 76—85 г/л, эр. 2—3-1012/л, цве-
товой показатель 0,74—0,86, анизоцитоз, пойкилоцитоз, гипохро-
мия, мишеневидность эритроцитов, тельца Гейнца, сниженная ос-
мотическая резистентность эритроцитов, Hb F 12—16%, НЬ Аг
3,1%, пробы на термолабильность и изопропаиоловая положи-
тельны. Как указывалось выше, аминокислотные замены в НЬ на
пролин в большинстве случаев приводят к значительной неста-
бильности НЬ: у больных с такими НГ часто встречается тяжелая
гемолитическая анемия.
В последнее время в СССР методы определения первичной
структуры аномальных НЬ освоены в ЦНИГПК-' открыт новый
НГ — НЬ Можайск §92 (F 8) Гис—>Арг (см. главу 5).
Гемоглобинопатии, обусловленные НГ, следует дифференци-
ровать от гемолитических и гипохромных анемий другой этиоло-
гии и прежде всего от железодефицитных анемий и гемолитичес-
ких анемий, связанных с дефицитом ферментов (пентозофосфат-
пого цикла, цикла глутатиона, гликолиза и др.). Ценными для
выявления НГ являются проба на термолабильиость и изопропа-
половый тест, обнаружение телец Гейица, выявление в моче ди-
пирролов (см. выше). Кроме того, следует учитывать, что легкой
нестабильностью обладает Hb Н, Hb S и некоторые Hb М. Оконча-
тельное заключение о наличии НГ можно сделать только после
структурных исследований аномального варианта методами бел-
ковой ХИМИН.
Лечение гемоглобинопатии, обусловленной присутствием НГ,
зависит от клинической картины болезни, которая в основном
определяется видом аномалии молекулы НЬ. Носители большин-
ства НГ с легкой формой гемолитической анемии ие нуждаются
в лечении. Однако у больных с некоторыми вариантами НГ (НЬ
Mequon, Hb Zurich, Hb Torino, Hb Shepherd’s Bush, Hb Bush-
wick, Hb Leiden, Hb Koln) после приема ряда лекарств-окислите-
лей компенсированная анемия часто осложняется острыми гемо-
литическими кризами. Криз вызывают те же медикаменты, что и
16* 243
прн дефиците Г-6-ФД,— сульфаниламиды, сульфоны, анальгети-
ки, хинолиновые препараты, нитрофураны. Поэтому всем носите-
лям НГ рекомендуется воздерживаться от приема указанных ле-
карств. При тяжелой форме гемолитической анемии, характери-
зующейся сильным гемолизом, наличием телец Гейнца и сплено-
мегалией, часто эффективна спленэктомия. По данным литера-
туры, спленэктомия оказалась эффективной у больных с НЬ Вол-
га, Hb Genova, Hb Christchurch, Hb Shepherd’s Bush, Hb Boras,
Hb Santa Ana, Hb Koln, Hb Southampton (Casper), Hb Torino.
Однако при носительстве отдельных сильно нестабильных НЬ—
Hb Perth, Hb Hammersmith, Hb Bristol, Hb Sabine, Hb Olmsted,
Hb Bibba спленэктомия не компенсирует тяжелую гемолитичес-
кую анемию у больных. У носителей одного и того же НГ обычно
много общих симптомов заболевания. Вопрос о целесообразно-
сти спленэктомии прн различных вариантах НГ можно решать
только исходя из клинического опыта оперативного лечения но-
сителей аналогичных вариантов НГ. Спленэктомию не рекомен-
дуется производить детям до десятилетнего возраста из-за риска
развития септицемии [18]. При апластических кризах и тяжелом
гемолизе показаны гемотрансфузии.
По данным некоторых авторов (3, 11), временный положи-
тельный эффект отмечается при введении больным флавинаде-
ниндинуклеотида (ФАД) или приеме рибофлавина. По-видимому,
ФАД посредством стимуляции активности глутатионредуктазы
в определенной степени может предохранять НГ от денатура-
ции.
Дальнейшие клинические исследования дадут возможность
разработать схемы дифференциальной диагностики и лечения
каждого отдельного вида гемоглобинопатии, обусловленной но-
сительством НГ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белостоцкий В. М., Токарев Ю. И. Гемоглобинопатии, обусловленные неста-
бильными гемоглобинами. — В кн.: Важнейшие гемоглобинопатии/Под ред.
О. К. Гаврилова. — М.: Медицина, 1979, с. 67—78.
2. Дидковский И. А., Идельсон Л. И., Филиппова А. В. и др. Гемоглобин Вол-
га р27 (В9) алании-^аспарагиновая кислота (новый аномальный гемоглобин
с выраженной нестабильностью).— Пробл. гематол., 4977, т. 22, № 4, с. 30—
34.
3. Идельсон Л. И., Дидковский И. А. Молекулярные основы клинических прояви
лений гемоглобинопатий. — В кн.: Прогресс в медицинской генетике/Под ред,
Н. П. Бочкова.—«М.: Медицина, 1978, с. 62—85.
4. Идельсон Л. И., Дидковский И. А., Ермильченко Г. В. Гемолитические ане-
мии.— М.: Медицина. 1975.—288 с. I
5. Идельсон Л. И., Дидковский И. А., Леманн Г. и др. Новый нестабильный
гемоглобин «Москва» Р'24 (В6) глицин—^-аспарагиновая кислота. •— ПроблЛ
гематол., ‘11974, т. 19, № 12, с. 21-—25. I
6. Asakura Т-, Adaschi К., Shapiro М. et al. Mechanical precipitation of hemogio-
bin Kotn. — Biochem. biophys. acta, 1975, vol. 412, p. 197—201. 1
7. Bunn H. F., Forget B. G., Ranney И. M. Human hemoglobins. — Philadelphia
Saunders, 1977, 552 p. 1
244
8. Carrell R. W., Kay R. A simple method for the detection of unstable hemoglo-
bins.— Brit. J. Haematol., 1972, voi. 23, p. 615—619.
9. Carrell R. W„ Lehmann H. The unstable hemoglobin hemolytic anemias.—
Sem. Hematol., 1969, voi. 6, p. 116—132.
10. Cathie I. A. B. Apparent idiopathic Heinz-body anaemia.— Great Ormond St. J.,
1952, Nr. 3, p. 43—51.
IL Dacie I. V. The unstable haemoglobin haemolytic anaemias.— Ann. lacul.
med. (Thessaloniki), 1975, voi. Il, p. 112—128.
12. Grimes A. J., Meisler A., Dacie J. V. Congenital Heinz-body production in red
ceii. — Brit. J. Haematol., 1964, vol. 10, p. 281—289.
13. Huisman T. H I., Jonxis J. H. P. The hemoglobinopathies. Techniques of iden-
tification. — New York, Basel: Marcel Dekker Inc., 1977.
14. Lee-Potter J. P., Deacon-Smith R. A., Simpkiss M. J. et al. A new cause of
haemolytic anaemia in the newborn. — J. ciin. Pathoi., 1975, vol. 28, p. 317—
320.
15. Lehmann H., Kynoch P. Human haemogiobin variants and their characte-
ristics. — Amsterdam, 1976. — 24 i p.
16. Rachmilewiiz E. A. Denaturation of the normal and abnormal hemogiobin mo-
lecule.— Sem. Hematol., 1974, voi. II, p. 441—463.
17. White J. M. The unstable haemoglobin disorders. — Ciin. Haematol., 1974,
vol. 3, p. 333—356.
18. White J. M., Dacie J. V. The unstable hemoglobins — Moiecuiar and clinical
features. — Progr. Hematoi., 1971, voi. 7, p. 69—109.
19. Winterbourn С. C.. Carrell R. W. Studies of hemogiobin denaturation and
Heinz-body formation in the unstable hemoglobins. — J. Ciin. Invest., 1974,
vol. 54, p. 678- 679.
Глава 10
ТАЛАССЕМИИ
ВВЕДЕНИЕ
Талассемии (или талассемические синдромы) определяют как
гетерогенную группу наследственных нарушений синтеза глобино-
вых цепей, характеризующихся различной степенью анемии, гипо-
хромии и микроцитоза вследствие неэффективного костномозгово-
го эритропоэза и повышенного гемолиза эритроцитов в перифери-
ческой крови. Талассемии относят к так называемым количествен-
ным гемоглобинопатиям. Здесь имеет место уменьшение (иногда
до полного отсутствия) синтеза глобиновых цепей, входящих в со-
став молекул нормальных гемоглобинов человека (НЬА, НЬАй и
Hb F). В структурном отношении эти цепи не изменены. В основе
патологии всех талассемий лежит дефицит главной фракции НЬ А.
Синонимами талассемии, в частности гомозиготной большой
р-талассемии, являются болезнь Кули, эритробластическая ане-
мия, мишеневидноклеточная анемия, семейная микроцитемическая
анемия, наследственный лептоцитоз, гемопатическая средиземно-
морская анемия.
Талассемии отличаются выраженным клиническим полиморфиз-
мом, в свою очередь обусловленным широчайшей генетической ге-
терогенностью этих синдромов. На молекулярном уровне талассе-
мические синдромы определяют как наследственные нарушения
«синтеза глобиновых цепей, при которых молекулярные дефекты
245
представлены делецией локусов структурных геиов, неэффективной
транскрипцией глобиновых генов, синтезом аномально нестабиль-
ной, либо нефункционирующей иРНК '[50]. При всех манифестных
и некоторых скрытых формах талассемий в крови отмечаются ха-
рактерные морфологические изменения эритроцитов (микроцитоз,
гипохромия, анизопойкилоцитоз, наличие мишеневидных клеток).
Впервые в 1925 г. больные большой «р-таласссмией (очевидно
гомозиготы) были продемонстрированы американскими педиатра-
ми Cooley, Lee на национальном конгрессе педиатров США. Все
5 детей были итальянцами или греками по происхождению и стра-
дали тяжелой формой наследственной гемолитической анемии с
резкой спленомегалией, характерной пигментацией кожи, «монго-
лоидным» лицом, «башенным» черепом и другими изменениями
лицевого скелета.
Позднее итальянские авторы (Rietti, Grep pi, Micheli) сообщи-
ли о легких формах этого заболевания, впоследствии оказавшихся
гетерозиготными. Специфическими для талассемии морфологиче-
скими особенностями эритроцитов оказались наличие в мазке кро-
ви мишеневидных клеток, клеток в «форме слезы», анизопойкилоци-
тоза, выраженной гипохромии, повышения ОРЭ, а в тяжелых слу-
чаях — появление в периферической крови нормобластов. Работы
Caminopetros (1938) и Wintrobe (1940) показали наследственный
характер заболевания, который был подтвержден генетическим ана
лизом семей, произведенным в 1944 г. Valentine и J. V. Neel. Ими
же были предложены термины «большая» и «малая» талассемии
для обозначения различных по тяжести клинического течения форм
заболевания. Далее Vecchio продемонстрировал у больных нали-
чие характерного признака — повышения HbF по сравнению с
возрастной нормой. Выяснилось, что талассемии связаны первично
ие с аномалией структуры НЬ, а со снижением синтеза глобиновых
цепей.
В 1955 г. Н. G. Kunkel и G. Wallenius показали наличие повы-
шенного уровня НЬАг при классической гетерозиготной р-талассе-
мии. Далее некоторые ведущие ученые (L. Pauling, Н. A. Itano„
V. М. Ingram, А. О. W. Stretton) независимо друг от друга выдви»
нули гипотезу о том, что причиной р-талассемии может служит
частичный или полный блок синтеза <р-полипептидных цепей. Эт
гипотеза была в 1965 г. подтверждена экспериментально при из)
чении биосинтеза Hb in vitro в ретикулоцитах больных р-таласс!
мией J. D. Heywood и сотрудниками, а также iD. J. Weatherall
J. В. Clegg. В 1971 г. A. W. Nienhuis и W. F. Anderson, а такж
Е. J. Benz и В. G. Forget продемонстрировали уменьшенный синте
р-цепей в бесклеточной системе с использованием глобиново
иРНК, выделенной из талассемических ретикулоцитов.
В последние годы введение новых методик (рестрикционны
анализ, картирование и клонирование геиов) позволило создат
детальную карту физической организации и сцепления различны
глобиновых генов, произвести анализ нуклеотидной последователь
кости некоторых талассемических генов и создать новый мето
246
пренатальной диагностики талассемий с использованием ДНК из
клеток амниотической жидкости. Это также способствовало даль-
нейшему изучению гетерогенности заболеваний и а молекулярном
уровне [50, 72].
Прогрессу исследований в области талассемий способствовали
также успешное клонирование [3-глобинового гена от больного
р-талассемией, разработка талассемической модели на мышах и
модели гемосидероза иа одном из видов рыб. В прикладном отно-
шении значительными сдвигами в патогенетической терапии за-
болеваний явились разработка и внедрение гилертраисфузионного
режима i[53, 7], а также хелатной терапии десфералом с помощью
наиболее эффективного метода длительного подкожного введения
препарата [55].
КЛАССИФИКАЦИЯ ТАЛАССЕМИЧЕСКИХ СИНДРОМОВ [14]
В НАШЕЙ МОДИФИКАЦИИ
I. а-Талассемические синдромы.
1. Гомозиготная а-талассемия: синдром водянки плода с Hb Barts (генотип
a-thi/a-thi).
2. Гемоглобинопатия Н (проявление гетерозиготных генотипов a-thi/a-th2
или a-thj/Hb CS).
3. Гемоглобинопатия Barts у взрослых (проявление гетерозиготных геноти-
пов a-thi/Hb CS или a-thi/a-tIWP-th).
4. Гетерозиготная a-талассемия 1 (генотип a-thi).
5. Гетерозиготная а-талассемия 2 (генотип a-ths).
6. Гомозиготная а-талассемия 2 (генотип a-th2/a-ths).
7. Гомозиготная гемоглобинопатия CS (генотип HbCS/HbCS).
8. Гетерозиготная гемоглобинопатия CS (генотип HbCS).
П. р-Талассемические синдромы.
1. «Гомозиготная» Р-талассемпя (классическая анемия Кули).
а. Истинная гомозиготность по одному нэ р-талассемнческих генов.
б. Двойная гетерозиготпость по двум различным р-Талассемическим генам.
в. Промежуточная талассемия; некоторые двойные гетерозиготные состоя-
ния.
2. Гетерозиготная Р-талассемия.
а. С повышенным НЬ Аг и с нормальным или повышенным уровнем HbF
(Реформа с полным отсутствием и р+-форма с уменьшением р-глобиио-
вого синтеза).
б. С нормальным НЬ Аз и повышенным уровнем HbF: бр-талассемня или
F-талассемня.
в. С нормальными уровнями НЬ Ай и Hb F (носительство «немого» гена).
За. Гомозиготная гемоглобинопатия Lepore.
36. Гетерозиготная гемоглобинопатия Lepore.
4. Двойные гетерозиготные состояния по Hb Lepore и одному из структур-
ных вариантов НЬ или одному нз талассемических генов.
HI. ар -Талассемия.
IV. Редкие формы талассемии.
1. у-Талассемия.
2. 6-Талассемия.
V. Талассемии во взаимодействии со структурными вариантами НЬ:
1. a-Талассемия с a-цепочечным вариантом.
а. НЬ Q/a-талассемия.
2. a-Талассемия с р-цепочечным вариантом.
а. НЬ S/a-талассемия.
б. НЬ Е/а-талассемия.
3. р-Талассемия с р-цепочечным вариантом.
247
a. Hb S/p-талассемия.
б. Hb С/₽-талассемия.
в. НЬ D/P-талассемия.
г. Hb Е/р-талассемия.
VI. Наследственное персистирование фетального гемоглобина (НПФГ) (сход!
с талассемией состояние в гомо- я гетерозиготных формах, включая двойк
гетерозиготные состояния по одному нз типов НПФГ и структурному ва]
анту НЬ).
а-ТАЛАССЕМИИ
«-Талассемии широко распространены в человеческих популя-
циях и представляют собой состояния, обусловленные снижением
синтеза а-глобиновых цепей, входящих в состав всех трех нормаль-
ных гемоглобинов (Ai, А2 и F). Этиологическим фактором явля-
ется полная или частичная делеция а-глобиновых генов, хотя не
исключено существование также и неделеционных форм «-талассе-
мий. Накапливающийся в результате дефицита «-цепей избыток
у-глобиновых (в период новорожденности) и р-глобиновых цепей
(в последующие периоды развития организма) приводит к образо-
ванию тетрамеров уд(НЬ Bart’s) и fk(HbH), являющихся свое-
образными маркерами а-талассемических синдромов.
В настоящее время выявлена значительная гетерогенность
«-талассемических синдромов, в том числе на молекулярном уров-
не i[22, 67] (см. также главу 3 настоящей монографии).
а-Талассемия описана в 1955 г. независимо друг от друга
D. A. Rigas в США и Gouttas в Греции. В дальнейшем последова-
ли описания этого заболевания из других .стран мира — в основном
из бассейна Средиземного моря и Юго-Восточной Азии.
В СССР «-талассемия обнаружена в виде спорадических слу-
чаев в таджикских, узбекских, азербайджанских, армянских и
русских семьях, а также среди народностей Дагестана [2, 5].
Различают 4 основные формы а-талассемических синдромов:
1. Гомозиготная а-талассемия, возникающая вследствие полно-
го отсутствия продукции «-цепей. Это летальное заболевание пл
да или новорожденного, характеризующееся развитием водят
плода с Hb Bart’s1 (70—80% от обшего гемоглобина). Дангу
форма «-th отмечена пока только в семьях, происходящих i
Юго-Восточной Азии.
2. Н-Гемоглобинопатия (или гемоглобиноз Н), обусловлеиш
значительным угнетением «-глобиновой продукции и клиничес*
протекающая в форме промежуточной талассемии. В неонатальис
периоде у носителей аномалии НЬН имеется 20—40% Hb Barf
Это заболевание выявлено во многих популяциях земного шар
где встречаются талассемические синдромы.
3. Малая а-талассемия (a-tbi), прн которой синтез «-глобин
вых цепей снижен в умеренной степени и в периферической кро
носителей обнаруживаются характерные для талассемий морфол
1 Hb Bart’s открыт в 1958 г. Ager, Н. Lehmann и назван в честь больни-
цы Святого Варфоломея в Лондоне.
248
гические изменения эритроцитов (при наличии легкой анемии).
У новорожденных (носителей этого гена) Hb Bart’s содержится в
пуповинной крови в количестве 5—6%.
4. «Немая» форма а-талассемии (a-tbs), детерминированная
геном, лишь незначительно снижающим продукцию a-цепи и не
приводящим к развитию малокровия и морфологических измене-
ний эритроцитов. Эта форма проявляется в неонатальном перио-
де лишь незначительным содержанием в пуповинной крови (1—
2%) Hb Bart’s. Эффектом, аналогичным a-th2, обладает и ген
Hb CS в гетерозиготном состоянии.
Последние 3 формы а-талассемии обусловлены гетерозиготно-
стью (простой нли сочетанной) по а-талзссемическим генам.
Генетика а-талассемии еще мало изучена и в ней много не-
ясного, в первую очередь в связи с отсутствием четких данных как
о числе структурных а-цепочечиых генов, так и об отношении
а-талассемических генов к этим локусам. В различных популя-
циях, очевидно, могут иметься разные а-талассемические гены.
Кроме того, нет ясности в соотношении целого ряда фенотипов
с генотипами.
Однолокусная теория [66] обладает рядом веских доказа-
тельств в пользу существования по крайней мере в некоторых по-
пуляциях (например, в Юго-Восточной Азии, на архипелаге Ме-
ланезия) одного структурного «-цепочечного локуса на каждой
хромосоме. При этом предусматривается существование в этих
локусах на обеих хромосомах различных а-талассемических алле-
лей. В числе таких доказательств приводится полное отсутствие
у гомозигот по «-цепочечному варианту Hb J Tongarikt нормаль-
ного взрослого НЬ А, аналогичное отсутствие этого дыхательного
пигмента у двойных гетерозигот по a-thi и Hb Q (а-цепочечному
варианту), наличие определенных сегрегационных отношений сре-
ди больных водянкой плода с Hb Bart’s и Н-гемоглобииопатией,
сопоставление количеств Hb Bart’s в пуповинной крови новорож-
денных с различными генотипами «-th, особенности передачи а-та-
чассемических геиов от отца, больного Н-гемоглобинопатией, к де-
1ЯМ и т. д.
Кроме того, имеется ряд неоспоримых фактов в пользу двух-
фокусной теории, постулирующей существование в ряде популяций
(в том числе, например, среди американских негров) двух струк-
турных а-цепочечных локусов на каждой хромосоме г[68, 32, 22].
3 пользу двухлокусной модели «-цепочечного синтеза свидетель-
ствуют находки у двойных гетерозигот по различным а-цепочеч-
пым вариантам значительных количеств НЬ А, наличие его у гомо-
ш гот по НЬ CS и у больных Н-гемоглобинопатией в сочетании с
итерозиготностью по НЬ CS. Видимо, обе гипотезы взаимно до-
полняют друг друга и могут быть приемлемы для трактовки на-
1 целования а-талассемических генов в различных популяциях
(гибл. 15).
За последние годы внимание исследователей привлекла связан-
ная с «-th гемоглобинопатия Constant Spring (CS). Как указыва-
249
Таблица 15. Генетика а-талассемии
Степень тяжести клинических прояв- лений Клинико-гематологическая Характеристика а-талассемии Схема I — раз- личные аллели в одном а-локусе Схема 2 — два а-локуса
1 (бессимптомная) У новоро ж денного — 1 —2 % Hb Bart’s; клинические симптомы и морфологиче- ские изменения у взрос- лого отсутствуют Немая форма a-ths (гетеро- зигота) Делеция одного «-гена
2 (легкая) У новорожденного — 5—6% Hb Bart’s; впоследствии развиваются легкая ане- мия и морфологические изменения эритроцитов. Продолжительность жиз- ни эритроцитов — на ниж- ней границе нормы Малая форма «-tlii (гетеро- зйгота) Делеция двух «-генов
3 (промежуточ- ная) У новорожденного — 20— 40% (в среднем 25%) НЬ Bart’s; впоследствии раз- вивается выраженная ги- похромная гемолитичес- кая анемия с морфологи- ческими изменениями эри- троцитов и тельцами включения Hb Н в них. Продолжительность жиз- ни эритроцитов значи- тельно сокращена a-thi/a-th2 (двойная ге- терозигота) Делеция трех а-генов
4 (тяжелая) Водянка плода (70—100% Hb Bart’s у мер!порож- денных) o-thi/cc-th] (го- мозигота по a-thi) Делеция четы- рех а-генов
лось выше этот аномальный гемоглобин имеет обычно удлиненную
(до 172 аминокислотных остатков) a-цепь, что, вероятно, обуслов-
лено мутацией терминирующего кодона. Полагают, что синтез
аС8-цепи замедлен, вследствие чего у гетерозигот Hb CS произво-
дится в небольших количествах (до 2%).
По характеру экспрессии геи Hb CS сходен с геном a-th2 и
в сочетании с гетерозиготными -а-талассемиями он приводит
возникновению гемоглобинопатии Н. Сочетание Hb Н с Hb CS
ряде стран Юго-Восточной Азии/встречается у 40—50% больных.
Из других недавно обнаруженных гемоглобинов с удлиненной
a-цепью (Hb Icaria, Hb Koya Dora и Hb Seal Rock), видимо, лишь
Hb Icaria по своей генной экспрессии близок к Hb CS (и соответ-
ственно к гену аЧЬг).
а-Талассемии отличаются выраженной генетической гетероген-
ностью и клиническим полиморфизмом. Сочетания различны}
а-талассемических генов между собой в разных комбинациях ил1
вместе с 'р-талассемией, а- и р-цепочечнымн структурными вариан
тами приводят к появлению большого спектра генотипов, многи
250
Рис. 39. Результаты исследований синтеза глобина. Выражены в виде соотноше-
ния показателей общей радиоактивности а/p (по вертикали) у больных с различ-
ными синдромами а-талассемии и Hb CS (по горизонтали) [67].
на которых обладают сходными фенотипами. Р. Wasi и соавт.
(1974) в Таиланде насчитали более 50 таких генотипов, в связи
с чем точная их диагностика затруднена (рис. 39).
В диагностике а-талассемий, помимо обычных методов (элек-
трофорез НЬ, определение фетального гемоглобина и ОРЭ, эритро-
цитарных индексов, изучение относительного биосинтеза а- и [3-гло-
биновых цепей и морфологии эритроцитов в мазке перифериче-
ской крови, семейно-генеалогнческий анализ), как уже упомина-
лось, важную роль играет исследование уровня Hb Bart’s у ново-
рожденных, в том числе с применением иммунохимического метода
(см. рис. 39).
В дифференциальной диагностике а-талассемий следует исклю-
чить другие виды гипохромных анемий — прежде всего р-талассе-
мии и железодефицитные анемии (ЖДА). Здесь также помогают
упомянутые выше методы, а также определение сывороточного
железа и ферритина. Следует помнить о нередком сочетании а-та-
.Дассемий с железодефицитной анемией; в таких случаях показан
курс терапии железом, после чего целесообразно повторить опре-
деление гемоглобиновых фракций, уровень которых (в частности
ВНЬ Н) может повышаться.
Ввиду трудности диагностики систематическое изучение гено-
географии а-талассемий не проводится. Единственным надежным
критерием распознавания основных генотипов a-th в неонатальном
251
периоде оказалось определение количеств Hb Bart s в пуповина
крови новорожденных. Используя этот критерий, Р. Wasi и соа.
(1980) определяют частоту гетерозиготного носительства a-th
Таиланде в 20—30%, a S. Н. Embury и соавт, (1980) прн исслел
ванни новорожденных негров в США выявили от 2 до 7% ноет
лей этого гена )[22, 67].
G. J. F. Essan (1972) в Нигерии обнаружил у значительноп
числа новорожденных повышение в пуповинной крови Hb Bart*
при отсутствии в стране водянки плода с Hb Bart’s и Н-гемогло
бинопатии. Эту' находку' он связывает, однако, ие с a-th, а с к.з
ким-то еще неизвестным фактором развития плода 1[25].
Причину отсутствия в ряде популяций (в том числе у амер г
канских негров) манифестных форм a-th S. Н. Embury7 и соав
(1980) и ряд других авторов объясняют наличием полученн'
при картировании a-генов различий в типах делеции га-талассе*
ческих генов. Если у иегров с a-th делеции дву'х a-генов на разш
хромосомах произошли в «транс»-положении (—а/—а), то у вс
исследованных китайцев с a-th делеция была в цис-положен
(----/аа) и были делетированы два a-гена, расположенных
одной хромосоме. Поэтому' всех исследованных американских н<
ров с a-th рассматривают как гомозигот по a-th2. По клиническ
значимости и симптоматике гомозиготное состояние по a-ths р<
позначно гетерозиготной a-thi.
Патофизиология а-талассемией
Как уже упоминалось, первопричиной анемии, имеющейся пр
большинстве a-талассемических синдромов, является дефици
a-цепочечной продукции. Это ведет к снижению уровня всех нор
мальных гемоглобинов и прежде всего НЬ А. Нарушаются ка[
продукция клеток в костном мозге, так и их гемоглобинизация, чт.
проявляется в виде микроцитоза, гипохромий и снижения эритро
цитарных индексов. У некоторых гетерозигот (например, a-thi
может выявляться не анемия, а небольшой эритроцитоз с на ли
чием гипохромных, недостаточно гемоглобинизнроваиных клето*
У носителей гена a-ths анемии обычно не бывает.
При дефиците a-цепей в крови новорожденных накапливаютс
тетрамеры Hb Bart’s (ум), а в постнатальном периоде (в том чис
ле у взрослых) — Hb Н (-р4) -
Гомозиготная a-талассемия характеризуется полным отсутсд
вием нормальных гемоглобинов и наличием 70—100% Hb Bart*
с примесью Hb Portland (уаЕа). Hb Bart’s не способен переносит
кислород ввиду аномально повышенного сродства к Ог и отсутсг
вия эффекта Бора. Вследствие этого наступает аноксия тканей,
по-видимому', приводящая к водянке плода. Однако вероятно в па-
тогенезе водянки плода может играть роль дополнительно целый
ряд факторов, в настоящее время еще неизвестных.
В отличие от р-талассемии тетрамеры НЬН (р4) более ста-
бильны, чем агрегаты из a-цепей, и осаждаются внутри клеток бо-
252
Рис. 40. Тельца включения НЬН.
Слева — вид эритроцитов периферической крови после 2-часовой инкубации с бриллиантовым
крезиловым синим. В каждой клетке видны преципитаты. Справа показаны преформирован-
иые тельца включения, появляющиеся в периферической крови после спленэктомии. Они-
окрашиваются метиловым фиолетовым и положи на тельца Гейнца [67].
лее медленно. Включения р4 образуются постепенно в более зрелых
эритроидных клетках. Неэффективный эритропоэз в костномозго-
вых эритробластах выражен незначительно, однако иногда в них
все же обнаруживают тельца включении Hb Н.
Как и при р-талассемии, селезенка при Н-гемоглобинопатии
удаляет («выкусывает») включения с одновременным поврежде-
нием эритроцитов. До спленэктомии тельца включения в световом
микроскопе при обычной окраске не видны. Их образование мо-
жет индуцироваться лишь при инкубации эритроцитов с краской
бриллиантовый крезиловый синий (БКС), после чего они выглядят
мелкими, множественными и зернистыми (рис. 40).
После спленэктомии тельца включения (уже преформированные)
можно обнаружить в мазке периферической крови уже без инку-
бации при окрашивании БКС или метиловым фиолетовым, как в
простом, так и в фазовоконтрастном микроскопе. Они выглядят
уже иначе: большие, единичные и круглые, по внешнему виду на-
поминающие тельца Гейнца. При этом по своему составу они от-
личаются от телец Гейнца и состоят из преципитировавших fi-це-
пей (fk), в то время как тельца Гейнца представляют собой осаж-
денные молекулы НЬ А (агрг) и, возможно, некоторых нестабиль-
ных гемоглобинов.
253=
Иногда при И-гемоглобинопатии после спленэктомии наряду с
крупными включениями в одном и том же эритроците видны и
мелкие, множественные.
Помимо первичного механизма, анемия при Н-гемоглобинопа-
тии может быть обусловлена вторичными причинами: развитием
гиперслленизма и присоединением дефицита железа. Таким обра-
зом перегрузка железом (в отличие от гомозиготной р-талассемни)
здесь не наблюдается.
Hb Н в функциональном отношении неполноценен, так как об-
ладает очень высоким сродством к кислороду. Эффект Бора и гем-
гем-взаимодействие здесь отсутствуют. Hb Н не связывается с гап-
тоглобином, является нестабильным, легко подвергается окислению
и осаждается по мере старения клеток. При этом заболевании на-
блюдается повышенное образование Mt-Hb. Преципитаты Hb Н
вызывают изменения пластичности мембраны клеток, а также при-
водят к метаболическим нарушениям, что обусловливает гемоли-
тический компонент заболевания с вариабельным укорочением
жизни эритроцитов и захватом их селезенкой.
Клиника основных форм а-талассемии
Гомозиготная «-талассемия (водянка плода, имеющего НЬ
Bart’s) впервые описана в Малайзии в 1960 г. L. Е. Lie-Injo и
В. Н. Jo. Смерть плода наступала либо in utero, либо в первые
часы после рождения. При осмотре отмечались бледные, отечные
плоды с массивной и рыхлой плацентой. Желтуха была легкой
либо вовсе ие наблюдалась. Увеличение печени на вскрытии было
более значительным, чем степень спленомегалии. Легкие недораз-
виты, сердце увеличено с гипертрофией желудочков. Отеки явля-
ются генерализованными, в том числе полостными (асцит, гидрото-
ракс, гидроперикард). В различных тканях и органах обнаружи-
ваются большие отложения гемосидерина как свидетельство вы-
раженного гемолиза у плода.
