Sichelzellenmerkmal - Sickle cell trait

Sichelzellenmerkmal
Sichelzellen.jpg
Sichelzellen im menschlichen Blut: Es sind sowohl normale rote Blutkörperchen als auch sichelförmige Zellen vorhanden
Spezialität Hämatologie Bearbeiten Sie dies auf Wikidata

Das Sichelzellmerkmal beschreibt einen Zustand, bei dem eine Person ein abnormales Allel des Hämoglobin-Beta- Gens hat ( heterozygot ist ), aber nicht die schweren Symptome der Sichelzellenanämie zeigt , die bei einer Person auftreten, die zwei Kopien dieses Allels hat ( homozygot ist). ). Diejenigen, die für das Sichelzellenallel heterozygot sind, produzieren sowohl normales als auch abnormales Hämoglobin (die beiden Allele sind in Bezug auf die tatsächliche Hämoglobinkonzentration in den zirkulierenden Zellen kodominant ).

Die Sichelzellenanämie ist eine Blutkrankheit, bei der es eine einzelne Aminosäuresubstitution im Hämoglobinprotein der roten Blutkörperchen gibt , die dazu führt , dass diese Zellen eine Sichelform annehmen, insbesondere wenn sie unter niedriger Sauerstoffspannung stehen . Sichel- und Sichelzellanämie verleihen auch eine gewisse Resistenz gegen die Malariaparasitierung roter Blutkörperchen, so dass Individuen mit Sichelzellmerkmal (Heterozygoten) einen selektiven Vorteil in Umgebungen haben, in denen Malaria vorhanden ist.

Symptome und Anzeichen

Das Sichelzellmerkmal ist ein Hämoglobin-Genotyp AS und wird allgemein als gutartig angesehen. Personen mit Sichelzellanämie können jedoch seltene Komplikationen haben. Im November 2010 entdeckte beispielsweise Dr. Jeffery K. Taubenberger von den National Institutes of Health den frühesten Beweis für die Sichelzellenanämie, als er bei der Autopsie eines afroamerikanischen Soldaten nach dem Virus der Grippe von 1918 suchte . Die Obduktionsergebnisse von Taubenberger zeigten, dass der Soldat eine Sichelzellenkrise erlitt, die zu seinem Tod beitrug, obwohl er nur eine Kopie des Gens hatte. Es gab Forderungen, das Sichelzellmerkmal aufgrund seiner bösartigen klinischen Erscheinungsformen als Krankheitszustand neu zu klassifizieren. Die Bedeutung kann während des Trainings größer sein.

Assoziation mit anderen Erkrankungen

Malaria

Das Sichelzellenmerkmal bietet einen Überlebensvorteil gegen Malariatodesfälle gegenüber Menschen mit normalem Hämoglobin in Regionen, in denen Malaria endemisch ist. Es ist bekannt, dass das Merkmal deutlich weniger Todesfälle durch Malaria verursacht, insbesondere wenn Plasmodium falciparum der Erreger ist. Dies ist ein Paradebeispiel für die natürliche Auslese , was durch die Tatsache belegt wird, dass sich die geografische Verteilung des Gens für Hämoglobin S und die Verbreitung von Malaria in Afrika praktisch überschneiden. Aufgrund des einzigartigen Überlebensvorteils werden Menschen mit diesem Merkmal immer zahlreicher, wenn die Zahl der Malaria-Infizierten steigt. Umgekehrt neigen Menschen mit normalem Hämoglobin dazu, den Komplikationen der Malaria zu erliegen.

Die Art und Weise, wie Sichelzellen vor Malaria schützen, wird auf verschiedene Dinge zurückgeführt. Eine der häufigeren Erklärungen ist, dass das Sichelhämoglobin den Plasmodium-Parasiten daran hindert, die roten Blutkörperchen zu infizieren, was die Anzahl der Malaria-Parasiten verringert, die den Wirt infizieren. Ein weiterer Faktor ist die Produktion des Enzyms Häm-Oxygenase-1 (HO-1), das im Sichelhämoglobin stark vorhanden ist. Dieses Enzym produziert Kohlenmonoxid, das nachweislich vor zerebraler Malaria schützt.

