Dziedziczenie grup krwi u człowieka


1) Wstęp

a. Grupy krwi

2) Dziedziczenie grup krwi

a. Uwarunkowania genetyczne grup krwi

b. Przykłady dziedziczenia grup krwi

3) Wnioski

1) Wstęp

a. Grupy krwi
Znamy dziś 4 główne grupy krwi, oznaczane jako A, B, AB i 0.
Różnice między krwią różnych grup sprowadzają się do obecności lub nieobecności w erytrocytach pewnych substancji zwanych aglutynogenami albo antygenami, oraz obecnością lub nieobecnością w surowicy krwi substancji zwanych aglutyninami albo przeciwciałami.
Wyróżniamy dwa aglutynogeny, które oznaczamy literami A i B.
Dana krew może zawierać albo aglutynogen A, albo B, albo A i B, czy też może nie zawierać ani aglutynogenu A, ani B.
Krew zawierająca aglutynogen A i B należy do grupy zwanej AB, krew zawierająca aglutynogen A- do grupy A, a zawierająca aglutynogen B- do grupy B, natomiast krew nie zawierająca A ani B należy do grupy zwanej zerową (0).
Aglutyniny występujące w surowicy są też dwóch kategorii. Oznaczamy je literą a i b. Dana surowica może zawierać bądź tylko a, bądź tylko b lub a i b, albo też nie zawierać żadnej z tych aglutynin.
Aglutynogen A i aglutynina a w warunkach normalnych nie występuje u jednego osobnika, tak że jeżeli dana krew zawiera A w czerwonych krwinkach, to nie może zawierać a w surowicy.
Podobnie też nie występują razem aglutynogen B i aglutynina b. Spotkanie tych substancji równocześnie w krwi powoduje aglutynację (zlepianie się) krwinek.
Z tego wynika, że krew grupy AB nie zawiera ani aglutyniny a ani b, natomiast krew grupy 0 zawiera obie aglutyniny.
Fakty, o których była mowa wyżej, dotyczące występowania aglutynogenów i aglutynin w grupach krwi, można zestawić w poniższej tabeli:
Grupa krwi Aglutynogeny w krwinkach Aglutyniny w surowicy
A A b
B B a
AB A i B brak
0 brak a i b
Znajomość grupy krwi jest niezbędna przy podaniu (transfuzji) cudzej krwi potrzebującemu człowiekowi.

2) Dziedziczenie grup krwi

a. Uwarunkowania genetyczne grup krwi
Grupy krwi (układu AB0) determinowane są genetycznie i dziedziczą się ściśle według praw Mendla.
Za występowanie określonych grup krwi odpowiedzialne są trzy geny (oznaczane literami IA, IB, i0), które zaliczane są do alleli wielokrotnych (zajmują to samo położenie w chromosomach homologicznych).
I tak:
v Gen IA warunkuje syntezę specyficznego białka, aglutynogenu A w erytrocytach
v Gen IB warunkuje syntezę innego białka, aglutynogenu B
v Gen i0 nie powoduje powstawania żadnego aglutynogenu
Geny IA i IB są dominujące w stosunku do genu i. Natomiast, ani gen IA, ani IB nie są dominujące w stosunku do siebie.
Analizując powyższe informacje można dojść do następujących wniosków:
v Osobniki o składzie genetycznym IAIA lub IAi0 mają krew grupy A
v Osobniki o składzie IBIB lub IBi0 mają krew grupy B
v Osobniki o składzie i0i0 mają krew grupy 0
v Osobniki o składzie IAIB mają krew grupy AB.
Osobniki o grupie krwi AB w swoich erytrocytach wytwarzają dwa rodzaje aglutynogenów (A i B), mają więc zarówno gen IA, jak i IB.
Grupy krwi są determinowane genetycznie i nie zmieniają się podczas życia osobnika.
Dziedziczenie grup krwi u człowieka nie jest związane z płcią.
Powyższe fakty można przedstawić obrazowo za pomocą powyższej tabeli:
Grupy krwi Genotyp
A IAIA- osobnik homozygotycznylub IAi0- osobnik heterozygotyczny
B IBIB -osobnik homozygotycznylub IBi0- osobnik heterozygotyczny
AB IAIB- osobnik heterozygotyczny
O i0i0- osobnik homozygotyczny, recesywny