Состав гемоглобина: от 70 до 100% Hb Bart’s со следами НЬ
Portland и Hb Н; Hb A, F и Аг отсутствуют, а-цепи вообще не оп-
ределяются. Содержание общего НЬ от 30—100 г/л (в среднем 60—
70 г/л). В крови резкая эритробластемия с гипохромными макро-
цитами. Объем клеток увеличен, а ССГЭ снижено. Морфология
эритроцитов значительно изменена: анизоцитоз, пойкилоцитоз, по-
лихромазия, мишеневидные клетки и микроциты (наряду с макро-
цитами). Изредка попадаются и серповидные клетки. Число ре-
тикулоцитов варьирует, но иногда достигает более 60%. В кост-
ном мозге выраженная эритроидная гиперплазия. В печени и селе-
зенке выявляются очаги экстрамедуллярного кроветворения.
В акушерском анамнезе у матерей — рождение мертвых отеч-
ных плодов или гибель новорожденных в первые часы жизни. Не-
редко у матерей также имеется своеобразный отечный синдром в
сочетании с альбуминурией и гипертонией.
Оба родителя являются облигатными гетерозиготами с соответ-
ствующими признаками (легкая анемия, повышение ОРЭ, морфо-
254
Рис. 41. Мазок периферической крови больного гемоглобинопатией Н. Окрашива-
ние по Лейшману. Х720 [68].
логические изменения эритроцитов). Одна четвертая часть всех
сибсов страдает водянкой плода с Hb Bart’s, а среди родственни-
ков в таких семьях, как правило, имеются больные гемоглобино-
патией Н.
Гемоглобинопатия Н. Это заболевание проявляется обычно к
концу 1-го года жизни хронической гемолитической анемией уме-
ренной степени тяжести, изредка отмечается бессимптомное тече-
ние. В связи с этим среди больных более 50% взрослых, в том
числе н лиц пожилого возраста. Средний уровень общего НЬ по-
рядка 80—100 г/л, однако у больных в динамике отмечаются его
значительные колебания в связи с беременностью, инфекциями
пли приемом лекарств-окислителей. У большинства больных име-
ется гепато- и спленомегалия. Изменения скелета (в том числе
лицевого) незначительные, очагов экстрамедуллярного кроветво-
рения нет. Ретикулоцитоз является умеренным (5—10%), в мазке
периферической крови микроцитоз, гипохромия, пойкилоцитоз,
мишеневидные эритроциты, гипохромия, изредка — нормобластоз
(рис. 41).
В костном мозге — умеренная эритроидная гиперплазия, неэф-
фективный эритропоэз (по данным феррокинетики) выражен не-
значительно. Гемохроматоза и перегрузки железом не бывает,
. 255
Рис. 42. Электрофореграммы Hb
(система фосфатного буфера, pH
6,5, окрашивание бензидином).
1 — здорового взрослого человека; 2 —
взрослого больного гемоглобинопатией
Н с наличием Hb Bart’s; 3 — здорового
взрослого. Аподальная подвижность НЬ
Bart’s и Hb Н в этих условиях позволя-
ет отличать их от других гемоглобинов
человека [68].
запасы его у больных с на-
личием НЬ Й снижены. Час-
то это заболевание сочетает-
ся с железодефицитной ане-
мией. Hb Н не связывается
с гаптоглобином, отсюда
возможны его потери с мо-
чой. Частым осложнением
является холелитиаз. Гипер-
спленизм встречается редко.
Особенностью этих больных
является подверженность их стрептококковой инфекции, в частно-
сти, фарингитом. Содержание иммуноглобулинов G, А и М повы-
шено.
В период новорожденное™ у таких больных в крови находится
20—40% Hb Bart’s, который позднее сменяется Hb Н (от 5 до
30%). Оба гемоглобина относятся к «быстрым» на электрофорезе
с pH 8,6 (рис. 42). У взрослых больных, кроме НЬН, могут нахо-
дить до 18% Hb Bart’s. При этом следует отметить, что с помощью
иммуиохимического метода Hb Bart’s можно обнаружить у каждо-
го больного. НЬА2 снижен (1—2%), HbF в норме или слегка по-
вышен (до 3%). Примерно у 40% больных в Юго-Восточной Азии
находят Hb CS, что трактуется как сочетание гетерозиготности по
«-thi-гену с гетерозиготностью по Hb CS.
Таким образом, фенотип Hb Н соответствует нескольким гено-
типам (a-thi/a-thg, a-thi/Hb CS и a-tha/Hb CS).
Продолжительность жизни эритроцитов сокращена (Т i/g=4—
—17—23 дня) с повышенной секвестрацией клеток в селезенке.
При исследовании относительного биосинтеза цепей имеется сни-
жение a-цепочечного синтеза до 50—75% по сравнению с синтезом
р-цепей. Один из родителей больного Н-гемоглобинопатней явля-
ется облигатным носителем a-thi-гена, а второй — a-thg. Обычно
прямой передачи Hb Н от родителя к ребенку не наблюдается.
Дети больного Н-гемоглобииоп атией наследуют либо a-thi, либо
гены a-ths.
Изредка при эритромиелозе или других миелопролиферативных
заболеваниях (включая дизэритропоэзы) описывают приобретен-
ную Н-гемоглобинопатию.
Гемоглобинопатия Bart’s у взрослых. Иногда у взрослых отме-
чают легкую анемию (НЬ около 100 г/л) в сочетании с гепатоспле-
256
номегалией и характерными талассемическими изменениями эрит-
роцитов. При электрофорезе Hb Bart’s составляет 3—8%; в эрит-
роцитах отмечаются тельца включения Hb Н. Этот фенотип может
возникать при гетерогенных генотипах (иапример, при сочетаниях
a-thi/Hb CS, a-thi/ia-thz/p-th и при гомозиготности по Hb CS).
Известно, что подобные сочетания (в частности, два первых) ве-
дут к Н-гемоглобинопатии. Почему при электрофорезе выявляется
не Hb Н, a Hb Bart’s, пока неизвестно. Одной из возможных при-
чин может быть нестабильность НЬН, в связи с чем он может
присутствовать в следовых количествах вместе с Hb Bart’s. Для
окончательного изучения этого фенотипа необходимы дальнейшие
исследования, включая изучение глобинового синтеза. Р. Wasi и
соавт. (1980) приводит данные о больной с таким фенотипом, у
которой биосинтетическое соотношение (а/p) было равно 0,65, что
соответствует гемоглобинопатии Н.
Гетерозиготное состояние по гену a-thi. Носители этого гена
выявляются среди больных гипохромными анемиями илн в резуль-
тате семейно-генетическнх исследований больных с Hb Н или
Hb Bart’s. У них может отмечаться легкая анемия с уровнем
НЬ 100—120 г/л, в некоторых случаях общий НЬ в норме в сочета-
нии с легким эритроцитозом (более 5-1012/л). Выражены типичные
талассемические изменения морфологии клеток. Содержание НЬ Аг
и Hb F в норме. При иммунохимическом исследовании могут обна-
руживаться следовые количества Hb Bart’s, а при инкубации пери-
ферической крови с 1% раствором Б КС выявляются единичные
(один на несколько тысяч) эритроциты с типичными включениями
Hb Н. Биосинтетическое соотношение а/p снижено по сравнению
с нормой (0,7—0,8). Гетерозиготы по a-thi выявляются среди роди-
телей гомозигот по a-thi, больных Н-гемоглобинопатией и целого
ряда компаундов (см. ниже). Генотип a-thi/Hb CS ведет к Н-гемо-
глобинопатии.
Гетерозиготное состояние по гену a-tha. Гематологические по-
казатели, как правило, в норме; анемии нет. Диагноз ставят де-
дуктивно на основе семейно-генетических исследований. Так, иа-
пример, у больного Н-гемоглобииопатией (генотип «-thj/a-tha)
один родитель будет облигатным носителем a-thi-гена, а второй —
гена a-thg. Исследование биосинтеза глобиновых цепей здесь не
имеет диагностической ценности, так как соотношение a/р нор-
мальное, или слегка снижено.
Единственным объективным показателем наличия и соотноше-
> пия указанных генотипов в популяции является иследование уров-
ня Hb Bart’s в крови новорожденных, взятой из пуповины. У но-
сителей гена a-thi оно равно 5—6%, а у носителей a-tha—1—2%.
Тетрамеры у-цепей обычно исчезают к концу первого полугодия
жизни, что показано при динамическом наблюдении детей в Таи-
ланде >[66]. Таким образом, данные генотипы могут быть присущи-
ми лишь популяциям Юго-Восточной Азин, в то время как в дру-
гих регионах мира могут существовать иные соотношения между
фенотипами и генотипами а-талассемнй.
17—407
257
Недавно D. J. Weatherall и соавт. (1980) и рядом других авто-
ров было выделено гомозиготное состояние по гену «-ths; как ука-
зывалось выше, оно обнаружено в негритянской популяции США
н фенотипически соответствует гетерозиготному состоянию по
a-thi (легкая анемия с типичными для талассемии морфологиче-
скими изменениями эритроцитов).
У гетерозигот по Hb CS никаких клинико-гематологических из-
менений нет. По своим проявлениям это состояние соответствует
a-th2; причем в качестве маркера в диагностике может использо-
ваться наличие малых количеств (до 2%) HbCS, определяемых
при электрофорезе на крахмальном геле с pH 8,6 в виде двух не-
больших полос с подвижностью, меньшей, чем у НЬ А2 (рис. 43).
Хотя биосинтез ас5-цепи у них должен быть замедлен, однако в
целом а-цепочечный синтез преобладает над синтезом р-цепсй. По-
данным Р. Wasi и соавт. (1980), соотношение биосинтеза у них
было повышенным (до 1,3—1,4). С помощью иммуиохимической
методики у гетерозигот по Hb CS всегда удается определить НЬ
Bart’s в больших количествах, чем у носителей гена a-thi.
Гомозиготное состояние по Hb CS. Оно проявляется легкой
анемией (с содержанием НЬ около 100 г/л), желтухой и сплено-
мегалией с ретикулоцитозом и гипохромией. Ввиду ретикулоцито-
за объем клетки не уменьшен. Видимо, здесь нет и общего сниже-
ния синтеза НЬ, а легкая анемия обусловлена гемолизом. Hb Н и
тельца включения не определяются. Hb Bart’s может выявляться
не только с помощью иммунохимического метода, но и при элек-
трофорезе па крахмальном геле (см. рис. 43). В целом по клинике
гомозиготное состояние по Hb CS является более тяжелым, чем
гетерозиготность по a-thi, так как наряду с анемией здесь имеют-
ся спленомегалия и гемолитическая желтуха. Что касается объема
эритроцитов, то наследование гена Hb CS, видимо, оказывает па
него нормализующее влиннне. Об этом говорит я повышение объ-
ема эритроцитов при сочетании Hb CS/a-thi. При электрофорезе у
гомозигот по Hb CS обычно отмечается 2—3 малых полосы.
Общее количество HbCS у гомозигот равно 4—6%. Р. Wasi
и соавт. (1980) обнаружили, что в костномозговых эритроидных
клетках Hb CS синтезируется быстрее, чем НЬ А. Наследование
этого аномального НЬ, очевидно, оказывает стимулирующее влия-
ние на продукцию р и у-цепей, о чем свидетельствует обнаруже-
ние даже у гетерозигот по Hb CS больших количеств Hb Bart’s
(с помощью иммунохимического метода), чем у гетерозигот a-th].
При Н-гемоглобинопатии с Hb CS (генотип a-th]/Hb CS) Hb Н
и Hb Bart’s имеются в больших количествах, чем при «классиче-
ской» Н-гемоглобииопатии (генотип a-thja-thg) -
Отсюда следует, что патофизиология проявлений генотипов
Hb CS сложнее, чем представляли раньше.
«-Талассемия в сочетании с a-цепочечными вариантами НЬ.
О сочетаниях a-thi/Hb CS и a-th2/Hb CS упоминалось выше. Эти
генотипы находят выражение в различных вариантах Н-гемогло-
бинопатии.
258
Рис. 43. Электрофореграммы HbCS в крахмальном геле (трис-ЭДТА-боратиая
система, pH 8,5 окрашивание амидочерным).
Пробы гемоглобина: 1 — здорового взрослого; 2 — гетерозиготного носителя Hb CS; 3 — боль-
ного гемоглобинопатией Н с наличием Hb CS; 4, 5 — гетерозигот по НЬ CS; 6 — здорового
взрослого [68J.
Компаунды по генам a-th'/HBQ. Hb Q относительно часто
встречается в популяциях Центральной и Юго-Восточной Азии и
имеет две разновидности: Hb Q India (uc4Asp *а»п) и q |гап
{(t,’5Asp—gro подвижность при электрофорезе на бумаге с
pH 8,6 является немного замедленной по отношению к НЬА;
*1.1нако он движется иногда в виде двух полос быстрее Hb G и
IlbS. Клиническая картина и мазок крови идентичны таковым
при Н-гемоглобинопатии. Состав гемоглобина: 75—85% HbQ и
IS—20% Hb Н при отсутствии НЬА и НЬА2. Может наблюдаться
HbQ2 (а2%2). Синтез нормальной a-цепи практически отсутству-
• । В эритроцитах наблюдаются тельца включения Hb Н, анемия
шляется умеренной (90—100 г/л) и соответствует по тяжести про-
«уточной форме талассемии.
Компаунд по генам негритянской формы ct-th/Hb 1 описан лишь
'« одной американской семье африканского происхождения. Про-
<ыид 24-летняя негритянка страдала легкой, но рефрактерной к те-
р.шии анемией беременности. Других клинических признаков не
«чечалось, однако ее эритроциты имели тенденцию к макроцито-
• \ п принимали серповидную форму при инкубации с 2% раство-
рим метабисульфита. При электрофорезе отмечено около 70%
и цепочечного варианта Hb 1 при нормальном содержании Hb F
н снижении НЬ А2. Следует отметить, что у пробанда было зиачи-
17*
259
тельное количество Hb А. Отец давно умер, но у матери была лег- !
кая рефрактерная к терапии железом анемия. У всех 3 детей про- |
банда были характерные талассемические изменения эритроцитов^^
(несмотря на проводившуюся терапию железом), а у одного и^И
них при рождении отмечено наличие Hb Bart’s в количестве околс^Ив
20%.
Сочетание а-талассемии с [3-цепочечными вариантами Hb. KhkWP
правило, клинические проявления легкие или вовсе отсутствуют.
Синтез .^-цепочечного структурного варианта здесь угнетен про- |
порционально тяжести сопуствующего гена a-th. I
Синдромы а-талассемий в сочетании с гемо
глобинопатией Е. Данные по 9 генотипам, встречающимся
в Юго-Восточной Азии, представлены в табл. 16. I
Двойная гетерозиготность по одному из а-талассемических ге-
нов и Hb Е (a-thi/НЬЕ или a-th2/HbE) не имеет клинических
проявлений. Количество Hb Е при первом генотипе равно 15—22%
(в среднем 19%), а при втором—23—32% (в среднем 26%).
Носительство одного из генов a-th в сочетании с гомозиготной
гемоглобинопатией Е клинически соответствует последней. Отме-
чается легкая гемолитическая анемия со спленомегалией (реже
эритроцитоз) и множеством мишеневидных эритроцитов. Состав i
НЬ в постнатальном периоде — почти 100% НЬЕ. Если с гомози
готной гемоглобинопатией Е сочетается два различных талассеми
ческих гена (генотипы a-thi/a-ths) гомозиготность по Hb Е или
a-thi/p-th (гомозиготность по НЬЕ), то фенотипически они прояв I
Таблица 16. Сочетание a-талассемий с р-цепочечным вариантом гемоглоби ,
нопатии Е [901 1
Генотипы, встречаю- щиеся в Юго-Восточной Азии Клинические при- знаки в посткаталь- ном периоде Состав гемоглобина j
при рождении в постнатальном I периоде
a-thj/Hb Ь (гетерози- готы) a-th2/Hb Е (гетерози- готы) U-thi/Hb Е (гомози- гота) a-fhg/Hb Е (гомозиго- та) a-tht/a-th2— Hb Е (гетерозиготы) a-thi/Hb CS—Hb Е (гетерозиготы) a-th2/Hb CS — Hb E (гетерозиготы) a-thi/a-ths — Hb E (гомозигота) a-thi/p-ih — Hb E (го- мозигота) Норма » Как у гомозигот по Hb Е То же Промежуточная талассемия » » Большая талассе- мия (типа ане- мии Кули) » F + А + Е + 5% Bart’s FA + Е + 1—2% Bart’s F + Е + 5% Bart’s F + Е + 1—2% Bart’s F + A + E + 25% Bart’s A + 19% E A + 26%) E 1 + Bart’s A+ 13% E+ + Barfs+ CS | A+20% E+ И + Barfs + CS 1 E + F + Bart’s 1 1 E + F + Barfs
260
♦I
ляются одинаково: при обоих вариантах клинически будет боль-
шая талассемия при составе Hb=E-rF+Bart*s.
Сочетания гетерозиготностн по Hb Е с двумя различными а-та-
лассемическими генами (a-thi и a-tha) либо с одним a-th-геном и
| геном Hb CS1 ведут в клинике к промежуточной талассемии со
I средним уровнем НЬ 7,3 г/л; тельца включения НЬ Н наблюдаются
'в 5% эритроцитов. На электрофореграмме НЬЕ 13—20%, НЬ
Bart’s 8% и около 80% НЬА. НЬА отмечается лишь в следовых
лоличествах ввиду его быстрого разрушения, а более стабильный
Hb Bart’s остается в эритроцитах. Генотип •a-thi/Hb CS/HbE про-
является также, однако на электрофореграмме дополнительно вы-
является 2—3% Hb CS. При генотипе a-ths/Hb CS/Hb Е состав
гемоглобина примерно такой же, но уровень НЬЕ немного выше
(20%) и клиническое течение является более легким.
Синдромы а-талассемий в сочетании с Hb S описаны выше (см.
главу 8). Двойная гетерозиготность по a-th и Hb С встречается
редко и обычно бессимптомна, особенностью является низкая про-
порция НЬС.
a-Талассемии в сочетании с р- и бр-талассемней (.p-th и <dp-th)
описаны у нескольких больных. При смешанной гетерозиготностн
; по генам a-th и p-th, впервые описанной Р. Fessas, клиническая
J картина и морфологические изменения эритроцитов больных соот-
1 ветствовали простой гетерозиготной форме. Уровень НЬ А2 был по-
вышенным, но зависел от тяжести сопутствующих генов a-th, кото-
рые способствовали различной степени его снижения. Как правило,
у больных имелись небольшое количество Hb Bart’s на электрофо-
реграмме и единичные включения Hb Н в эритроцитах, что служи-
ло отражением генотипа a-thi/р-th. Биосинтетическое соотношение
a/р было близким к 1,0 (т. е. при одновременном угнетении синте-
за а- и p-цепей он становится сбалансированным). Эритроциты ги-
похромные с нормальной продолжительностью жизни. У некоторых
больных отмечен симптом «утечки калия» из мембран эритроцитов,
причина которого не выяснена. Создается впечатление о том, что
у больных aP-талассемией гемолитический компонент отсутствует
при наличии морфологических изменений эритроцитов.
a-Талассемня в сочетании с бр-талассемией и НПФ Г были опи-
саны D. J. Weatherall в 1963 г. н Р. Fessas et al. в 1961 г. Кроме
Признаков носительства соответствующих генов, у пробаидов оп-
ределялись небольшие количества Hb Bart’s.
Р-Талассемические синдромы
Р-Талассемнческие синдромы — группа наследственных нару-
шений, обусловленных снижением вплоть до полного отсутствия
синтеза глобиновых p-цепей при нормальной скорости синтеза
a-цепей (т. е. дисбалансом глобинового синтеза).
Молекулярно-генетические причины возникновения таких синд-
ромов подробно освещены в главе 4. В данном разделе будет опи-
сано многообразие типов р-талассемий, их патофизиология и кли-
261
ника. В связи с тем что в настоящее время р-талассемии характе-
ризуют по ряду неоднородных признаков
(мутационный
дефект
особенности синтеза, состав гемоглобинов, клинические различия)
то при рассмотрении вариантов р-талассемическнх синдромов бу
дут использоваться термины, смысл и содержание которых рас
крыты в последующем изложении.
Генетическая гетерогенность синдромов р-талассемии
В последнее время доказана выраженная гетерогенность мута-
ций, приводящих к синдромам р-талассемии: р°-талассемия, р+-та-
лассемия, немой ген р-талассемии, гемоглобинопатия с Hb Lepore,
наследственное перснстированне фетального гемоглобина. Внутри
каждого вида выявлены различные варианты со своими характер-
ными особенностями (состав гемоглобинов, соотношение Gy- и
Ау-цепей в HbF и др.).
Р°-Талассемия (p°-th). Этот вид мутации характеризуется пол-
ным подавлением синтеза р-глобиновых цепей в цис-положенни.
Типы p°-th отличаются друг от друга по количеству н функцио-
нальной активности иРНК, интактности глобинойых генов и т. д.
р+'Талассемия (p+-th). Гетерогенность этого вида мутации про-
является вариабельным снижением уровня синтеза ip-цепей. В на-
стоящее время выделяют 2 типа таких мутаций: p+th (тип 1, seve-
re) с выраженным угнетением синтеза — в гомозиготном состоянии
дает клинику большой формы талассемии; p+-th (тип 2, mild) с
менее выраженным угнетением — клинику промежуточной формы
(наблюдается, в основном, у негритянского населения Африки и
Америки) [68].
р+~Талассемия (немой геи). Сходный с описанным выше, этот
вид талассемии выделен из-за отсутствия повышения минорных
фракций НЬ (НЬА-? и HbF) в гетерозиготном состоянии, что мо-
жет быть связано либо с затроиутостью талассемической мута-
цией синтеза -у- и/или б-цепей [64], либо с весьма малой экспрес-
сивностью гена талассемии н ие столь выраженным дисбалансом
цепей. Выделяют два типа мутаций: p+-th (немой ген, тип 1) —
без клипико-гематологических признаков талассемии и со слабым
дисбалансом синтеза и p+-th (немой ген, тип 2) — с гематологичс
скими изменениями и более выраженным дисбалансом.
бр-Талассемия (бр-th). Мутации этого вида характернзуютс
полным подавлением синтеза б- и р-глобнновых цепей в цис-полг
жении. В зависимости от состава у-цепей дифференцируют относи
тельно доброкачественную GyAy бр-th и более тяжелую Gy бр-tli
[8].
Гемоглобинопатия, обусловленная Hb Lepore. Неравный кроссин-
говер, приводящий к появлению неэффективно синтезирующихся
гемоглобинов с гибридной бр-целью и отсутствию i5- и р-г л обило-
вого синтеза в цис-положении, может осуществляться в разных
точках структурных генов. В зависимости от величины аминокис
лотных последовательностей б- и Р-глобннов в гибридных цепня
262
Таблица 17. Основные типы НПФГ
Тип НПФГ -у!Э8 Гли HbF у гетеро- зигот, % Распределение HbF в эритроцитах Статус уЛР-геипого комплекса
Негритянский (1) 0,4 25—30 Панпеллюлярное Делеция (б fl) ШЦ Делеция (Ауо)
Негритянский (2) 1.0 15
Греческий Hb Kenya 0.1 10-20 Гены активныИ»
1.0 6—7 » Делеция (6), НИ *?Р-гибрид ^Н
Британский 0,2 6—12 Г е героцеллюляр- ное Гены активны
Швейцарский 0,1 1—4 То же
Джорджия — 4—7 » »
Сиэттл 0,4 3—8 » > >
различают Hb Lepore нескольких типов (Boston, Baltimore, Hol-
landia). Однако дисбаланс синтеза и тяжесть клинических прояв-
лений во всех случаях примерно одинаковы [20].
Наследственное персистирование фетального гемоглобина
(НПФГ). Многочисленные типы мутаций НПФГ, известные к на-
стоящему времени, характеризуются увеличением биосинтетиче-
ского соотношения y/fl глобиновых цепей при сбалансированном
нли почти сбалансированном не а/а соотношении, различаясь
между собой по составу Gy- и Ау-цепей, количеству Hb F у гетеро-
зигот, распределению HbF по эритроцитам, активности б- и fl-re-
нов в цис-положенин. Вопрос о дифференцировании бр-th и
НПФГ весьма сложен. Особенностью НПФГ является отсутствие
анемии у гомозигот, более сбалансированный синтез и уровень
HbF у гетерозигот. Подробно эта проблема разобрана в обзоре
W. G. Wood и соавт. .[79]. Б табл. 17 дана краткая характеристи-
ка типов НПФГ, наиболее полно исследованных к настоящему
времени.
Следует отметить, что при гетероцеллюлярных типах НПФГ с
синтезом p-цепей в цис-положении синтез не а/а-цепей сбаланси-
рован, напротив, при панцеллюлярных типах НПФГ наблюдается
незначительный дисбаланс с некоторыми гематологическими изме-
нениями {14].
Генетическая гетерогенность предопределяет выраженный кли-
нический полиморфизм синдромов р-талассемии. Все вышеперечис-
ленные варианты талассемических мутаций можно разделить на
четыре условные группы по мере увеличения экспрессивности та-
лассемического дефекта (в основном, дисбаланса синтеза глобино-
вых цепей):
Группа 1: гетероцеллюляриое НПФГ.
Группа 2: лаицелюлярное НПФГ, px-th (немой ген, тип 1).
Группа 3: fifl-th, fl+-th (тип 2 mild), p+-th (немой ген, тип 2).
Группа 4: p+-th (тип 1 severe), бр-th с Hb Lepore.
263
К группе 1 можно приравнять н нормальный генотип как состоя-
ние со сбалансированным синтезом. На основании многочисленных
сообщений в мировой литературе можно выявить зависимость
клинической формы талассемии от генотипа индивидуума, который
обозначен двумя цифрами, показывающими, к какой группе отно-
сятся два р-глобиновых гена индивидуума.
Клиническая форма Генотип
Минимальная 1—1, 1—2, иногда 1—3.
Малая 1—3, 1—4, 2—2, 2—3.
Промежуточная 2—4, 3—3, иногда 1—4, 3—4.
Большая 4—4, иногда 3—4.
Разумеется, приведенная зависимость носит несколько упро-
щенный характер, так как степень выраженности талассемической
мутации варьирует даже в пределах одного н того же вида мута-
ций. Например, среди голландцев, белых американцев, арабов
описаны гомозиготные р°-талассемии, текущие по промежуточной
клинической форме [17]. Гетерозиготные а-талассемии уменьшают
дисбаланс цепей при сочетании с синдромами р-талассемни, смяг-
чая симптоматику заболевания [36]. Изменяют клиническое тече-
Таблица 18. Краткая характеристика основных синдромов р-талассемии
Генотип Форма талассемии Состав гемоглобина
Гомозиготная p°-th Гомозиготная р1 -th (se- vere, тип 1) Гомозиготная р+-th (mild, тип 2) Гомозиготная Др-th Гомозиготная бр-th с Hb Lepore Гомозиготное НПФГ (негритянский тип) Гетерозиготная p-th Гетерозиготная ₽-th (не- мой геи) Гетерозиготная 6p-th Гетерозиготная 6p-th с Hb Lepore Гетерозиготное НПФГ Большая Большая Промежуточная Промежуточная Большая Малая Малая, редко про- межуточная Малая, минималь- ная Малая, минималь- ная Малая Минимальная HbF 98%, НЬ А2, свободные а-це- пи HbF 15-80%, Hb А2 3—9%, остальной—НЬ. свободные а- цепи HbF 10-40%, Hb А2 3—8%, остальной — НЬ А HbF 100% HbF 85—90%, Hb Lepore 10—15%, свободные a-цепи HbF 100% Hb As 4—8%, Hb F 2—5% (при- мерло в 50% случаев), осталь- ной—-Hb А Норма, снижено биосинтетическое отношение р/а Hb F 5—20%, НЬ А2 нормален или снижен, остальной — НЬ А Hb Lepore 8—14%, Hb F I—«15%, Hb A2 2%, остальной Hb A. Hb F 25—<30%, Hb A2 нормален или снижен, остальной — Hb А.
ние вторичные анемии (обусловленные дефицитом железа, фолие-
вой кислоты, витамина В12 и др.), беременность, иитеркурреитные
заболевания и другие генетически не детерминированные факторы.
Естественно, охарактеризовать все описанные синдромы р-талассе-
264
мии не представляется возможным. Однако знание основных па-
тогенетических механизмов заболевания позволяет ориентировать-
ся и в диагностически трудных случаях.
Синтез глобиновых цепей при Р-талассемических
синдромах
Скорость Синтеза глобиновых цепей относительно друг друга
определяется методом, заключающимся в инкубации красных кле-
ток с меченной 3Н и 14С аминокислотой с последующим разделе-
нием глобиновых цепей и определением включенной радиоактив-
ности. Чаще оценивают P/а биосинтетическое соотношение, но
иногда полезно знать и другие соотношения (не а/а, у/а, у/р
и т. д.). У здоровых индивидуумов p/а отношение колеблется
от 0,9 до 1,1.
У гомозигот по генам р-талассемии синтез p-цепей может либо
отсутствовать — p°-th, либо быть резко сниженным — p+-th. В слу-
чае гомозиготной р°-талассемии Hb F является основным компо-
нентом (96—98%), однако синтез у-цепей не компенсирует отсут-
ствие p-цепей: отношение у/а в ретикулоцитах составляет 0,2—0,3
[17]. Свободные, синтезирующиеся в избытке a-цепи можно обна-
ружить в эритроидных клетках гомозигот в большом количестве.
При более доброкачественном варианте гомозиготной р°-талассе-
мии (так называемый голландский тип), протекающей по типу
промежуточной клинической формы, синтез у-цепей более интен-
сивный (у/а=0,35—0,45) [17]. Невелик и пул свободных а-цепей.
Таким образом, соотношение не а и а-цепей является одной из
важнейших детерминант выраженности клинических проявлений.
Гетерогенность гомозиготной Р+-талассемии выражается в ва-
риабельности угнетения синтеза p-цепей: p/а отношение колеблется
от 0,05 до 0,4. Кроме того, сюда условно относят и больных с ге-
нотипом p°-th/P+-th, неотличимым экспериментально от p+-th/p+-th:
в том и в другом случае наблюдается синтез НЬА. Хотя и дела-
лись попытки на отдельных популяциях дискриминировать эти два
состояния по уровню НЬА (4—12% и 22—36% для р°/р+ и р+/р+
соответственно) [38], достоверных различий в дисбалансе глоби-
нового синтеза в ретикулоцитах при разных соотношениях НЬА
и Hb F обнаружить не удалось ;[12].
Иногда количественно оценивать снижение синтеза цепи можно
у компаундов-гетерозигот по талассемии и структурному варианту
р-глобиновой аллели. В этом случае о скорости синтеза рА-цепи
можно судить по отношению количества НЬА к аномальному
НЬ при условии, конечно, что мутантный белок стабилен и синте-
зируется с нормальной скоростью. Наиболее подробно в мировой
литературе описана Hb S/p-th (см. главу 8). У больных с
HbS/p+-th наблюдалась бимодальность в количестве НЬА(12 и
24%) '[63], что позволило авторам работы говорить о наличии
двух отличающихся по степени угнетения синтеза р-глобина талас-
семическнх мутаций. Среди жителей Дагестана обнаружены ком-
18—407 265
К группе 1 можно приравнять и нормальный генотип как состоя-
ние со сбалансированным синтезом. На основании многочисленных
сообщений в мировой литературе можно выявить зависимость
клинической формы талассемии от генотипа индивидуума, который
обозначен двумя цифрами, показывающими, к какой группе отно-
сятся два р-глобиновых гена индивидуума.
Клиническая форма
Минимальная
Малая
Промежуточная
Большая
Генотип
I—Г, Г—2, иногда I—3.
1—3, 1—4, 2—2, 2—3.
2—4, 3—3, иногда 1—4, 3—4.
4—4, иногда 3—4.
