SEROLOGIA GRUP KRWI I TRANSFUZJOLOGIA – WYKŁAD 1

TEMAT: SEROLOGIA GRUP KRWI

• Układy grupowe krwi: antygeny i przeciwciała

• Typowanie grup – zastosowanie w krwiolecznictwie

• Przyczyny i następstwa niezgodności grupowej

Historia leczenia krwią i jej pochodnymi

• 1616 – William Harvey – odkrył mechanizm krążenia krwi

• 1665 - `66 – Wilkins & Lower – transfuzja krwi psiej dla psa

• 1667 – Jean-Baptiste Denis – pomyślne przetoczenie krwi jagnięcej człowiekowi

XIX wiek – początki transfuzjologii

• 1818 – James Blundell – pierwsza udana transfuzja krwi kobiecie po krwotoku poporodowym

Polski wkład do rozwoju nauki o grupach krwi

Ludwik Hirszfeld

• polski lekarz, bakteriolog, immunolog

• współodkrywca grup krwi układu AB0: 0, A, B, AB

• współtwórca obecnego nazewnictwa układu AB0

• wydzielił 2 podgrupy A1 i A2 w obrębie grupy A

• odkrył różnice w częstości występowania antygenów A i B

• odkrył, że grupy dziedziczą się wg praw Mendla

• określił mechanizm konfliktu serologicznego matka-płód

• wprowadził w Polsce oznaczanie czynnika Rh

Początkowo – przetaczanie krwi bezpośrednio od dawcy do biorcy

Dziś – przetaczanie krwi przechowywanej (środki zapobiegające krzepnięciu, konserwanty)

ANTYGENY

• integralne składniki krwi ludzkiej, są cechami dziedzicznymi

• ich obecność lub brak jest podstawą przynależności ludzi do określonych grup serologicznych

• w warunkach prawidłowych nie zmieniają się

• znaczna ich część jest prawidłowo rozwinięta w momencie urodzenia

Antygeny, których ekspresja jest zmieniona u noworodków:

• ekspresja osłabiona: A, B, H, P1

• ekspresja wzmożona: LW, i

• ekspresja prawidłowa: RH, KEL, FY, JK, MNS

Antygeny grupowe – ich obecność lub brak warunkują zaliczenie badanego do grupy osobników posiadających ten sam antygen

Układ grupowy – zespół antygenów grupowych występujących w populacji.

Antygeny grupowe występujące wyłącznie na komórkach krwi:

• Rh

• Kell

Antygeny grupowe występujące niemal na wszystkich komórkach:

• AB0

• Lewis

• MNSs

• P

Reakcja ustroju na nieobecne antygeny – wytwarzanie przeciwciał

Przeciwciała (Ab) – są zwykle alloprzeciwciałami, występują u osób, których krwinki nie zawierają odpowiadającego im antygenu

Przeciwciała grupowe krwi – należą do frakcji globulinowej surowicy, IgG i IgM, rzadziej IgA

Swoistość przeciwciał zależy od:

• stopnia dopasowania do antygenu (Fab)

• liczby ładunków elektrycznych [(+) i (-)] w miejscu wiązania białka; powinowactwo przeciwciała do antygenu jest proporcjonalne do dopasowania kształtu i liczby par przeciwnych ładunków wewnątrz kompleksu antygen-przeciwciało

PRZECIWCIAŁA:

• KOMPLETNE

  • IgM, (IgA)

  • optimum działania 4 – 20^oC

  • aglutynują krwinki zawieszone w NaCl

• NIEKOMPLETNE

  • IgG, (IgA)

  • optimum działania 37^oC

  • adsorbują się na krwinkach, ale nie aglutynują w NaCl

  • aglutynacja w roztworach koloidalnych

• NATURALNE

  • fizjologiczne

  • IgM

• ODPORNOŚCIOWE

  • w wyniku stymulacji

  • IgG, IgA

PRZECIWCIAŁA NATURALNE:

1. REGULARNE

   • występują u wszystkich osób nie mających odpowiedniego antygenu

   • izoaglutyniny: anty-A, anty-B

2. NIEREGULARNE

   • występują u niektórych osób (anty-M, anty-P)

ZNACZENIE KLINICZNE UKŁADÓW GRUPOWYCH:

• Uwarunkowane tym, jak często pojawiają się przeciwciała przeciw antygenom układów grupowych i jakie są ich właściwości.

