Айзек Азимов - Кровь: река жизни. От древних легенд до научных открытий
В крови были обнаружены и другие факторы, регулирующие агглютиногены А и В и контролируемые генами, не являющимися аллелями. В 1927 году Ландштейнер и его коллега П. Левайн вводили красные клетки человека в кровь кроликов. Они хотели, чтобы животные стали вырабатывать агглютинины, которые бы вступили в реакцию с чужеродными клетками и нейтрализовали их. Красных клеток вводилось немного, чтобы не причинить кроликам вреда. Все животные, в том числе и человек, способны вырабатывать вещества, нейтрализующие чужеродные молекулы. Иногда в результате этого к какой-то определенной болезни развивается невосприимчивость — иммунитет. Иногда же в ответ на безвредное вещество возникает аллергия. В дальнейших главах мы еще будем обсуждать этот вопрос.
Как только у кролика выработался иммунитет к красным клеткам, был взят анализ его крови, от которой отделили жидкую часть. Обычно ее называют плазмой, но в процессе разделения какая-то часть растворенных в плазме веществ также удаляется, и то, что остается, называется сывороткой. Поскольку в сыворотке кроликов содержатся особые агглютинины, действующие против определенного типа красных клеток, она называется антисывороткой (греческая приставка «анти» означает «против»). Ученые, занимающиеся сывороткой и антисывороткой, называются иммунологами.
Если антисыворотку смешать с красными клетками, которые были введены кролику, то последние должны, соединившись с агглютининами сыворотки, нейтрализовать друг друга. Постепенно все агглютинины нейтрализуются, а оставшаяся часть антисыворотки уже не должна оказывать воздействия на кровь.
Однако Ландштейнер и Левайн выяснили, что это не так. После полной нейтрализации некоторое количество антисыворотки по-прежнему могло агглютинировать клетки крови групп А, В, 0 и АВ. Однако кровь разных групп неодинаково реагировала на антисыворотку. Образцы, в которых одна антисыворотка вызывала агглютинацию, не были чувствительны к другой, в то время как в третьих агглютинация вызывалась обеими антисыворотками.
Ученые пришли к выводу, что в красных клетках содержались какие-то другие факторы, помимо А, В, 0 и АВ. Во время обычной процедуры определения группы крови их нельзя было обнаружить, поскольку в крови человека не содержалось агглютининов. По этой же причине эти факторы не препятствовали переливанию крови. Тем не менее они существовали, и их можно было выявить, когда в организме кролика происходило вынужденное образование агглютининов.
Новые факторы не были аллелями групп A, B, 0 и AB. У человека с группой A эти факторы могли быть, но их могло и не быть. То же самое можно сказать и о человеке с группой крови B или 0.
Ландштейнер и Левайн назвали новые факторы М и N. Ими управляла пара аллелей. В сперматозоиде или яйцеклетке мог находиться М-ген или N-ген. Они могли встречаться в комбинации с группами А, В или 0. Если оба родителя обладали M-геном (или N-геном), то получался MM- или NN-ребенок с группой крови М или N. Если один родитель передавал M-ген, а другой — N-ген, то на свет появлялся MN-ребенок с группой MN, но, как и в случае с генами A и B, ни один из них не был доминирующим, и клетки такого человека реагировали как на M-антисыворотку, так и на N-антисыворотку. (В 1947 году были открыты более редкие аллели М и N, названные S и s.)
Типы крови М и N могут использоваться для точного установления отцовства. Мужчина с группой крови BM не может быть отцом ребенка с группой BN и наоборот. Если муж и жена оба BM, то ребенок не может или, скорее, не должен быть BMN или BN, но если один из родителей BM, а другой BN, то ребенок может принадлежать к группе крови BMN.
Были открыты и другие разновидности групп крови. К 1960-м годам стали известны по крайней мере девять наборов, которые могли сочетаться между собой в тысячах различных комбинаций. Их может быть так много, что кровь каждого человека индивидуальна, за исключением близнецов, как и отпечатки его пальцев. Тем не менее, за одним только исключением, ни одна разновидность групп крови, кроме А, В, 0 и АВ, не имеет значения при переливании крови и не важна для врача в его повседневной практике.