Разумеется, приведенная зависимость носит несколько упро-
щенный характер, так как степень выраженности талассемической
мутации варьирует даже в пределах одного и того же вида мута-
ций. Например, средн голландцев, белых американцев, арабов
описаны гомозиготные р°-талассемии, текущие по промежуточной
клинической форме [17]. Гетерозиготные а-талассемии уменьшают
дисбаланс цепей при сочетании с синдромами р-талассемии, смяг-
чая симптоматику заболевания [36]. Изменяют клиническое тече-
Таблица 18. Краткая характеристика основных синдромов р-талассемии
Генотип Форма талассемии Состав гемоглобина
Гомозиготная p°-th Большая HbF 98%, НЬ А2, свободные а-це- пн
Гомозиготная р' -th (se- vere, тип 1) Большая HbF 15—80%, Hb А2 3—9%, остальной — НЬ. свободные а- цепи
Гомозиготная 0+-th (mild, тип 2) Промежуточная HbF 10-40%, НЬ А2 3—8%, остальной —НЬ А
Гомозиготная dp-th Промежуточная HbF 100%
Гомозиготная 60-th с Но Lepore Большая HbF 85—90%, Hb Lepore 10—15%, свободные а-цепи
Гомозиготное НПФГ (негритянский тип) Малая HbF 100%
Гетерозиготная p-th Малая, редко про- межуточная Hb As 4—8%, Hb F 2—5% (при- мерно в 50% случаев), осталь- ной—-Hb А
Гетерозиготная p-th (не- Малая, мииималь- Норма, снижено бкоснитетнческое
мой ген) пая отношение р/а
Гетерозиготиая 6 p-th Малая, минималь- ная Hb F 5—*20%, НЬ А2 нормален пли снижен, остальной — НЬ А
Гетерозиготная бр-th с Hb Lepore Малая Hb Lepore 8—14%, Hb F 1—15%, Hb Ag 2%, остальной Hb А.
Гетерозиготное НПФ Г Минимальная Hb F 25—00%, Hb A2 нормален или снижен, остальной — Hb А.
ние вторичные анемии (обусловленные дефицитом железа, фолие-
вой кислоты, витамина В12 и др.), беременность, интеркуррентныс
заболевания и другие генетически не детерминированные факторы
Естественно, охарактеризовать все описанные синдромы р-талассе-
264
'мин не представляется возможным. Однако знание основных па-
тогенетических механизмов заболевания позволяет ориентировать-
ся и в диагностически трудных случаях.
Синтез глобиновых цепей при р-талассемических
синдромах
Скорость Синтеза глобниовых цепей относительно друг друга
определяется методом, заключающимся в инкубации красных кле-
ток с меченной 3Н и 14С аминокислотой с последующим разделе-
нием глобиновых цепей и определением включенной радиоактив-
ности. Чаще оценивают p/а биосинтетическое соотношение, но
иногда полезно знать и другие соотношения (не ю/а, у/а, у/Р
и т. д.). У здоровых индивидуумов p/а отношение колеблется
от 0,9 до 1,1.
У гомозигот по генам р-талассемии синтез p-цепей может либо
отсутствовать — Р°-th, либо быть резко сниженным — p+-th. В слу-
чае гомозиготной р°-талассемни Hb F является основным компо-
нентом (96—98%), однако синтез у-цепей не компенсирует отсут-
ствие p-цепей: отношение у/сс в ретикулоцитах составляет 0,2—0,3
[17]. Свободные, сннтезнрующиеся в избытке а-цепн можно обна-
ружить в эритроидных клетках гомозигот в большом количестве.
При более доброкачественном варианте гомозиготной р°-талассе-
мии (так называемый голландский тип), протекающей по типу
промежуточной клинической формы, синтез у-цепей более интен-
сивный (у/а=0,35—0,45) [17]. Невелик и пул свободных а-цепей.
Таким образом, соотношение не а и a-цепей является одной из
важнейших детерминант выраженности клинических проявлений.
Гетерогенность гомозиготной Р+-талассемни выражается в ва-
риабельности угнетения синтеза p-цепей: p/а отношение колеблется
от 0,05 до 0,4. Кроме того, сюда условно относят и больных с ге-
нотипом p°-th/P+-th, неотличимым экспериментально от p+-th/p+-th:
в том н в другом случае наблюдается синтез НЬ А. Хотя и дела-
лись попытки на отдельных популяциях дискриминировать эти два
состояния по уровню НЬА (4—12% и 22—36% для р°/р+ и р+/Р+
соответственно) [38], достоверных различий в дисбалансе глоби-
нового синтеза в ретикулоцитах при разных соотношениях НЬ А
и Hb F обнаружить не удалось i[ 12].
Иногда количественно оценивать снижение синтеза цепи можно
у компаундов-гетерозигот по талассемии н структурному варианту
р-глобиновой аллели. В этом случае о скорости синтеза р^-цепи
можно судить по отношению количества НЬ А к аномальному
НЬ прн условии, конечно, что мутантный белок стабилен и синте-
зируется с нормальной скоростью- Наиболее подробно в мировой
литературе описана Hb S/p-th (см. главу 8). У больных с
HbS/p+-th наблюдалась бимодальность в количестве НЬА(12 и
24%) [63], что позволило авторам работы говорить о наличии
двух отличающихся по степени угнетения синтеза р-глобина талас-
семических мутаций. Среди жителей Дагестана обнаружены ком-
18—407 265
паунды со слабым угнетением синтеза (НЬА составляет 40%),
обозначенные как Hb S/0++-th [3]. Средн саудовских арабов описа-
на Hb S/p°-th с выраженной компенсацией у-цепочечным синтезом
(HbS 58%, НЬА 16%, HbF 26%) [51].
При гомозиготной 60-талассемни весь гемоглобин представлен
Hb F. Отличие от 0°-талассемии заключается в следующем: отсут-
ствует синтез как б-, так и p-цепей, следовательно, нет НЬА и
НЬ Аг, более выражена компенсация у-глобиновым синтезом
(у/a отношение в ретикулоцитах достигает 0,6), что находит свое
отражение в более доброкачественной промежуточной клиниче-
ской форме [43]. К настоящему времени описаны почти исключи-
тельной (60)°-талассемии, что связано с невозможностью на со-
временном экспериментальном уровне дифференцировать между
(60)+- и 0+-th, которые должны были бы различаться в небольших
отклонениях HbAg, присутствующего и так в малых количествах.
Исключение составляет работа G. Russo, F. Mol Иса о семье, где
у пробанда в цис-положении к талассемической мутации шел син-
тез НЬА, а у одного из родителей была типичная 60-талассемия;
'[68].
Генетическая гетерогенность и обусловленный этим клинике-
биохимический полиморфизм проявляются и при исследовании
состава у-цепей при различных талассемических синдромах. Соот-
ношение Gy и Ау, выраженное в количестве остатков глицина в
пептиде (т. е. если, например, все у-цепи представлены ^-це-
пями, то у 136 Гли =1,0), отражает затронутость мутацией того
или иного регуляторного участка в комплексе у-генов и позволяет
отграничивать варианты талассемий. Так, в негритянских популя-
циях обнаружены GyAy 60-th (у 136 Гли=0,55) и yG 60-th
(у 136 Гли=1,0). В первом случае у гомозигот у/а-отношение в
ретикулоцитах в среднем составляет 0,6, во втором — 0,25, т. с.
имеются 2 различных варианта [8, 72]. Интересно, однако, заме-
тить, что клиника первого варианта лишь немногим более мягкая.
Таким образом, несмотря на наблюдаемую корреляцию между
степенью дисбаланса не а и а-цепей н тяжестью клинической кар-
тины, существуют и варианты синдромов, протекающие иначе, чем
того можно было ожидать, исходя из биосинтетического отноше-
ния.
Это подтверждается и при рассмотрении особенностей синтеза’
при НПФГ, состоянии, характеризующемся отсутствием анемии у
ее носителей. При негритянском типе НПФГ — GyAy НПФГ
(у 136 Гл и=0,6) Hb F составляет 100% у гомозигот, а у /а отноше-
ние в ретикулоцитах колеблется от 0,5 до 0,7 [26], что совпадает
с показателями глобинового синтеза у гомозигот по суАу 60-th, на-
блюдаемой также у негров. Однако анемии у носителей генов
НПФГ не наблюдается (НЬ составляет в среднем около 160 г/л, в
то время как при °уАу 60-th 105 г/л). При других типах НПФГ
глобиновый синтез сбалансирован или почти сбалансирован, что
можно объяснить активностью 0-глобииового гена в цис-положе-
нии к детерминанту НПФГ, как, например, при негритянском ти-
266
ле 2 НПФГ — Gy P+ НПФГ [33] или греческом типе — ₽+ НПФГ
[65] (символ р+ и означает синтез p-цепей в цнс-положении).
Такие типы НПФГ со сбалансированным синтезом не приводят,
как правило, к смещению отношения количеств аномального НЬ
к нормальным (в данном случае Hb А^НЬ F) у гетерозигот по
структурному варианту и гену НПФГ.
Носительство Hb Lepore причисляется к синдромам р-талассе-
мии вследствие неэффективного синтеза не a-цепей и отсутствия
синтеза p-цепей в цнс-положении. Известно, что бр-иРНК приоб-
ретает некоторые характеристики б-глобиновой и РНК, в частности,
рано теряет свою активность в процессе эритроидной пролифера-
ции и созревания и в ретикулоцитах уже не транслируется. У го-
мозигот по Hb Lepore не «/а биосинтетическое соотношение колеб-
лется от 0,30 до 0,55 [57].
При гетерозиготных формах р-талассемии дисбаланс в рети-
кулоцитах выражен в меньшей степени, хотя н здесь наблюдается
значительная вариабельность. У гетерозигот по р-талассемии отно-
шение p/а колеблется в пределах 0,4—0,8, причем различия меж-
ду гетерозиготами по генам p°-th и p+-th практически неуловимы.
Несмотря на это, иногда разницей в дисбалансе удается объяснить
и клинический полиморфизм при этом генотипе. Например, в Ита-
лии сравнивались гетерознготы с промежуточной и малой клини-
ческой формой, не а/а соотношения в ретикулоцитах у них в сред-
нем равнялись 0,47 и 0,57 соответственно ,[60]. Однако при сравне-
нии двух генотипов p+-th (немой ген), при которых имеются лишь
схожие, минимально выраженные признаки талассемии, биосинте-
тические отношения ip/a у них достоверно отличались — 0,62 и
0,40 соответственно >[62, 64].
Следует отметить, что тяжелая анемия при гомозиготных р-та-
лассемиях, не позволяющая больным дожить до зрелого возра-
ста, и легкая, стертая симптоматика в гетерозиготном состоянии
не могут быть объяснены разницей в дисбалансе не а- и а-цепей,
наблюдаемой в ретикулоцитах. Кроме того, при гетерозиготной
р-талассемии не наблюдается большого избытка a-цепей в рети-
кулоцитах, как того можно было ожидать, исходя из сниженного
примерно вдвое синтеза p-цепей. Как станет ясно ниже, что доста-
точно важно для клинических проявлений болезни. При выполне-
нии стандартного опыта инкубации в течение нескольких часов с
меченой аминокислотой клеток костного мозга гетерозигот р/«
отношение было найдено равным 1 >[37] и лишь при коротких пе-
риодах инкубации (несколько минут) снижалось до цифр, наблю-
даемых в ретикулоцитах, т. е. до ~0,5. При фракционировании
красных клеток костного мозга гетерозигот по р-талассемии на
возрастные группы (от стадии базофильного эритробласта до рети-
кулоцитов) р/« отношение прн часовых периодах инкубации сни-
жалось от 1,0 в базофильных эритроцитах,, до 0,5 в ретикуло-
цитах {76].
Авторы работ предположили, что в незрелых эритроидных
клетках избыток синтезируемых a-цепей быстро, в течение не-
18*
267
скольких минут расщепляется протеазами, а активность протеоли-
тической системы при созревании падает, становясь минимальной
в ретикулоцитах. Далее, была обнаружена способность лнзатов
клеток костного мозга как больных талассемией, так и здоровых
индивидуумов приводить к балансу ₽/« соотношение при добавле-
нии их в инкубационную бесклеточную ретикулоцитарную систему
гетерсзиготы по р-талассемии, связанную с расщеплением свобод-
ных а-цепей [30], а также невозможность протеолитически корри-
гировать дисбаланс прн добавлении в систему ингибиторов про-
теаз [41]. В эритроидных клетках гомозигот по р-талассемии.
активности протеаз, пс-видимсму, не хватает для деградации избыт-
ка a-цепей и, таким образом, реальные, клинически значимые раз-
личия в дисбалансе гомо- и гетерозигот существуют лишь в кост-
ном мозге.
При гетерозиготной фр-th не а/а биосинтетическое соотношение
варьирует в довольно широких пределах — от 0,6 до 1,0 в ретику-
лоцитах, демонстрируя в ряде случаев адекватную компенсацию
синтезом у-цепей |[39]. Гетерозиготное НПФГ почти всегда дает
нормальное соотношение не а/а-сиптеза, лишь иногда оно спуска-
ется до 0,8 [16]. У гетерозиготных носителей Hb Lepore не а/а
соотношение синтеза колеблется от 0,40 до 0,70 в ретикулоцитах.
Таким образом, почти для всех вышеперечисленных р-талассе-
мических синдромов характерно снижение скорости синтеза р-це-
пей относительно a-цепей. Однако измеряемая скорость биосинтеза
глобинов в ретикулоцитах не всегда точно отражает этот процесс
в период созревания эритроидной клетки. Существует система про-
теолиза, способная в некоторой степени расщеплять избыточные
а-цепн. В некоторых случаях нехватка ip-цепей частично или пол-
ностью компенсируется синтезом у-цепей. Эритроциты, содержа-
щие преимущественно HbF (F-клетки), при выраженном снижен
нни синтеза p-цепей обладают более высокой продолжительностью
жизни в периферической крови как эритроциты с меньшим внут-
риклеточным дисбалансом. Этим объясняются некоторые парадок-
сальные находки прн гомозиготных р°-талассемиях: иногда у/а
биосинтетическое соотношение в ретикулоцитах периферической
крови приближается к единице, в то время, как в костном мозге
у/>а отношение равно 0,2—0,3 <[45]. Следовательно, наиболее упо-
требительный в настоящее время метод измерения скорости био-
синтеза глобинов в ретикулоцитах не всегда дает четкое представ-
ление о процессах in vivo, хотя его диагностическая ценность не^
сомненна. Однако даже приблизительное знание уровня дисбаланс
са глобиновых цепей как первичного повреждающего агента може!
дать план в построении полной модели патогенетических механизм
мов заболевания и будущей терапевтической стратегии.
Патофизиология большой формы р-талассемии
Эритроциты при р-талассемии. Избыток a-цепей. Харак-
терные патологические свойства эритроциты больного талассемией
приобретают вследствие избытка a-цепей, что можно доказать
268
многочисленными фактами. Описана промежуточная форма гете-
розиготной р-талассемии, вызванная не снижением ₽-глобинового
синтеза, а усиленной продукцией а-цепей, так что среднее содер-
жание гемоглобина в эритроците (ССГЭ) было нормальным [69].
а-Талассемия, уменьшая дисбаланс синтеза цепей при сочетании
с р-талассемией, дает заметно меньше проявлений неэффективного
эритропоэза. Протеолитическое расщепление избытка а-цепей у
гетерозигот позволяет им быть практически бессимптомными носи-
телями генов талассемии, а слабая гемоглобннизацня красных
клеток компенсируется некоторым эритроцитозом.
Свободные a-цепи обнаруживаются в большом количестве в
эритроидных клетках больных анемией Кули, что можно зареги-
стрировать электрофорезом на крахмальном геле или гель-филь-
трацией на Сефадексе-Г-25. Более того, при инкубации с изотопом
специфическая активность (радиоактивность на единицу оптиче-
ской плотности) свободных а-цепей гораздо выше, чем цепей, вхо-
дящих в состав НЬ, что говорит о постепенной деградации свободных
субъединиц [17]. Следует заметить, что крайне незначитель-
ный пул а-цепей имеется и у здоровых лиц, играющий определен-
ную роль в динамике синтеза. Свободные a-цепи быстро окисляют-
ся, переходят в гемихромы н преципитируют с образованием телец
включений (inclusion bodies), которые нарастают в размерах и ко-
личестве в процессе эритроидного созревания -[80].
В созревших клетках костного мозга тельца включения состав-
ляют до 75% всего белка клетки и бывают до 3 мкм в диаметре.
Пептидные карты таких преципитатов выявляют характерные для
а-глобина пептидные пятна, что прямо указывает на их природу.
Преципитаты а-цепей повреждают мембрану эритроидных клеток,
что приводит к крайней неэффективности эритропоэза. Замечена
довольно четкая корреляция между тяжестью клинической карти-
ны и степенью выраженности телец включений в эритроидных
клетках, которая отражает реальный дисбаланс между р- и а-це-
пями в течение всего периода эритроидного созревания прн р-та-
лассемии.
Перегрузка эритроидных клеток железом.
Важным патогенетическим звеном при большой форме талассемии
являются нарушения обмена железа в гемоглобинпродуцирующих
клетках. Вследствие сниженного тотального синтеза НЬ и потери
гемов преципитировавшими a-цепями железо накапливается в эрн-
(троидных клетках в большом количестве. Синтез гема блокируется
на стадии образования 6-аминолевулиновой кислоты (АЛК) инги-
бированием АЛК-синтетазы накопившимися метаболитами. Желе-
1 зо насыщает молекулы апоферритина, количество которых в 10 раз
превышает нормальный уровень. Достигнув высокого железо-бел-
кового соотношения, молекулы апоферритина протеолитически рас-
щепляются с образованием значительного числа гранул гемосидери-
на (сидеросом), что означает перегрузку белковой системы клетки
железом. После насыщения апоферритиновых молекул возника-
ет и начинает нарастать пул «неспецифическсго» железа '[31], ха-
269
рактерный для перегруженных железом организмов, который спо-
собствует пероксидазному повреждению мембран.
Будучи генетически ие детерминированными, нарушения в об-
мене железа находятся в неразрывной связи с синтезом НЬ — ос-
новным железосодержащим белком организма. Глубина этих на-
рушений связана еще и с тем, что регуляторные механизмы по-
ступления железа в организм (абсорбции в кишечнике) реагируют
на требования эритропоэза, а не на потребности синтеза железо-
содержащих белков: так, эритропоэтин увеличивает абсорбцию
железа.
Мембрана эритроцитов. Глобиновые тельца включения и пере-
грузка железом ведут к пероксидазному повреждению мембран,
которая может быть вызвана внутриклеточным окислением избыт-
ка a-цепей и катализируемым гемосидерином образованием сво-
бодных кислородных радикалов [58]. Измененная проницаемость
мембраны приводит к нарушению ионных концентраций в клетке:
К+, Na+, Са++ и т. д. Ионы Са++, в частности, считаются ответст-
венными за расстройство сократительной способности филаментов
в эритроците, так как индуцируют активность трансглютамина-
зы — фермента, осуществляющего синтез глютамил-лизиновых
мостиков, которые вызывают ригидность мембраны, т. е. потерю
способности к деформации [40].
Известное значение играет и механическое «выкусывание»
клетками ретикуло-гистиоцитарной системы участков цитоплазмы
эритроидных клеток, содержащих тельца включения. Такой про-
цесс можно наблюдать микроскопически, а клетки с вырезанными
тельцами включения приобретают каплевидную форму.
Таким образом, вследствие разнообразных, до конца еще нс
изученных причин эритроидная клетка часто гибнет внутри кост-
ного мозга, а если и выходит в кровяное русло, то задерживается
в селезенке, где также происходит процесс удаления телец вклю-
чения. В последнее время высказывается мнение о механизме
узнавания макрофагами эритроцитов при большой талассемии как
клеток с неравномерным распределением остатков сиаловой кисло-
ты на их поверхности. Фагоцитоз талассемических эритроцитов
in vitro макрофагами осуществлялся в 20 раз быстрее, чем нор-
мальных i[59]. Резко усиленная деструкция эритроидных клеток
in situ и в селезенке — признак неэффективного эритропоэза.
Гиперплазия эритрона. Костный мозг при большой форме та-
лассемии выявляет резко выраженную эритроидную гиперплазию,
которая является реакцией эритрона на хроническое гипоксемиче-
ское состояние больного, вызванное слабой гемоглобинизацией
красных клеток, их ускоренным удалением селезенкой из перифе-
рического кровотока н внутрикостным гемолизом.
Средняя полупродолжительность жизни эритроцитов резко сни-
жена до 7—22 дней, как показывают опыты по включению радио-
активной метки Сг51 in vivo i[68].
По данным этих экспериментов выявлены две популяции крас-
ных клеток: короткоживущая и долгоживущая, полупродолжитель-
270
ность жизни последней приближается к нормальным срокам. Дол-
гоживущая популяция представлена в основном F-клеткамн, что
логически вытекает из факта частичного компенсирования дисба-
ланса у-цепями в таких клетках. Однако Hb F, обладая повышен-
ным сродством к кислороду, не может ликвидировать гипоксеми-
ческое состояние больных.
Картина костного мозга при тяжелой талассемии довольно ха-
рактерна. Соотношение мнело/эрнтро снижается до 0,1 (даже у ге-
терозигот оно снижено до единицы). Однако пролиферация эри-
троидных клеток крайне замедлена. Увеличено в 2—5 раз количе*
ство базофильных и полихроматофильных эритробластов на ста-
дии Gi клеточного цикла. Именно в этот период начинается уси-
ленный синтез НЬ и вместе с ним повреждающий клетку дисба-
ланс синтеза.
При инкубации in vitro клеток костного мозга с 14С-тимиднноМ
соотношение клеток (проэритробласты: базофильные эритробла-
сты: полихроматофильные эритробласты) смещается до 1,0:0,8—
2,6: 0,7—1,4 (в норме 0,9:2 :4,8), что свидетельствует о гибели
эритроидных клеток, особенно на двух последних пролифератив-
ных стадиях. Выживаемая фракция составляет 15—30% £193-
Под действием активно работающего костного мозга (эритроид-
ная масса увеличивается в 20—30 раз) костномозговые полости
начинают расширяться, очагн гемопоэза начинают появляться в
длинных трубчатых костях, диплоэтическом пространстве, экстра-
медуллярно, что вызывает характерные для талассемии изменения
костной системы.
Для большой формы талассемии постоянным признаком явля-
ется спленомегалия, вследствие как «гипертрофии рабочего орга-
на», так и перегрузка железом. Увеличение селезенки (в 10 раз
и более) усугубляет течение анемии гиперволемией (спленической
гидремией). Часто возникает вторичный гиперспленнзм с вытекаю-
щими отсюда осложнениями.
Перегрузка организма железом. Важным патогенетическим зве-
ном в клинике гомозиготной р-талассемии является перегрузка
организма железом вследствие сниженной утилизации железа
красными клетками крови, увеличенной абсорбции в кишечнике й
особенно в последнее время в связи с введением интенсивных
трансфузионных программ — дополнительной нагрузки железом с
переливаемой кровью. Повышение сывороточного железа, подъем
сывороточного ферритина отражает процесс накопления металла
в тканях. Общая железосвязывающая способность сыворотки сни-
жается. Постепенно начинается накопление гранул гемосидерина
во внутренних органах. Когда железосвязывающая способность
апоферритина истощается, железо может образовывать соединения
с другими белками, в норме не существующие, что приводит к на-
рушению метаболизма клеток и дегенеративным изменениям орга-
нов. Особенно страдают паренхиматозные клетки печени, эндо-
кринных органов, клетки сердца. Железо НЬ перелитой кровн де-
понируется в селезенке после естественной смерти эритроцитов, а
271
всосавшееся в кишечнике — непосредственно в паренхиматозных
клетках.
Новововлеченный в синтез НЬ гем, несмотря на частичное ннги-
•бнрованпе его синтеза, обнаруживается в избытке, что приводит
к появлению в организме продуктов его усиленного катаболизма:
в сыворотке немного повышен неконъюгированный билирубин, сни-
жены или отсутствуют гаптоглобин и гемопексин, в моче — ано-
мальные дипиррольные соединения. За счет усиленного желчекам-
необразования возможны приступы калькулезного холецистита.
Следует подчеркнуть, что вышеперечисленные патогенетические
механизмы характерны для тяжелых форм р-талассемических
синдромов. Для малой н минимальной клинических форм замече-
ны лишь следовые, стертые признаки — последствия глобинового
дисбаланса. Именно поэтому эти формы объединяют под назва-
нием «thalassemia trait» (т. е. штриховая, следовая талассемия).
Клинические формы талассемии
Большая форма (thalassemia major). Клинические проявления
большой формы р-талассемии становятся заметными, начиная
примерно с первого года жизни ребенка и вначале не несут специ-
фических черт: отставание в весе, бледность кожных покровов,
приступы лихорадки. Однако обычно уже к концу второго года
жизни отчетливей выступают признаки анемии и неэффективного
эритропоэза, возникает необходимость в гемотрансфузиях. Иногда
по возрасту ребенка, при котором переливания эрнтромассы стано-
вятся жизненной необходимостью, большую талассемию делят по
степени тяжести: до 2 лет (А), до 5 лет (Б), после 5 лет (В) |[38].
Без трансфузий анемия тяжелая: НЬ 20—60 г/л, эр. 2—3-1012/л.
В мазках периферической крови — широкий полиморфизм
прежде всего анизопойкилоцитоз. Наряду с нормохромными нор
моцитами в большом количестве встречаются слабо гемоглобнии
зованные клетки — мишеневидные, шлемовидные, гипохромные
клетки, измененные при удалении телец включений — каплевид
ные, клетки-фрагменты, а также микросфероцнты, микроциты
Тельца включения выявляются при окраске окислительно-восста
нсвительными красителями лишь у больных с удаленной селезен
кой. Выявляется базофильная пунктация эритроцитов, ретикулоци
тоз, в тяжелых случаях — нормобластоз. В пунктате костного моз
га — эритроидная гиперплазия с морфологически измененным!
эритробластами, в основном полихроматофильными, сидеробласта
ми, многочисленные тельца включений в цитоплазме, единичные
в ядре. Осмотическая резистентность эритроцитов повышена (при
чины пока точно не установлены).
Характерны изменения костной системы при большой таласое
мин. Деформация черепа приводит к характерному «лицу больной,
анемией Кули» (facies Cooley): башенный череп, увеличение верх-
ней челюсти с отдалением орбит и монголоидных разрезом глаз,
выступанием резцов и клыков, нарушением прикуса и другими
272
Рис. 44. Внешний вид больного талассемией
большой формы.
одонтологическими проблемами.
Рентгенологически определяют
симптом «волосатого черепа» или
«ежика» (игольчатый периостоз),
расширение диплоэтического про-
странства, усиление трабекулярного
рисунка, нарушение пневматизации
пазух, осложняющееся синуситами,
остеопороз, облитерация lamina
dura и др. В длинных трубчатых
костях расширены костномозговые
полости, кортикальный слой истон-
чен, часты патологические перело-
мы. При рентгенографии грудной
клетки иногда находят псевдоопу-
холевые образования: очаги экстра-
медуллярного кроветворения, кото-
рые при локализации в параверте-
бральных каналах могут приводить
к симптомам спинальной миелопа-
тии и компрессии спинного мозга
[42].
Обязательный признак большой формы — увеличенная селезен-
ка (рис. 44). Однако считается, что спленэктомия показана лишь
в случаях осложнений со. стороны селезенки: механической комп-
рессии внутренних органов и явлений гиперспленизма. Во втором
случае иа фоне развивающихся лейкопении и тромбоцитопении
возникают вторичные инфекционные осложнения и геморрагиче-
ские симптомы. Массивная спленомегалия приводит также к ги-
перволемии, утяжеляя проявления анемии.
В связи с увеличенной потребностью в фолиевой кислоте при
ее недостатке гемопоэз может приобретать мегалобластический
характер.
Надо заметить, что интенсивные режимы гемотрансфузий, осо-
бенно если их начинают с раннего возраста, могут подавлять или
отдалять во времени развитие симптомов анемии и неэффектив-
ного эритропоэза. Так, возможно поддерживание уровня НЬ свыше
100 г/л, гематокритной величины свыше 0,3 л/л, при этом костные
изменения наступают значительно позже и не ведут к тяжелым
деформациям, а спленомегалия не бывает столь выраженной.
Однако острее становятся проблемы, связанные с перегрузкой ор-
ганизма железом.
У больных большой талассемией начиная примерно с 8—10 лет
возникают, а через несколько лет и выходят на передний плац
осложнения, связанные с гемосидерозом внутренних органов.
273
Процесс гемосидероза миокарда, преимущественно субэндокар-
диального, сопровождается кардиомегалией, приступами вторично-
го возвратного перикардита и различными видами аритмий. После
появления сердечных симптомов примерно в течение года развива-
ется застойная сердечная недостаточность, которая является ос-
новной причиной смерти больных анемией Кули. Даже леченые
больные умирают в среднем в возрасте 17 лет. Разработана клас-
сификация стадий сердечной симптоматики у больных талассемией
с использованием клинических данных, данных эхокардиографии
(ЭхоКГ), радионуклидной кинеангиографии (РК) и 24-часовой
электрокардиографии (ЭКГ) [49].
Стадия I. Отсутствие симптоматики;
ЭхоКГ: легкое утолщение стенки левого желудочка;
РК: норма;
ЭКГ: норма.
Стадия II. Слабая утомляемость прн физической нагрузке;
ЭхоКГ: дилатация и утолщение стенки левого желудочка, нормальный сер-
дечный выброс;
РК: сердечный выброс нормален в покое, ио не нарастает нли даже падает
при нагрузке;
ЭКГ: редкие атриальные и вентрикулярные экстрасистолы.
Стадия III. Пальпитация и/или застойная сердечная недостаточность:
ЭхоКГ: сниженный сердечный выброс;
РК: сердечный выброс нормалей или снижен в покое, снижен прн физиче-
ской нагрузке;
ЭКГ: частые экстрасистолы, блокады сердца.
Гепатомегалия в основном является последствием гемосидеро-
за, очагн экстрамедулярнего гемопоэза малы. Железо накаплива-
ется в паренхиматозных, фагоцитирующих клетках, а также в
междольковых пространствах, что ведет к фиброзу, который при
сочетании с интеркуррентными гепатитами может вызывать и цир-
роз печени. Обычно незначительно повышен непрямой билирубин
(до 0,02 г/л), трансаминазы в отсутствие гепатита в норме. Изред-
ка наблюдаются приступы калькулезного холецистита. Частое ос
ложнение большой талассемии — сахарный диабет, обусловленный
гипофункцией поджелудочной железы и резистентностью к ннсуле
ну. Патогенез постоянного признака — задержки в физическом |
половом развитии — пока изучен недостаточно. У юношей — низ
кий уровень тестостерона, хотя сперматогенез соответствует возра
сту; у девушек — задержка менархе, недостаточность лютеинизи-
рующего и фолликулостимулирующего гормонов. Другие наруше-
ния— гипотиреоз, увеличенное содержание АКТГ, гипофункция
паращитовидных желез — редкие осложнения талассемии.
Изменения мочевой системы при большой форме —еще слабо
изученный вопрос, однако симптомы со стороны этой системы сво
дятся к следующему: 1) увеличенная аминоацидурия; 2) сдвиг рП
мочн в щелочную сторону; 3) снижение концентрационной способ-
ности почек *[81]. Редкое осложнение — медуллярный фиброз с
изостенурней и резистентностью к АДГ.
В заключение следует отметить, что выраженность проявлений
перегрузки организма больного железом находится в прямой за
274
висимости от числа и объема гемотрансфузий и в обратной зави-
симости от дозировки, периодичности и других фармакотерапевти-
ческих особенностей приема хелаторов — препаратов, выводящих
железо из организма. При регулярной терапии хелаторами (десфе-
рал) гемосидероз эндокринных органов выражается в субклнннче-
ской степени, возможен и регресс фиброза печени. Однако гемоси-
дероз сердечной мышцы необратим и лишь может быть отдален по
времени.
Промежуточная форма (thalassemia intermedia). У больных
с промежуточной формой талассемии в основе патогенеза также
стоит дисбаланс синтеза глобинов, хотя в целом н не такой глу-
бокий, как при thalassemia major, поэтому клиническая симптома-
тика качественно очень похожа на большую форму, отличаясь*
меньшей экспрессивностью симптомов [27]. Главная отличитель-
ная черта больных этой формой—способность поддерживать ге-
моглобин без переливания крови па уровне 60—100 г/л, т. е. транс-
фузии не являются жизненной необходимостью, за исключением
случаев стрессовых воздействий (ннтеркуррентные заболевания,
беременность, операции и т. д.). Такне больные способны дожи-
вать до зрелого возраста и иметь потомство. У них обычно бы-
вают выражены симптомы гипертрофированного эритрона, харак-
терны очаги экстрамедуллярного гемопоэза с осложнениями не-
специфическим артритом и спинальной миелопатией. Вследствие
отсутствия необходимости регулярных трансфузий клинические
проявления гемосидероза выражены значительно меньше и появ-
ляются, как правило, на 10—20 лет позже, чем прн большой фор-
ме. Однако основной причиной смерти таких больных часто явля-
ется также сердечная недостаточность.
