Гемолитическая анемия является заболеванием, при котором значительно укорачивается длительность существования эритроцитов за счет ряда внешних и внутренних эритроцитарных факторов. Внутренними факторами, приводящими к уничтожению эритроцитов, являются различные аномалии строения ферментов эритроцитов, гема или клеточной мембраны. Внешними факторами, способными привести к разрушению эритроцита, являются различного рода иммунные конфликты, механическое разрушение эритроцитов, а также заражение организма некоторыми инфекционными заболеваниями.
Гемолитические анемии классифицируются на врожденные и приобретенные.
Различают следующие виды врожденных гемолитических анемий:
мембранопатии;
ферментопатии;
гемоглобинопатии.
Различают следующие виды приобретенных гемолитических анемий:
иммунные гемолитические анемии;
приобретенные мембранопатии;
анемии из-за механического разрушения эритроцитов;
гемолитические анемии, вызванные инфекционными агентами.
Врожденные гемолитические анемии
Мембранопатии
Как описывалось ранее, нормальной формой эритроцита является форма двояковогнутого диска. Такая форма соответствует правильному белковому составу мембраны и позволяет эритроциту проникать через капилляры, диаметр которых в несколько раз меньше диаметра самого эритроцита. Высокая проникающая способность эритроцитов, с одной стороны, позволяет им максимально эффективно выполнять основную свою функцию – обмен газов между внутренней средой организма и внешней средой, а с другой стороны – избегать избыточного их разрушения в селезенке.
Дефект определенных белков мембраны приводит к нарушению ее формы. С нарушением формы происходит снижение деформируемости эритроцитов и как следствие усиленное их разрушение в селезенке.
На сегодняшний день различают 3 вида врожденных мембранопатий:
акантоцитоз
микросфероцитоз
овалоцитоз
Акантоцитозом называется состояние, при котором в кровеносном русле больного появляются эритроциты с многочисленными выростами, называемые акантоцитами. Мембрана таких эритроцитов не является округлой и под микроскопом напоминает кант, отсюда и название патологии. Причины акантоцитоза на сегодняшний день изучены не полностью, однако прослеживается четкая связь между данной патологией и тяжелым поражением печени с высокими цифрами показателей жирности крови (общий холестерин и его фракции, бета-липопротеиды, триацилглицериды и др.). Сочетание данных факторов может иметь место при таких наследственных заболеваниях как хорея Гентингтона и абеталипопротеинемия. Акантоциты не в состоянии пройти через капилляры селезенки и поэтому вскоре разрушаются, приводя к гемолитической анемии. Таким образом, выраженность акантоцитоза напрямую коррелирует с интенсивностью гемолиза и клиническими признаками анемии.
Микросфероцитоз – заболевание, которое в прошлом встречалось под названием семейной гемолитической желтухи, поскольку при нем прослеживается четкое аутосомно-рецессивное наследование дефектного гена, ответственного за формирование двояковогнутой формы эритроцита. В результате у таких больных все сформированные эритроциты отличаются сферической формой и меньшим диаметром, по отношению к здоровым красным кровяным тельцам. Сферическая форма обладает меньшей площадью поверхности по сравнению с нормальной двояковогнутой формой, поэтому эффективность газообмена таких эритроцитов снижена. Более того, они содержат меньшее количество гемоглобина и хуже видоизменяются при прохождении через капилляры. Данные особенности приводят к укорочению длительности существования таких эритроцитов посредством преждевременного гемолиза в селезенке.
С детства у таких пациентов происходит гипертрофия эритроцитарного костномозгового ростка, компенсирующая гемолиз. Поэтому при микросфероцитозе чаще наблюдается легкая и средней тяжести анемия, появляющаяся преимущественно в моменты ослабления организма вирусными заболеваниями, недостаточным питанием или интенсивным физическим трудом.