Etablierte Vereine

Empfohlen

Es gab Berichte über pulmonalvenöse Thromboembolien bei schwangeren Frauen mit Sichelzellanämie oder Männern während eines längeren Fluges sowie über leichte Schlaganfälle und Anomalien bei PET-Scans bei Kindern mit diesem Merkmal.

Das Sichelzellmerkmal scheint die bei Diabetes mellitus Typ 2 beobachteten Komplikationen ( Retinopathie , Nephropathie und Proteinurie ) zu verschlimmern und insbesondere bei männlichen Patienten eine hyperosmolare diabetische Koma- Nephropathie zu provozieren .

Genetik

Normalerweise erbt eine Person zwei Kopien des Gens , das Beta-Globin produziert , ein Protein , das zur Produktion von normalem Hämoglobin ( Hämoglobin A , Genotyp AA) benötigt wird. Eine Person mit Sichelzellmerkmal erbt ein normales Allel und ein abnormales Allel, das Hämoglobin S kodiert (Hämoglobin-Genotyp AS).

Das Sichelzellenmerkmal kann verwendet werden, um die Konzepte der Co-Dominanz und der unvollständigen Dominanz zu demonstrieren. Ein Individuum mit dem Sichelzellenmerkmal zeigt eine unvollständige Dominanz, wenn die Form der roten Blutkörperchen berücksichtigt wird. Dies liegt daran, dass die Sichelbildung nur bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen auftritt. In Bezug auf die tatsächliche Hämoglobinkonzentration in den zirkulierenden Zellen zeigen die Allele eine Co-Dominanz, da sowohl „normale“ als auch mutierte Formen im Blutkreislauf koexistieren. Somit handelt es sich um einen mehrdeutigen Zustand, der sowohl unvollständige Dominanz als auch Co-Dominanz zeigt.

Anders als bei der Sichelzellanlage , Sichelzellkrankheit weitergegeben in einem rezessiv. Etwa 72.000 Menschen in den Vereinigten Staaten sind von Sichelzellanämie betroffen. Die meisten Amerikaner mit Sichelzellenanämie sind afrikanischer Abstammung. Die Krankheit betrifft auch Amerikaner aus der Karibik , Mittelamerika und Teilen von Südamerika , der Türkei , Griechenland , Italien , dem Nahen Osten und Ostindien.

Die Sichelzellenanämie und das damit verbundene Merkmal sind in Afrika und Mittelamerika am weitesten verbreitet, was auf die natürliche Selektion zurückgeführt wird: Das Sichelzellen-Merkmal bietet einen Überlebensvorteil in Gebieten mit einem hohen Vorkommen von Malaria, die eine hohe Sterblichkeitsrate bei Individuen haben ohne die Eigenschaft.

Es gab auch Studien, die Veränderungen in den Globin-Genen zeigen. Es wurden Veränderungen in der Beta-Globin-Sequenz festgestellt, dem sogenannten Sichelhämoglobin.

Die Bedeutung des Sichelzellmerkmals besteht darin, dass es keine Symptome zeigt und auch keine großen Unterschiede in der Blutzellzahl verursacht. Das Merkmal verleiht etwa 30 % Schutz gegen Malaria {clarify} und sein Auftreten scheint in Afrika , Indien und dem Nahen Osten enorm zugenommen zu haben . {Über welchen Zeitraum?} Einige Ergebnisse zeigen auch die Verringerung des Sichelzellmerkmals bei denen, die im Erwachsenenalter viel mehr fetales Hämoglobin als üblich behalten. Fötales Hämoglobin spielt wahrscheinlich eine Rolle bei der Vorbeugung von Sichelbildung. Erhöhte fetale Hämoglobinwerte wurden in Populationen beobachtet, in denen die Sichelzellenanämie weit verbreitet ist.