b. Przykłady dziedziczenia grup krwi
1) Załóżmy, że pewna rodzina ma czwórkę dzieci. Badania serologiczne wykazały, że matka ma grupę krwi A, ojciec grupę B, najstarszy syn AB, starsza córka A, młodsza córka 0, a najmłodsze dziecko- chłopiec, ma grupę B.
Znamy grupy krwi rodziców i grupy krwi dzieci (A, B, AB, 0). Natomiast nie wiemy, czy rodzice są homozygotami czy też heterozygotami.
Analizując genotyp grup krwi czwórki dzieci, dochodzimy do wniosku, że te cztery grupy krwi A, B, AB i 0 mogli przekazać dzieciom tylko rodzice heterozygotyczni (matka z grupą krwi A ma genotyp IAi, a ojciec z grupą B ma genotyp IBi).
Matka, jako heterozygota- IAi- wytworzy dwa rodzaje komórek jajowych: IA; i
Ojciec, jako heterozygota- IBi- wytworzy dwa rodzaje plemników: IB; i
Dziedziczenie grup krwi możemy przedstawić schematycznie za pomocą tzw. szachownicy genetycznej:
P: Matka- grupa A X Ojciec- grupa B
Genotyp IAi0 Genotyp IBi0

Gamety IB ♂ i0 ♂
IA♀ IAIB grupa AB (najstarszy syn) IAi0grupa A(starsza córka)
i0♀ IBi0 Grupa B(najmłodszy syn) i0i0grupa 0(młodsza córka)
F: (potomstwo)
Analizując powyższy schemat należy stwierdzić, że matka przekazała gen IA najstarszemu synowi i starszej córce; gen ten warunkuje syntezę aglutynogenu A.
Natomiast ojciec przekazał gen IB najstarszemu i najmłodszemu synowi; gen ten warunkuje syntezę aglutynogenu B.
Młodsza córka, która posiada grupę krwi 0 nie odziedziczyła po rodzicach ani genu panującemu IA, ani genu IB, tylko gen recesywny i0, który nie powoduje powstania aglutynogenu.
2) Matka posiada grupę krwi 0, o genotypie i0i0, a ojciec posiada grupę AB, o genotypie IAIB. Jakie grupy krwi odziedziczą po rodzicach dzieci?
P: Matka- grupa 0 X Ojciec- grupa AB
Genotyp i0i0 Genotyp IAIB

Gamety IA ♂ IB ♂
I0♀ Genotyp: IAi0 grupa AB Genotyp: IBi0grupa B
i0♀ Genotyp: IAi0 grupa A Genotyp: IBi0grupa B
F: (potomstwo)
Analizując schemat widać, że 50% potomstwa będzie miało grupę krwi A i 50% grupę krwi B.
Wszystkie osobniki są heterozygotami (geny dominujące IA lub IB otrzymały od ojca, a gen recesywny i0 otrzymały od matki).

3) Wnioski
a) Ustalenie grup krwi może być pomocne przy ustalaniu ojcostwa. Na podstawie grupy krwi nie można jednak stwierdzić z całą pewnością, iż dany mężczyzna jest ojcem danego dziecka, można natomiast powiedzieć, czy mógłby nim być. Można natomiast przy pomocy tego testu całkowicie wykluczyć domniemane ojcostwo.
b) Znajomość grupy krwi chorego jest bezwzględnie konieczna podczas przetaczania krwi.

Grupy krwi

Grupy krwi — zestawy antygenów, czyli cząsteczek powodujących gwałtowną odpowiedź układu odpornościowego, które występują na powierzchni czerwonych krwinek. W ramach tego samego gatunku może istnieć wiele różnych grup takich antygenów. Różnice mogą być niewielkie i sprowadzać się do obecności pojedynczych aminokwasów budujących białka lub monosacharydów tworzących wielocukry, które pokrywają krwinki. W innych przypadkach niektóre osobniki mogą cechować się występowaniem zupełnie innych cząsteczek antygenów nieobecnych w pozostałych grupach.

Do konfliktu między grupami krwi dochodzi w następujących przypadkach:

• ciąża — jeżeli matka nie posiada pewnych antygenów, obecnych w krwi dziecka, może dojść do reakcji układu odpornościowego czyli konfliktu serologicznego,

• transfuzja krwi — przetoczenie krwi zawierającej niewłaściwe antygeny wywołuje reakcję obronną organizmu (aglutynację - sklejenie krwinek), prowadząc do poważnych powikłań, ze zgonem włącznie.