Овалоцитоз является наследственным заболеванием, передающимся по аутосомно-доминантному типу. Чаще заболевание протекает субклинически с наличием в крови менее чем 25% овальных эритроцитов. Гораздо реже встречаются тяжелые формы, при которых число дефектных эритроцитов приближается к 100%. Причина овалоцитоза кроется в дефекте гена, ответственного за синтез белка спектрина. Спектрин участвует в построении цитоскелета эритроцита. Таким образом, из-за недостаточной пластичности цитоскелета эритроцит не способен восстановить двояковогнутую форму после прохождения через капилляры и циркулирует в периферической крови в виде клеток эллипсоидной формы. Чем выраженнее соотношение продольного и поперечного диаметра овалоцита, тем скорее наступает его разрушение в селезенке. Удаление селезенки значительно снижает темпы гемолиза и приводит к ремиссии заболевания в 87% случаев.
Ферментопатии
Эритроцит содержит ряд ферментов, при помощи которых поддерживается постоянство его внутренней среды, осуществляется переработка глюкозы в АТФ и регуляция кислотно-щелочного баланса крови.
Соответственно вышеуказанным направлениям различают 3 вида ферментопатий:
дефицит ферментов, участвующих в окислении и восстановлении глутатиона (см. ниже);
дефицит ферментов гликолиза;
дефицит ферментов, использующих АТФ.
Глутатион является трипептидным комплексом, участвующим в большинстве окислительно-восстановительных процессов организма. В частности, он необходим для работы митохондрий – энергетических станций любой клетки, в том числе и эритроцита. Врожденные дефекты ферментов, участвующих в окислении и восстановлении глутатиона эритроцитов, приводят к снижению скорости продукции молекул АТФ – основного энергетического субстрата для большинства энергозависимых систем клетки. Дефицит АТФ приводит к замедлению обмена веществ эритроцитов и их скорому самостоятельному уничтожению, называемому апоптозом.
Гликолиз является процессом распада глюкозы с образованием молекул АТФ. Для осуществления гликолиза необходимо присутствие ряда ферментов, которые многократно преобразуют глюкозу в промежуточные соединения и в итоге высвобождают АТФ. Как указывалось ранее, эритроцит является клеткой, не использующей кислород для образования молекул АТФ. Такой тип гликолиза является анаэробным (безвоздушным). В результате из одной молекулы глюкозы в эритроците образуется 2 молекулы АТФ, использующиеся для поддержания работоспособности большинства ферментных систем клетки. Соответственно врожденный дефект ферментов гликолиза лишает эритроцит необходимого количества энергии для поддержания жизнедеятельности, и он разрушается.
АТФ является универсальной молекулой, окисление которой высвобождает энергию, необходимую для работы более чем 90% ферментных систем всех клеток организма. Эритроцит также содержит множество ферментных систем, субстратом которых является АТФ. Высвобождаемая энергия расходуется на процесс газообмена, поддержание постоянного ионного равновесия внутри и снаружи клетки, поддержание постоянного осмотического и онкотического давления клетки, а также на активную работу цитоскелета и многое другое. Нарушение утилизации глюкозы как минимум в одной из вышеупомянутых систем приводит к выпадению ее функции и дальнейшей цепной реакции, итогом которой является разрушение эритроцита.
Гемоглобинопатии
Гемоглобин – молекула, занимающая 98% объема эритроцита, ответственная за обеспечение процессов захвата и высвобождения газов, а также за их транспортировку от легочных альвеол к периферическим тканям и обратно. При некоторых дефектах гемоглобина эритроциты значительно хуже осуществляют перенос газов. Кроме того, на фоне изменения молекулы гемоглобина попутно изменяется и форма самого эритроцита, что также отрицательно отражается на длительности их циркуляции в кровеносном русле.
Различают 2 вида гемоглобинопатий:
количественные – талассемии;
качественные – серповидноклеточная анемия или дрепаноцитоз.