К этому исключению относятся вещества группы крови, находящиеся под контролем третьей серии аллелей. Они были открыты Ландштейнером и его коллегой, американским серологом А. С. Винером в 1940 году. Ученые вводили кроликам красные клетки, взятые у макаки-резуса, в результате чего в крови кроликов вырабатывалась антисыворотка, агглютинирующая некоторые образцы человеческой крови, вне зависимости от ее группы, была ли она А, В, 0, АВ или М, N или MN. Очевидно, в агглютинации были задействованы новые разновидности группы крови, названные Rh-группами (резус-группами) от названия обезьяны.
Наследование резус-групп довольно сложный процесс, потому что они контролируются десятком различных аллелей. Классификация различных аллелей по способу их передачи в генах представляет собой весьма спорный вопрос. Винер придерживается придуманной им системы, а британские серологи изобрели свою. По этому вопросу ведутся оживленные диспуты.
Для людей, не занимающихся иммунологией, важно, что есть один аллель, его обозначают rh, над которым доминируют все остальные аллели. Наличие его в организме человека никак не сказывается, если только не присутствует второй такой же аллель — rhrh. В этом случае кровь человека резус-отрицательная. Любой человек, обладающий только одним геном rh или вообще не обладающий им, независимо от сочетаний других генов, помимо rh, определяющих принадлежность его крови к той или иной группе, является резус-положительным. В США около 85 % населения резус-положительные, а 15 % — резус-отрицательные.
Если у реципиента и донора разные резусы, особенно если реципиенту уже было сделано несколько переливаний крови, могут возникнуть осложнения. Но самое неприятное — это то, что резус-несовместимость может представлять серьезную опасность для еще не родившегося ребенка.
Это почти неизбежно в тех случаях, когда у резус-отрицательной матери появляется ребенок от резус-положительного отца. У плода резус-фактор положительный. Кровь матери и плода часто несовместима даже в основных группах А, В и 0, но само по себе это не опасно, поскольку их кровь не смешивается. Кровеносные сосуды матери и плода, разветвившись на тонкие капилляры, сообщаются в особом органе — плаценте, который развивается во время беременности. Молекулы кислорода и питательных веществ проникают сквозь оболочку плаценты и попадают из капилляров матери в капилляры плода. Двуокись углерода и продукты распада просачиваются в обратном направлении.
Хотя в плаценту не могут попасть красные клетки, вполне возможно, что некоторые факторы, определяющие принадлежность крови к той или иной группе, отрываются от красных клеток и просачиваются внутрь. Если группы крови несовместимы, может начаться выработка агглютинина. До какой степени это происходит, зависит от конкретного фактора, попавшего внутрь, и его количества. По неизвестной причине резус-положительный фактор, попадая в кровь резус-отрицательной матери, иногда (предположим, в одном случае из двадцати) приводит к выработке необычайно высокого титра антирезус-положительных агглютининов.
Пока все еще не так плохо, однако антирезус-положительные агглютинины, вырабатываемые в организме матери, могут попасть в кровь плода и соединиться с его резус-положительными красными клетками. В результате происходит выкидыш или рождение мертвого ребенка. Даже если ребенок родится живым, он будет страдать от эритробластоза и потребуется полное переливание крови, чтобы избавить младенца от смертельно опасного агглютинина.
Сегодня будущие матери проверяют свои группу крови и резус-фактор, поэтому потенциальная возможность эритробластоза не застает врачей врасплох.
Глава 7
«Маленькое» отличие
После того как я познакомил читателя с передающимися по наследству вариациями в химическом составе красной клетки, мы можем идти дальше. К примеру, гемоглобин может существовать в нескольких разновидностях, которые также передаются по наследству, и обладание некоторыми из них иногда чревато серьезными последствиями.
У подавляющего большинства людей в крови находится обычный гемоглобин. По всей вероятности, между моим гемоглобином и вашим химики не найдут никакой разницы. Этот нормальный и обычный гемоглобин называется гемоглобином А.
Красные клетки в крови плода содержат гемоглобин, слегка отличающийся от обычного. У этих двух гемоглобинов разные электрические свойства, что требует дальнейшего обсуждения.
Все белки имеют электрические заряды, локализованные в разных точках на поверхности их больших молекул. Существует два типа электрического заряда — положительный и отрицательный, и все белки обладают обоими типами. Эти заряды, объединяясь, составляют суммарный заряд молекулы. Он считается положительным, если на белке больше положительных зарядов, чем отрицательных, и отрицательным — в обратном случае. Он также может быть нулевым, это значит, что молекула несет равное количество положительных и отрицательных зарядов.