Die vollständige Genomsequenzanalyse hat einen einzigen Ursprung des Sichelmerkmals identifiziert, mit einem Haplotyp, der allen Sichelzellvarianten vorgelagert ist. Es wird angenommen, dass dieser Haplotyp vor etwa 7.300 Jahren während der holozänen Nassphase in der Sahara entstanden ist. Sichelzellvarianten, die von diesem angestammten Haplotyp abstammen, umfassen fünf Haplotypen, die nach Toponymen oder ethnolinguistischen Gruppen benannt sind (die arabischen/indischen, Benin- , Kamerun- , Zentralafrikanischen Republik- / Bantu- und Senegal- Varianten) und eine weitere Bezeichnung für atypische Sichelzell-Haplotypen. Ihre klinische Bedeutung liegt darin begründet, dass einige mit höheren HbF-Spiegeln in Verbindung gebracht werden (z. B. neigen senegalesische und saudi-asiatische Varianten zu einer milderen Erkrankung).

Bei Sportlern

In einigen Fällen erreichen Sportler mit Sichelzellanämie nicht das gleiche Leistungsniveau wie Spitzensportler mit normalem Hämoglobin-AA. Athleten mit Sichelzellenanämie und ihre Trainer müssen sich der Gefahren der Erkrankung bei anaerober Anstrengung bewusst sein, insbesondere bei Hitze und Dehydrierung. In seltenen Fällen kann eine durch körperliche Anstrengung verursachte Dehydration oder Erschöpfung dazu führen, dass gesunde rote Blutkörperchen sichelförmig werden, was bei sportlichen Aktivitäten zum Tod führen kann.

Während mehr Forschung zu diesem Thema erforderlich ist, scheint die Korrelation zwischen Personen mit Sichelzellanämie und einem erhöhten Risiko eines plötzlichen Todes mit Mikrozirkulationsstörungen während des Trainings zusammenzuhängen. In den letzten Jahren hat sich die NCAA mit dem ACSM zusammengetan und eine gemeinsame Erklärung herausgegeben, in der Athleten sowohl vor der Prävalenz als auch vor den potenziellen Risikofaktoren des Sichelzellmerkmals gewarnt werden. Die NCAA hat Athleten vor kurzem auch dazu ermutigt, sich ihres Sichelzellen-Merkmalsstatus bewusst zu werden, da das Merkmal selbst unter normalen Bedingungen normalerweise nicht zu Symptomen führt, aber bei extremer körperlicher Aktivität ähnlich dem täglichen Training, das Sportler durchmachen, gefährlich werden kann.

Normales Hämoglobin (und Hämoglobin S in Gegenwart von Sauerstoff) enthält eine Verformbarkeitseigenschaft , die es Erythrozyten ermöglicht , sich im Wesentlichen in kleinere Gefäße zu quetschen, einschließlich derjenigen, die an der Mikrozirkulation zu den Kapillaren im Muskelgewebe sowie an der Blutversorgung im Organgewebe beteiligt sind. Wenn Hämoglobin S Sauerstoff entzogen wird, kann es polymerisieren, was angeblich die "Sichel"-Zellen verursacht. Die sichelförmigen Erythrozyten weisen im Vergleich zu normalen Erythrozyten eine verminderte Verformbarkeit auf, was zu einer Durchblutungsstörung in den kleineren Gefäßen führt, die an der Mikrozirkulation beteiligt sind, insbesondere in diesem Fall die im Muskelgewebe eingebetteten Kapillaren.