Талассемии являются наследственными заболеваниями, связанными с нарушением синтеза гемоглобина. По своей структуре гемоглобин является сложной молекулой, состоящей из двух альфа-мономеров и двух бета-мономеров, связанных между собой. Альфа цепь синтезируется с 4-х участков ДНК. Цепь бета – с 2-х участков. Таким образом, при возникновении мутации в одном из 6 участков снижается или прекращается синтез того мономера, ген которого поврежден. Здоровые гены продолжают синтез мономеров, что со временем приводит к количественному преобладанию одних цепей над другими. Те мономеры, которые оказываются в избытке, образуют непрочные соединения, функция которых значительно уступает нормальному гемоглобину. Соответственно той цепи, синтез которой нарушен, выделяют 3 основных типа талассемий – альфа, бета и смешанная альфа-бета талассемия. Клиническая картина зависит от количества мутировавших генов.
Серповидноклеточная анемия является наследственным заболеванием, при котором вместо нормального гемоглобина А формируется аномальный гемоглобин S. Данный аномальный гемоглобин значительно уступает в функциональности гемоглобину А, а также изменяет форму эритроцита на серповидную. Такая форма приводит к разрушению эритроцитов в срок от 5 до 70 дней в сравнении с нормальной длительностью их существования – от 90 до 120 дней. В результате в крови появляется доля серповидных эритроцитов, величина которой зависит от того, является мутация гетерозиготной или гомозиготной. При гетерозиготной мутации доля аномальных эритроцитов редко достигает 50%, а больной испытывает симптомы анемии только при значительной физической нагрузке или в условиях сниженной концентрации кислорода в атмосферном воздухе. При гомозиготной мутации все эритроциты больного являются серповидными и поэтому симптомы анемии проявляются с рождения ребенка, а болезнь характеризуется тяжелым течением.
Приобретенные гемолитические анемии
Иммунные гемолитические анемии
При данном типе анемий разрушение эритроцитов происходит под действием иммунной системы организма.
Различают 4 типа иммунных гемолитических анемий:
аутоиммунные;
изоиммунные;
гетероиммунные;
трансиммунные.
При аутоиммунных анемиях собственный организм пациента вырабатывает антитела к нормальным эритроцитам крови вследствие сбоя в работе иммунной системы и нарушения распознавания лимфоцитами своих и чужих клеток.
Изоиммунные анемии развиваются при переливании пациенту крови несовместимой по АВ0 системе и резус-фактору или, иными словами, крови другой группы. В данном случае накануне перелитые эритроциты разрушаются клетками иммунной системы и антителами реципиента. Аналогичный иммунный конфликт развивается при положительном резус-факторе в крови плода и отрицательном – в крови беременной матери. Такая патология именуется гемолитической болезнью новорожденных детей.
Гетероиммунные анемии развиваются в случае появления на мембране эритроцита чужеродных антигенов, признаваемых иммунной системой пациента как чужеродные. Чужеродные антигены могут появиться на поверхности эритроцита в случае употребления некоторых медикаментов или после перенесенных острых вирусных инфекций.
Трансиммунные анемии развиваются у плода, когда в организме матери присутствуют антитела против эритроцитов (аутоиммунная анемия). В данном случае мишенью иммунной системы становятся как эритроциты матери, так и эритроциты плода, даже если не выявляется несовместимость по резус-фактору, как при гемолитической болезни новорожденных.
Приобретенные мембранопатии
Представителем данной группы является пароксизмальная ночная гемоглобинурия или болезнь Маркиафавы-Микели. В основе данного заболевания находится постоянное формирование небольшого процента эритроцитов с дефектной мембраной. Предположительно эритроцитарный росток определенного участка костного мозга претерпевает мутацию, вызванную различными вредоносными факторами, такими как радиация, химические агенты и др. Образовавшийся дефект делает эритроциты неустойчивыми к контакту с белками системы комплемента (один из основных компонентов иммунной защиты организма). Таким образом, здоровые эритроциты не деформируются, а дефектные эритроциты уничтожаются комплементом в кровеносном русле. В результате выделяется большое количество свободного гемоглобина, который выделяется с мочой преимущественно в ночное время.