• Najgroźniejsze są te, które w reakcji z antygenem wiążą dopełniacz, co prowadzi do szybkiej hemolizy wewnątrznaczyniowej

  • cech takie mają przeciwciała anty-A i anty-B, stąd największe znaczenie kliniczne układu AB0

  • drugi w kolejności to układ Rh, z antygenem D

  • inne: Kell, Duffy, Kidd, MNS

  • pozostałe też mogą mieć znaczenie

TEMAT: UKŁAD GRUPOWY AB0

1901 – odkrycie 3 grup krwi (późniejszego układu AB0 – A, B i 0) Karl Landsteiner

• Ludzki system grupowy AB0 jest kontrolowany przez geny trzech oddzielnych loci – AB0, Hh i Sese

• Trzy allele A, B, 0 są umiejscowione na chromosomie 9q34

• Geny H i Se są różnymi genami, których loci SA sprzężone

• Gen H i h (gen amorficzny) dziedziczą się niezależnie od genów A i B, locus na chromosomie 19q13.3

• Gen Sese – chromosom 19, 20 kpz od genu Hh

DZIEDZICZENIE ANTYGENÓW UKŁADU AB0

Allele A i B są dominujące, 0 – recesywny

• rodzice grupy 0 nie mają dzieci innych grup niż 0

• rodzice o grupach A i B (heterozygoty) mogą mieć dzieci z różnymi grupami krwi

UKŁAD GRUPOWY AB0

FENOTYP	GENOTYP
A	AA; A0
B	BB; B0
AB	AB
0	00

Lokalizacja antygenów grupowych w krwince czerwonej

Antygenami AB0 są głównie glikoproteiny i glikolipidy zakotwiczone w dwuwarstwowej błonie erytrocytów.

ANTYGENY A, B i H

• Struktura węglowodanowa; nie są bezpośrednimi produktami genów.

• Geny A, B i H kodują enzymy – transferazy, które przyłączają odpowiednie cukry do substancji prekursorowej, nadając im swoistość antygenową.

• Substancje prekursorowi – 2 typy łańcuchów oligosacharydowych:

  • łańcuch typu I / prekursor typu I

  • łańcuch typu II / prekursor typu II

Wspólne cechy łańcuchów – identyczne reszty cukrowe

Różnice – wiązanie między końcowymi resztami cukrowymi

STRUKTURA ŁAŃCUCHÓW PREKURSOROWYCH TYPU I i II ANTYGENÓW UKŁADU AB0

• płyny ustrojowe, pozostałe komórki – typ I

• krwinki czerwone – typ II

1. łańcuch typu I – węgiel w pozycji 1 końcowej D-galaktozy wiąże się z węglem w pozycji 3 (β1-3) N-acetyloglukozaminy

2. łańcuch typu II – te same cukry są połączone wiązaniem β1-4 glikozydowym

POWSTAWANIE ANTYGENÓW UKŁADU AB0

• Synteza antygenu H z łańcucha prekursorowego typu I lub II – przyłączenie fukozy przy udziale transferazy H

• Synteza antygenów A i B:

  • A – przyłączenie N-acetylogalaktozaminy do antygenu H (transferaza A – GTA)

  • B – przyłączenie D-galaktozy do antygenu H (transferaza B – GTB)

• Aktywność GTB jest mniejsza niż GTA, stąd liczba antygenów B na erytrocytach mniejsza niż antygenów A.

