Краткий обзор курса «Молекулярная биология», страница 11

При осмотре выяснилось, что белки глаз пациента приобрели желтоватый оттенок, слизистые оболочки бледны, лимфатические узлы расширены. Значительные отклонения от нормы были обнаружены со стороны сердца: расширение границ, шумы. Создавалось впечатление, будто оно работает под действием сильных стимуляторов, однако больной не получал никаких кардиостимулирующих препаратов. Лабораторные анализы выявили содержание фрагментов клеток в моче, что указывало на сильные поражения почек, но более интересными оказались результаты исследования крови. Количество красных кровяных телец и гемоглобина было очень низким, в несколько раз меньше нормы (всего 2,6 ∙ 10⁶ мл эритроцитов, хотя норма составляет 4,6 – 6,3 ∙ 10⁶, количество гемоглобина в крови больного составляло 8 г/100 мл из 14 – 18 г/100 мл нормы). Количество лейкоцитов было наоборот превышено – 15250 мл, стандартные показатели соответствуют 4000 – 10000 мл. Эти цифры могли бы означать внутренний воспалительный процесс, однако внимание медиков привлек необычный гематокрит пациента. Среди эритроцитов периферической крови больного были обнаружены ядерные клетки, являющиеся предшественниками нормальных эритроцитов здорового человека, эритроциты различались между собой по размерам и по форме, особенно много среди них было «тонких, удлиненных серповидных, похожих на полумесяц клеток». Они обнаруживались во всех пробах и проявлялись вне зависимости от способа нанесения крови на стекло. Эти клетки не были обнаружены у других лиц, проживавших в точно таких же условиях. Они не являлись ни артефактом, ни какой либо паразитической формой. Болезнь сопровождалась проявлениями желтухи, из-за чего течение болезни стало похоже на течение отравления, сопровождавшегося общей недостаточностью органов химической лаборатории. Однако ни отравление органическими ядами, ни действие известных синтетических токсинов не вызывали подобных изменений гематокрита. Если при их действии и происходил гемолиз, то он не имел такого эффекта на новые образующиеся клетки. К тому же при похожих отравлениях не наблюдается кризов и рецидивов, через которые проходит больной подобным видом анемии.

Херрик отметил хронический характер болезни и разнообразие изменений в организме больного. Он пришел к выводу, что такие многочисленные патологии не могут быть вызваны заболеванием какого-то одного органа.

Херрик высказал правильное предположение о локализации первичного дефекта, обуславливающего серповидную клеточную анемию. В больных эритроцитах дефектен сам гемоглобин. Растворимость дезоксигемоглобина серповидных клеток примерно в 25 раз меньше растворимости нормального гемоглобина. При дезоксигенировании концентрированного раствора гемоглобина серповидных клеток (S - гемоглобина) образуется волокнистый осадок, нормальные эритроциты не образуют такого осадка. После отдачи кислорода в клетках образуются нерастворимые тяжи – фибриллы, деформирующие эритроциты.

Этиология болезни на клеточном уровне. В1949 г. американский химик Л. Полинг показал, что болезнь вызывается наличием  в аномальных эритроцитах дефектного гемоглобина. В 1956 г. В. Ингрэм показал, что дефектный гемоглобин отличается от нормального одной аминокислотой: вместо глутаминовой кислоты в 6-м положении в бета-цепи стоит валин.  Такой гемоглобин нарушает структуру мембраны эритроцитов и придает им серповидную форму (S – гемоглобин полимеризуется). В результате замены в кодоне ГУА урацила на аденин в гене глобина синтезируется молекула глобина с валином вместо глутамина. Замены одной аминокислоты на другую достаточно, чтобы изменить функциональные свойства гемоглобина – понизить его растворимость и повысить полимеризацию. Такой гемоглобин не может выполнять кислородакцепторную функцию и кристаллизуется при недостатке кислорода.

Ген серповидноклеточной анемии – рецессивный. Больные  гомозиготны по этому признаку. Носители гена серповидноклеточной анемии не страдают гемоглобинопатиями, так как в их крови присутствую и серповидные, и здоровые эритроциты.