Die daraus resultierende mikrovaskuläre Störung in muskelgewebespezifischen Kapillaren kann eine akute Rhabdomyolyse und Nekrose innerhalb der Muskelzellen verursachen. Die Entzündung und das Austreten von intrazellulärem Material infolge von Muskelzellnekrose setzt ein bestimmtes Protein, Myoglobin , in den Blutkreislauf frei. Während es im Muskelgewebe notwendig ist, um Eisen und Sauerstoff zu binden, kann Myoglobin, das durch den Blutkreislauf zirkuliert, in kleinere Verbindungen zerfallen, die die Nierenzellen schädigen, was zu verschiedenen Komplikationen führt, wie sie bei Sportlern mit Sichelzellanämie bei hoher körperlicher Anstrengung auftreten.

Aufgrund der Verbindung zwischen Verformbarkeit und Sichelzellen kann die Verformbarkeit verwendet werden, um die Menge an Sichelzellen im Blut zu bewerten. Die Verformbarkeit der Erythrozyten, die die Mikrozirkulationsstörung verursachen, kann durch verschiedene andere hämorheologische Merkmale nachgewiesen werden. Um die Verformbarkeit von Erythrozyten zu bestimmen, werden mehrere Faktoren einschließlich der Blut- und Plasmaviskosität und des Hämatokrits (eine Berechnung des Prozentsatzes der im Blut vorhandenen roten Blutkörperchen) gemessen.

Alpha-Thalassämie

Alpha-Thalassämie wird wie das Sichelzellenmerkmal typischerweise in Gebieten mit erhöhter Malaria-Exposition vererbt. Es manifestiert sich als verminderte Expression von Alpha-Globin-Ketten, was ein Ungleichgewicht und einen Überschuss an Beta-Globin-Ketten verursacht und gelegentlich zu anämischen Symptomen führen kann. Das abnormale Hämoglobin kann dazu führen, dass der Körper rote Blutkörperchen zerstört, was im Wesentlichen zu Anämie führt.

Bei ausdauertrainierten Personen mit Sichelzellanämie hat sich gezeigt, dass das Vorhandensein von Alpha-Thalassämie vor, während und nach dem Training gegen mikrovaskuläre Störungen schützend wirkt.

Anzeichen, Symptome und Vorbeugung

Aufgrund der Mikrozirkulationsstörung sind Krämpfe ein verräterisches Zeichen oder Symptom eines möglichen Sichelkollaps. Insbesondere bei der Sichelzellanämie treten Krämpfe in den unteren Extremitäten und im Rücken bei Sportlern auf, die intensiver körperlicher Aktivität oder Anstrengung ausgesetzt sind. Im Vergleich zu Hitzekrämpfen sind Sichelkrämpfe weniger schmerzintensiv und mit einer Schwäche und Ermüdung verbunden, im Gegensatz zu fest zusammengezogenen Muskeln, die bei Hitzekrämpfen verkrampfen.

Nach Krämpfen, Schwäche, allgemeinen Gliederschmerzen und Müdigkeit kommt es langsam zu einem Sichelkollaps. Personen mit bekanntem positivem Sichelzell-Merkmalsstatus, die während des Trainings eine signifikante Muskelschwäche oder Ermüdung aufweisen, sollten sich vor der Rückkehr zur Aktivität mehr Zeit zur Erholung und Flüssigkeitszufuhr nehmen, um weitere Symptome zu vermeiden.

Ein Kollaps kann verhindert werden, indem Maßnahmen ergriffen werden, um einen ausreichenden Sauerstoffgehalt im Blut sicherzustellen. Zu diesen vorbeugenden Maßnahmen gehören eine angemessene Flüssigkeitszufuhr und eine allmähliche Akklimatisierung an Bedingungen wie Hitze, Feuchtigkeit und verringerter Luftdruck aufgrund größerer Höhe. Das allmähliche Fortschreiten des Belastungsniveaus hilft auch dem Körper der Athleten, sich anzupassen und zu kompensieren, indem sie im Laufe mehrerer Wochen langsam an Fitness gewinnt.

Siehe auch




Verweise

Externe Links

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