** Grupa A – determinantą jest N-acetylogalaktozamina

** Grupa B – determinantą jest D-galaktoza

** Grupa AB – determinantami są: N-acetylogalaktozamina i D-galaktoza

ANTYGENY A, B i H

• Występują:

  • na krwinkach czerwonych

  • we wszystkich tkankach ustroju z wyjątkiem tkanki nerwowej i hepatocytów

  • we wszystkich płynach ustrojowych poza płynem mózgowo-rdzeniowym (wydzielacze)

• Rozwijają się w życiu płodowym

  • można je oznaczyć już u 6-tygodniowego płodu; pełna ekspresja 6 – 18 miesięcy

PODZIAŁ OSOBNIKÓW ZE WZGLĘDU NA ZDOLNOŚĆ WYDZIELANIA SUBSTANCJI GRUPOWYCH

• wydzielacze substancji grupowych A, B, H (Se, se) – 83%

• niewydzielacze substancji grupowych A, B, H (se, se) – 16%

GRUPA KRWI	SUBSTANCJE GRUPOWE W PŁYNACH USTROJOWYCH
A	A i H
B	B i H
AB	A, B i H
0	H

REGUŁA LANDSTEINERA

Cechą charakterystyczną układu AB0 jest to, że u wszystkich osobników występują przeciwciała przeciw antygenowi nieobecnemu na własnych krwinkach czerwonych.

(Najważniejszy układ z punktu widzenia bezpieczeństwa biorcy)

PRZECIWCIAŁA UKŁADU AB0

GRUPA KRWI	ANTYGENY NA KRWINCE	PRZECIWCIAŁA W SUROWICY
A	A	anty-B
B	B	anty-A
AB	A i B	brak przeciwciał
0	0	anty-A i anty-B

PRZECIWCIAŁA ANTY-A I ANTY-B

• „Naturalne”

  • kompletne aglutyniny typu zimnego

  • optimum działania 4 – 18^oC

  • należą do IgM

  • szczyt poziomu w 10 roku życia; obniżenie w wieku starszym

• „Odpornościowe” przeciwciała anty-A i anty-B

  • Wytwarzane w następstwie:

    • immunizacji (przetoczenie, wstrzyknięcie obcogrupowej krwi)

    • u ciężarnych w następstwie stymulacji krwinkami obcogrupowego płodu

    • kontaktu z substancjami chemicznymi o budowie antygenów A lub B

    • są to IgG lub IgM (aglutyniny bądź hemolizyny)

• Rozróznienie między IgM i IgG – temp. 70^oC lub β-2-merkaptoetanol – następuje zniszczenie struktury IgM

BADANIA ANTYGENÓW I PRZECIWCIAŁ GRUPOWYCH:

• metoda aglutynacji szkiełkowej i probówkowej

• krew bez cech hemolizy i zakażenia bakteryjnego

AGLUTYNACJA

• łączenie się cząstek, które mają na swojej powierzchni antygeny

• zachodzi poprzez cząsteczki przeciwciał tworzących mostki między determinantami antygenowymi

• odmiany:

  • aglutynacja bezpośrednia

  • aglutynacja pośrednia (z odczynnikiem antyglobulinowym)

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA AGLUTYNACJĘ:

etap I (połączenie antygenu z przeciwciałem jest odwracalne)

• temperatura – optymalna 37^oC – przeciwciała ciepłe IgG

poniżej 30^oC – przeciwciała zimne IgM

• czas reakcji i stężenie jonów; czas zależy od siły jonowej

  • izotoniczny roztwór NaCl – chroni przed uszkodzeniem; neutralizuje ładunki antygenu i przeciwciała co utrudnia połączenie się antygenu z przeciwciałem

  • LISS – roztwór o niskiej sile jonowej – reakcja antygenu z przeciwciałem zachodzi szybciej

• pH – rutynowo pH ok. 7,0 (optimum dla anty-D pH 6,5 – 7,0)

• stosunek ilościowy Ag i Ab oraz liczba miejsc antygenowych na krwinkach – zwiększona ilość przeciwciał zwiększa czułość testu

etap II (na krwinkach są ładunki ujemne pochodzące z reszt kwasu sjalowego)

• odległość między krwinkami – ładunki ujemne odpychają się nawzajem

• enzymy proteolityczne (papaina, ficyna, bromelina): nasilają aglutynację poprzez redukcję ładunków powierzchniowych – niszczą wiązania peptydowe (odszczepia się końcowy fragment białka – kwas sjaloglikoproteinowy)