Малая форма (thalassemia minor). К этой форме талассемии
относятся практически здоровые лица с довольно характерными
лабораторными показателями (см. ниже). В связи со сбалансиро-
ванным синтезом глобинов в костном мозге больные избавлены
от проблем, связанных с неэффективным эритропоэзом и перегруз-
кой железом. Можно отметить умеренный эритроцитоз — 5,1—-
5,8-1012/л [54] на фоне субнормальных цифр НЬ —100—130 г/л
[44, 18, 54]. В мазке периферической крови микроциты, гипохром-
ные и мишеневидные эритроциты. Спленомегалия небольшая, бы-
вает в 20% случаев или реже. Однако бывают и варианты без
клинических проявлений. Полиморфизм зависит от генетических
вариантов или от характеристики популяции, где обнаруживается
(Ьталассемня. Например, у итальянцев и турков она более выра-
жена, чем у жителей Юго-Восточной Азин [44, 18, 54]. Клиниче-
ское значение малой формы талассемии в том, что она утяжеляет
течение анемии при дефиците железа или фолиевой кислоты.
Основное значение установления диагноза гетерозиготной р-талас-
семни (а именно она чаще всего течет по малой форме) состоит
н определении генотипа потомства, а также в подборе супружеских
нар с целью медико-генетического консультирования и пренаталь-
ной диагностики.
275
Минимальная форма (thalassemia minima). При этой форме
талассемии нормальные показатели НЬ. Изменения морфологии
эритроцитов (анизоцитоз, пойкилоцитоз, микроцитоз, мишеневид-
ные клетки) наблюдаются в незначительной степени илн отсутст-
вуют. Имеются специфические для талассемии отклонения в дан-
ных специальных лабораторных исследований, указывающие иа
изменение синтеза глобинов.
Лабораторная диагностика
Для тяжелых клинических форм (большая и промежуточная)
углубленные лабораторные методы носят скорее не диагностиче-
ский (так как клиника заболевания довольно яркая), а исследо-
вательский характер, т. е. уточняется генотип больного, делается
прогноз заболевания, намечается терапевтическая тактика. Для
легких клинических форм, напротив, лабораторные методы диагно-
стически ценны в плане медико-генетического консультирования,
антенатальной диагностики, а также в плане скринирующнх про-
грамм по выявлению талассемий средн различных популяций.
Из всего многообразия существующих методов описанные ниже
методы исследования имеют наибольшее информативное значение
и наиболее широко применяются.
1. Вычисление эритроцитарных индексов. Эритроцитарные ин-
дексы вычисляются из стандартных величин гематокрита, гемогло-
бина н числа эритроцитов: ССГЭ — среднее содержание гемогло-
бина в эритроците н СОЭ — средний объем эритроцита (табл. 19).
Однако мануальные методы дают слишком большую эксперимен- J
тальную ошибку, поэтому принято использовать электронные счет-
чики клеток типа Coulter Counter.
Хотя вопрос специально и не изучался, можно предположить,
что широкая вариабельность эритроцитарных индексов при гомо-
зиготных формах вызвана возможным приобретением гемопоэзом
фетальных (при компенсации ^-синтезом) или мегалобластических
(прн вторичном дефиците фолиевой кислоты) черт. Причем вторая
возможность представляется более вероятной, так как у гомозигот
по НПФГ — клинически мягкой форме, где дефицит фолиевой кис-
лоты почти наверное отсутствует, наблюдается слабый микроци-
тоз, а у гомозигот по i&p-th (к промежуточной клинической форме)
Таблица 19. ССГЭ и СОЭ при р-талассемических синдромах
Формы талассемии ГОМОЗИГОТЫ Гетерозиготы
ССГЭ (nrj СОЭ (фл) ССГЭ (пг) СОЭ (фл)
p-th 16—22 65—82 18—22 55—72
p-th (немой) — — 24—29 78—88
6p-th 20—28 76—88 18—24 67—81
НПФГ негритянский 23—26 68-84 25—32 73—90
Hb Lepore — — 20-27 59—80
276
Таблица 20. Hb Д2 при гетерозиготной р-тапассемии и н норме при оценке
различными методами
Метод оценки НЬ А* %
норма гетерозигота по Р-талвссемии
DE -хроматография Электрофорез; 2,4 (2,0—2,8) 5,3 (4,2—6,5)
сканирование 2.3 (1,7—3,2) 5,7 (4,9—7,4)
элюирование окрашенных зон 3,3 (2,5—4,1) 6,3 (4,9—7,7)
элюирование неокрашенных зон 2,6 (1,0—3,0) 4,6 (3,5—7,0)
прн таком же содержании Hb F н повышенной вероятности дефи-
цита фолиевой кислоты микроцитоз практически отсутствует.
Эритроцитарные индексы можно применять в качестве скрини-
рующего метода для выявления гетерозиготных носителей генов
p-th, хотя более информативно его использовать в сочетании с ко-
личественным определением малых фракций [82].
2. Количественное определение НЬА2. Наиболее часто приме-
няют хроматографическое (на ДЭАЭ-целлюлозе) или электрофо-
ретическое (на ацетат-целлюлозе) определение НЬА2-
Мнкроколоночная хроматография па DE-52 (микрогранулиро-
юанная форма DEAE-целлюлозы) отличается точностью и высокой
воспроизводимостью результатов — коэффициент вариации
(КВ) <3. Используются NaCl-глнциновые или трис-HCl буферные
системы. К относительным недостаткам метода можно отнести не-
которые экспериментальные сложности, в частности, при наличии
•в образце HbS или Hb С. Электрофоретическое разделение НЬ на
.ацетат-целлюлозе чаще всего выполняют в трис ЭДТА-боратиом
буфере pH 8,5. Количественную оценку фракции НЬА2 производят
несколькими способами: окрашивая зоны НЬ с последующим ска-
нированием их, элюированием окрашенных зон со спектрофотомет-
рическим измерением оптической плотности элюатов, элюирова-
нием неокрашенных зон с измерением оптической плотности при
415 нм [61] (табл. 20). Наиболее распространены два последних
способа. В целом метод более дешев и прост в исполнении при до-
статочной воспроизводимости результатов (1\В<6).
Повышенное количество НЬ А2 — характерный признак гетеро-
зиготной р-талассемии.
Соотношение НЬА/НЬА2 в эритроцитах здорового составляет
40, снижаясь у гетерозигот по р-талассемии до 20 — примерно в
2 раза, т- е. так же, как снижен прн этом синтез p-цепей относи-
тельно a-цепей. Однако не во всех случаях повышение НЬ А2 явля-
ется маркером гетерозиготной p-th. Например, при носительстве
немого гена p-th НЬА2 бывает в норме, несмотря на дисбаланс
синтеза [64]. Авторы работы доказывают наличие у носителя
гена б-th. В нормальных пределах находится НЬА2 при сочета-
нии гетерозиготной р-талассемии с железодефицитной анемией,
277
I;
повышаясь лишь после лечения препаратами железа: Кроме того,
повышение НЬ Аг иногда наблюдают при дефиците фолиевой кис-
лоты или витамина В12, а также при некоторых р-глобиновых
нестабильных вариантах.
3. Определение Hb F, количества F-клеток и состава у-цепей.
Для количественной оценки Hb F существует несколько подходов.
Методы Betke и Singer основаны на повышенной устойчивости
Hb F к воздействию щелочи. Эти методы довольно просты в ис-
полнении, но дают неточные результаты при малых (до 2%) и
больших (свыше 40%) количествах HbF в гемолизате. При необ-
ходимости точно измерить малые количества Hb F рекомендуется
радиоиммунодиффузия в агаре, основанная иа антигенных свой-
ствах Y-цепей, для больших количеств — хроматография на
КМ-Сефадексе.
Информативное значение количества Hb F велико. Однако
подъем Hb F часто наблюдается и при других заболеваниях,
в основном гематологических, и отражает, по-видимому, в
большей степени состояние эритропоэза, чем биосинтеза
глобинов. Ювенильная форма хронического миелолейкоза
(до 70% HbF), анемия Фанкони (до 85%), эритролейкоз
(до 60%), апластические анемии (до 20%), пароксизмальная ноч-
ная гемоглобинурия (до 20%), рефрактерный нормобластоз (до
20%) —эти заболевания наиболее часто сопровождаются увеличе-
нием HbF [70].
В последнее время используется метод иммунофлуоресцентно-
го определения F-клеток в периферической крови «[77]. У здоровых
лиц содержится 0,2—7% F-клеток, в то время как при синдромах
талассемии возможно увеличение до 12—100%. В случаях сочета-
ния p-талассемического дефекта с НПФГ — состояние с повышен-
ной способностью F-клеток к пролиферации — клинический статус
больных мягок за счет увеличенной популяции F-клеток, в которых
дисбаланс синтеза компенсирован в некоторой степени синтезом
у-цепей [78].
Для различных генетических дефектов суАу60-генного комплек-
са характерны различия в соотношении су- и Ау-цепей. Соотноше-
ние °у:лу определяют количеством остатков глицина в у3-пептиде
после расщепления бромцианом [35]. В пуповинной крови у1зе Глв
равно 0,7, в крови здорового взрослого — 0,4. Соотношение °у: Ау
можно определять н электрофоретически на полиакриламидном
геле с тритоном Х=100.
4. Соотношение скоростей синтеза глобиновых цепей в ретику-
лоцитах. Наиболее точный метод диагностики — инкубация in vit-
ro свежей крови больного с меченной 3Н или 14С аминокислотой,
хроматографическое разделение гемоглобина на глобиновые цепи,
подсчет радиоактивности, включенной в каждую цепь. Методом
можно пользоваться и при исследовании биосинтеза в клетках
костного мозга.
Не наследственно детерминированное нарушение баланса син-
теза глобиновых цепей -— явление недостаточно изученное. Однако
278
замечено [21^, что при железодефицитных анемиях включение ра-
диоактивности в a-цепи снижено по сравнению с p-цепями (а/p от-
ношение равно 0,78—0,89), т. е. примерно так же, как и при гете-
розиготной а-талассемии. Одиако при добавлении в инкубацион-
ную среду гемина синтез -а- и p-цепей становился сбалансирован-
ным. То же явление наблюдалось и при сидеробластной анемии
[74]. Напротив, при бластных кризах у больных хроническим мие-
лолейкозом и острым не лимфобластным лейкозом p/а отношение
снижено в 80% случаев до 0,8, повышаясь, однако, в период кост-
номозговой ремиссии до нормальных цифр *[29].
Приведенные случаи незначительного дисбаланса синтеза гло-
бинов отражают, по-видимому, лишь изменения метаболизма кле-
ток, косвенно влияющие па р/.а отношение. Одиако к настоящему
времени описаны примерно 10 больных с резким снижением а-гло-
бинового синтеза (а/р«^0,10) и Hb Н в эритроцитах больных ге-
мобластозами, чаще эритролейкозом, у которых на фоне основной
симптоматики проявлялись признаки талассемии. У одного из
больных обнаружили интактные глобиновые та-гены при резком
снижении та-иРНК [71]. В данных случаях дисбаланс синтеза от-
ражает, по-видимому, хромосомные аберрации или нарушение про-
цессов репрессии в клетках неопластического клона.
5. Лабораторный дифференциальный диагноз. Методы, разра-
ботанные специально ‘для изучения гемоглобинопатий, оказались
полезными и для выявления других заболеваний с сопутствующи-
ми изменениями синтеза глобина: повышением Hb А2, Hb F, нару-
шением а- и р-цепочечного синтеза, позволяющими узнать новые
патогенетические стороны этих заболеваний. Однако они не имеют
«особых дифференциально-диагностических критериев для синдро-
мов талассемии.
Исключение составляют лишь железодефицитпые анемии и ге-
терозиготные формы талассемии, имеющие сходную биохимиче-
скую основу — снижение уровня синтеза гемоглобинов, хотя и за
счет различных первичных дефектов, уменьшенный синтез гема в
первом случае и уменьшенный синтез глобиновой цепи — во вто-
ром. Поэтому часто цифры снижения ССГЭ совпадают при обоих
заболеваниях. Однако гетерозиготные талассемии часто отличают-
ся от железодефицитных анемий эритроцитозом при более выра-
женном микроцитозе. Основные отличия этих двух состояний пред-
ставлены в табл. 21.
Характерно также более частое выявление гепато- и спленоме-
галии у гетерозигот по р-талассемии, большая выраженность мор-
фологических изменений. Для массовых скрииирующих иследова-
пий иногда используют функцию дискриминанты [24], не имею-
щую строгого гематологического значения величину, учитываю-
щую лабораторные показатели числа эритроцитов, НЬ и СОЭ в
той степени, в которой они информативны в различиях ложной
железодефицитной анемии и гетерозиготной р-талассемии. Интере-
сен и новый метод «количественного анизоцитоза», учитывающий
коэффициент вариации размеров эритроцитов и СОЭ и позвбляю-
279
Таблица 21. Дифференциально-диагностические критерии жблезодефицит-
ной анемии и гетерозиготной р-талассемии (MiOi)
Показатели Гетерозиготная / ^-талассемия Же лево дефицитна я анемия
НЬ (г/л) 12,0±1,8 10,2±1,6
Эритроциты (ХЮ18 л-’) 6,0±О,48 4,6±0,43
ССГЭ (пг) 20,2±1,9 21,8+2,9
СОЭ (фл) 60,8±5,6 67,0дб,6
Hb А2 Повышен Нормален или сии-
жен
Hb F Повышен в 50% Нормален
случаев
Сывороточное железо Норма Снижено
ожсс Норма Повышена
Сывороточный ферритин Норма Снижен
Протопорфирин эритроцитов Нормалей Повышен
р/а отношение в ретикулоцитах 0,40—0,65 1,1—1,2
щнй отличать гетерозиготные формы талассемий от железодефи-
цитной анемии [11].
Трансфузионная терапия (3-талассемии
У больных большой и промежуточной формами талассемии
(главным образом у гомозигот) низкий уровень гемоглобина не-
совместим с нормальной жизнью и развитием.
Главными целями патогенетической терапии является купиро-
вание анемии и предупреждение развития гемосидероза органов.
Систематические гемотрансфузии представляют собой основу со-
временного лечения большой талассемии. Потребности в гемо-
трансфузиях значительно повышаются, если у больного заболева-
ние осложняется явлениями гиперспленизма.
Клинические проявления болезни у тяжелых больных заметны
уже на первом году жизни, поэтому в этот период обычно удается
оценить их потребность в регулярных гемотрансфузиях. Общепри-
нятым считалось мнение, что дети, у которых в период ремиссии
гемоглобин снижается ниже 80 г/л, нуждаются в гемотрансфузиях !
|75]. i
Воздействие на организм длительно существующей анемии!
обычно связано с различными инфекционными осложнениями, по-ч
ражениями сердца на почве перегрузки железом и гемосидероза
в виде сердечной недостаточности и аритмии, патологическими пе- ’
реломами костей, а также с декомпенсацией костномозговой функ-
ции, проявляющейся в виде арегенераторного криза. Своевремен-
ное лечение осложнений н заместительная терапия эритроцитиой
массой способны значительно продлить жизнь больных. Теперь
считается признанным, что дети с талассемией, у которых гемо-
глобин поддерживается постоянно на уровне 100 г/л и более, раз-
виваются хорошо и ведут нормальный образ жизни '[6, 47, 73].
280
Однако 'некоторые исследователи считают, что гемотрансфузии
могут подавлять эритропоэтическую активность. Отмечено, что при.
гемоглобине выше 120 г/л в костном мозге появляются признаки
функциональной гипоплазии s[15J.
Обычно потребности в гемотрансфузиях оцениваются не толь-
ко по показателям анемизации больного (уровень гемоглобина и.
гематокрита), но также по степени ослабленности, задержки роста
больного, костных изменений и гепатоспленомегалии ।[4, 6, 48].
R. Girot и соавт. (1978) указывают, что у детей, которые полу-
чали достаточное количество гемотрансфузий, изменения в костях
и дефицит кальция в организме были менее выражены по срав-
нению с детьми, которые не получали или получали недостаточно
гемотрансфузий. Полученные данные подтверждают необходи-
мость проведения гемотерапии.
Больные промежуточной формой р-талассемии (куда относятся
гомо- и гетерозиготы по р-талассемии), а также больные промежу-
точной формой а-талассемии (Н-гемоглобинопатия) нуждаются в
гемотрансфузиях реже, в основном при осложнении гиперсплениз-
мом илн в особых ситуациях (беременность, инфекция).
Принятая в настоящее время в ряде стран мира (США, СССР,
Англии) программа интенсивных трансфузий (или так называемый
гипертрансфузионный режим) предусматривает применение удар-
ного курса лечения переливаниями отмытых или размороженных
отмытых эритроцитов [6, 10, 52, 47]. Вначале стараются за корот-
кой срок (8—10 трансфузий на 2—3 нед) достичь уровня гемогло-
бина порядка 120—140 г/л. Затем гемотрансфузии проводятся
каждые 4 нед из расчета 20 мл крови на 1 кг массы тела боль-
ного. Это позволяет длительное время поддерживать уровень ге-
моглобина не ниже 100 г/л. При необходимости ударные курсы
лечения гемотрансфузиями периодически повторяются. Если про-
грамма интенсивных трансфузий начата рано, то рост и развитие
ребенка приближаются к норме, степень гепатомегалии мини-
мальна, размеры сердца по сравнению с возрастной нормой не
изменяются. Предотвращается деформация костей, а если кост-
ные изменения не являются длительными, то может быть достиг-
нута даже их некоторая регрессия. В последние годы предлагает-
ся «супертрансфузиоиный» режим, предусматривающий интенсив-
ную гемотрансфузионную терапию, обеспечивающую уровень гемо-
глобина не ниже 120 г/л i[56].
В целом дети, получающие интенсивную заместительную те-
рапию, чувствуют себя лучше. Хотя эта трансфузионная програм-
ма потенциально имеет свои недостатки (возможна смерть вслед-
ствие сердечной недостаточности при гемосидерозе сердечной
мышцы, развитие вторичного диабета при гемосидерозе поджелу-
дочной железы), однако при раннем начале систематического ле-
чения ее преимущества очевидны. Здесь очень важным является
удаление избытка железа с помощью хелатных средств (десфе-
рал и др.), так как больные с трансфузиями получают в год до-
полнительно 3—4 г железа.
19—407
281
Серьезным осложнением следует считать гемосидероз вследст-
вие отложения ферритина в сердечной мышце, который нередко
приводит к сердечной недостаточности со смертельным исходом.
В настоящее время для борьбы с тканевым гемосидерозом и его
предотвращением применяются препараты, связывающие желе-
зо. Наиболее эффективным оказался десферриоксиамин В, обла-
дающий способностью избирательно связывать и выводить из ор-
ганизма железо.
Десферриоксиамин, выделенный из актиномицетов Streptomy-
ces pilous, относится к так называемым сидерохромам, обладаю-
щим способностью образовывать с трехвалентным железом крас-
новато-коричневые комплексы. Десферриоксиамин обладает
чрезвычайно выраженным свойством связывать железо, превы-
шающим способность физиологического железосвязывающего гло-
булина— трансферрина. Считают, что 100 мг десферр иоксиамина
связывает 9,3 мг трехвалентного железа, образуя комплекс, кото-
рый легко и быстро выводится через почки в виде ферриокси-
амина, придающего моче красноватый оттенок. Положительным
качеством десферриоксиамина является отсутствие деминерали-
зующего эффекта даже при длительном его применении, а так-
же отсутствие какого бы то пи было анемизирующего эффекта —
железо эритроцитов и трансферрина не уменьшается при введе-
нии препарата.
В клинической практике применяется препарат десфер ал,
представляющий собой метансульфопат десферриоксиамина. Его
вводят внутримышечно или внутривенно 1—2 раза в день в дозе
0,5—1,5 г сухого вещества, растворенного непосредственно перед
введением в 5 мл дистиллированной воды.
Ввиду того что эффективность периодического внутримышеч-
ного введения десферала больным низка, в настоящее время
переходят на длительное подкожное введение (в том числе и в
амбулаторных условиях) препарата с помощью специального
электронного насоса и шприца-дозатора. При таком способе вве-
дения хелатора у всех больных резко снижается содержание фер-
ритина в сыворотке крови и повышается экскреция железа с мо-
чой [55].
Время начала терапии хелаторами устанавливается на основе
определения свободного ферритина сыворотки [46].
Ферритин сыворотки может циркулировать в двух формах:
гликозилированный (в норме 80%), отражающий запасы ферри-
тина в тканях, и негликозилированный (20%), отражающий уро-*
вень ферритина в печени. У больных талассемией с гемосидеро*
зом печени повышено содержание негликозилированного ферри
тина в сыворотке крови. Его снижение под влиянием хелатнс
терапии отражает улучшение функционального состояния пече
134].
Длительное медленное внутривенное или подкожное введе!
десферала способствует выведению значительных количеств >
леза с мочой, особенно если больной насыщен аскорбиновой к
282
лотой. Имёфт значение и такие профилактические меры, как
употребление пищевых продуктов с низким содержанием железа»
а при переливании — использование свежей крови, отмытых эри-
троцитов.
Большой научно-практический интерес представляет сообще-
ние A. W. Nienhuis и соавт. (1979), свидетельствующее о том, что
методом гравитационной хирургии крови можно получить от до-
нора молодые эритроциты (неоциты) и перелить их больному та-
лассемией, а старые эритроциты (героцнты) удалять из кровото-
ка больного. Теоретически такая программа позволит в дальней-
шем увеличить интервалы между трансфузиями и уменьшить
опасность гемосидероза.
Аскорбиновая кислота, по-видимому, способствует выведению
избытка железа нз организма и, следовательно, должна быть
включена в схему гемотрансфузионной терапии. Однако необхо-
димо учитывать опасность применения больших доз аскорбиновой
кислоты (500 мг в день и более), особенно у детей младшего воз-
раста, ввиду мобилизации железа из «нетоксических» запасов н
усиления пероксидации липидов мембраны эритроцитов ,[49].
Заслуживает внимания сообщение J. A. Stockman и сотрудни-
ков (1979) о том, что чай снижает абсорбцию железа в желу-
дочно-кишечном тракте.
При всех формах талассемии следует назначать фолиевую
кислоту в обычных дозах (50—100 мг в день), а также витамины
группы В (Вь Вб, В|2, Bis) и витамин Е, особенно при таких со-
стояниях, как беременность, паразитарные инвазии, сопровож-
дающиеся повышенной потребностью в витаминах.
Показанием к спленэктомии могут служить те случаи талассе-
мии, которые протекают с выраженной анемией и спленомега-
лией, сопровождающейся картиной гиперспленнзма, т. е. усилен-
ной гемолитической активностью селезенки, при неэффективности
гемотрансфузнонной терапии. Одним из показаний является мас-
сивное увеличение этого органа со сдавлением соседних органов
и тканей. В определении гиперспленнзма решающая роль принад-
лежит методам радиоизотопной индикации при помощи 51Сг, оп-
ределению срока выживаемости (Т>/2) перелитых больному до-
норских эритроцитов, а также сканированию селезенки. Спленэк-
томия немедленно, хотя н временно, уменьшает потребность в
гсмотрансфузиях [13, 23]. Однако некоторые авторы отмечают,
что после спленэктомии у больных повышается риск инфекцион-
ных осложнений. Для профилактики и лечения интеркуррентных
инфекций показаны антибиотики, инъекции гамма-глобулина.
В литературе имеются указания на осложнения при прове-
дении гемотрансфузий у больных с талассемией. Так, Р. Wasi и
<-оавт. (1978) описали посттрансфузионный энцефалопатический
синдром, который не был известен ранее. После многочисленных
переливаний крови у 8 больных талассемией авторы наблюдали
шцефалопатию с резкой головной болью, тошнотой, повышением
артериального давления до высоких цифр (до 210/150 мм рт. ст.),
10* 283‘
судорогами. Больные были в возрасте от 13 до 24 лет (6 муж-
чин, 2 женщины), у 6 была 0-талассемия, у одного а-талассемия,
у одного Н-гемоглобинопатня.
У всех больных были дефекты физического развития. Перед
началом гемотрансфузий уровень гемоглобина у больных был в
пределах 16—43 г/л, а во время энцефалопатии — 55—120 г/л.
Энцефалопатия развивалась в день последней гемотрансфузии
у 2 больных, а у 6—на 2—16-й день. Не было данных и за то,
что энцефалопатия обусловлена увеличением объема крови. Кро-
воизлияние в мозг было диагностировано у 4 больных, из кото-
рых 3 умерли.
Необходимость проведения большого числа гемотрансфузий
сочетается с опасностью посттрансфузионных реакций и осложне-
ний, обусловленных изоиммунизацией больного к антигенам эрит-
роцитов, лейкоцитов, тромбопитов, плазменных белков.
По мнению R. J. Baker и соавт. (1970), пирогенные реакции
составляют около 50% гемотрансфузионных реакций. П. Н. Кося-
ков (1974) указывает, что в 58% случаев негемолитических реак-
ций обнаруживаются антилейкоцитарные антитела. По данным
Е. А. Зотикова и соавт. (1975), антилейкоцитарные антитела при
повторных гемотрансфузиях носят лимфоцитотоксический и лей-
коз гглютиннрующнй характер. Прн этом лейкоагглютинирующие
антитела преимуществепо направлены против антигенов поли-
морфноядерных лейкоцитов, т. е. имеют антиграпулоцитарный
характер.
Многие авторы отмечают прямую связь между возникновени-
ем антител и количеством предшествующих трансфузий. J. Daus-
set (1958) наблюдал возникновение антилейкоцитарных антител
после 7—10—20 предшествующих трансфузий крови, Е. А. Зоти-
ков и соавт. (1975) —после 5 гемотрансфузий.
Процесс сенсибилизации к лейкоцитам имеет прогрессирую-
щий характер, поскольку вначале нередко сыворотка больного
реагирует только с очень ограниченным числом разновидностей
образцов лейкоцитов, затем это число увеличивается и впослед-
ствие она уже может реагировать на любые образцы лейкоцитов
доноров. Образование таких поливалентных лейкоагглютинино!
исключает в некоторых случаях возможность подбора доноров гк
антигенам лейкоцитов.
В результате многократных переливаний крови или плазмы ]
некоторых лиц возникают антитела к сывороточным белкам, чи
может также служить причиной посттрансфузионных реакций [41
В этих условиях применение отмытых эритроцитов может преду
предить возникновение посттрансфузионных реакций у больны:
с 0-талассемией, сенсибилизированных многократными гемотранс-
фузиями.
Прогресс в области консервирования и криобиологии крови,
достигнутый за последние два десятилетия, и достижения в обла-
сти иммуногематологин открывают широкие возможности диффе-
ренцированного применения различных компонентов кровн, при
284
этом уменьшается опасность изосенсибилизации больного. Орга-
низация в СССР банков замороженной крови создает предпосыл-
ки ее использования при различных патологических состояниях,
особенно у больных с талассемией, сенсибилизированных много-
кратными предшествующими гемотрансфузиями.
Трехкратное отмывание эритроцитов в физиологическом рас-
творе удаляет 40—50% лейкоцитов и 70% тромбоцитов, пяти-
кратное отмывание эритроцитов-—78% лейкоцитов.
Поэтому, применение размороженных отмытых эритроцитов
особенно перспективно у больных с изоиммунизацией к анти-
генам лейкоцитов, тромбоцитов, плазменных белков.
Под нашим наблюдением находилось 8 больных с .р-талассе-
мией в возрасте от 7 до 50 лет. У 6 больных (1-я группа) гре-
ческой национальности заболевание было диагностировано в ран-
нем возрасте, а у 2 больных (2-я группа) симптомы заболевания
проявлялись в возрасте около 40 лет.
У больных 1-й группы болезнь характеризовалась прогресси-
рующей анемией с эритробластемией, значительным увеличением
селезенки и печени, повышенным гемолизом с землисто-желтуш-
ной окраской кожных покровов и уробилинурней, своеобразными
изменениями скелета с остеопорозом. Симптомы анемии проявля-
лись в период от 4 мес до ll/s лет. Возраст детей при поступле-
нии варьировал от 7 до 10 лет, однако можно было отметить отста-
вание роста от возрастных норм. Кожа н видимые слизистые
были желтушны, отмечалась коричневая пигментация на лице,
на тыле кистей. Размеры черепа не пропорциональны туловищу.
Череп несколько деформирован по типу монголоидного. При рент-
генологическом исследовании скелета были выявлены мелкие
участки остеопороза наряду с истончением, преимущественно
внешней пластины, свода черепа и расширением динлоэтического
пространства. В трубчатых костях обнаружены множественные
очаги деструкции. Границы сердца умеренно расширены влево.
Отмечалась тахикардия в пределах 100—140 в минуту, систоли-
ческий шум на соустьях. Живот увеличен в объеме, селезенка
занимает всю левую половину живота, спускаясь в малый таз.
Печень также значительно увеличена в размерах.
У 2 больных 2-й группы заболевание протекало по типу уме-
ренно выраженной гнпохромной анемии, диагностированной в
| возрасте 40 лет и безуспешно леченной препаратами железа.
1У больных отмечались бледность кожных покровов и видимых
слизистых, систолический шум на верхушке и в 5-й точке. Перио-
дически беспокоили боли в области печени. Селезенку пальпиро-
вать не удавалось.
J Картина красной крови характеризовалась у всех больных
щемией гипохромного типа, резко выраженным анизоцитозом с
преобладанием макроцитов, пойкилоцитов, анизохромией, у не-
вторых— мишеневидными эритроцитами. Эритронормобластоз
rib периферической крови был обнаружен у всех больных.
I
285
Таблица 22. Посттрансфузионные реакции и характер антител
Фами- лия Воз- раст. ГОДЫ Возраст больного в момент установ- ления диагноза Груп- па крови, резус- фактор Пример- ное число гемотранс- фузий Характер реакции Нали- чие анти- тел Характер антител
К-фа 7 17, года (0)1 Rh-L 70 Пирогенные, с судорогами Антилейкоци- тарные к бел- кам плазмы
А-с 10 8 мес (0)1 Rh- Более 200 Пирогенные и гемолитиче- ские + Аптирсзус СиД (1 :8), антиг лейкоцитар- ные (1 :8)
К-с 7 4 мес (0)1 Rh— 80 Пирогенные + Днтилейксиш!*- тарные
К-ву 10 4 мес А (II) Rh— Более 100 Пирогенные, с судорогами — — !
Б-са 7 13 мес В (Ш) Rh- 60 Пирогенные ~~ — 1
Ксе-с 9 8 лет A (II) Rh— 10 Не было — —
П-ц 49 49 лет A (11) Rh+ 20 Пирогенные + Анчилейкоцн- 1 тарные I
С-ва 46 лет A (11) Rh— 3 Не было
Содержание НЬ Аг было повышено у 7 больных, фетального Ч
у всех 8 больных. У одного больного одновременно был обнару'
жеи Hb S. Шести больным ранее многократно проводились траиф
фузии крови по поводу тяжелой анемии (60—200 трансфузий)!
У этих больных отмечались тяжелые посттрансфузионные реакций
с ознобом, повышением температуры тела до 39—40 °C, болям!
в мышцах и поясничной области, у 2 больных — с судорогами
(табл. 22).
При серологическом исследовании у 4 больных обнаружены
антилейкоцитарные антитела, а у одного из них антиэритроци-
тарные. Следовательно, тяжелые пирогенные реакции у 4 боль-
ных были обусловлены несовместимостью перелитой крови по ан-
тигенам лейкоцитов. У 2 больных антилейкоцитарные ан-
титела не были обнаружены, возможно, что посттрансфузионные
реакции у
плазменным белкам.
этих больных были
связаны
с изоиммунизацией
Учитывая, что у больных возникают тяжелые посттрансфузи!
онные реакции негемолитического характера на введение целы
мой донорской крови, было решено использовать новую трансфу-
зионную среду — размороженные отмытые эритроциты, лишенные
антигенов лейкоцитов, тромбоцитов и плазменных белков.