• przeszczep — podobnie jak w czasie transfuzji konieczne jest zapewnienie zgodności grup krwi, ale ze względu na możliwość odrzutu, pasować muszą również inne antygeny. W efekcie niektórzy pacjenci, np. wymagający przeszczepu szpiku mają szansę na odszukanie odpowiedniego dawcy dopiero wśród milionów niespokrewnionych dawców.

Każdy gatunek ma swój układ grup krwi. W medycynie wyróżnia się ponad dwadzieścia układów grup krwi. Największe znaczenie ze względów praktyki medycznej i diagnostycznej mają:

• układ AB 0

• układ Rh - antygeny C, c, D, E, e

• układ Kell - antygen K

Układy grup krwi

Układy grupowe antygenów erytrocytarnych
Układ
AB 0
Rhesus
MNS
P
Kell
Luthern
Lewis
Duffy
Kidd
Diego
Yt
Xg
Scianna
Dombrock
Colton
Landsteiner-Wiener
Chido-Rodgers
Hh
Kx
Gerbich
Cromer
Knops
Indian
Ok
Raph
JMH
Ii
Globoside
GIL

Układ AB 0

Obecność antygenów tego układu stwierdza się nie tylko w krwinkach czerwonych, ale i wszystkich komórkach poza neuronami a w płynach ustrojowych (poza płynem mózgowo-rdzeniowym) u ponad 80% populacji (tzw. wydzielacze). Występowanie antygenu A i B (jednego lub drugiego albo obu na raz) albo ich braku (grupa zero) zależy od dwóch genów.

Pierwszy odpowiada za syntezę enzymu dołączającego substancję podstawową (antygen) H (cukier). Występują dwa allele:

• H - kodujący enzym

• h - allel niemy (brak produktu białkowego)

Osoby z genotypem hh pomimo posiadania genów kodujących grupę krwi A lub B nie posiadają tych antygenów na erytrocytach, choć w ich surowicy występują odpowiednie naturalne przeciwciała dla danej grupy AB0. Jest to tzw. grupa krwi "Bombay" Drugi enzym dołącza kolejną cząstkę cukru tworząc antygen A lub B. Występują trzy podstawowe allele:

• A (istnieją podtypy różniące się stopniem ekspresji i antygenowości A₁ - najsilniejszy i A₂ oraz rzadsze: A₃, A_x, A_m)

• B (istnieją podtypy B_x i B_m jednak nie mają znaczenia diagnostycznego)

• 0 - allel niemy

Fenotypową grupę krwi kodują odpowiednio:

• Grupę A₁ posiadają osoby o genotypie: A₁0, A₁A₁, A₁A₂

• Grupę A₂ posiadają osoby o genotypie: A₂A₂ lub A₂0

• Grupę B posiadają osoby o genotypie: BB lub B0

• Grupę A₁B posiadają osoby o genotypie: A₁B

• Grupę A₂B posiadają osoby o genotypie: A₂B

• Grupę 0 posiadają osoby o genotypie: 00

Poza antygenami każda grupa krwi charakteryzuje się odpowiednim zestawem naturalnych przeciwciał należących do klasy IgM:

• Grupa A₁: anty-B

• Grupa A₂: anty-B i niekiedy anty-A₁

• Grupa B: anty-A

• Grupa 0: anty-A i anty-B

• Grupa A₁B: brak naturalnych przeciwciał

• Grupa A₂B: mogą wystąpić anty-A₁

Ciekawostka

Odkrycia grup krwi dokonał austriacki uczony Karl Landsteiner w 1901 roku. Natomiast Ludwik Hirszfeld wraz z Emilem von Dungernem stworzył podstawy nauki o grupach krwi, wprowadzając ich oznaczenie symbolami A, B, AB, i 0, co następnie w 1928 roku przyjęto na całym świecie. Równocześnie pierwszy zajmował się dziedziczeniem zróżnicowania grupowego krwi, co wyzyskał do wykluczania niepewnego ojcostwa.

