Что определяет группу крови на молекулярном уровне

Эритроциты переносят кислород ко всем тканям тела. На мембране каждой такой клетки сидят сложные молекулы белков и углеводов. Их называют антигенами или агглютиногенами. Они служат биологическими маркерами вроде удостоверения личности для иммунной системы, которая постоянно проверяет организм на наличие чужеродных агентов.

В международной медицинской практике чаще всего используют классификацию по системе AB0. В ней учитывают два основных антигена, обозначаемых буквами A и B. В зависимости от их присутствия или отсутствия выделяют четыре базовые группы крови.

  • Первая группа крови, или тип 0, полностью лишена поверхностных антигенов A и B на эритроцитах.
  • Вторая группа крови, или тип A, содержит на мембране эритроцитов только антиген A.
  • Третья группа крови, или тип B, несет на поверхности красных клеток исключительно антиген B.
  • Четвертая группа крови, или тип AB, имеет на клетках сразу оба вида молекулярных меток.

Жидкая часть крови называется плазмой. В ней плавают защитные антитела, или агглютинины. Их называют альфа и бета. Иммунитет устроен так, чтобы никогда не атаковать собственные клетки. Поэтому у человека с первой группой в плазме свободно циркулируют антитела обоих видов. У обладателей второй группы присутствуют только антитела бета, защищающие от чужого белка B. У третьей группы вырабатываются антитела альфа против белка A. В плазме обладателей четвертой группы защитных белков этой системы нет вовсе, иначе они уничтожили бы свои же эритроциты.

Резус-фактор и другие системы групп

В медицинских картах рядом с цифрой группы всегда пишут плюс или минус. Этот знак обозначает резус-фактор. Речь идет о еще одном белке, антигене D, открытом в 1940 году при изучении крови макак-резусов. Если этот белок присутствует на мембранах эритроцитов, кровь называют резус-положительной. При его отсутствии ставят пометку о резус-отрицательном статусе.

Примерно 85 процентов жителей планеты имеют положительный резус-фактор. Оставшиеся 15 процентов лишены антигена D. Если резус-отрицательному пациенту перелить резус-положительную кровь, его иммунная система начнет вырабатывать защитные антитела против неизвестного белка, вызывая тяжелый иммунный конфликт.

Как появилось такое разнообразие

Эволюционные биологи связывают возникновение различных групп крови с защитой человеческой популяции от инфекционных эпидемий. Вирусы и бактерии на протяжении тысячелетий приспосабливались к прикреплению к определенным клеточным рецепторам. Разнообразие антигенов помогало популяции выживать.

Некоторые микроорганизмы используют поверхностные молекулы эритроцитов как входные ворота. Например, малярийный плазмодий хуже заражает людей с определенными генетическими мутациями мембранных белков крови. Бактерии чумы, оспы и холеры тоже по-разному взаимодействуют с белками групп крови. Если бы все люди на Земле обладали абсолютно идентичным набором антигенов, один узкоспециализированный смертоносный вирус мог бы уничтожить всё человечество за короткий срок.

Правила переливания и совместимости

Австрийский ученый Карл Ландштейнер открыл первые три группы крови в 1900 году, смешивая образцы сыворотки и эритроцитов разных сотрудников своей лаборатории. За это важнейшее открытие он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1930 году. Спустя пару лет его коллеги де Кастелло и Штурли описали четвертую группу.

До этих опытов попытки переливания часто заканчивались гибелью пациентов. Теперь врачи точно знают правила взаимодействия донора и реципиента.

  • Обладатели первой группы крови теоретически способны стать донорами эритроцитов для других групп, поскольку на их клетках нет антигенов A и B.
  • Пациенты со второй группой могут принимать эритроциты первой и второй групп, отдавая свою кровь только второй и четвертой.
  • Пациенты с третьей группой совместимы с первой и третьей группами при получении, а в качестве доноров подходят для третьей и четвертой.
  • Люди с четвертой группой крови признаются универсальными реципиентами по системе AB0, так как их плазма изначально лишена антител к обоим маркерам.

В современной трансфузиологии строго придерживаются правила переливания только одноименной группы крови, совпадающей и по системе AB0, и по резус-фактору. Использование универсальных доноров допускается исключительно в критических ситуациях катастрофической нехватки запасов и прямой угрозы жизни.

Как наследуются группы крови

Группа крови ребенка формируется в момент зачатия комбинацией генов, полученных от биологических матери и отца. За систему AB0 отвечает ген I, расположенный в девятой хромосоме. Он существует в трех вариациях: нулевой ген не производит антигенов, а гены A и B руководят выработкой соответствующих молекул.

Гены A и B признаются доминантными, то есть сильными. Нулевой вариант гена считается рецессивным, то есть слабым. Каждый человек наследует по одной копии гена от каждого из родителей. Если ребенок получает вариант A от матери и нулевой вариант от отца, у него сформируется вторая группа крови. Первая группа проявляется только в том случае, когда оба родителя передают потомку нулевые варианты без поверхностных белков.

Частые вопросы

Может ли группа крови измениться в течение жизни?

Группа крови закреплена генетически и остается неизменной от рождения до смерти. Единственным редким исключением в медицине выступает успешная пересадка костного мозга от неродственного донора при лечении заболеваний кроветворной системы. В этом случае донорские клетки со временем заселяют костный мозг пациента, и кровь постепенно приобретает группу донора.

Какая группа крови самая распространенная на планете?

Наиболее частыми на Земле признаются первая и вторая группы крови с положительным резусом. В сумме их носителями являются свыше 80 процентов жителей планеты. Самой редкой считается четвертая отрицательная группа, которую находят менее чем у одного процента мирового населения.

Что такое резус-конфликт при беременности?

Резус-конфликт возникает, когда у резус-отрицательной матери развивается плод, унаследовавший от отца положительный резус-фактор. Если эритроциты плода проникают через плацентарный барьер в кровоток матери, ее организм распознает незнакомый белок D как чужеродную угрозу и начинает синтезировать разрушительные антитела. В современной медицине это состояние успешно предотвращают введением специального защитного иммуноглобулина.

Есть ли группы крови у животных?

У животных существуют собственные, куда более сложные системы поверхностных клеточных антигенов. У собак выделяют более десятка разновидностей факторов крови по системе DEA, у кошек известны группы A, B и AB, а у лошадей функционируют восемь базовых систем с сотнями индивидуальных комбинаций.