С целью лечения анемии больным переливали размороженные
отмытые эритроциты от 2 до 8 раз. Трое больных лечились по-
вторно. Всего проведено 69 трансфузий, перелито 13 925 мл раз-
мороженных эритроцитов. Переливание размороженных отмытых
286
Таблица 23. Эффективность трансфузий размороженных эритроцитов
у больных с ^-талассемией
Фамилия Число трансфу- зий разморо- женных эритро- цитов Общая доза (мл) Реакции Содержание НЬ в г/л
ДО после
К-фа 8 1525 Не было 55 146
» 4 800 » » 70 108
» 7 1250 » » 68 124
Б-са 6 1500 » » 68 124
А-с 8 1175 » » 70 92
» 7 1750 » » 60 95
К-ву 6 1050 » » ' 81 114
К-с 7 1350 Легкая реакция 54 84
С-ва 2 500 Не было 90 124
П-ц 8 1650 » » 95 ПО
» 2 400 » » 90 108
Ксе-с 4 1000 » » 94 134
эритроцитов больные переносили хорошо, зарегистрирована лишь
одна посттрансфузионная реакция легкой степени, которая ха-
рактеризовалась повышением температуры на 1 °C (табл. 23).
Отмечен отчетливый заместительный эффект трансфузий раз-
мороженных отмытых эритроцитов у больных с р-талассемией.
Содержание гемоглобина повысилось у всех больных на 22—91 г/л
от исходного уровня, причем у большинства больных наблюда-
лась прямая зависимость роста уровня гемоглобина и числа эрит-
роцитов от общей дозы перелитых эритроцитов.
Приводим пример. Больная К-фа, 7 лет, находилась на стационарном лече-
нии в ЦНИИГПК с диагнозом большой .р-талассемии с 03.10 по 23.10.75 г.
В возрасте Р/г лет у больной была диагностирована анемия Кули. Часто
отмечалось снижение гемоглобина до низких цифр. Больную неоднократно обсле-
довали и лечили в стационарах. Многократно переливали кровь. В последнее
время у больной отмечались тяжелые посттрансфузиониые реакции с повышени-
ем температуры до 39—40 °C, ознобом, сильной головной болью, болями в мыш-
цах всего тела. Для выяснения причин посттрансфузионных реакций и дальней-
шего лечении больная была направлена в ЦНИИГПК.
Состояние больной при поступлении тяжелое. Кожине покровы с сероватым
оттенком, склеры желтушные, лицо одутловато. В легких дыхание везикулярное,
хрипов нет. Тоиы сердца приглушены, систолический шум иа верхушке сердца.
Пульс 120 в минуту. АД 90/40 мм рт. ст. Живот несколько увеличен в объеме.
Печень выступает из-под реберного края на 3—4 см, край ее плотный, безболез-
ненный. Селезенка увеличена, выступает из-под реберного края иа (2 см, длии-
ник — 21 см, край ее плотный, безболезненный при пальпации.
Анализ крови: НЬ 55 г/л; эр. 2,15-10*г/л, цветовой показатель 0,8,
л. 3,3 -109/л, мц. 6%; ю. 1,5%, п. 15,5, э. 0,5%, с. 24%, лимф. 40%, мои. 4,Б.%,
эритробласты 1,5%, иормобласты 4%, плазматические клетки 2%, ретикулод.
13%, показатель гематокрита 0,176 л/л; пойкилоцитоз, анизоцктоз, анизохромия.
Средний диаметр эритроцитов 7,8 мкм; объем эритроцитов 80 мкм8; среднее со-
держание гемоглобина в одном эритроците 25,5 пг, средняя концентрация гемо-
глобина в эритроците 31,2%. Нестабильный гемоглобин составляет 3%, феталь-
ный— 21,8%, гемоглобин А^ —3,8%; активность Г-б-ФД, 6-фосфоглюконатдегид-
рогеназы, аденилаткииазы, фосфорглицераткиназы и пируваткииазы повышена.
Содержание сывороточного железа 1368 мкг/л. Содержание железа в суточном
количестве мочи до введения десферала — 0,026 мг/сут; после введения —
0,355 мг/сут.
287
На обзорном снимке брюшной полости выявлена патологическая тень, за-
нимающая всю левую половину и переходящая вправо, желудок в области тела
как бы лежит на этом образовании, селезеночный перегиб толстой кишки резко
смещен книзу. Эти данные позволили заподозрить спленомегалию.
На снимках скелета в длинных трубчатых костях (бедро, голень, плечо)
отмечалась перестройка в зонах роста с подхрящевым склерозом в области эпи-
физа; в диафизах фаланг кистей и стоп выявлены мелкие множественные очаги
разряжения; в крыльях подвздошных костей и в позвонках — веерообразная пе-
рестройка костной структуры; в костях свода черепа — истончение наружной
пластинки.
Для лечения анемии больной произведено 8 переливаний размороженных
отмытых эритроцитов (1525 мл) О (I) Rh +. Больная трансфузии перенесла
хорошо, реакций не было. Кроме того, были назначены десферал н аскорбино-
вая кислота. Состояние больной значительно улучшилось, уровень гемоглобина
повысился до 146 г/л; показатель гематокрита — 0,49 л/л. Исчезли бледность
кожных покровов, тахикардия, повысилось АД до 90/60 мм рт. ст., уменьшились
размеры селезенки. Больная выписана в удовлетворительном состоянии.
Повторная госпитализация с 11.12 по 18.12.75 г. обусловлена ухудшением
самочувствия, общей слабостью, бледностью кожных покровов. За период после
выписки нз стационара больная гемотрансфузий не получала. Прн обследовании
гемоглобин 70 г/л. Произведены 4 трансфузии размороженных отмытых эритро-
цитов в общей дозе 800 мл. Состояние больной улучшилось, гемоглобин повы-
сился до 108 г/л. Выписана в удовлетворительном состоянии.
Регоспитализация с 30.9 по 15.10.76 г. Гемотрансфузий с декабря 1975 г.
не получала. При поступлении состояние средней тяжести. Беспокоят слабость,
одышка прн физической нагрузке. Девочка выросла; уменьшилась диспропорция,
связанная с увеличением живота. В легких изменений не выявлено. Пульс 100 в
минуту, ритмичный. АД 90/50 мм рт. ст. Печень и селезенка увеличены в разме»
рах. Гемоглобин 68 г/л. Произведено 6 трансфузий размороженных отмытых
эритроцитов. Посттрансфузионных реакций не было. Гемоглобин повысился до
124 г/л. Больная выписана в удовлетворительном состоянии.
Данный пример свидетельствует о высокой эффективности
трансфузий размороженных отмытых эритроцитов. Отмечены хо-
рошая переносимость данной трансфузионной среды, положитель-
ное влияние на рост и развитие ребенка, сравнительно длинный
период относительного благополучия в межтрансфузионном пе-
риоде.
Следовательно, приведенные результаты показывают, что раз-
мороженные отмытые эритроциты являются эффективной транс-
фузионной средой в комплексном лечении анемии у больных с
клинически выраженными формами р-талассемии. В тех случаях,
когда переливание цельной крови сопровождается посттрансфу-
зионнымн реакциями, использование размороженных отмытых
эритроцитов имеет несомненное преимущество, поскольку при
этом исключается воздействие антигенов лейкоцитов, тромбоци-
тов, плазменных белков.
Кроме того, при
отмывании,
по-виднмо-
му, удаляются старые эритроциты, так как они менее устойчив!
и разрушаются, а переливаются более молодые, продолжитель
ность жизни которых достигает 60—70 дней.
Индивидуальный подбор крови с учетом генотипа больной
и донора по основным антигенам эритроцитов предупреждаем
сенсибилизацию к этим антигенам. Применение проб на совме
стимость методом Кумбса н в солевой среде позволяет избежал
реакций и осложнений, обусловленных изонммуиизацией к анти
генам эритроцитов.
288
В качестве перспективных средств лечения рекомендованы к
разработке хелаторы для перорального их применения, химиче-
ская модификация избыточных (преимущественно а-) полипеп-
тидных цепей с целью достижения их полного протеолиза, пере-
садка здоровых глобиновых генов, а также стимуляция синтеза
Hb F для усиления компенсации дисбаланса цепей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
I. Зотиков Е. А., 17орешина Л. П., Кутьина Р. М. и др. Значение системы ан-
тигенов полиморфноядерных лейкоцитов в сенсибилизации реципиентов при
переливании крови. — Пробл. гематол., 1975, № 7, с. 3—6.
2. Иделъсон Л. И., Дидковский Н. А. Вопросы клиники и дифференциальной
диагностики гетерозиготных форм талассемии.— Пробл. гематол., 1972, № 1,
с. 20—26.
3. Колодей С. В. Дифферснциальио-диагностичеокие критерии гемоглобиноза
S/Р-талассемии. — Пробл. гематол., 1979, № Ц, с. II—15.
4. Косяков 17. Н. Изоантигены и изоантитела человека в норме и патологии. —•
М.: Медицина, 1974.—360 с.
5. Кулагин М. 7L, Колодей С. В., Иазарли А. Г. и др. Клинико-генетические
аспекты а-талассемни. — В кн.: Гемолитические анемии. Душанбе, 1976,
с. 74—,76.
О. Токарев Ю. Н„ Скачилоеа Н. И., Алехина 3. М и др. Применение разморо-
женных отмытых эритроцитов у больных с р-талассемией.—В ки.: Гемоли-
тические анемии. Душанбе, (976, с. 101—104.
7. Токарев Ю. И., Скачилоеа Н. И. Трансфузии размороженных эритроцитов в
лечении р-талассемии. — Пробл. гематол., (978, № 4, с. 31—36.
8. Amin А. В., Pandya N. L., Diwin Р. Р. et al. A comparison of the homozy-
gous states for Gy and GyAyfip-thatassemia.— Brit. J. Haematol., (979,
vol. 43, p. 537—548.
9. Baker R. J., Nyhus L. M. Diagnosis and treatment of immediate transfusion
reaction. — Surg. Gynec. Obstet., 1970, vol. 130, p. 665 672.
10. Baserga A., Meninl C. Need and use of blood in thalassemia clusters. — In:
Congress of International Society ol haematology and 15th Congress of In-
ternational Society of Blood Transfusion. — Paris, 1978, p. (50—165.
11. Bessman J. D., Feinstein D. I. Quantitative anisocytosis as a discriminant
between iron deficiency and thalassemia minor. — Blood, 1979, vol. 53, p. 288—
293.
12. Bianco I., Graziani B., Carbonl C. Genetic patterns in thalassemia interme-
dia.— Hum. Ileted., 1977, vol. 27, p. 257—272.
13. Blendis L. M., Modell С. B. Some effects of splenectomy in thalassemia ma-
jor.— Brit. J. Haematol., 1974, vol. 28, p. 77—79.
J 4. Bunn H. F., Forget B. G., Ranney H. M. Human hemoglobins.—W. B. Saun-
ders. — Philadelphia, 1977.
15. Cavill I., Ricketts C. Erythropoiesis and the effect of transfusion In homozy-
gous P-thalassemia. — New Engl. J. med., 1978, vol. 298, p. 776—779.
IG. Charache S., Clegg J. B., Weatherall D. J., Conley C. L. Unbalanced globin
synthesis in hereditary persistence of fetal hemoglobin. — Clin. Res., 1975,
vol. 23, p. 587A — 589A.
17. Clvidalli G., Kerem H., Rachmilewitz E. A. Globin synthesis in severe and in-
termediate homozygous p-thalassemia in Israel. —Ann. N. Y. Acad. Sci., 1980,
vol. 344, p. 132—140.
18. Dincol G., Aksoy M., Erdem S. p-thalassemia with increased Hb A2 in Turkey.
A study oi 164 heterozygotes. — Hum. Hered., 1979, vol. 29, p. 272—278.
19. Dormer P., Betke K. Erythroblast kinetics in homozygous and heterozygous
P-thalassemia. — Brit. J. Haemat., 1978, vol. 38, p. 5—14.
20. Efremov G. D. Hemoglobins Lepore and anti-Lepore. — Hemoglobin, 1978,
vol. 2, p. 197—233.
289
68. Weatherall D. J., Clegg J. B. The thalassemia syndromes. 2nd ed. Oxfor JB
Blackwell Sci. Publ., 1972.
69. Weatherall D. J., Clegg J. B., Knox-Macauly H. №. A genetic determined dM
sorder with features both of thalassemia and congenital dyserythropoietic1
anaemia. — Brit. J. Haematol., 1973, vol. 24, p. 681—683.
70. Weatherall D. J., Pembrey №. E., Pritchard J. Fetal hemoglobin. — Clin. Hae-
matol., 1974, vol. 3, p. 467—508.
71. Weatherall D. J., Clegg J. B., Wood W. G. et al. The clinical and molecular
heterogeneity of the thalassemia syndromes. — Ann. N. Y. Acad. Sci., 1980,
vol. 344, p. 83—99.
72. Weatherall D. J., Old Longley J. et al. Acquired haemoglobin H disease in
leukaemia: pathophysiology and molecular basis. — Brit. J. Haematol., 1978,
vol. 38, p. 305—322.
73. Weiner №.. Far pat kin M. H., PiomelH S. et al. Cooley’s anemia: high transfu-
sion regimen and chelation therapy. Results and perspective.—J. Pediatr.,
1978, vol. 92, p. 653—655.
74. White J. №., Brain №. С., АН №. Globin synthesis in sideroblastic anaemia.
L а-and jB-peptide chain synthesis. — Brit. J. Haematol., 1971, vol. 20, p. 263—
275.
75. Wolman I. S., Ortalani M. Some clinical features of Cooley’s anemia patients
as related to transfusion schedules. — Ann. N. Y. Acad. Sci., 1969, vol. 165,
p. 407—410.
76. Wood W. G., Stamatoyannopoulos G. Globin synthesis in fractionated nor-j
malblasts of p-thalassemia heterozygotes. — J. clin. Invest, 1975. vol. 55J
p. 567—579. ’
77. Wood W. G., Stamatoyannopoulos G., Llm G., Nute P. F-cell in the adult: пом
mal values and levels in individuals with hereditary and acquired elevation^
of Hb F. — Blood, 1975, vol. 46, p. 671—682. -J
78. Wood W. G., Weatherall D. J., Clegg J. B. et al. Heterocellular HPFH and ini
interaction with p-thalassemia. — Brit. J. Haematol., 1977, vol. 36, p. 461-1
473. ’
79. Wood W. G., Clegg J. B., Weatherall D. J. HPFH and fipthalassemia.— BrilJ
J. Haematol., 1979, vol. 43, p. 509—520.
80. Yataganas X.. Fessas P. The pattern of hemoglobin precipitation in thalassemia
and its significance.—Ann. N. Y. Acad. Sci., 1969, vol. 165, p. 270—287. (
81. Zaino E. C. Pathophysiology of thalassemia. — Ann. N. Y. Acad. Sci., 198Q1
vol. 344, p. 284—303.
82. Ziegler F. D., Rich S. A., Gauvreau A. F. et al. Population screeninig hi
p-thalassemia minor.—Amer. J. clln. Path., 1978, vol. 70, p. 861—866.
Глава 11
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ МЕТГЕМОГЛОБИНЕМИИ
ВВЕДЕНИЕ J
В процессе обратимой оксигенации оксигемоглобин (НЬО21
частично окисляется в метгемоглобин (MtHb); за сутки in vive
происходит окисление 0,5—3% НЬО2 от общего количества гемо-
глобина. В молекуле MtHb железо гема находится в окисленной
форме и в качестве шестого лиганда содержит молекулу Н2О
или ОН’ (соответственно кислая и щелочная форма MtHb).
MtHb неспособен к оксигенации, его спектры абсорбции отлича-
ются от спектров НЬО2, особенно при кислых значениях pH
(табл. 24), на чем основано спектрофотометрическое определение
содержания MtHb в крови и гемолизатах.
292
В настоящее время в эритроцитах доказано существование
ряда восстановительных систем, которые, с одной стороны, пре-
дохраняют НЬ от окисления, а с другой стороны, восстанавлива-
ют образующийся MtHb. В результате этого количество МШЬ в
крови колеблется от 0,6 до 2% от общего содержания НЬ .[18].
Таблица 24, Значения коэффициентов экстинкции для НЬОг
И МШЬ
Производные НЬ Коэффициенты, ыэк»
ньо2 415 125
541 13,8
577 14,6
кислая форма 500 10,0
MtHb 631 4,4
щелочная форма 540 11,0
575 9,2
Четыре системы в эритроцитах ответственны in vivo за вос-
становление MtHb. Во-первых, это НАДН-зависимая редуктаза
(диафораза I, метгемоглобинредуктаза), функционирование кото-
рой связано с регенерацией НАДН, а. следовательно, с гликоли-
зом в эритроцитах.
Так, было установлено, что если эритроциты, содержащие
MtHb, инкубировать с субстратами, которые метаболизируют в
эритроцитах с регенерацией НАДН, то происходит восстановле-
ние MtHb. Фумарат, формальдегид, лактат, малат, ксилитол так-
же являются эффективными субстратами для восстановления
MtHb. Это указывает на то, что любая реакция, приводящая к
образованию НАДН, обусловливает восстановление MtHb. Ско-
рость восстановления увеличивается при добавлении неорганиче-
ского фосфора к среде с глюкозой, а также фторида натрия.
В последнем случае, ло-видимому, вследствие ингибирования эно-
лазы регенерация НАДН проходит через путь Рапопорта. Более
значительное увеличение скорости восстановления наблюдается в
результате предварительной инкубации эритроцитов с никотино-
вой кислотой .и глутамином для повышения внутриклеточного
уровня НАД и соответственно НАДН.
Существует предположение, что в физиологических условиях
в основном для восстановления MtHb с участием метгемоглобин-
редуктазы (MtHb-R) используется НАДН, регенерируемый из по-
лиолового (сорбитолового) пути.
Недавно из растворимой фракции эритроцитов человека была
выделена, очищена и исследована цитохром-Ьб-редуктаза, кото-
рая по свойствам отличалась от стромальной цитохром-С-редук-
тазы эритроцитов 16, 23].
Ряд авторов придерживаются мнения, что этот фермент иден-
тичен MtHb-R, изученной ранее Е. М. Scott.
29Э
Исследования, проведенные по восстановлению цитохром a-bs
ферментами эритроцитов и изучению каталитического влияния
его на процесс восстановления MtHb, приводит авторов к выводу,
что цитохром-bs — это связующее звено между MtHb-R, идентич-
ной цитохром-bs-R и MtHb ,[17].
Механизм восстановления может быть представлен следую-
щим образом: цитохром-bs служит естественным кофактором для
переноса электронов от фермента к MtHb:
MtHb . цитохром-Ь5 MtHb-R, цитохроМ’Ь5А НАД
11 восстановленный А редуктаза
’ цитохром-Ь5 | I
НЬО2 окисленный НАДН
Предложена и следующая схема восстановления MtHb [18]:
НАДН + флавинадениндинуклеотидредуктаза (ФАД-R) —ФАД-R : НАДН —>
ФАДНз-R : НАД; ФАДН2-Р : НАД 4- 2ре3+-цитохром-Ь5 -----> ФАД-R 4- НАД 4-
+ 2Ре2+-цитохром-Ь6; ре2+-цитохром-Ь§ MtHb -—ре-цитохром-Ь5: MtHb ►
---->- Ре3+-цитохром-Ьб HbO2.
Таким образом, основным путем восстановления MtHb в эри-
троцитах является ферментативный путь с участием НАДН-зави-
симой редуктазы, которая ответственна за 60—70% общей вос-
станавливающей активности в эритроцитах. Однако необходимы
дальнейшие исследования для выявления химической природы
MtHb-R и последовательности реакций, включаемых в транспорт
электронов от НАДН к Fe3+ гемов MtHb.
Второй ферментной системой в эритроцитах является НАДР-
зависимая редуктаза (диафоразя II), связанная с пентозным цик-
лом в эритроцитах. Ее доля в восстановлении MtHb в физиологи-
ческих условиях невелика (5—6%), поскольку для этого необхо-
дим искусственный переносчик электронов, например метиленовый
синий. Меньшая значимость этого ферментативного пути чет-
ко подтверждена данными о том, что дефицит этого фермента
у больного не вызывал увеличения содержания MtHb в эритроци-.
тах [24].
Из эритроцитов была выделена н описана еще одна редуктаза
способная восстанавливать MtHb, а именно НАДРН-флавинредук
таза, осуществляющая восстановление MtHb через природны
флавиновые соединения [29]. Авторы предложили использовать р:
бофлавин, легко проникающий в эритроциты, для лечения фе;
ментопенической метгемоглобинемии. Установлено, что рибофл;
вин с глюкозой ускоряет in vitro восстановление MtHb в интак1
пых эритроцитах ,[22]. Получен положительный терапевтическв
эффект при оральном лечении рибофлавином ряда больных с нас- •
ледственной ферментопенической метгемоглобинемией (НФМ)
Неферментативное восстановление MtHb в эритроцитах за
счет аскорбиновой кислоты и восстановленного глутатиона явля-
294
ется еще одним путем поддержания НЬ в эритроцитах в функцио-
нально активном состоянии. Их доля в восстановлении MtHb
составляет 12—16%.
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТГЕМОГЛОБИНЕМИЙ
Метгемоглобинемии определяют как состояния, связанные с
повышением содержания MtHb выше физиологической нормы.,
Метгемоглобинемии являются гетерозиготной группой заболева-
ний, обусловленных различными этиологическими и патогенети-
ческими механизмами, что отражено в их классификации
4,5].
I. Первичные наследственные метгемоглобинемии.
I. Ферментопеинческие, обусловленные полным отсутствием или значитель-
ным снижением активности MtHb-R.
2. Наследственные М-гемоглобинопатин, обусловленные аномальными гемо-
глобинами, мутантные цепи которых неспособны к оксигенации, а также
рядом нестабильных аномальных гемоглобинов.
II. Вторичные (приобретенные) метгемоглобинемии.
I. Экзогенные метгемоглобинемии, возникающие прн действии ряда химиче-
ских соединений, являющихся окислителями (амидо- и нитропронзводные
бензола, анилин, фенилгидразин, окнелы азота, хиноны, метилнитрофос,
некоторые синтетические краски, ряд лекарственных препаратов: фенаце-
тин, антипирин, внкасол, сульфоны, некоторые сульфаниламидные и
противомалярийные препараты).
2. Эндогенные метгемоглобинемии, возникающие вследствие нарушения про-
дукции н всасывания нитратов при энтероколитах.
В некоторых случаях могут отмечаться смешанные формы
метгемоглобинемии, например, возникшие у практически здоро-
вых людей — гетерозигот по НФМ после приема большой дозы
сульфаниламидного препарата. Другим примером смешанного ге-
неза метгемоглобинемии может служить появление цианоза у
грудного ребенка, больного энтеритом, после употребления коло-
дезной воды, содержащей нитриты.
Наследственная ферментопеническая метгемоглобинемия (НФМ)
Частота распространения гена дефицита MtHb-R в гетерози-
готном состоянии, по данным ВОЗ, ие превышает 1%. Характер
наследования НФМ — аутосомно-рецессивный; в зависимости от
снижения активности фермента различают 2 формы — гетерози-
готную и гомозиготную.
Не замечено связи проявления заболевания с полом; циано»
неожиданно проявляется у детей, родители которых клинически
здоровы, но являются скрытыми носителями гена дефицита
MtHb-R т. е. гетерозиготами.
Первое указание о наследственном цианозе сделано Hitzen-
berg в 1932 г., предположившим, что это заболевание обусловле-
но метаболическим дефектом в эритроцитах. В 1948 г. Н. Gibson
провел классические эксперименты, доказывающие ферментный
дефект- восстанавливающей системы в эритроцитах больных
295
3%) и небольшое
0,015—0,02 г/л за
авторов предпола-
НФМ, что приводит к накоплению MtHb. В 1960 г. Е. М. ,Scott
установил, что НФМ в семье эскимосов обусловлена дефицитом
НАДН-R.
В настоящее время в мировой литературе описано свыше 500
•случаев НФМ, обусловленной дефицитом MtHb-R. Наибольшее
число случаев выявлено в Европе, однако выявлены также боль-
ные на Кубе, в Китае, Индии, Африке. В СССР описаны семьи
с НФМ среди русских, украинцев, якутов, узбеков ;[1, 3, 4, 5, 7].
Выявлены два эндемических очага НФМ: среди эскимосов и
индейцев Аляски [25,1] и среди якутов в СССР (85 гомозигот по
НФМ) [7,8].
Данные лабораторных исследований. Гомозиготная форма
НФМ характеризуется практически полным отсутствием активно-
сти MtHb-R, которая составляет 0—0,6 мкмоль (мин-г НЬ) по
.методу Hegesh et al. [12]; в норме активность фермента колеб-
лется в пределах 2—4,5 ед. активности. Количество MtHb у гомо-
зигот составляет 10—50% от общего количества НЬ. Концентра-
ция общего НЬ высокая и лишь редко снижается ниже 140 г/л,
общее количество лейкоцитов и тромбоцитов в пределах нормы.
Изменений гемограммы и морфологии эритроцитов не отмечено.
У нелеченых больных с относительно высоким уровнем MtHb на-
блюдается вторичный эритроцитоз (до 6—7-1012/л) с увеличени-
ем содержания общего НЬ до 240 г/л, повышением вязкости кро-
ви, уменьшением СОЭ. У некоторых больных одновременно
бывает незначительный ретикулоцитоз (до
повышение билирубина сыворотки крови до
счет непрямой фракции, что позволяет ряду
гать наличие компенсированного гемолиза.
Гетерозиготы по НФМ не имеют никаких
вапня, концентрация MtHb в крови нормальная или чуть повы-
шена, активность MtHb-R снижена (0,6—1,6 ед. активности).
Этой активности достаточно, чтобы поддерживать концентрацию
MtHb в пределах нормы. Обычно гетерозиготы по НФМ выявля-
ются при обследовании семей пробандов. Однако следует учиты-
вать, что гетерозиготная форма хотя и не проявляется клиниче-
ски, но может лежать в основе различных отравлений и токсико-
зов в связи с применением химических агентов (лекарственные
препараты, ядохимикаты, краски). Так, ряд лекарств, например,
фенацетин, сульфаниламидные препараты могут привести к об-
разованию значительных количеств MtHb. Содержание MtHb
может возрастать у гетерозигот и при ряде стрессовых состояний,
а у женщин еще и в период беременности.
Патогенез НФМ. Патогенез клинических проявлений обычно
связан с хронической гипоксией ввиду значительного количества
MtHb и нарушения в связи с этим транспорта кислорода, что
приводит к развитию у больных функциональной «скрытой» ане-
мии.
У гомозигот с периода рождения выявляется цианоз кожи и
видимых слизистых оболочек, особенно заметный в области губ,
296
симптомов заболе-
носа, мочек ушей, ногтевого ложа, полости рта. Спектр окраши-
вания варьирует от серо-землистого до темно-фнолетового. За-
болевание носит доброкачественный характер. Степень выражен-
ности симптоматики зависит от содержания MtHb в крови, а так-
же от компенсаторных способностей сердечно-сосудистой,
цыхательиой и гемопоэтической систем в процессе адаптации к
гипоксии. При уровне MtHb менее 20% обычно симптоматика
отсутствует, прн содержании 20—50% возникают общая слабость,
недомогание, одышка при физическом напряжении, раздражи-
тельность, ослабление памяти, головные боли и головокружение.
Состояние больных ухудшается в холодное время года.
По данным М. С. Кушаковского <[5], у больных НФМ имеют-
ся изменения гемодинамики (тахикардия, увеличение минутного
объема сердца), носящие компенсаторный характер и могущие
привести к гипертрофии левого желудочка.
При объективном исследовании со стороны внутренних орга-
нов существенных отклонений от нормы обычно не определяется.
Аускультативно на верхушке сердца, а иногда и в других точках
определяется функциональный систолический шум. На ЭКГ выяв-
ляется синусовая тахикардия, иногда уплощение зубца Т (приз-
нак гипоксии), а также смещение электрической оси сердца влево.
Подобные признаки способствуют иногда ложной диагностике
врожденного «синего» порока сердца и ведут к неоправданному
оперативному вмешательству. Исследование гемодинамических по-
казателей у гомозигот по НЭМ выявило компенсаторную реакцию
организма, выразившуюся в увеличении сердечного индекса, что
явилось результатом повышенного ударного объема крови при.
нормальном числе сердечных сокращений; после лечения метиле-
новой синью гемодинамика нормализовалась.
Дефицит MtHb-R в 10% случаев носит генерализованный ха-
рактер, что характеризуется сочетанием цианоза и поражением
нервной системы и психической сферы. Генерализованную форму
НФМ объясняют дефицитом MtHb-R ие только в эритроцитах, ио-
также и в лейкоцитах и клетках мозговой ткани. Основанием для
этого служат полученные данные о выявлении диафоразы с иден-
тичной MtHb-R антигенностью в различных тканях человека,.,
включая мозг /[20].
Однако описаны больные НФМ с явным дефицитом MtHb-R
в лейкоцитах, но без поражения нервной системы f[9, И].
Нами проведено исследование ряда показателей обмена желе-
за у 34 гомозигот по НФМ в эндемическом очаге —- в Якутии. Оп-
ределение количества трансферрина и гаптоглобина сыворотки
проводили иммунохимическим методом, ферритина — радиоиммун-
ным методом, содержание сывороточного железа — методом Генри.
Существенно отметить 2—3-кратное повышение содержания
ферритина в сыворотке у гомозигот по НФМ по сравнению с дан-
ными для здоровых лиц того же возраста якутской национально-
сти. Не выявлено разницы в содержании ферритина у мужчин и
женщин.
297
В настоящее время общепринято, что содержание ферритина
сыворотки отражает запасы железа в РЭС, которые, следователь-
но, у гомозигот по НФМ значительно увеличены. Это указывает и а
нарушение механизма регуляции содержания железа в организме.
Возможно, это обусловлено нарушением у этих больных окисли-
тельно-восстановительных процессов в клетках РЭС, а не только
в эритроцитах, что приводит к замораживанию больших количеств
железа и меньшему его освобождению из депо. Известно, что мо-
билизация железа из молекулы ферритина требует наличия фла-
винмононуклеотидов, НАДН и аскорбиновой кислоты для восста-
новления железа, что является необходимым этапом его выхода
из внутренней сферы молекулы ферритина.
Сывороточное железо практически не различается у больных и
доноров, по достигает высоких значений в процессе проведения
терапии аскорбиновой кислотой (до 4000—5000 мкг/л). Количество
трансферрина и гаптоглобина сыворотки в пределах нормы.
Изредка к картине болезни присоединяются аномалии развития
(атрезия влагалища и матки, недоразвитие кистей ру.к, изменен^
форм черепа, деформация и нарушение желудочно-кишечной
тракта). Описаны случаи сочетания НФМ с талассемией, Н-ге
моглобипопатией, дефицитом Г-6-ФД и пируваткиназы [5].
Токсическая метгемоглобинемия
По симптоматике токсическая метгемоглобинемия сходна с
НФМ и может иметь острое нли хроническое течение. При острых
отравлениях с высоким уровнем MtHb (60—70%) наступают кома
и смерть. Эта форма заболевания может встречаться иа некоторых
предприятиях при контакте с анилиновыми красителями, произ-
водными бензола и т. д., а также при отравлении рядом лекарств.
Токсическая метгемоглобинемия нередко может сопровождать-
ся гемолизом эритроцитов, что не типично для больных с НФМ.
При прекращении воздействия токсического агента уровень
MtHb быстро снижается, поскольку активность MtHb-R сохранена.
Отравление нитритами обычно протекает в легкой форме, а произ-
водными анилина
талыю.
в тяжелой форме и
может
закончиться
Метгемоглобинемия и цианоз, обусловленные аномальными
гемоглобинами
Увеличение содержания MtHb в крови могут обусловить pi
аномальных гемоглобинов вследствие нестабильности их мол ею
или большей диссоциации на субъединицы меньшей молекулярной
массы, у которых степень окисления значительно увеличена.
Одной из причин цианоза может быть также наличие в крови
аномальных форм НЬ с уменьшенным сродством к кислороду, что
приводит к увеличению содержания в крови дсоксигемоглобина.