Układ Rh

Nazwa Rh wzięła się od małp rezusów Rhesus, u których po raz pierwszy wykryto ten układ. Obejmuje ponad 47 antygenów, lecz 5 z nich, które kodowane są przez 3 geny, ma znaczenie praktyczne:

• antygen C: genotypy CC lub Cc

• antygen c: genotypy cc

• antygen D: genotypy DD lub Dd. Allel d jest genem niemym i genotyp dd nie koduje żadnego antygenu

• antygen E: genotypy EE lub Ee

• antygen e: genotyp ee

Najsilniejszy jest antygen D i to jego obecność powoduje zaliczenie kogoś do grupy Rh+ a brak Rh-. Przeciwciała anty-D nie występują normalnie we krwi osób z grupą Rh-, natomiast mogą się pojawić po kontakcie z antygenem D. Wśród ludzi rasy białej około 85% posiada czynnik Rh.

Zasady krwiolecznictwa

Ogólny schemat zgodności grup krwi w układzie AB0. Osoba z grupą krwi 0 może być dawcą dla pozostałych grup, osoby z grupami A i B mogą być dawcami dla osób z grupą krwi AB.

• przetaczana krew musi być zgodna w układzie AB0 i antygenie D układu Rh

• wykonuje się próbę krzyżową: czy zachodzi aglutynacja między erytrocytami dawcy a surowicą biorcy oraz surowicą dawcy, a erytrocytami biorcy (eliminuje to błędy w określeniu grupy i konflikt serologiczny u osób z grupą "Bombay")

• u osób u których wystąpił kiedyś konflikt serologiczny dobiera się również krew w pozostałych 4 podstawowych antygenach układu Rh i zgodną w antygenie K układu Kell

• w bardzo rzadkich przypadkach powstaje konflikt na tle niezgodności w układzie: MNSs –

• antygeny S i U, Kidd - antygen Ik, Kell - antygen K

Tabela zgodności grup krwi
Biorca
AB+
AB-
A+
A-
B+
B-
0+
0-

Krew grupy 0- można przetoczyć każdej osobie. Chory mający grupę AB+ może otrzymać dowolną krew. Osoba posiadająca grupę krwi 0- ma najmniejszą szansę, że przypadkowy człowiek może być dla niej dawcą.

Częstotliwość występowania grup krwi w układach AB 0 oraz Rh w Polsce i na świecie

Grupa krwi	Częstotliwość występowania w Polsce (%)
A1	34
A2	6
B	19
A1B	7
A2B	2
0	32
Rh+	83
Rh-	17

Układ Rh- pojawił się jako mutacja w Europie ok. 25-35 tys. lat temu, obecnie ma ten układ ok. 16% Europejczyków (najczęściej spotykany wśród Basków - ok. 35%). Układ Rh- występuje bardzo rzadko u rdzennych mieszkańców innych kontynentów (którzy nie mają przodków Europejczyków) - ma go zaledwie 9 na 10 000 osób w Afryce i 1 na 10 000 w pozostałych kontynentach. Spośród mieszkańców USA ok. 15% osób ma układ Rh-, gdyż wielu z nich ma korzenie europejskie (układ ten występuje np. u ok. 5-10% Afroamerykanów). Genotyp Dd ma ok. 40-45% Europejczyków, 3% rdzennych Afrykańczyków i mniej niż 1% rdzennych mieszkańców Azji, Ameryki i wysp Pacyfiku.

Częstotliwość występowania grup krwi w układach AB 0 oraz Rh
Populacja
Polska
USA
Wielka Brytania
Australia
Finlandia
Szwecja
Francja

Dziedziczenie grup krwi (układu AB 0 oraz układu Rh)

Dziedziczenie grup krwi (układ AB 0)
Rodzic
0
A
B
AB

Dziedziczenie układu Rh (D - oznacza występowanie antygenu D, d - oznacza jego brak)
Rodzic
DD (Rh+)
Dd (Rh+)
dd (Rh-)

Antygen D oddziedziczony choćby od jednego z rodziców decyduje o tym, że dziecko będzie miało układ Rh+. Może wystąpić przypadek, ukazany w tabelce, gdy oboje rodzice mają układ Rh+ a ich dziecko będzie miało układ Rh-. Natomiast jeżeli oboje rodzice mają układ Rh-, a więc nie mają antygenu D, wtedy ich dziecko też go nie będzie miało i oddziedziczy układ Rh-.