Анемии из-за механического разрушения эритроцитов
К данной группе заболеваний относят:
маршевую гемоглобинурию;
микроангиопатическую гемолитическую анемию;
анемию при пересадке механических клапанов сердца.
Маршевая гемоглобинурия, исходя из названия, развивается при длительном маршировании. Форменные элементы крови, находящиеся в ступнях, при длительном регулярном сдавлении подошв подвергаются деформации и даже разрушаются. В результате в кровь выделяется большое количество несвязанного гемоглобина, который выделяется с мочой.
Микроангиопатическая гемолитическая анемия развивается из-за деформации и последующего разрушения эритроцитов при острых гломерулонефритах и синдроме диссеминированного внутрисосудистого свертывания. В первом случае по причине воспаления почечных канальцев и соответственно окружающих их капилляров просвет их сужается, а эритроциты деформируются при трении с их внутренней оболочкой. Во втором случае во всей кровеносной системе происходит молниеносная агрегация тромбоцитов, сопровождающаяся образованием множества фибриновых нитей, перекрывающих просвет сосудов. Часть эритроцитов сразу застревает в образовавшейся сети и образует множественные тромбы, а оставшаяся часть на высокой скорости проскальзывает через данную сеть, попутно деформируясь. В результате деформированные таким образом эритроциты, называющиеся «венценосными», какое-то время еще циркулируют в крови, а затем разрушаются самостоятельно или при прохождении через капилляры селезенки.
Анемия при пересадке механических клапанов сердца развивается при столкновении эритроцитов, двигающихся с высокой скоростью, с плотным пластиком или металлом, из которого состоит искусственный клапан сердца. Темпы разрушения зависят от скорости кровотока в области клапана. Гемолиз усиливается при совершении физической работы, эмоциональных переживаниях, резком повышении или снижении артериального давления и повышении температуры тела.
Гемолитические анемии, вызванные инфекционными агентами
Такие микроорганизмы как плазмодии малярии и токсоплазма гонди (возбудитель токсоплазмоза) используют эритроциты в качестве субстрата для размножения и роста себе подобных. В результате заражения данными инфекциями возбудители проникают в эритроцит и размножаются в нем. Затем по прошествии определенного времени численность микроорганизмов настолько возрастает, что разрушает клетку изнутри. При этом в кровь выделяется еще большее количество возбудителя, который заселяется в здоровые эритроциты и повторяет цикл. В результате при малярии каждые 3 – 4 дня (в зависимости от вида возбудителя) наблюдается волна гемолиза, сопровождающаяся подъемом температуры. При токсоплазмозе гемолиз развивается по аналогичному сценарию, однако чаще имеет неволновое течение.
Причины гемолитической анемии
Резюмируя всю информацию из предыдущего раздела, можно с уверенностью сказать, что причин гемолиза огромное множество. Причины могут крыться как в наследственных заболеваниях, так и в приобретенных. Именно по этой причине огромное значение придается поиску причины гемолиза не только в системе крови, но и в остальных системах организма, поскольку зачастую разрушение эритроцитов является не самостоятельным заболеванием, а симптомом другой болезни.
Таким образом, гемолитическая анемия может развиться по следующим причинам:
попадание в кровь различных токсинов и ядов (ядохимикаты, пестициды, укусы змей и т. д.);
механическое разрушение эритроцитов (во время многочасового хождения, после имплантации искусственного клапана сердца и др.);
синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания;
различные генетические аномалии строения эритроцитов;
аутоиммунные болезни;
паранеопластический синдром (перекрестное иммунное уничтожение эритроцитов вместе с опухолевыми клетками);
осложнения после переливания донорской крови;
заражение некоторыми инфекционными болезнями (маля