Одинаковый, воспринимаемый на глаз, цианоз может отмечаться
298
Таблица 25. Аномальные гемоглобины, обусловливающие метгемоглобине-
мию или цианоз
Аномальный НЬ Аминокислотная мутация Место мутации Содержание MtHb в % от содержа- ния аномаль- ного НЬ Цианоз
Zurich Г истндин—>-аргнннн ₽-Е7 (63) 40 —
Boras Лейцин—>аргинин P-F4 (88) — —
Bristol Валнн—>-аспар агин р-ЕП (67) 11 —
Koln Валнн—>тирозин P-FG5 (98) 4 —
Sant-Louis Лейцин—>глута мнн Р-В10 (28) 100 —
Freiburg Валин—* (делеция) а-В5 (23) 10 Есть
Torino Фенилаланин—>валин ct-CDI (43) 4,7 .—
Bibbs Лейцнн—>-пролин (X-HI9 (136) 12,3 —
Beth Israel Аспарагин—>-серин ₽-С4 (102) Нет Есть
Kansas Аспарагин—>-треоннн ₽-С4 (102) — »
Hammersmith Фенилаланин—>-серин P-CDI (42) Нет »
при содержании в крови 50 г/л деоксигемоглобина и 15—20 г/л
MtHb. Аномальные формы НЬ, обусловливающие метгемоглоби-
немию или цианоз, приведены в табл. 25.
ЛЕЧЕНИЕ МЕТГЕМрГЛОБИНЕМИЙ
Лечение гомозигот по НФМ и больных токсической метгемогло-
бинемией с содержанием MtHb более 20% в крови и выраженной
симптоматикой проводится лекарственными препаратами, способ-
ствующими восстановлению MtHb. По характеру действия они
делятся на 2 типа: вещества, непосредственно химически восста-
навливающие MtHb (аскорбиновая кислота, цистамин и др.), и
вещества, восстанавливающие MtHb путем активации фермента-
тивной окислительно-восстановительной системы эритроцитов, за-
висящей от НАДРН, регенерируемого в результате метаболизма
по пентозофосфатному шунту. Таким лекарственным средством
является метиленовый синий, который применяют также и при
лечении острых отравлений.
Следует отметить, что в плазме крови больных НФМ содержа-
ние аскорбиновой кислоты уменьшено ввиду ее усиленного потреб-
ления для восстановления MtHb. Прием внутрь больными аскор-
биновой кислоты в больших дозах (по 0,15—0,3 г 3 раза в день)
уже в течение первых 2—3 дней снижает концентрацию MtHb в
крови до 10% от общего количества гемоглобина. Это нижний
предел, до которого уменьшается MtHb при лечении только аскор-
биновой кислотой. Прн этом почти исчезает цианоз и другая симп-
томатика, улучшается общее самочувствие, больные становятся
работоспособными. Затем переходят на поддерживающие дозы ас-
корбиновой кислоты (0,05—0,1 г 3 раза в день) в течение длитель-
ного времени (2—3 мес). Длительное лечение аскорбиновой кис-
лотой в больших дозах должно осуществляться под наблюдением
299
врача-терапевта или педиатра с периодической проверкой функции
поджелудочной железы (уровень сахара в крови), почек (анализ
мочи, проба по Зимницкому) и артериального давления. Большие
дозы аскорбиновой кислоты могут оказывать угнетающее влияние
на инсулярный аппарат поджелудочной железы, стимулировать
образование кортикостероидных гормонов, что при известных усло-
виях может привести к повреждению гломерул почек и развитию
гипертонической реакции, а также к образованию камней в почках.
Поэтому при лечении аскорбиновой кислотой необходимо делать
перерывы длительностью 2—3 иед. Следует отметить, что в зим-
нее время уровень MtHb в крови повышается, что, по-видимому„
требует некоторого повышения дозировки препарата. Цистамин по
нашему опыту является недостаточно эффективным средством для
лечения НФМ.
Метиленовый синий при его внутривенном введении оказывает
быстрый эффект и уже через 1 ч относительная концентрация
MtHb в крови уменьшается до 1% и даже ниже. Кожные покро-
вы и видимые слизистые быстро розовеют, самочувствие больных
улучшается.
Метиленовый синий применяется в виде препарата «хромос-
мон», в одной ампуле которого содержится 50 мл 25% раствора
глюкозы и 0,5 мг метиленового синего. Препарат в больших дозах
(7 мг/кг и более) может вызывать серьезные осложнения с рез-
ким усилением цианоза и даже наступление гемолиза эритроцитов,
что особенно характерно для больных НФМ, имеющих одновре-
менно и другую наследственную патологию — дефицит Г-6-ФД
эритроцитов.
Препарат метиленового синего может применяться внутрь в.
капсулах по 100 мг 3—4 раза в день для взрослых, детям он дает-
ся из расчета 0,005—0,01 г на каждый год жизни. Длительное при-
менение этого препарата у некоторых больных дает хорошие ре-
зультаты. Особенностями внутривенного введения метиленового*
синего являются как быстрое снижение уровня MtHb в крови, так
и не меиее быстрое его накопление. Поэтому препарат не рекомен-
дуется для широкого применения прн НФМ в настоящее время..
Главным терапевтическим средством остается аскорбиновая кисло-а
та; оксигенотерапия дает временный эффект.
В связи с открытием в эритроцитах флавинзависимой редукта-
зы былн проведены первые исследования по использованию рибо-
флавина для лечения НФМ, что дало положительные результаты
[14, 19].
Терапевтический эффект был более выражен, чем при примене-
нии аскорбиновой кислоты. Так, оральное введение рибофлавина;
в дозе 30—40 мг в день в течение 3 мес поддерживало уровень
MtHb в крови в пределах 5%. В предыдущие годы терапия аскор-
биновой кислотой в дозе 1 г в день снижала уровень MtHb только»
до 10%. Гетерозиготы по НФМ в лечении не нуждаются, однако»
они должны быть осведомлены о наличии у них наследственной
аномалии.
300
Прогноз в отношении продолжительности жизни у больных
НФМ благоприятный. Им следует избегать переохлаждения и кон-
тактов с химическими веществами — метгемоглобинообразователя-
ми как на производстве, так и в быту, а также употребления в
пищу продуктов с химическими добавлениями.
С больными НФМ необходимо проводить санитарно-просвети-
тельную работу, подчеркивая в целом доброкачественный характер
заболевания. В плане профилактики НФМ должно проводиться
медико-генетическое консультирование для исключения возмож-
ности вступления в брак двух гетерозигот. В профилактике хрони-
ческой интоксикации метгемоглобинообразователями показана эф-
фективность метионина, пиридоксина и мепамида.
Больные НФМ не должны привлекаться в качестве доноров
крови при значительном содержании MtHb, а также вследствие
наличия у них скрытой анемии.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ СКРЫТОЙ АНЕМИИ У БОЛЬНЫХ
НАСЛЕДСТВЕННОЙ ФЕРМЕНТОПЕНИЧЕСКОЙ МЕТГЕМОГЛОБИНЕМИЕЙ
Патогенез клинических проявлений НФМ обычно связан с хро-
нической гипоксией, которая оказывается значительно большей,
чем можно было бы ожидать на основе лабораторных исследова-
ний, что можно четко видеть из данных, представленных в табл. 26.
Так, количество НЬО2 в крови больных НФМ, полученное вы-
читанием количества MtHb из общего количества НЬ, достаточно
высокое (120—150 г/л), что не может обусловить выявляемый зна-
чительный цианоз у обследованных больных.
Исследование кривых оксигенации гемолизатов показало, что
MtHb в количестве до 20% не влиял на сродство НЬ к кислороду,
но снижал.кооперативность. Присутствие MtHb в количестве более
Таблица 26, Определение состава гемоглобина и функциональных парамет-
ров кривых оксигенации гемолизатов больных НФМ [1]
Гемоли.заты больных НФМ Общий НЬ, т/л MtHb, % от общего со- держания НЬ Hb Os, г/л Функциональные параметры
<ДР£0* константа Хилла
1 13,4 11,0 12,0 0 2,73
2 16,8 19,0 15,8 0 2,43
3 15,7 23,0 12,1 0 2,13
4 21,0 33,0 14,1 13 2,20
5 19,8 38,0 12,9 20 2,12
6 24,0 41,0 14,2 43 1,65
Искусственная смесь 20,0 80,0 0 2,80
Pso донора — Р50 больного 1ЛЛ „
ДРъо= --------------------------- Ю0. Рю доиора=1.63 мм рт. ст.
Р50 донора
301
увеличивало сродство Hb к кислороду и значительно искажа-
ло форму кривой оксигенации (рис. 45). Указанные изменения от-
сутствовали в свежеприготовленных искусственных смесях MtHb и
НЬО2.
Следовательно, присутствие MtHb в крови оказывает повреж-
дающее действие на функцию переноса кислорода гемоглобином,
первое предположение по этому вопросу было сделано свыще
30 лет тому назад R. С. Darling, F. Roughton. Кроме того, в опы-
тах in vivo показано, что уменьшение НЬО2 кроме путем кровопоте-
ри или эквивалентным переводом НЬО2 в MtHb оказывает неадек-
ватное действие на Р50 в вене.
Предположение об образовании частично окисленных молекул
НЬ нашло экспериментальное подтверждение в ряде последующих
работ [2, 10].
Так, использование метода аналитического изоэлектрофокуси-
рования в полиакриламидном геле при исследовании гемолизатов
больных НФМ показало наличие дополнительной, обычно раздваи-
вающейся полосы между полосами, соответствующими НЬО2 и
MtHb (рис. 46).
Препаративное выделение этой фракции методом ионообменной
хроматографии илн изоэлектрофокусированием на колонке в гра-
диенте плотности сахарозы с последующим исследованием спект-
ров абсорбции и функциональных характеристик позволило иден-
Рис. 45. Кривые оксигенации гемолизата больной с наследственной ферментопе
нической метгемоглобинемией. Л
1 —исходный гемолизат, содержание MtHb 38%; 2—гемолизат той же больной после пЛ
ведения курса лечения, содержание MtHb 12%.
302
Рис. 46. Результаты проведения изоэлектрофокусирова-
пия в полиакриламидном геле (амфолипы с pH 6,0 8,0)
гсмолизата болыюЙ с наследственной фсрментопеничс-
ской метгемоглобинемией).
i — исходный гемолизат; 2 — гсмолизат после восстановления
его дитионитом натрия; 3— Hb Os (контроль); 4— Mit 11b (конт-
роль) .
тифицировать эту фракцию, как «валентные
гибриды» НЬ '[!]- В крови больных НФМ
«валентные гибриды» НЬ составляют 35—50%
от общего содержания НЬ. Они обладают вы-
соким сродством к кислороду, гем -— гем-взаи-
модействие в молекуле практически отсутству-
ет. В результате этого «валентные гибриды»
НЬ искажают кривую оксигенации крови и
гемолизатов и снижают количество НЬОг, спо- L----------------
собного к эффективному транспорту кислоро- / 2 з 4
да. Восстановление гемолизатов дитионитом натрия или проведе-
ние курса лечения снижает содержание фракции «валентных гиб-
ридов» с одновременной нормализацией параметров кривой окси-
генации (см. рис. 45).
Данные относительно кривых оксигенации больных НФМ проти-
воречивы, что, по-вндимому, отражает молекулярно-биохимиче-
скую гетерогенность заболевания. М. С. Кушаковский '[4] выявил
сдвиг кривых вправо, н ряде других работ кривые оксигенации
были близки к норме [21]. Нормализация значений Р5о у больных
НФМ может быть и результатом повышения внутриэритроцитар-
пого содержания 2,3-ДФГ.
Вследствие наличия больших количеств «валентных гибридов»-
НЬ в крови больных НФМ высокие значения НЬО2, получаемые
вычитанием количества MtHb (определяемого цианметгемоглоби-
новым методом) из общего количества НЬ крови, оказываются
фиктивными. Около половины этого количества НЬО2 выключается
из функции переноса кислорода, входя в состав частично окислен-
ных молекул НЬ. Это и является молекулярной причиной наруше-
ния транспорта кислорода у больных НФМ.[1].
ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ МЕТГЕМОГЛОБИН РЕДУКТАЗЫ
Наследственная ферментопеническая метгемоглобинемия мо-
жет быть обусловлена рядом молекулярных причин, приводящих
к дефициту активности MtHb-R: снижением темпов синтеза фер-
мента, нестабильностью нормальной MtHb-R вследствие изменений
метаболизма в эритроците, синтезом аномального фермента с из-
мененными химическими и каталитическими свойствами и т. д.
С целью исследования молекулярно-генетических причин сни-
жения активности MtHb-R предприняты работы по изучению элек-
трофоретических вариантов MtHb-R и взаимосвязи их с НФМ.
303’-
В большинстве работ для тестирования вариантов фермента нс
пользовали электрофорез в крахмальном геле с последующи»
выявлением полос, обладающих диафоразиой активностью.
Показана биохимическая гетерогенность MtHb-R; при обследо
ваиии 2783 человек выявлен I общий вариант и 5 других вариан
тов, при этом наличие аномальных полос выявлено у 1% иаселе
ния Европы, Индии, у негров, киприотов, греков [15]. Все выяв
ленные варианты были найдены как вторая полоса наряд
с нормальной полосой в гемолизатах эритроцитов, по-видимому
асимптоматических лиц. Интересно отметить, что в одном вариант
эти быстрые полосы имели ту же самую относительную подвиж
яость, как вариант Puerto Rico, который ассоциируется с умепь
шением активности. В то же время наиболее общий вариант, опн
единый ранее [15], имеет ту же самую подвижность, что и Bosta
Fast у некоторых гомозигот по НФМ [18].
Обычно в гемолизатах по НФМ полосы с редуктазиой активно
стью вообще не выявляются или выявляются очень слабо, пс
этому приходится проводить частичную очистку и коицентрирова
ние фермента. Доказано, что в большинстве случаев очищении
ферменты показывают полосы активности иа крахмальном геле
идентичные полосам, наблюдаемым в исходных гемолизатах. Одна
ко замечено также, что прн продолжительном хранении гемолиза
тов нли очищенных образцов MtHb-R или их повторном размера
живании и замораживании появляются дополнительные минорны
полосы иа крахмальном геле. Предполагают, что это вызвано из
менепием конформации белка и изменением суммарного заряд
белковой глобулы.
В ряде случаев при электрофорезе гемолизатов гетерозигот вы
являют две полосы активности: одну с нормальной подвижность*
и вторую — соответствующую по подвижности полосе, выявляемо!
у гомозиготы по НФМ.
Таким образом, в тех случаях, когда причиной НФМ являете
генетически закрепленный синтез аномального фермента, электро
форез фермента может помочь отличить нормальных лнц от гете
розигот по НФМ. Это особенно важно в тех случаях, когда актив
ность MtHb-R находится в пределах 1,6—2 ед. активности и когд
возникают трудности в диагностике гетерозиготного состояния.
К настоящему времени идентифицировано 9 аномальных ва
риантов MtHb-R, выявленных в эритроцитах больных НФА
(табл. 27). Так вариант Puerto Rico обладает уменьшенным сродст
вом к дихлорфенол индофенолу, замедленной утилизацией деамг
но-НАДН, уменьшенной тепловой стабильностью. Следовательнс
в данном случае дефицит фермента происходит вследствие ускс
реииой инактивации MtHb-R, происходящей за короткий перир
времени в эритроцитах. Аналогичное уменьшение активности пр
старении эритроцита наблюдали и для варианта Boston Fast.
В то же время описан ряд вариантов с аномальной подвижно
стью, часто выявляемых в виде раздвоенных полос с диафораг
иой активностью, которые не вызывают клинических проявлени
304
Таблица 27. Электрофоретические варианты НАДН-зависимой метгемогло-
бинредуктазы
Вариант Относительна я электрофоретиче- ская подвижность, % от нормы Активность в эрит- роцитах, Ч, от нормы
Общий тип Dia-1 100 100
Dia-3 50 —
Dia-4 60 •—
Boston Slow 90 40
Duarte 108 12
Princeton 113 —
Puerto Rico 117 6—23
Boston Fast 127 62
California 133 25
Santiago de Cuba 105 12
НФМ. Не выявлена корреляция между величиной активности
MtHb-R, электрофоретической подвижностью фермента и клиниче-
скими проявлениями заболевания.
Для выявления вариантов MtHb-R использованы и другие ме-
тоды: электрофорез в полиакриламидном геле, в агаре, изоэлек-
трофокусирование. Так в гемолизатах здоровых лиц электрофоре-
зом в полиакриламидном геле выявлено 4—5 полос с редуктазиой
активностью.
Две из них отсутствовали в гемолизате больного НФМ, имею-
щего вариант Puerto Rico [16]. .
Метод аналитического изоэлектрофокуснровання обладает тем
преимуществом, что позволяет проводить идентификацию MtHb-R
без предварительного удаления НЬ, который часто перекрывается
с ферментом при электрофорезе в крахмальном геле. Преимущест-
Рис. 47. Родословная якутской семьи с наследственной ферментопенической мет-
гемоглобинемией (НФМ).
о — мужчины; б — женщины; а, б — лица с нормальной активностью метгемоглобинредуктазы;
°. — гомозиготы по НФМ; д, е — гетерозиготы по НФМ; ж — необследованные лица.
20—407
305
PL±0,05 I Л Ш IV F И
6,65 —
6,75 — — ~
6,55 — —
6,15 — “
5, 20 —
Рис. 48. Варианты (I—VI)
метгемоглобинредуктазы »ш
данным изоэлектрофоку ci i
рования в полиакриламид
пом геле (pH амфолино;
3,5—10,0).
вом метода является к
то, что полосы
НАДН- и НАДРН-ре
дуктазными активнс
стями не перекрывают
ся. Использование эта
го метода (диапазсч
амфолинов 3,5—10) позволило нам выявить большую биохимиче
скую гетерогенность фермента даже в рамках одной Якутске»
семьи с НФМ, родословная которой приведена на рис. 47.
Четыре человека в семье были гомозиготами по НФМ, уровен
MtHb крови у них колебался от 13,5 до 27%, активность MtHb-I
у 3 человек была равна нулю, а у одного составляла 11% от вс
личины активности здоровых членов семьи. Гетерознготами был
14 человек в семье, активность MtHb-R у них составляла в сре/
нем 46% от нормы с колебаниями от 21 до 71%. У ряда лиц npi
этом было повышено содержание MtHb до 3—4%.
Методом изоэлектрофокусироваиия в полиакриламидном гол
установлена большая биохимическая гетерогенность MtHb-R. Та»
у здоровых членов семьи и гетерозигот обнаружено 5 различны
вариантов фермента (I—V), состоящих из трех, двух и одной по
лосы активности, что схематически представлено на рис. 48. Пр
исследовании гемолизатов крови гомозигот по НФМ НАДН-реду1
тазиые зоны не выявлялись, лишь у одного больного, у которо!
активность редуктазы составляла 11 % от нормы, обнаруже
IV вариант. Одна из полос со значением Pi—6,55+0,05 являлас
общей для всех вариантов. Значения изоэлектрических точек е
изменялись при храпении гемолизатов при —20 °C в течение 3 ме
Анализ полученных данных не позволил выявить законе мери»
сти между обнаруженными вариантами фермента и снижение
активности, приводящими к гетерозиготному состоянию по НФА
Например, у 6 членов семьи выявлен один н тот же вариант — вг
риаит III. Однако трое из них имели нормальную активност
MtHb-R, а трое были гетерозиготами. Семь человек в семье имел
вариант I, из них 6 человек являлись гетерозиготамн. Важно отм,
тить, что наличие этого варианта в эритроцитах гетерозигот и зд<
ровых лиц сопровождалось повышением содержания MtHb coo
ветственно от 2,5 до 4%.
Указанным выше методом были также обследованы 18 донор»
якутской национальности и 29 русских доноров с нормальной а
тивпостыо MtHb-R. Среди доноров-якутов получены следующ)
данные: I вариант у 1 человека, II вариант — у 3, III вариант-
306
у 2 и вновь выявленный VI вариант — у 12 человек. Распределе-
ние вариантов для допоров русских: 1 —у 1 человека, III-—у 19,
VI — у 9 человек.
Анализ имеющихся данных по НФМ позволяет сделать пред-
положение, что при данной патологии одно и то же фенотипиче-
ское проявление может иметь различные молекулярные причины
(генетические или биохимические), общим проявлением которых,
реализуемым по различным путям, является дефект в активности
НАДН-зависимой редуктазы.
Настоятельно необходимы как разработка более информатив-
ных и стандартизованных методов идентификации MtHb-К, так и
дальнейшие исследования медико-генетических и биохимических
аспектов НФМ, что будет способствовать выявлению молекуляр-
ных основ этой патологии.
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ М-ГЕМОГЛОБИНОПАТИИ
Наследственная метгемоглобинопатия возникает также вслед-
ствие синтеза в организме аномальных гемоглобинов, содержащих
<а- или p-цепи в окисленной форме. Известно несколько таких ва-
риантов НЬ, причем все они образуются в результате едииничных
замещений аминокислот в непосредственной близости от гема.
Такие аномальные НЬ принято относить к группе М.
Первое указание на такой аномальный НЬ было сделано Нбг-
lein, Weber в 1948 г., выявивших в одной семье 8 цианотичных
больных с повышенной концентрацией MtHb. Авторы доказали,
что аномальность свойств обусловлена глобином, а не гемином.
В дальнейшем многие выявленные случаи аналогичного заболева-
ния удалось систематизировать и доказать, что указанные анома-
лии НЬ обусловлены замещением либо проксимального, либо дис-
тального гистидинов в аномальной цепи иа тирозины. Некоторые
из описанных в разных странах видов аномальных Hb М оказа-
лись идентичными. Каждый из четырех видов был назван по
географическому пункту, где он впервые выявлен. Помимо четырех
аномальных гемоглобинов с заменой гистидинов на тирозины, к
аномальной группе М относят и Hb Milwaukee.
М-Гсмоглобинопатия — довольно редкое заболевание, встре-
чающееся в разных странах. Например, впервые обнаруженный
Horleiri, Weber Hb — это Hb Saskatoon, который впоследствии был
выявлен у обследуемых в Германии, Канаде, Англии, США, Фран-
ции, Норвегии, Иране, Польше, Южной Африке, СССР. Однако
в Японии описано около 100 человек с «врожденной ингремией»,
обусловленной присутствием в эритроцитах Hb Iwate. Место му-
тации и синонимы гемоглобинов группы М представлены в табл. 28.
Наследование дефекта при всех вариантах Hb М ноент доми-
нантный характер, гомозигот по соответствующему гену не обна-
ружено. Однако в некоторых случаях появление Hb М можно рас-
ценивать как спонтанную мутацию '[28]. Доля Hb М в эритроци-
тах больных с мутацией в а-цепи глобина составляет 15—30% от
20’
307
Таблица 28. Аномальные гемоглобины группы М
Общепринятое название НЬМ Место и характер мутапии Синонимы J
Hb Boston Hb Iwate Hb Saskatoon Hb Hyde Park Hb Milwaukee а-Е7 (58) гистидин—>тирозин a-F8 (87) гистидин—^тирозин р-Е7 (63) гистидин—>тирозин P-F 8 ^92) гистидин—^тирозин р-ЕП (67) гистидин—^-глутаминовая кислога Osaka, Leipzig-2, GotheM burg | Kankakee, Oldenburg | Emery, Kurume, Hida, H6r*| Icin-Webcr, Radom, Chical go, Leipzig, Hamburg 1 Arhus I Akita
общего количества НЬ, в то время как ^-варианты составляют^!
40—50%. Я
Кровь больных, имеющих НЬМ, шоколадно-коричневого оттеи-Я
ка; гематологические показатели обычно в пределах нормы. В слу-Я
чае p-вариаитов выявляется легкий гемолитический синдром, чтоЛ
по-видимому, обусловлено их некоторой нестабильностью. Доказа-Я
но, что при наличии Hb Hyde Park возможна частичная потеря геД
ма в аномальных цепях; отмечают анемию и спленомегалию прйЯ
наличии Hb Hyde Park, что объясняют неэффективным эритропоэЖ
зом. Описан случай значительного снижения в крови Hb SaskatoonM
после приема лекарств, обладающих свойствами окислителей [27]Ж
При мутациях в «-цепях аномальность проявляется уже в фее
тальком НЬ, а затем и в НЬ взрослых. В таких случаях цианов
проявляется с момента рождения, а для носителей НЬМ с апома^
лией в p-цепях проявление цианоза начинается с 3—4-го месяце
после рождения, когда происходит замена основной части Hb F нЛ
НЬ А. Носительство Hb М, по-видимому, мало сказывается на проШ
должительности жизни. Я
Первичная, вторичная и третичная структуры а- и .p-цепей гло-1
бииа очень близки. По первичной структуре они тождественны в!
65 н различны в 76 позициях, большое сходство у них и в контактах!
гема с глобином. Поэтому можно было ожидать,что у двух про-Я
ксимальных мутантов и двух дистальных мутантов окажутся близ-Я
кие свойства. В действительности же исследование их свойств не 1
подтвердило этого предположения. Так свойства Hb Iwate и НЬ]
Boston (мутанты по «-цепям) оказались идентичными и значитель-1
но отличными от таковых для Hb Hybe Park и Hb Saskatoon — I
мутантов по p-цепям. Следовательно, аномальные гемоглобины!
группы М оказались наглядным примером неэквивалентности це-1
пей НЬ для нормального функционирования тетрамерной молеку-1
лы Hb. 1
308 1
Так, Hb Iwate н Hb Boston, в которых «а-цепи находятся в окис-
ленном состоянии и с кислородом реагируют нормальные 0-цспп,
имеют низкое сродство к кислороду, а эффект Бора и коопера-
тивность связывания кислорода практически отсутствуют. Если
гемы аномальных цепей восстановить дитионитом натрия, то они
приобретают способность присоединять окись углерода (в присут-
ствии кислорода они сразу окисляются). При этом оказывается,
что сродство к кислороду и эффект Бора восстанавливаются. Это
указывает иа то, что аномальность а-цепей оказывает влияние на
нормальные 0-цепи, лишая их способности нормально функциони-
ровать. ч
При восстановлении аномальных ia-цепей с последующим при-
соединением к ним окиси углерода, 0-цепи освобождаются от ин-
гибирующего влияния а-цепей.
Обратная картина наблюдается в случае Hb Hyde Park и Hb
Saskatoon. В этих гемоглобинах нормально функционируют а-це-
пи и они имеют аналогичные НЬ А эффект Бора и сродство к кис-
лороду, несмотря на аномальность 0-цепей. Более того, восстанов-
ление всех гемов даже в присутствии кислорода приводит к появ-
лению спектра, соответствующего спектру НЬ А. Это указывает на
то, что гемы аномальных 0-цепей способны восстанавливаться н
оксигенироваться, хотя устойчивость оксигенированной формы не-
велика. Получены и кинетические доказательства распространения
конформационных изменений от а-субъеднниц к 0-субъединицам.
Следовательно, а-цепи оказывают существенное влияние на
0-цепи, ио не наоборот, и их сохранность более существенная для
нормального функционировании молекулы НЬ.
Предполагают, что причиной окисления железа гемов аномаль-
ных цепей является образование стабильного комплекса между
фенольной группой тирозина и Fe3+, который с трудом восстаиав-
лнввется ферментными системами в эритроцитах- Методом рентге-
иоструктурного анализа получены доказательства образования
этой связи по крайней мере для 0-мутантов; в Hb Milwaukee уста-
новлено образованаие связи между карбоксильной группой глу-
таминовой кислоты и Fe3+, препятствующей восстановлению
MtHb.
Дифференцировать гемоглобиноз М, с одной стороны, следует
с синим пороком сердца, а с другой стороны, с наследственной
фермеитопенической метгемоглобинемией.
При обычно проводимом электрофоретическом разделении ге-
молизата (pH 8,6) Hb М трудно отличить от НЬ А. Однако приме-
нение электрофореза в агаровом геле при pH 7,1 позволяет разде-
лять НЬ А и Hb М, последний в виде коричневой полосы движется
медленнее к аиоду, чем НЬ А. Лучшее разделение происходит при
использовании полностью окисленного гемолизата.
В настоящее время широко используют для идентификации
Hb М метод аналитического изоэлектрофокусирования в полиакри-
ламидном геле [6, 26]. Четко разделяются при этом НЬО2А и
Hb Boston, имеющий более щелочное значение изоэлектрической
309
Рис. 49. Коэффициенты экстип
кции различных форм метгемо
глобина в 0,1 М фосфатном 6v
фере pH 7,0.
1—НЬ А; 2—Hb Saskatoon; 3
Hb Milwaukee.
точки; этот метод предло-
жено использовать для
определения количествен-
ного содержания Hb Bos
ton в гемолизате. !
При исследований
спектральных характери-
стик наибольшее разли-
чие между НЬ А и Hb М
было выявлено в кислых
формах MtHb в области спектра 600—630 нм (рис. 49). У MtHb А
имеется незначительная величина оптической плотности при длине
волны при 600 нм, которая увеличивается и достигает максимума
при длине волны 630 нм. Напротив, MtHb М не имеет максимума
при 630 нм, он сдвинут в область меньших длин волн.
Ввиду изменения спектра кислой формы MtHb М обычно ис-
пользуемые методы определения содержания MtHb М непригодны.
Наиболее правильно вычислять содержание Hb М на основании
снижения кислородной емкости гемолизата по отношению к обще-
му содержанию в нем НЬ, либо денситомстрированием после раз-
деления гемолизата изоэлектрофокусироваписм.
Преимуществом метода изоэлектрофокусирования является н
то, что, используя исходный и полностью окисленный гемолизат,
можно четко провести дифференциальный диагноз между М-гемо-
глобинопатией и НФМ и определить в ряде случаев тип Hb М.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА МЕТГЕМОГЛОБИНЕМИЙ
Основные диагностические и дифференциально-диагностические
тесты НФМ, М-гемоглобииопатий и других метгемоглобинемий:
1) определение относительного содержания MtHb в процентах от
общего содержания НЬ цианметгемоглобиновым методом; 2) опре-
деление активности НАДН- зависимой MtHb-R методом Хегешн
[12]; 3) снятие спектров абсорбции с вычислением отношений оп-
тических плотностей D63o/D6oo и Dsoo/Deoo, что позволяет провести
дифференциальный диагноз между НФМ и М-гемоглобинопатией;
4) электрофорез или изоэлектрофокусирование окисленного гемо-
лизата; 5) терапевтическая проба с введением больному метилено-
вого синего; 6) анализ родословной семьи с определением типа на-
следования.
Органические заболевания легких и сердца должны быть от-
вергнуты на основании анамнеза, данных физикального и соответ-
310
ствующих исследований. Это обусловлено тем, что наиболее рас
простраиснными причинами цианоза являются дыхательная или
сердечная недостаточность, ведущие к накоплению в крови деокси-
гемоглобина, что является причиной цианоза.
Указанные выше тесты, а также некоторые дополнительные и
наличие анамнестических данных о недавнем контакте с токсиче-
ским агентом или лекарством-окислителем позволяют дифферен-
цировать различные формы метгемоглобинемий и выбрать пра-
вильную лечебную тактику.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреева А. П., Дмитриева М. Г., Левина А. А. и др. Молекулярные основы
нарушения функциональных свойств гемоглобина у больных энзимопенической
метгемоглобинемией. — Докл. АН CQCP, 1977, т. 235, № 6. с. 1441—1443.
2. Andreeva А. Р., Dtnttriyeva М. G., Levina A. A. et al. Valency hibrids of he-
moglobin in red cells of pathients with hereditary enzymopenic methemoglobi-
nemia.— Acta biol. med. germ.. 1977, vol. 36 p. 743—-748.
3. Дервиз Г. В. Наследственная эизимопеническая метгемоглобинемия. — Клин,
мед., 1977, № 5. с. В—15.
4. Дервиз Г. В., Кимерал Р. Э. Случай врожденной метгемоглобинемии.—
. Пробл. гематол.. 1967, № 12. с. 3’7—41.
?/ 5. Кушаковский М. С. Клинические формы повреждения гемоглобина. — Л .г
Медицина, 1968.
6. Токарев Ю. Н. Диагностика и лечение метгемоглобинемий. —-Тер. арх., 1979,
К» 9, с. 79—82.
