Sichelzellenanämie
framed|144px|sichelförmige rote Blutkörperchen Die Sichelzellenanämie ist eine Erbkrankheit. Die Betroffenen bilden abnormes Hämoglobin, und ihre dadurch zu sichelförmigen Gebilden veränderten Erythrozyten (rote Blutkörperchen) werden von Leukozyten (weiße Blutkörperchen) angegriffen und aufgelöst (Hämolyse).
Begriffserklärung von Anämie: an- ist die griechische Vorsilbe der Verneinung (un-, ohne, nicht) -ämie leitet sich von gr. haima = Blut ab
| Inhaltsverzeichnis |
Merkmale
Der Verlust roter Blutkörperchen (= Anämie) und Durchblutungsstörungen führen zu Schädigung der Organe, Milzschwellung, Lungenentzündung, Herz- und Nierenversagen und letztlich zu frühzeitigem Tod.
Ursache
Ursache ist eine Punktmutation im Gen der ß-Kette des Hämoglobins auf Chromosom 11. Nachfolgend ist ein Ausschnitt aus den Eiweißketten des Hämoglobins A (HbA, Bestandteil funktionstüchtiger Eythrozyten) und des Hämoglobins S (HbS, Hämoglobin der Sichelzellenanämie), angegeben. Die ß-Kette des Hämoglobinmoleküls besteht aus 146 Aminosäuren.
| Hämoglobin A: | Met | Val | His | Leu | Thr | Pro | Glu | Glu | ... |
| Hämoglobin S: | Met | Val | His | Leu | Thr | Pro | Val | Glu | ... |
| Position: | Start | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 ... |
In Position 6 des Gens ist das für die Aminosäure Glutaminsäure (Glu) codierende Basentriplett im codogenen Strang der DNA von CTC nach CAC verändert. Das Basentriplett GUG codiert aber die Aminosäure Valin (Val). Dadurch wird an dieser Stelle die hydrophile Aminosäure Glutaminsäure durch eine hydrophobe Aminosäure ersetzt. Dies führt zu einer Destabilisierung des Verbandes der Hämoglobine im roten Blutkörperchen, wodurch deren Lebensdauer von ca. vier Monaten auf vier Wochen verkürzt wird.
Genetik
Sichelzellenanämie ist ein autosomal rezessives Erbleiden.
- Das Erbgut eines Gesunden enthält die beiden dominanten Allele (AA) für das Hämoglobin A. Seine roten Blutkörperchen sind stets elastisch.
- Ein Überträger (Konduktor) mit dem Genotyp Aa (=heterozygot) enthält sowohl das Allel A als auch das rezessive Allel a, welches das veränderte Hämoglobin S verursacht. Seine roten Blutkörperchen enthalten HbA und HbS im Verhältnis 1:1. Unter Normalbedingungen zeigen die Roten Blutkörperchen keine Veränderungen, die Krankheit kommt nicht zum Ausbruch. Erst unter sehr starkem Sauerstoffmangel verformen sich die roten Blutkörperchen zu sichelförmigen Gebilden, was die Durchblutung der Organe beeinträchtigt.
- Ein Träger des Genotyps aa (=homozygot) stellt nur das veränderte HbS her. Schon unter physiologischem Sauerstoffmangel, wie er z. B. in den Kapillaren Sauerstoff verbrauchender Organe herrscht, kommt es zu einer starken Verformung der roten Blutkörperchen. Sie verlieren ihre Elastizität und verhaken leicht miteinander. Dadurch kommt es zu einem Verschluss der Kapillaren. Unter normalen Bedingungen ist das Hämoglobin in den roten Blutkörperchen stets fein verteilt. Bei abnehmendem pH-Wert und Sauerstoffgehalt des Blutes kommt es beim HbS zu einer Verklumpung der Hämoglobinmoleküle zu stäbchenförmigen, kristallinen Gebilden. Dadurch wird der Eryhtrozyt sichelförmig verformt und verliert seine Elastizität.
Diagnose
Stammbaumanalyse
Sind die Genotypen der Eltern bekannt, kann die Wahrscheinlichkeit berechnet werden, mit der die Sichelzellenanämie bei einem Kind auftritt:
| Genotyp der Eltern | Genotypen der Kinder | Wahrscheinlichkeit | Phänotyp der Kinder |
|---|---|---|---|
| AA x AA | AA | 100 % | gesunde Kinder |
| AA x Aa | AA | 50 % | alle Kinder gesund |
| Aa | 50 % | die Kinder sind zwar gesund, aber auch Überträger | |
| Aa x Aa | AA | 25 % | gesunde Kinder |
| Aa | 50 % | Überträger | |
| aa | 25 % | Kinder haben Sichelzellenanämie | |
| AA x aa | Aa | 100 % | die Kinder sind zwar gesund, aber auch Überträger |
| Aa x aa | Aa | 50 % | Überträger |
| aa | 50 % | Kinder haben Sichelzellenanämie | |
| aa x aa | aa | 100 % | alle Kinder haben Sichelzellenanämie |
Gelelektrophorese
Da erst unter extremem Sauerstoffmangel eine Veränderung der roten Blutkörperchen von Überträgern (Genotyp Aa) auftritt, lässt sich durch Untersuchung der roten Blutkörperchen unter dem Mikroskop der Genotyp AA nicht vom Genotyp Aa unterscheiden. Dagegen lässt sich mit Hilfe der Elektrophorese eindeutig der Genotyp bestimmen: Dazu wird den Probanden Blut entnommen und aufbereitet, bis reines Hämoglobin vorliegt. Dieses wird auf ein Gel aufgetragen. Im elektrischen Feld wandern die beiden Hämoglobinsorten unterschiedlich weit, da HbS auf Grund seiner Mutation langsamer ist als HbA.
| Elektrophorese Sichelzellenanämie |
Verbreitung
Auffallend ist, dass in Gebieten der Malaria das Sichelzellen-Allel relativ häufig ist. Dies erklärt sich daraus, dass es gegen Malaria eine Resistenz verleiht, so dass die gesunden Überträger (Aa) Träger des Sichelzellenallels in diesen Gebieten einen Evolutionsvorteil gegenüber denen ohne Sichelzellenallel (Genotyp AA) haben, die eher an Malaria sterben, und auch gegenüber den an Sichelzellanämie leidenden (Genotyp aa) haben, die vorzeitig an Sichelzellanämie sterben. In Afrika gibt es beispielsweise Gegenden, in denen fast ein Drittel der Bevölkerung heterozygot für diese Merkmal ist. In den anderen Weltgegenden kommt das Sichelzellenallel praktisch nicht vor, da hier dieser Selektionsvorteil auf Grund der fehlenden Malaria nicht wirksam ist.
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