7. Токарев Ю. И., Беляев В. В^ Скачилоеа Н. Н. и др. Семья больных с наслед-
ственной гемоглобинемией. — Пробл. гематол., 1980, № 9, с. 55—58.
8. Токарев Ю. И., Файнштейн. Ф. Э., Алексеев Г. А., Дервиз Г. В. Гемолитиче-
ские анемии и метгемоглобинемия. — В ки.: Проблемы гематологии и транс-
фузиологии. М., 1976, т. 2, с. 112—128.
9. Arnold H.r Botcher И. W., Hufnageb D. et al. Hereditary Methaemoglobinemia
due to methemoglobin reductase deficiency in erythrocytes and leukocytes with
out neurological syneptoms. Paris. — In: International Congress Haematology^
1978, vol. 11, p. 752—755.
10. Bunn H. F., Drysdale I. 117. Separation of partially oxidized hemoglobin.—
Biochim. Biophys. Acta, 1971, vol. 229, p. 51—54.
II. Gonzalez R., Estrada M., Wade M. et al. Heterogeneity of hereditary methae-
moglobinemia: A study of 4 Cunan families with HADH-Methemoglobin Re-
ductase deficiency including a new variant (Santiago de Cuba variant). —
Scand. J. Haematol., 1978, vol. 20, p. 385—389.
12. Hegesh E„ Calmanorici N., Acron M. New method for determining ferrihe-
moglobin reductase (NADH-methemoglobin reductase) in erythrocytes.—
J. Lab. clin. Med., 1968, vol. 72, p. 339—340.
J3. Hegesh E., Calmanovici Lupo M. ei al. The diaphorase bands of human
erythrocyte. — J. Lab. clin. Med., 1971, vol. 77, p. 859—866.
14 Hirano T.. Matsuki Д., Tanlshima M. et al. Congenita! methaemogloblnaemia
due to NADH-methaemoglobin reductase deliciency. - Brit. J. Haematol., 1981,
vol. 47, p. 353—359.
15. Hopklnson D. A., Cornet/ G., Cook P. У. L. et al. Genetically determined
electrophoretic variants of human red-cell NADH-diaphorase.— Ann. Hum.
Genet (London), 1970. vol. 34, p. 1—8.
16. Hultquest D. E. Methemoglobin reduction system of erythrocytes. — In: Methods
in Enzymology. New York, 1978, vol.' 52, part C, p. 463—473.
17. HuUiquist D. E., Passon P. G. Catalysis of methemoglobin reduction of erythro-
cyte cytochrome-Be and cytochrome-Bg reductase. — Nature New Biology, 1971,
vol. 229, p. 252—254.
18. Jaffe E. R. Mcthaemoglobinaemia. — Clin. Haematology, 1981, vol. 10, N. 1,
p. 99—122.
311
19. Kaplan L C., Chirouse M. Therapy of recessive congenital methemoglobinemia
by oral ribofl avine.— Lancet, 1978, vol. 2, p. 1043—1045.
20. Leroux A., Junien C., Kaplan J. C. et al. Generalised deficiency of cytochro-
me be reductase in congenital Methaemoglobinemia with mental retardation.—
Nature (London), 1975, vol. 258, p. 619—620.
21. Mast A., Milo R., Junien C. et al. Congenital Enzymopenic Meth aemo glob 1-
naemia. — Acta Haemat., 1976, vol. 56, p. 174—182.
22. Matsuki T., Yubisui T., Tomoda A. et al. Acceleration of methaemoglobin re-
duction by riboflavin in human erythrocytes. — Brit. J. Haematol., 1978,
vol. 39, p. 523—528.
23. Passon P. C., Reed D. W., Hiltquisi D. E. Soluble cytochrome bs from human
erythrocytes. — Biochim. Biophys. Acta, 1972, vol. 275, p. 51—61.
24. Sass M. D., Caruso C. J., Axelrod D. R. Accumulation of methylene blue by
metabolizing erythrocytes.—J. Lab. din. Med., 1967, vol. 69, p. 447—449.
25. Scott E. M. The relation of diaphorase of human erythrocytes to inheritance
of methemoglobinemia.—J. Clin. Invest., 1980, vol. 39, p. 1176—1179.
26. Sonnet J., Noyette J. P. Gel isoelectric focusing of fetal and adult hemoglo-
bin M Iwate. — Science Tools, 1971, vol. 18, p. 12—15.
27. Stavern P., Stromme J., Lorkln P. A. et al. Haemoglobin M Saskattoon with
slight Constant haemolysis markedly increased by sulphonamides. — Scand.
J. Haematol., 1972, vol. 9, p. 566—572.
28. Stamatoyanwpoules G., Nute P. E., Glblett E. et al. Haemoglobin M Hyde
Park occurring as a fresh mutation: diagnostic, structural and genetic conside-
rations,— J. Med. Genetics, 1976, vol. 13, p. 142—147.
29. Yubisui T., Matsuki T., Tanishima K. et al. NADPH-flavin reductase in human
erythrocytes and the reduction In human erythrocytes and the reduction of
methemoglobin through flavin by the enzyme. — Biochem. biophys. Res. Com-
mun„ 1977, vol. 76, p. 174—176.
Глава 12
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ЭРИТРОЦИТОЗЫ
Успехи, достигнутые в изучении функции гемоглобина на мо-
лекулярном уровне и роли эритропоэтина в регуляции эритропоэ-
за, позволили в определенной степени раскрыть патогенетическую
сущность семейных форм полицитемии. J. Adamson [8] предложе-
на классификация наследственных эритроцитозов, основанная на.
известных молекулярных и физиологических особенностях их воз-
никновения.
А. Повреждение функции гемоглобина.
1. Высокое сродство мутантного гемоглобина к кислороду (аутосомно-доми-
иаитный тип наследования).
2. Снижение уровня эритроцитарного 2,3-днфосфоглицерата вследствие дефи-
цита ДФГ-мутазы (аутосомно-рецессивный), врожденного повышения
уровня АТФ эритроцитов (аутосомко-доминантный тип наследования).
В. Повышенная продукция эритропоэтина (аутосомно-рецессивный тип на-
следования) .
С. Другие механизмы возникновения наследственных эритроцитов неясной
этиологии.
ЭРИТРОЦИТОЗЫ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ АНОМАЛЬНЫМИ ГЕМОГЛОБИНАМИ
С ПОВЫШЕННЫМ СРОДСТВОМ К КИСЛОРОДУ
Первый аномальный гемоглобин (Hb Chesapeake), вызвавший
эритроцитоз, был открыт S. Charache в 1966 г. С тех пор у боль-
ных эритроцитозом обнаружено 29 аномальных гемоглобинов с
312 ,
повышенным сродством к кислороду: Hb Olympia, Hb Pitie Sal-
petriere, Hb Rahere, Hb Helsinki, Hb Creteil, Hb Vanderbilt,
Ht? Malmo, Hb Wood, Hb Yakima, Hb Kempsey, Hb Ypsilanti,
Hbj Brigham, Hb Alberta, Hb Radsliffe, Hb Heathrow, Hb San
Diego, Hb Ohio, Hb Little Rock, Hb Syracuse, Hb Andrew Minnea-
polis, Hb Rainier, Hb Bethesda, Hb Osler, Hb Hiroshima, Hb Cow-
town, Hb McKees Rocks, Hb Chesapeake, Hb J Cape Town,
Hb Legnano. Они относятся к стабильным гемоглобинам, у кото-
рых вследствие генной мутации произошла замена одного из ами-
нокислотных остатков, главным образом в p-цепях. Только у
Hb Chesapeake, Hb J Cape Town и Hb Legnano заменены амино-
кислотные остатки в позиции 92 и 141 а-цепей, а у Hb McKees
Rocks отсутствуют в p-цепях С-концевые гистидины.
В настоящее время благодаря рентгеноструктурным исследова-
ниям М. Perutz [14] стали известны многие детали пространствен-
ной структуры нормальных и аномальных гемоглобинов в оксиге-
нированной и деоксигенированной форме. Это дало возможность
объяснить аномальную связь с кислородом специфическими струк-
турными изменениями, возникшими в молекуле НЬ благодаря ами-
нокислотным заменам в его первичной структуре.
Нормальный гемоглобин может иметь по крайней мере 2 раз-
личные четвертичные конформации, между которыми существует
равновесие. Когда НЬ полностью деоксигенирован, его конформа-
цию называют «деокси» или «Т» (от слова «tense» — напряжен-
ная). В ией С-концевые остатки и соседние с ними тирозины а- н
р-цепей жестко фиксированы в пространстве. Четыре предпослед-
них остатка тирозина закреплены в щелях между F- и Н-спираля-
ми с помощью ван-дер-ваальсовых взаимодействий и водородных
связей.
С-концевой остаток каждой цепи участвует в образовании двух
солевых связей. В результате этого в деокситетрамере имеются
восемь (два внутрицепных и шесть межцепных) прочных солевых
мостиков.
В присутствии 2,3-ДФГ Т-четвертичная структура дополни-
тельно стабилизирована семью солевыми связями между анионны-
ми группами молекулы 2,3-ДФГ и катионными группами р-цепей.
Гемоглобин в Т-конформацин проявляет низкое сродство к Ог
и высокое сродство к Н+, 2,3-ДФГ, СО2. Когда все 4 атома желе-
за связаны с кислородом, гемоглобин имеет конформацию, назван-
ную «окси» или «R» (От слова «relaxed» —расслабленная). В ней
отсутствуют солевые связи, стабилизирующие Т-конформацию.
У гемоглобина в R-коиформации отмечается высокое сродство к
О2 и низкое сродство к Н+, 2,3-ДФГ н СО2. В процессе оксигена-
ции в третичных структурах субъединиц происходят изменения,
которые способствуют переходу Т-четвертичяой ков формации в ее
изомерную форму.
Согласно стереохимической модели оксигенации [14], началь-
ным моментом в перестройке молекулы НЬ является уменьшение
радиуса атома железа при связывании им молекулы кислорода
313
и смещение его в плоскость порфиринового кольца первой а-субъ-
единицы.
Поскольку атом железа ковалентно связан с проксимальным
гистидином в позиции F8, смещение железа вызывает изменение
относительного расположения порфиринового кольца и спирали F.
При этом сдвиг спирали F относительно спирали Н приводит к вы-
теснению из щели предпоследнего тирозина и разрыву двух соле-
вых мостиков, образованных С-концевым аргинином в области
ctiO2-контактов. Эти конформационные изменения облегчают при-
соединение кислорода ко второй а-субъединице. Оно сопровож-
дается также разрывом двух солевых мостиков. В результате че-
тыре из шести межцепных солевых связей оказываются разорван-
ными, что облегчает сдвиг равновесия между Т- и R-четвертичпы-
ми структурами в сторону последней, которая становится энерге-
тически более выгодной. Конформационная изомеризация сопро-
вождается поворотом и смещением субъединиц относительно друг
друга, вытеснением молекулы 2,3-ДФГ из полости глобина, раз-
рывом двух оставшихся солевых межцепных связей и изменением
«1р2- и а2р1-контактов. Переход Т- в R-четвертичную структуру
облегчает присоединение кислорода к р-цепям.
В процессе оксигенации происходит последовательное повыше-
ние сродства субъединиц к кислороду (так называемое гем — гем-
взаимодействие), в среду выделяются 2,3-ДФГ, СОг и протоны,
принимавшие участие в образовании солевых связей в Т-конфор-
мации. Таким образом, функциональные свойства гемоглобина в
значительной степени зависят от относительной стабильности Т- .и
R-конформаций и возможности перехода одной структуры в дру-
гую. Так, если аминокислотная замена уменьшает стабильность
Т-конформации или увеличивает стабильность R-конформации
(или вызывает то и другое одновременно), то переход Т-структуры
в R-структуру осуществляется легче, чем у НЬ А. Вследствие этого
большее количество молекул НЬ окажется в R-конформации при
меньшем парциальном давлении кислорода. Следовательно, у та-
кого мутантного НЬ будет увеличено сродство к кислороду и не-
редко уменьшено гем — гем-взаимодействие.
По виду возникших нарушений в пространственной структуре
гемоглобинов, вызывающих эритроцитоз, аминокислотные замены
составляют 3 группы.
Замены, влияющие на образование солевых связей в Т-конфор-
мации. Важную роль в стабилизации Т-структуры НЬА играет
С-концевой гистидин обеих p-цепей. Его карбоксильная группа
образует солевую межцепную связь с е-аминной группой «40 (С5)
лизина, а его имидазольная группа образует внутрицепную соле-
вую связь с карбоксильной группой в позиции 94 той же р-цепи.
Hb McKees Rocks, в котором отсутствует С-концевой гистидин
в p-цепях, имеет очень высокое сродство к кислороду, низкое
гем!— гем-взаимодействие; эффект Бора и влияние 2,3-ДФГ сни-
жены [17]. Отсутствие четырех стабилизирующих Т-конформацию
солевых связей облегчает переход Т- в R-конформацию, которая
314
более предпочтительна для .данного НЬ независимо от степени
оксигенации.
Замена С-копцевого гистидина па аспарагиновую кислоту в
структуре Hb Hiroshima предотвращает образование внутрнцепной
связи, а связь, образованная карбоксильной группой нового остат-
ка с а-40 лизином, слабее, чем соответствующая связь в НЬ А.
Замена р-146 гистидина на лейцин в Hb Cowtown также препятст-
вует образованию внутрицепной солевой связи. В гемоглобинах
Rainier, Bethesda, Osler замена предпоследнего [3145 тирозина на
другие аминокислотные остатки вызывает разрыв связей, фикси-
рующих положение предпоследнего остатка, и образование новых
связей, что в свою очередь ослабляет или предотвращает образо-
вание солевых связей С-концевого гистидина. В Hb Andrew Min-
neapolis заменен соседний с тирозином р!44 лизин на аспарагин.
Близкое расположение нового остатка к С-концу p-цепей, вероят-
но, влияет на образование солевых связей, стабилизирующих
Т-конформацию [18]. У Hb Syracuse в позиции р143, которая вхо-
дит в специфический центр связи 2,3-ДФГ с деоксигемоглобином,
вместо гистидина находится пролин. Он ослабляет связь гемогло-
бина с 2,3-ДФГ. Одиако в отсутствие 2,3-ДФГ у Hb Syracuse обна-
ружено высокое сродство к кислороду и низкое гем — гем-взаимо-
действие. Предполагают, что новый остаток пролина вызывает по-
ломку Н-спирали и смещает 'р!45 тирозин и р146 гистидин с мест,
занимаемых ими в структуре НЬА '[10].
Замены в специфическом центре связи 2,3-ДФГ с гемоглобином,
В этот центр связи входят N-концевые валины, гистидины в по-
зициях 2 и 143 обеих p-цепей и лизина в позиции 82 одной из
p-цепей. Замена одного из этих остатков нарушает специфическое
взаимодействие деокснгемоглобина с 2,3-ДФГ н тем самым умень-
шает стабильность Т-конформации в присутствии 2,3-ДФГ.
В Hb Rahere и Hb Helsinki замещен р82 лизни. В отсутствие
2,3-ДФГ сродство к кислороду у этих гемоглобинов ненамного
отличается от такого у НЬА. Однако в присутствии 2.3-ДФГ срод-
ство к кислороду у Hb Rahere и Hb Helsinki оказывается значи-
тельно выше, чем у НЬА [12].
В Hb Little Rock и Hb Syracuse замещен «р143 гистидин, что
вызывает ослабление связи 2,3-ДФГ с p-цепями в Т-конформации.
У Hh Little Rock, кроме того, образуется стабилизирующая R-кои-
формацию водородная связь между новым остатком глутамина и
аспарагином-139 противоположной p-цепи. Вероятно, к этой же
группе можно отнести Hb Ohio, в котором замена произошла в со-
седнем р!42 остатке.
Замена в области сиps-контактов. Важную роль в изомеризации
четвертичной структуры гемоглобина играют неполярные связи,
расположенные в области афа-контактов. Аминокислотные замены,
которые приводят к ослаблению этих связей или образованию но-
вых, могут вызвать увеличение сродства к кислороду у мутантных
гемоглобинов. Так, в Hb Chesapeake замена а92 (FG4) аргинина
на лейцин не вызывает больших изменений в Т-конформации, в
315
то же время структура R претерпевает глубокие изменения. Но-
вая R-конформация более стабильна, и равновесие между Т и R
сдвинуто в ее сторону, У Hb Chesapeake повышено сродство к
кислороду и значительно снижено гем — гем-взаимодействие [10].
В позиции FG 4 p-цепей находится гистидин-97, который заме-
нен на глутамин в Hb Malmo и на лейцин в Hb Wood. Оба гемо-
глобина имеют повышенное сродство к кислороду. Детали их чет-
вертичной структуры неизвестны [9].
У гемоглобинов Yakima, Kempsey, Ypsilanti, Radcliffe в p-це-
пях замещена в позиции 99 (G 1) аспарагиновая кислота, кото-
рая в Т-конформации НЬ А образует водородную связь с «42
тирозином. Эта связь благодаря происшедшим заменам отсутс
вует, что в значительной степени облегчает переход Т-четверти1
ной структуры в R-структуру у данных гемоглобинов. Вследстви
малой стабильности Т-конформации Hb Yakima и Hb Kempse
находятся главным образом в R-коиформации независимо от ст-
пени оксигенации [9].
В Hb Brigham pl00 (G2) пролин заменен остатком лейцг
на. Пролин в R-коиформации НЬА образует неполярную связь
с щ38 треонином. Замена объемного остатка пролина на меньший
по объему лейцин, по-вндимому, увеличивает силу связи в R-koh-
формации н уменьшает силу водородной связи соседнего с ним
р99 остатка в Т-конформации [10].
Все рассмотренные выше аминокислотные замены независимо
от вовлекаемого молекулярного механизма приводят к сдвигу рав-
новесия в сторону R-структуры с повышенным сродством к кисло-
роду. В результате этого мутантные гемоглобины при любом Рой
легче присоединяют и труднее отдают кислород, чем нормальный
НЬ А.
Кривая диссоциации окиси гемоглобина (КДО) У гемоглобинов
с повышенным сродством к О2 сдвинута влево, a РБо (парциальное
давление кислорода, при котором 50% гемоглобина оксигенирова-
но) ниже, чем у НЬ А.
Кривые диссоциации таких мутантных гемоглобинов, как НЬ
Kempsey, Hb Bethesda, Hb Syracuse в отсутствие 2,3-ДФГ боль-
ше напоминают КДО отдельных цепей НЬА, чем кривую тетра-
мерной молекулы [9]. Обычно гемоглобины с повышенным срод-
ством к кислороду составляют 20—50% от общего НЬ в крови
больных эритроцитозом. Стандартные РБо* крови при этом нахо-
дятся в пределах 9—22 мм рт. ст. (при норме 26,5 мм рт. ст.).
Согласно уравнению Фика, количество кислорода, потребляе-
мое тканями (VO2), определяется следующими параметрами:
VO2=K-Hb-a(SaO2—SvOa), где К— количество О2 (мл), связанно-
го с 1 г .полностью насыщенного гемоглобина (для НЬА К—1,39)
НЬ — концентрация гемоглобина (г/л); Q — скорость кровотока
^Стандартное Р50 определяется в условиях: 37°C, рсоз=40 мм рт. ст.,
316
Рис. 50. Кривые диссоциации
оксигемоглобина цельной крови
донора (I) н пробанда (11).
У донора в крови содержится 38%
мутантного Hb Yakima, Р®0: 1 —
26 ММ рт. ст.; Р5(!; II — 12 мм рт. ст.
[Ю1.
(л/мин); SaO2 и SVO2 —
доля НЬО2 в артериаль-
ной и венозной крови;
VO2 — количество погло-
щенного О2 (мл/мин).
Для нормального
функционирования тканей
важно, чтобы необходи-
мое количество кислорода
выделялось нз гемоглоби-
на при таком Ро3» кото-
/fy, яя рт. ст.
рое могло бы обеспечить быструю диффузию О2 из капилляров
в ткани. В легких при Роа 100—ПО мм рт. ст. нормальный НЬ
насыщен кислородом примерно на 95—98%. Средняя критическая
область Роа в капиллярах, ниже которой наблюдается дисфункция
органов, по даииым Н. Bendixon, М. Laver, составляет 30—
20 мм рт. ст. В физиологических условиях кривая диссоциации
НЬО2 А обеспечивает выделение из крови в этой области пример-
но от 38 до 65% кислорода, связанного в легких (рис. 50).
Присутствие стабильных аномальных гемоглобинов с повышен-
ным сродством к кислороду практически мало влияет на насыще-
ние крови кислородом в легких, поскольку кислородные емкости
рассматриваемых мутантных гемоглобинов и нормального НЬ
идентичны (К=1,39 мл О2). Однако сдвиг влево кривой диссоциа-
ции крови, содержащей НЬ с высоким сродством к кислороду, в
любом физиологически значимом интервале Ро2 заметно умень-
шает количество О2, выделяемого 1 г гемоглобина K(SaO2—SVO2)
при снижении Ро2 (см. рис. 50). Это приводит к снижению напря-
жения кислорода в капиллярах и может вызвать тканевую гипок-
сию, если согласно уравнению Фика, концентрация общего гемо-
глобина в крови или скорость кровотока ие увеличатся.
У носителей аномальных гемоглобинов эритроцитоз возникает
как физиологически оправданная компенсаторная реакция орга-
низма в ответ иа снижение количества О2, выделяющегося из кро-
ви в ткани. Так, по данным М. Novy н сотр. ![13], повышение кон-
центрации общего НЬ до 189 г/л в крови носителя Hb Yakima
почти полностью компенсирует высокое сродство крови к кисло-
роду (стандартное Р50 12 мм рт. ст.), поскольку у пробанда оста-
вались в норме такие показатели, как потребление кислорода, ми-
нутный сердечный выброс, pH крови при небольшом снижении Ро2
смешанной венозной крови (РуО2 34 мм рт. ст).
317
Между продукцией эритропоэтина и доставкой кислорода суще
ствует обратная зависимость: при снижении поступления Os в тка
ни увеличивается продукция эритропоэтина и вслед за ней количс
ство эритроцитов в периферической крови. Этот процесс происхо
дит до тех пор, пока не наступит новое равновесие между количс
ством поступающего из крови кислорода и потребностью в нем
тканей. Так, у пробандов мутантных гемоглобинов с повышенным
сродством к кислороду активность эритропоэтина в сыворотке кро
ви и моче часто находится в пределах нормы, по заметно увеличи
вается после флеботомии с извлечением 15—20% объема крови
[8].
Вероятно, у гетерозигот могла бы развиться тканевая гипо
сия, если бы не было этой формы компенсации.
Аномальные НЬ с повышенным сродством к Ог наследуются
по аутосомно-доминантному признаку и вызывают у их носителей
умеренный эритроцитоз. В среднем концентрация общего НЬ в кро
ви составляет около 200 г/л. В семьях носителей аномальных НЬ
она менее увеличена у женщин н детей. Число лейкоцитов и тром-
боцитов не повышено, спленомегалия отсутствует. В большинстве
случаев эту форму эритроцитоза больные переносят хорошо. Мно-
гие из них доживают до пожилого возраста. В лечении большин-
ство носителей мутантных гемоглобинов этой группы не нуждают-
ся. В отдельных случаях в качестве симптоматического лечения
можно применить кровопускание. Однако им следует пользоваться
с осторожностью, поскольку эритроцитоз является основным ви-
дом компенсации тканевой гипоксии, которая может проявиться
при частых кровопусканиях.
Обязательным (но недостаточным) тестом при выявлении ано-
мального НЬ с высоким сродством к кислород) является определе-
ние стандартного Pso крови. Если Pso оказывается ниже нормы
более чем на 3—4 мм рт. ст., то это может служить первым ука-
занием на возможное присутствие в крови НЬ с повышенным срод-
ством к кислороду. Однако сдвиг влево кривых диссоциации НЬО2
в крови при эритроцитозах может наблюдаться благодаря резко
сниженной концентрации 2,3-ДФГ и высокому содержанию в кро-
ви MtHb или карбоксигемоглобина. Поэтому прн обнаружении
снижения стандартного Pso крови желательно определить в эрит-
роцитах концентрацию 2,3-ДФГ, а в крови — уровень MtHb и в
случае необходимости карбоксигемоглобин. Наиболее простым
является случай, в котором снижение величины стандартного Р50
крови сочетается с выявлением аномального НЬ с помощью одного
из видов электрофореза или метода изоэлектрофоку сировапия.
Если же с помощью этих методов исследования мутантный гемо-:
глобин обнаружить не удается, это еще не исключает возможность;
его присутствия в крови, поскольку 20—25% известных в настоя-<
щее время аномальных гемоглобинов с повышенным сродством j
к кислороду не выявляются методами электрофореза или изоэлек- ’
трофокусироваиия. Для окончательного подтверждения диагноза J
должна быть обнаружена замена (или отсутствие) амннокислотно-
318
го остатка в первичной структуре гемоглобина и выявлены опрсд<<
ленные изменения в функциональных свойских му кант кого Hb
предварительно выделенного из крови и очищении! о oi *’,3-Дфг'
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ЭРИТРОЦИТОЗЫ
ВСЛЕДСТВИЕ ПОВЫШЕННОЙ ПРОДУКЦИИ ЭРИТРОПОЭ1И1IA
И ДЕЙСТВИЯ ДРУГИХ ФАКТОРОВ
Эта группа наследственных или первичных эритрицпто в»i ••
своему происхождению весьма гетсрогенна. Изучению на ними
данного страдания посвящено большое количество работ, 'Inк I
1972 г. G. Stamatoyannopoulos [28] описал группу больных hi »
скольких семей, у которых эритроцитоз отмечался с раннего д<ч J
ства, показатели гемоглобина и гематокрита были значительно по I
вышены (при нормальном числе лейкоцитов и тромбоцитов). Гент"
тический анализ позволил установить, что эритроцитоз наслсду,
ется по аутосомно-рецессивному типу. Гематологические отклони
ния от нормы у родителей отсутствовали, либо выявлялось лишь
незначительное повышение концентрации гемоглобина. Хотя мсхщ
иизмы, ответственные за развитие эритроцитоза у таких больныхк
окончательно не установлены, очевидно, что таковыми не являют^
ся аномалия функции гемоглобина или соматическая патология
га-
Исследование продукции эритропоэтина и кислородно-транг
портной функции крови позволило в известной степени уточнит^
природу имеющегося дефекта эритропоэза. При изучении трех сех
мей выявлено, что экскреция эритропоэтина значительно превьг
шает нормальный уровень, т. е. костный мозг подтвергается пох
стоянкой усиленной гормональной стимуляции. Кровопускания,
произведенные больным эритроцитозом, не стимулируют продукх
цию эритропоэтина. Таким образом, в данном случае отсутствует
прямая зависимость между продукцией эритропоэзстимулируюшех
го гормона и транспортом кислорода (в противоположность тому,
что наблюдается в норме). Подобные свойства костномозговой ре'
гуляции имеют место при различных опухолях, когда отмечается
стойкое повышение уровня эритропоэтина, не зависимое от потреб'
пости тканей организма в кислороде. Однако в настоящее время
не представляется возможным установить, ответственны ли почки
за этот дефект гормональной регуляции.
Клиническая симптоматика этого типа заболевания более выра-
жена, чем при доминантно наследуемых эритроцитозах вследствие
наличия мутантных гемоглобинов. Рецессивная форма эритроцито-
за проявляется в более раннем возрасте, отмечаются более высо-
кие показатели гемоглобина и гематокрита, чаще встречается
спленомегалия. Клиническое течение заболевания ие является столь
доброкачественным, поскольку постоянно сохраняется потенциаль-
ный риск сосудистых осложнений [8].
Факторы, способствующие снижению 2,3-ДФГ эритроцитов, так-
же могут явиться причиной наследственных эритроцитозов. Проис-
319
ходит это вследствие изменений кислородно-транспортных свойств
молекулы гемоглобина, а именно повышения сродства к кислоро-
ду с последующим развитием относительной тканевой гипоксии.
Физиологической реакцией в ответ на тканевую гипоксию явля-
ется увеличение массы эритроцитов, что реализуется через систему
эритропоэтина. По данным D. Labie (1970), известны два механиз-
ма, ведующие к снижению 2,3-ДФГ в эритроцитах. Во-первых,
врожденный дефицит 2,3-ДФГ мутазы, вследствие которого уро-
вень эритроцитарного ДФГ снижается на 70%. Во-вторых, высокое
содержание АТФ в эритроцитах. Выраженность эритроцитоза пря-
мо пропорциональна степени отклонения кислородно-диссоцпониой
кривой. Лейкоцитоз, гипертромбоцитоз, спленомегалия обычно
отсутствуют.
Описаны случаи, которые нельзя объяснить ни одной из выше-
указанных причин [8]. Последнее позволяет предположить, что
существуют генетические детерминированные механизмы, влияю-
щие иа эритропоэз пока еще неизвестными путями. Так, сравни-
тельно недавно стало известно о существовании эндемического оча-
га наследственных эритроцитозов, открытого Л. А. Поляковой на
территории Советского Союза в Чувашской АССР [5]. Заболева-
ние ограничено чувашской популяцией населения республики. Эри-
троцитоз выявлен в 81 семье. Генеалогическое исследование 79 се-
мей позволило установить семейный характер заболевания в
35 семьях. Из 339 детей в указанных семьях эритроцитозом стра-
дали 111. Родители и дети пробандов были здоровы.
Полученное путем статистической обработки по методу «сиб-
сов» Вайнберга генетическое соотношение больных и здоровых де-
тей [1:4] укладывалось в критерии рецессивно-наследуемого за-
болевания. Однако критерии гетерозиготности пока не установ-
лены.
Заболевание выявляется преимущественно в детском и юноше-
ском возрасте.
Основная клиническая симптоматика обусловлена
плеторой, повышенной вязкостью крови, нарушениями микроцир-
куляции. Наиболее частыми являются жалобы на головные боли,
утомляемость, боли в нижних конечностях и в области сердца.
Ниже представлены данные обследования больных наследст-
венным эритроцитозом.
Симптомы Частота, %
Красный цианоз 100
Умеренная гепатомегалия 33
Симптом «барабанных палочек» и «часовых стекол» 30
Геморрагии 24,3
Варикозное расширение вей 18,4
Незначительное увеличение селезенки 12,6
Тромбозы 9,7
320
В небольшом проценте случаев наблюдалась умеренно иыри
женная гепато- и спленомегалия, что было обусловлено поньингн
ным кровенаполнением этих органов.
Клиническое течение наследственного эритроцитоза в Чу или
ской АССР нельзя считать столь уж доброкачественным. При дли
тельном наблюдении выявлялись различные осложнения, прел му
щественно сосудистого генеза. Наблюдались динамические нару-
шения мозгового кровообращения, тромбозы сосудов головною
мозга. Сосудистая патология имела место у Vs наблюдаемых боль
ных. У 8 из 11 умерших причиной смерти были тромбогеморра п<-
ческие осложнения [4].
Исследование периферической крови позволило выявить значи-
тельное повышение концентрации гемоглобина (171—290 г/л) и
числа эритроцитов (6-1012—9*1012/л). Показатель гематокрита
у ряда больных достигал 0,9 г/л, что позволяет говорить о наличии
так называемого синдрома твердой крови. Число лейкоцитов и
тромбоцитов у большинства больных было нормальным.
Вязкость крови у 94,7% больных превышала 8. СОЭ резко за-
медлена и часто не регистрировалась.
Число ретикулоцитов у 31 из 50 обследованных больных не пре-
вышало нормального уровня, у 19 было в пределах 11—28°/оо.
При динамическом наблюдении у ряда больных наследствен-
ным эритроцитозом отмечалось повышение уровня билирубина в
сыворотке кровн (0,011—0,049 г/л) за счет неконъюгироваииой
фракции. Гипербилирубинемия не сопровождалась ретикулоци-
тозом. Данный феномен объясняется тем, что при увеличении
объема циркулирующих эритроцитов их разрушается в единицу
времени больше, чем у здоровых лиц.
При клиническом обследовании больных изменений внутренних
органов, которые могли бы обусловить развитие вторичного эрит-
роцитоза, ие обнаружено.
Гистологическое исследование костного мозга, полученного ме-
тодом трепанобиопсии, позволило выявить неравномерное соотно-
шение жира и кроветворной ткаии: от незначительной гипоплазии
до умеренно выраженной гиперплазии с уменьшением числа жиро-
вых клеток. Клеточный состав кроветворной ткани был полимор-
фен н представлен элементами всех трех ростков кроветворения.
Во всех биоптатах отмечалось преобладание ядерных форм эрит-
троидного ряда преимущественно в фазе полихроматофильных
эритробластов. Среди клеток гранулоцитарного ряда преобладали
зрелые нейтрофильные лейкоциты. Число мегакариоцитов пример-
но соответствовало норме. Значительные нарушения гемодинамики
имели место у всех больных и проявлялись расширением просве-
тов синусов с заполнением их гемолизированными эритроцитами,
большими участками кровоизлияний и отека стромы, микротром-
бозами. Отмечено выраженное рассасывание костной ткани путем
гладкой резорбции с истончением костных балок.
Таким образом, на основании данных исследования трепаиа-
тов у больных наследственным эритроцитозом выявлен комплекс
21—407
321
сходных морфологических изменений, проявляющийся гиперпла-
зией эритроидного ростка кроветворения, элементами перестройки
костной ткаии с повышенной резорбцией кости и остеобластиче-
ской реакцией, а также очаговые разрастания волокнистых суб-
станций на фоне массивных нарушений микроциркуляции [6].
Аномальный гемоглобин в крови больных наследственным эри-
троцитозом с помощью метода изоэлектрофокусирования в поли-
акриламидном геле не обнаружен. Не выявлены также AAtHb А
или полуокисленные формы НЬ А, наличие которых в крови харак-
терно прн наследственной метгемоглобинопатии, сопровождающей-
ся иногда эритроцитозом.
Как отмечалось выше, аномальные гемоглобины с повышенным
сродством к кислороду не всегда могут быть выявлены с помощью
метода нзоэлектрофокусирования. Поэтому основные функциональ-
ные параметры гемоглобина — Pso и коэффициент Хилла — были
определены в гемолизатах крови больных. Они были нормальны-
ми. Уровень 2,3-ДФГ в эритроцитах также был близок к норме.
На основании проведенных исследований сделан вывод, что очаг
наследственного эритроцитоза в Чувашской АССР не относится к
компенсаторным видам эритроцитозов, обусловленных аномальны-
ми гемоглобинами с повышенным сродством к кислороду или зна-
чительным снижением 2,3-ДФГ в эритроцитах [3].
Степень насыщения капиллярной крови кислородом больных
наследственным эритроцитозом в большинстве случаев соответст-
вует норме. Умеренная гипоксемия, наблюдаемая у некоторых
“больных, не является причиной эритроцитоза, а, скорее, следст-
вием выраженной плеторы у этих больных. Вторичный генез имею-
щейся гипоксемии обусловлен, вероятно, замедлением кровотока
и нарушением микроциркуляции в сосудах, как и у больных ис-
тинной полицитемией [15]. Не исключено, что вторичной гипоксией
объясняется и метаболический ацидоз, отмеченный почти у всех
больных '[3].
Уровень эритропоэтина в крови больных из очага наследствен-
ного эритроцитоза в Чувашской АССР соответствовал норме или
был повышен [1].
С целью изучения процессов пролиферации и дифференциации
эритроидных клеток у больных наследственным эритроцитозом
был применен метод авторадиографии |[2]. Полученные данные
свидетельствуют о том, что общий индекс метки по 3Н-тимидину
эритроидных клеток костного мозга составил 41,6+4,3%, что зна-
чительно превышает аналогичный показатель у здоровых людей —
30+1,15%. Обший индекс метки по 3Н-уридииу также был замет-
но выше, чем в контрольной группе (44+2,9% при норме 32,4+
±1,11%).
Прн подсчете парциальных индексов метки у больных наслед-
ственным эритроцитозом отмечалось усиление пролиферативной
активности, особенно выраженное па стадии базофильных эритро-
бластов. И если парциальные индексы метки по 3Н-тимидину и
3Н-уридииу для проэритробластов костного мозга у этой группы
322
больных существенно не отличались от нормальных показатслсй,
то индексы метки на стадии базофильных эритроблястов в процен-
тах равнялись 81,3±4,4 (норма 53dJl,05), Р< 0,001; а для поли-
хроматофильных эритробластов — 43,9±5,4 при 23,!ЬЕ1,48 и кон-
трольной группе (Р <0,001).
Таким образом установлено усиление пролиферативной актив
ности эритропа, приводящее в конечном итого к выраженному эри-
троцитозу.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА
НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЭРИТРОЦИТОЗОВ И ЭРИТРЕМИИ
Принципиальное значение для дифференциации полицитемий
имеют анамнестические данные. Наследственные эритроцитозы
обычно выявляются в детском и юношеском возрасте^* в то время
как эритремия является заболеванием преимущественно пожилого
возраста.
Наиболее важным диагностическим критерием, определяемым
при осмотре больного, является спленомегалия. Увеличение селе-
зенки различной степени выявляется у 70% больных эритремией.
Незначительное же увеличение размеров этого органа, наблюдае-
мое у части больных наследственным эритроцитозом, исчезает
после повторных кровопусканий.
Изменения в гемограммах как при наследственных эритроцито-
зах, так и при эритремии, заключаются прежде всего в повыше-
нии показателей гемоглобина, эритроцитов, гематокрита, причем
эти показатели варьируют в весьма широких пределах. Однако
следует отметить, что в 2/з случаев эритремии указанным измене-
ниям сопутствует лейкоцитоз с абсолютным гранулоцитозом и ги-
пертромбоцитоз более 40-1010. Прн наследственных же эритроци-
тозах число лейкоцитов и тромбоцитов, как правило, не превышает
нормальных цифр или даже снижено.
Определенное диагностическое значение имеет исследование
активности щелочной фосфатазы нейтрофильных гранулоцитов.
Активность фермента в лейкоцитах крови больных эритроцитозами
снижена. Повышение этого показателя выявляется у 80—95%
больных эритремией. Следует отметить, что различные неспецифи-
ческие стимуляторы (лихорадка, инфекции, гормональные рас-
стройства) могут способствовать повышению активности фермента.
Морфологическое исследование костного мозга методом трепа-
нобиопсии в целом имеет большое значение для проведения
дифференциального диагноза. При эритроцитозах наследственного
происхождения выявляется нормальное соотношение жировой и
кроветворной ткани с относительным преобладанием в клеточном
составе костного мозга ядериых форм эритроидного ряда. Для
эритремии в развернутой фазе характерна выраженная гиперпла-
зия деятельного костного мозга. Имеет место пан миелоз с увели-
ченным содержанием клеток не только эритроидного, но и грану-
лоцитарного и мегакариоцитарного ростков кроветворения.
21'
323
Таблице 30. Дифференциальная диагностика семейно-наследственного э[
троцитоза и эритремии
Признак Наследственный эритроцитоз Эритремия (по данным литературы)
Эритроцитоз Число лейкоцитов Нейтрофилез Число тромбоцитов Гистологическое исследо- вание костного мозга Селезенка Щелочная фосфатаза нейтрофилов Содержание эритропо- этина Пролиферативная актив- ность эритробластов костного мозга 100% Нормальное или сниженное Отсутствует Нормальное или сниженное Относительная гиперплазия ядериых форм эритроид- ного ряда Незначительное увеличение у 12% (преходящее в ди- намике) Снижена Повышено или нормальное Повышена 93% 1 Лейкоцитоз (65—70%)|^И Имеется (75—80%) Гипертромбоцитоз (63— 67%) Трехростковая гиперпла- зия костного мозга, ме- гакариоцитоз Нарастающая спленоме- галия (у 70%) | Повышена (у 80—95%) Снижено 1 Снижена 1
В разграничении наследственных эритроцитозов и эритремии — I
может иметь значение исследование уровня эритропоэтина в сыво-j
ротке крови. В большинстве случаев при эритремии содержание 1
эритропоэтина в крови и экскреция его с мочой снижены [15].|
В то же время у больных с наследственным эритроцитозом следу-]
ет ожидать повышения эритропоэтической активности крови. Это!
положение в равной степени относится не только к формам эритро-1
цитоза, обусловленным автономным повышением продукции^
эритропоэтина, ио и к случаям аномальных гемоглобинопа-1
тий с повышенным сродством к кислороду. Развитие компенса-
торного эритроцитоза в ответ на тканевую гипоксию реализуется
опосредованно через систему эритропоэтина.
Чрезвычайно полезным в дифференциально-диагностическом
плане представляется определение пролиферативной активности^)
эритроидных клеток костного мозга методом авторадиографии,]
При эритремии имеет место достоверное снижение пролифератив-1
ного потенциала эритрона [7], сохраняющееся и в период ремис-1
сии. У больных наследственным эритроцитозом из Чувашской]
АССР выявлено усиление пролиферативной активности эритроид^
ных клеток костного мозга. Я
Анализ клинических и лабораторных признаков, позволяющие
дифференцировать наследственные эритроцитозы и эритремикЯ
представлен в табл. 30,
ЛЕЧЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЭРИТРОЦИТОЗОВ Я
Патогенетически обоснованных методов лечения наследствеиЯ
ных эритроцитозов в настоящее время ие существует. Проводится
систематическая терапия, направленная на удаление избыточно»
324
массы эритроцитов, снижение гематокрита и вязкости крови.
С этой целью рекомендуются кровопускания. Последние целесооб-
разно сочетать с назначением мягких антикоагулянтных средств
(ацетилсалициловая кислота, никотиновая кислота), что позволяет
в значительной степени снизить риск тромботических осложнений.
В случаях уже имеющейся сосудистой патологии (тромбозы и др.)
показана более щадящая терапия (пиявки и др.).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гудим В. И., Москалева Г. П., Иванова В. С. Уровень эритропоэтина у
больных эндемическим семейным эритроцитозом. — Пробл. гематол., 1978,
№ 7. с. 15—18.
2. Дербенева Л. И. Клинико-патогенетические аспекты истинной полицитемии и
эритроцитозов. — Автореф. дисс. канд. М., 1978, 21 с.
8. Дмитриева М. Г., Полякова А. С., Андреева А. П. и др. Транспорт кислорода
и кнслотно-щелочное равновесие у больных эндемическим наследственным
эритроцитозом. — Пробл. гематол., 1979, № 11, с. 8—1<0.
4. Ефимова Н. К, Полякова Л. А. Система гемостаза и гемокоагуляцнн у боль-
ных эндемическим семейным эритроцитозом.—Пробл. гематол., 1978, № 7,
с. 11—15.
5. Полякова Л. А. Семейный эритроцитоз у жителей Чувашской АССР.—Пробл.
гематол., 1974, № 10, с. 30 32.
6. Токарев Ю. И., Полякова Л. А., Алексеев Г. А. и др. Наследственный эрит-
роцитоз. — Пробл. гематол., 19'79, № iM, с. 3—7.
7. Сукиасова Т. Г., Дербенева Л. И., Быкова И. А. и др. Цитологическая ха-
рактеристика клеток системы эритрона прн истинной полицитемии и эритро-
цитозах. — В ки.: Механизмы регуляции в системе крови. Красноярск, ч. II.,
1978, с. 35—36.
8. Adamson J. Familial polycythemia. — Semin. Hematol., 1975, voi. 12, p. 383—
396.
9. Bunn FL, Forget B., Ranney H. Human hemoglobins. — Philadelphia, Toronto:
Saunders, 1977.
10. Charache S. Hemoglobins with altered oxygen affinity. — Clin. Hematol., 1974,
vol. 3, p. 357—381.
11. Glass J. L., Wasserman L. R. Primary polycythemia. — In: Haematology.—
New York, 1972, 527p.
12. Ikkala E., Koskela J., Plkkarainen P. et al. Hb, Helsinki a variant with high
oxygen affinity and a substitution at a 2,3-DPG binding site. — Acta Hematol.,
1976, vol. 56, p. 257—275.
13. Novy M., Edwards M., Metealfe J. Hemoglobin Yakima: II High blood oxygen
affinity associated with compensatory erythrocytosls and normal hemodyna-
mics.— J. Ciin. Invest, 1967, vol. 46, p. 1848—1854.
14. Perutz M. Stereochemistry of cooperative effects In hemoglobin. — Nature,
1970, vol. 228, p. 726—739.
15. Reuben S- H., Wrigley R. W. M., Lane D. J., Butler L Pulmonary capillary
blood flow studies In polycythemia rubre vera.— Cardiovasc. Res., 1973,
vol. 7, p. 82—89.
16. Stamatoynnopoulos G. Familial erythrocytosls. — Blood, 1972, vol. 8, p. 39—
45.
17. Winslow R., Swenberg M., Gross E. et al. A human «nonsense» mutation
leading to a shortened p-chaln, — J. Clin. Invest., 1976, vol. 57, p. 772—
781.
18. Zak S., Brimhall B., Jones R., Kaplan M. Hemoglobin Andrew Minneapolis,
a new high-oxygen affinity mutant human hemoglobin. — Blood, 1974, vol. 44,
p. 543—543.
325
лава
ПОСЛЕДНИЕ ДАННЫЕ В УЧЕНИИ
О ГЕМОГЛОБИНОПАТИЯХ
За последние годы в учении о гемоглобинопатиях накопили»
новые данные, вносящие’ существенные коррективы в вопросы ni
тогенеза н диагностики заболеваний, в том числе на молекул яр
ном уровне. Поскольку они имеют важное значение как для тео-
рии, так и для практического здравоохранения, мы сочли необхо-
димым включить их дополнительно в данную монографию.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА ГЕМОГЛОБИНОПАТИЙ:
СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ
Начало 80-х годов в учении о гемоглобинах ознаменовалось
резким увеличением числа работ, посвященных поискам и обна-
ружению точных нуклеотидных перестроек ДНК глобиновых ге-
нов при талассемических синдромах. Предпосылками для этих
работ стали точная первичная структура всех глобиновых генов
человека с прилежащими последовательностями, доказанная гене-
тическая гетерогенность гемоглобинопатий и модельный характер
талассемии как наследственно обусловленного расстройства бел-
кового синтеза. В отличие от аномальных гемоглобинов, при но-
сительстве которых возможно определение локализации и харак-
тера нуклеотидной замены на основе обнаруженной аминокислот-
ной замены, талассемии возникают в результате мутаций в регу-
лирующих скорость экспрессии гена зонах, первичную структуру
которых н расшифровывают.
В то же время продолжают пополняться и фундаментальные
знания о строении, функционировании и молекулярной эволюции
нормальных глобиновых генов человека. Наблюдаются также по-
пытки применить подобные подходы in vitro и к талассемическим
генам: транскрипция выделенных и клонированных фрагментов
ДНК с глобиновыми генами в бесклеточных системах, анализ чув-
ствительности к ДНК-азе и др.
Подробные сведения об организации системы глобиновых ге-
нов читатель найдет в обзоре С. А. Лнмборской [1]. Ниже пред-
ставлены обнаруженные в последнее время дефекты ДНК при та-
лассемических синдромах.
а-Талассемия. Мутации а-талассемии, как известно, имеюi
в основном характер делений. При разновидности а-th-l, встреча-
ющейся у жителей Средиземноморья, делеция захватывает нс
только оба a-гена, но и эмбриональные £-гены [8]. Уточнен ха-
рактер кроссинговера между двумя негомологичиыми а-геиами
(5'al и З'а2), ведущего к фактической утере одного a-гена (ши-
роко распространенной в некоторых популяциях земного шара му-
тации -a-th-2). Анализ мРНК при гемоглобинопатии Н выявил,
что 3' район РНК принадлежит al гену и перекрест произошел в
326
точке, лежащей к 5' концу нити ДНК от большого нитрона [8].
Третий случай, проанализированный теми же авторами, касается
природы так называемой неделеционной формы а-талассемии, при
которой ранее методом рестрикционного анализа зафиксировали
наличие последовательностей а-глобиновых генов. При анализе
первичной структуры ДНК и в этом случае найдена делеция в а2
гене, состоящая, правда, всего из 5 нуклеотидов 5' конца малого
интрона,, но приведшая к отсутствию важного функционального
элемента гопа — сайта узнавания фергментами, осуществляющими
сплайсинг. Вырезывание малой вставки этой сём PH К осуществля-
лось по такой последовательности 5' кодирующей зоны гена, ко-
торая напоминала делегировавший участок [8]. Интересно, что
такой же альтернативный сплайсинг, ведущий к нефупкциониру-
ющей, укороченной а-глобиновой мРНК, наблюдался и в костной
мозге нормальных лиц.
Подобное явление обнаружено и для р-глобиновой мРНК '['10] -
Это свидетельствует о том, что изучение гемоглобинопатий на мо-
лекулярном уровне вносит существенный вклад в исследование
фундаментальных процессов функционирования нуклеиновых кис-
лот.
Р-Талассемни. В настоящее время идентифицированы че-
тыре типа мутаций, избирательно поражающих р-глобиновый геи
13], [9], [12], [13]:
1) нонсенс-мутации в структурной части геиов (кодоны 17 и
39). вызывающие возникновение преждевременных кодонов — тер-
минаторов;
2) одиночная нуклеотидная замена в 5' районе большого инт-
рона р-глобинового геиа, мешающая нормальному удалению
вставки из пре-мРНК;
3) делеция 3' района р-глобияового гена, затрагивающая как
структурную часть гена, так и примерно 150 пар оснований при-
мыкающей зоны;
4) одиночная нуклеотидная замена у 3' конца малого интрона,
которая приводит к возникновению конкурентного сайта сплайсин-
га и как следствие феномена альтернативного пути сплайсинга.
Первые три типа мутаций были выявлены у больных гомози-
готной р°-талассемией из Китая, Италии, Греции, Ирана, Паки-
стана, а четвертый тнп — у больного гомозиготной |3+-талассемией
из Кипра. Надо отметить, что, несмотря на столь выраженную
географию и гетерогенность выбранных для исследований объек-
тов, пока не зарегистрировано ни одного случая дефекта транс-
крипции, который ранее считали основной причиной р-талассемни.
В -большинстве случаев экспериментаторы обнаруживали нару-
шение созревания ядерпого предшественника р-глобнновой мРНК
в зрелую цитоплазматическую мРНК (т. е. нарушение процессин-
га), а причиной этого нарушения являлась одиночная нуклеотид-
ная замена в структурной или регуляторной части гена.
6-, бр- и убр-Тa/iассемии НПФГ. Ранее было известно,
что большинство мутаций не-а-глобиновых генов имеет делецнон-
327
ный характер: оуА?бр-талассемия, С?6|3-талассемия, негритянские
типы наследственного персестйрования фетального гемоглобина
(НПФГ) и недавно идентифицированная убр-талассемня И- Эти
формы талассемий не-а-глобйнового кластера отличаются между
собой размерами и локализациями делеций, таких форм насчи-
тывается 6. Одиако имеются данные об интактности структурных
частей нефункционирующих генов при б-талассемии н бр-талассе-
мии {4]. Нет сомнения, что после того, как эти гены будут изу-
чены более подробно, мы будем иметь точное описание молекуляр-
ных дефектов при талассемических синдромах.
Кроме определения первичной структуры ДНК-глобиновых ге-
нов при талассемии, оценивают состояние глобиновых генов и пу-
тем рестрикционного анализа. Ферментативное расщепление то-
тальной ДНК ядериых клеток (лейкоцитов) больного с иденти-
фикацией величины и количества фрагментов, содержащих гло-
биновые геиы, позволит зафиксировать мутации в олигонуклеоти-
дах, узнаваемых рестриктазами. Таким образом можно не только
судить о делеции или нуклеотидных перестройках в гене, но и вы-
являть полиморфизм окружающей глобиновые гены ДНК. Напри-
мер, S. Н. Orkin после анализа 7 эндонуклеазами ДНК 100 боль-
ных р-талассемней идентифицировал -9 вариантов гаплотипов, что»
свидетельствует о выраженном полиморфизме ДНК в области кла-
стера не-а-глобиновых генов. Ранее была обнаружена связь меж-
ду геном серповидно-клеточной анемии (ps) и фрагментов в 13 кв,
(в норме фрагмент длиной 7,0 илн 7,6 кв) при разрезании ДНК
рестрйктазой Нра 1 [5]. Сходная связь гена ^-талассемии в Сар-
динии с полиморфизмом ДНК в прилежащем районе была най-
дена позднее [6]. Такие исследования оказались крайне полезными
для использования их с целью пренатальной диагностики, как бу-
дет изложено ниже.
ПРЕНАТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ГЕМОГЛОБИНОПАТИЙ
Первые попытки провести пренатальную диагностику плода у
пар с риском рождения ребенка, страдающего смертельной фор-
мой гемоглобинопатии, были осуществлены в 1974 г. К тому вре-
мени было известно, что водянка плода, имеющего Hb Bart’s в
азиатских популяциях, вызвана делецией всех четырех а-генов, и
это можно зафиксировать кДНК/ДНК-гибридизацией; что при
гомозиготных р-талассемиях синтез p-цепей резко угнетен, н это
можно обнаружить методом биосинтеза in vitro. Молекулярная
природа дефекта при серповидно-клеточной анемии была известна
давно. Таким образом создались предпосылки для попыток диаг-
ностировать in utero эти наиболее распространенные гемоглобино-
патии со смертельным исходом. К настоящему времени пренаталь-
ная диагностика является системой методов, позволяющей с высо-
кой точностью ставить диагноз внутриутробно и давать показания
к прерыванию беременности в случае неблагоприятного прогноза.
Работа ведется с двумя видами клеток плода: с эритроцитами (при
328
риске гомозиготной р-талассемии и серповидно-клгнинтп ... >
и с фибробластами (прн риске а-талассемии).
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕНОТИПА ПЛОДА
ПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ СИНТЕЗА ГЛОБИНОНЫд
ЦЕПЕЙ IN VITRO
Поскольку для большинства р-талассемий не ппйдщп »
дефекта ДНК, который легко обнаружить гибридизацией п.ин
рикционным анализом, как это можно делать при а-иипн *
в тех случаях, когда родители гетерозиготны по гену р-тшнн • •<,
в ретикулоцитах плода измеряют скорость синтеза р пенам |
Кровь берут либо с помощью фетоскопии и пункции сосу до и
бо путем аспирации плаценты под контролем ультрасоти р и
оптимальный срок беременности при этом —18—20 иод. Ии»
мый образец содержит смесь материнских и фетальных ы.
После проведения стандартной процедуры инкубации кропи г м
чениой 3Н или ,4С аминокислотой стараются возможно ноли
освободиться от материнских клеток, вносящих артефакты и и
меняемую скорость синтеза. Для этого используют либо диффор<
циальную агглютинацию эритроцитов антич-сывороткой, либо диф
ференциальный лизис, основанный на разной концентрации карбо
ангидраз в материнских н фетальных клетках. Опыт показывает,
что фетоскопия с целью пренатальной диагностики гемоглобино-
патий предпочтительнее: меньше осложнений н больший 'процеш
фетальных клеток в образце [7]. Наиболее частыми осложнениями
при взятии крови у плода бывают выкидыши, амнионит и прежде-
временная смерть плода.
Следующим этапом метода является разделение глобиновых
цепей либо хроматографией на КМ-целлюлозе, либо электрофоре-
зом в полиакриламидном геле с подсчетом включенной активно-
сти в у- и р-цепь. Известно, что на П триместре беременности доми-
нирующим является синтез у-цепей, в то время как синтез р-це-
пей составляет примерно 10% от у-синтеза. При гетерозиготной
^-талассемии р/у биосинтетическое отношение уменьшается в 2 ра-
за, а при гомозиготной — не превышает 0,025 [2, 7]. Пренаталь-
ный диагноз гомозиготной р-талассемии, поставленный этим ме-
тодом, почти во всех случаях, когда родители отказались прервать
беременность, подтвердился после рождения ребенка. Сходным
путем внутриутробно идентифицируют и серповидно-клеточную
анемию, основываясь на отличии хроматографических свойств рл-
и р8-цепей [7].
Таким образом, метод встречает наибольшие затруднения при
взятии образца крови, хотя во всех лабораториях по пренаталь-
ной диагностике наблюдается регресс числа осложнений вследст-
вие усовершенствования техники и аппаратуры.
329
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕНОТИПА ПЛОДА
ПУТЕМ АНАЛИЗА ДНК-ГЛОБИНОВЫХ ГЕНОВ Б ФИБРОБЛАСТАХ
АМНИОТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ
Этот метод, в отличие от предыдущего, в значительной мере
лишен опасности смерти плода, однако до последнего времени
лишь делеционные формы «а-талассемии могли быть обнаружены’
методами молекулярной генетики. Правда, с открытием сцеплен*
ности серповидно-клеточной мутации с полиморфизмом сайтов ре-,
стрикции Нра I в районе, прилегающем к 3' концу р-глобинового
гена, и значительным прогрессом в рестрикционном картировании
талассемических генов становится очевидным, что условия при-
менения метода могут и должны быть расширены [11]. Техниче-
ской сложностью метода следует считать необходимость длитель-
ного культивирования фибробластов in vitro.
Амниоцентез проводят на 13—15-й неделе беременности, полу-
чая приблизительно 20 мл амниотической жидкости. Рост куль-
туры выделенных фибробластов продолжается 3—6 нед до получе-
ния 107 клеток, что достаточно для дальнейшего анализа. Изоли-
рованную ДНК затем пдвергают либо кДНК/ДНК-гибридизации,
измеряя дозу гена в клетках исследуемого плода, либо обработке
рестриктазами с последующей оценкой кластера глобиновых ге-
нов по методу Саузерна: электрофорезом в агарозном геле фраг-
ментов ДНК с переносом разделившихся фрагментов на нитро-
целлюлозные фильтры и гибридизацией in situ со специфической
кДНК. Как упоминалось выше, метод можно использовать в лю-
бых случаях, когда дефект в ДНК возможно определить либо
гибридизацией, либо картированием генов. К ограничениям мето-
да следует отнести проблему гетерогенности дефектов на уровне
ДНК у компаундов.
Как видно из изложенного, пренатальная диагностика
боль-
шое достижение современной гематологии, ставшие реальным ору
жием профилактики наследственных расстройств синтеза гемоглс
бина.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лимборская С. А. Системы глобиновых генов. — Итоги науки и техн
ВИНИТИ. Мол. биол., 1981, т. 19, с. 84—116.
2. Alter В. Р„ Orkin S. Н., Forget В. G., Nathan D. G. Prenatal diagnosis of h
moglobihopathies: the New England approach. — Ann. N. Y. Acad. Sci., 19t
vol. 344, p. 151—1164.
3. Burns A. L., Spence S., Kosche K. et al. Isolation and characterization of cl
ned DNA: the 6- and 0-globin genes in homozygous p+-thalassemia. — Bio®
1981, vol. 57, p. 140—146.
4. Forget B. G. Molecular studies of genetic disorders affecting the expression
the human [3-globin gene: a model system of inborn errors of metabolism.
Rec. Progr. Horm. Res., 1982, vol. 38, p. 257—274.
5. Кап У. Й7., Dozy A. M. Polymorphism of DNA sequence adjacent to the hue
p-globin structural gene, relationship to the sickle mutation. — Proc. Nat. Ac
Sci. USA, 1978, vol. 75, p. 5’631—5635.
330
6. Кап У. W., Lee К. Y-, Furbetta М. et al. Polymorphism of DNA sequence in the
glob in gene region. — New Engl. J. Med., 1980, vol. 302, p. 185—188.
7. Kan-Y. W., Trecart in R. F., Dozy A. M Prenatal diagnosis of hemoglobinopa-
thies.— Ann. N. Y. Acad. Sci., 1980, vol. 344, p. 141—119.
8. Orkin S. H., Kazazian H. K., Goff S. C. et al. The molecular genetics of human
globin genes and thalassemias.— Int. Congr. 1S11 — ISBT (Abstr.). Budapest,
1982, 1—7 August, p. 17.
9. Orkin S. H., Kolodner R., Michelson A., Husson R. Cloning and direct examina-
tion of a structural abnormal human p° thalassemia genes. — Proc. Nat. Acad.
Sci. USA, 1980, vol. 77, p. 3558—3562/
10. Pepe G., Kantor J., Nienhuis A. Splicing of the human 0-globin mRNA precur-
sor.— Int. Congress IS11-1SBT (Abstr.) Budapest, 1982, 1--7 August, p. 263.
11. Phillips III I. A. Prenatal diagnosis of sickle cell anemia and ^-thalassemia by
amniocentesis. — Texas. Rep. Biol. Med., 1980—198 i, vol. 40, p. 261—27'2.
12. Spritz R. A.j I agadeeswaran P., Chondary P. V. et al. Base substitution in an
intervening sequence of a p+-thalassemia human globin gene. — Proc. Nat.
Acad. Sei. USA, 1981, vol. 78, p. 2455—2459.
43. Van der Ploeg L. H. T., Kanings A-, Oort M. et al. Thalassemia studies sho-
wing that deletion of the y- and 6-genes influences p-globin gene expression
in man. — Nature, 1980, vol. 283, p. 637—642.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие. О. К Гаврилов (СССР)
Список литературы . , . .
Список сокращений
Ю Q0 от
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Глава I. Клеточные основы эритрона.. И. Л. Чертков (СССР) . . 11
Список литературы................................................ 23
Глава 2. Эритрои, структура и функция. Г. И. Казанец, И. А. Быкова
(СССР) ... .........................23
Список литературы ........................... . 43
Глава 3. Число а-глобиновых генов и молекулярная генетика а-талассе-
мии С. Р. Хо.ыан (ВНР) .... .... 44
Список литературы .......................................... .... 53
Глава 4. Синтез глобиновых белков и его генетическая регуляция.
С. А. Лимборская (СССР).............................................55
Список литературы...................................................68
Глава 5. Аномальные гемоглобины и их молекулярная диагностика.
В. А. Спивак (СССР). Ю. Е. Селены (ВНР) .... 69
Список литературы . . . . .90
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 6. Гемолитические анемии, обусловленные наследственными эрит-
роцитарными фермеитопатиями. Г. А. Алексеев, Н. В. Ермаков
(СССР) ................................. , 92
Список литературы .... . 134
Глава 7. Важнейшие наследственные гемоглобинопатии. Ю. К. Токарев,
В. А- Спивак, Ю. В. Постников (СССР) . 137
Список литературы ... ..................... 147
Глава 8. Серповидно-клеточная анемия и другие структурные гемоглоби-
нопатии. . Е. Г- Сварч. X. Карно, Г. Мартинес, Л1. Сегарра,
П. Хернандес (Куба), Ю. Н. Токарев (СССР)...............................149
Общие вопросы, биохимические основы, генетика и иммунология серпо-
видно-клеточной анемии. Г. Мартинес (Куба) ........ 149
Клиническая картина, диагностика и лечение серповидно-клеточной аиемии.
Е- Г. Сварч, П. Хернандес, X. Карно, Г. Мартинес, М. Сегарра (Куба),
Ю. И. Токарев (СССР)....................................................161
Сочетание Hb S с другими аномальными гемоглобинами. П. Хернандес,
Е. Г. Сварч (Куба), Ю. Н. Токарев (СССР)............................... 207
Носительство Hb AS Е. Г. Сварч (Куба).............................. . 215
Другие структурные гемоглобинопатии. Ю. Н. Токарев (СССР) 222
Список литературы...................................................... 225
Глава 9. Нестабильные гемоглобины.. В М. Белостоцкий (СССР) . . 231
Список литературы.......................................................244
Глава 10. Талассемии. Ю. Н. Токарев, Ю. В. Постников, Н. Н. Скачи-
лова (СССР)............................................................245
334
ex Талассемии. Ю. Я. Токарев (СССР)................................. 248
Р-Таласссмические синдромы. Ю. В. Постников (СССР)...................261
Трансфузионная терапия (5-талассемии. //. А. Скачилова (СССР) , . 280
Список литературы....................................................289
Глава И. Наследственные метгемоглобинемии.Л. П. Андреева, Ю. Я. То-
карев (СССР)..................................................... ... 292
Список литературы....................................................311
Глава 12. Наследственные эритроцитозы. М. Г. Дмитриева, Л. И. Дербе-
нева. Ю. Я. Токарев (СССР)................................312
Список литературы.................................................325
Глава 13. Последние данные в учении о гемоглобинопатиях. JO. Н, То-
карев, 10. В. Постников (СССР) . 326
Список литературы................................................ 330
Заключение ... . . . 332