Kosákovitá chudokrvnosť (anémia) je ochorenie, pri ktorom nemajú červené krvinky správny tvar šišky, ale sú zohnuté do tvaru kosáka, či zrnka rasce. Nesprávny tvar a nedostatočná pružnosť takto poškodených krviniek znižuje ich schopnosť prechádzať hladko cievami. Na miestach, kde sa cievy vetvia, majú tendenciu sa hromadiť, lámať a spôsobovať „zápchy“. Vo vlásočniciach (kapilárach), kde je naozaj tesno, majú problém vôbec prejsť. Z tohto vyplýva viacero závažných zdravotných komplikácií, ktoré ešte donedávna výrazne skracovali vek dožitia takto postihnutej osoby (40-50r). Dnes sa už pacienti s touto diagnózou môžu dožiť staroby, ale nie bez asistencie lekárov.
Chorobný tvar majú krvinky preto, lebo ich majiteľ má zmutovaný gén pre tvorbu hemoglobínu.* O tejto komplikovanej a zároveň životne dôležitej molekule sme už detailnejšie hovorili v inom článku. Červené krvinky, jediné bunky tela prakticky bez klasických bunkových organel, napr. jadra, sú vlastne iba batôžkami plnými hemoglobínu. Keď je ale hemoglobín nesprávne vyrobený na základe chybných inštrukcií z DNA, má tendenciu polymerizovať, vytvárať dlhé reťazce, a tým spôsobovať chorý tvar celej bunky-krvinky. Aby toho nebolo dosť, chybne tvarované krvinky prežijú priemerne iba 10-20 dní namiesto 90-120 dní u ich zdravých kolegýň. To je samotným dôvodom chudokrvnosti, nakoľko krvinky umierajú rýchlejšie, ako ich kostná dreň dokáže vyrábať.
Ide o zjavne škodlivú mutáciu a človek by čakal, že prírodný výber takéto omyly z populácie odstráni. Robí to tak, že jedinci so škodlivou mutáciou zdedenou po oboch rodičoch majú zníženú schopnosť prežiť, rozmnožiť sa, alebo oboje. V konečnom dôsledku by sa teda mali všetky dedičné škodlivé mutácie časom vytratiť. Také priamočiare to ale vždy nie je. Niekedy sú totiž aj škodlivé mutácie prospešné.
Kosákovitá anémia je recesívne genetické ochorenie, čo znamená toto:
Ak zdedí jedinec od otca aj mamy zmutovanú kópiu génu, choroba sa u neho určite prejaví.
Ak ale zdedí po rodičoch jednu z kópií zmutovanú a druhú normálnu, choroba sa takmer vôbec neprejaví.** Taký jedinec sa volá heterozygot a iba časť z jeho erytrocytov, teda červených krviniek, je nesprávne tvarovaná. Ako bonus dostáva do vienka jednu neočakávanú výhodu - podstatne zvýšenú odolnosť voči malárii.
Inými slovami, fakt, že je nositeľom jednej „škodlivej“ kópie génu ho zvýhodňuje nielen oproti tým, ktorí chorobou trpia, ale aj proti „čistým“ jedincom bez mutácie.
Pochopiteľne, vo Švédsku s tým človek veľmi machrovať nemôže. Dokonca aj afro-američanovi žijúcemu v USA je to nanič. V oblastiach bez malárie preto skutočne vidieť „vymetanie“ škodlivej alely z populácie.
Všetci ale svorne pochádzame z tropickej Afriky, kde mala (a dodnes má) zvýšená odolnosť voči zákernej malárii obrovský dopad na kvalitu a dĺžku života. V tom tkvie aj dôvod, prečo táto mutácia z ľudskej populácie celkom nezmizla. Mať jednu kópiu „škodlivého“ génu pre hemoglobín je totiž v malarických oblastiach vo svete, teda nielen v Afrike, cenným genetickým dedičstvom.
Malária je ochorenie, ktoré zabíja niekoľko miliónov ľudí ročne a medzi jeho VIP obete možno zaradiť Alexandra Veľkého, Džingischána, či Georgea Washingtona. Spôsobujú ho parazitické prvoky kmeňa Apicomplexa. Tieto parazity sa do ľudského tela dostanú pri bodnutí infikovaným moskytom a potrebujú v určitom štádiu vývoja pobudnúť aj v červených krvinkách hostiteľa. Praskajúce zdeformované kosákovité krvinky mu však neumožňujú rásť a spolymerizovaný hemoglobín v nich navyše nedokážu prvoky „konzumovať“.
U človeka s jednou vadnou kópiou génu pre hemoglobín teda neprepukne v plnej sile kosákovitá anémia a zároveň je podstatne odolnejší voči malárii. Tento prípad nás zasa raz učí, že dobrý a zlý, škodlivý a prospešný, sú často iba ľudské nálepky. Príroda na niečo také nehľadí a vytvára bežne krutou rukou pragmatického prírodného výberu formy, vzťahy a súvislosti celkom bizardné a donedávna pre nás úplne nepochopiteľné.
Poznámky:
* – Mutácia sa dotýka konkrétnej podjednotky makromolekuly hemoglobínu – Hgß (gén ßglobínu na 11. chromozóme). Ide o zmenu jediného písmena DNA z A na T (bodová mutácia, odbornejšie SNP, jedného tripletu z CTC na CAC), čo spôsobuje zaradenie nesprávnej šiestej aminokyseliny do reťazca stoviek ostatných tvoriacich budúcu bielkovinu Hgß, ktorá sa nachádza cca v 96% červených krviniek dospelého človeka. Konkrétne sa udeje zmena z Kyseliny glutámovej na Valín. Tá prvá molekula vodu priťahuje (hydrofilná), kým druhá odpudzuje (hydrofóbia). A to je skutočný biochemický dôvod celého ochorenia. Tvar bielkoviny je rozhodujúci pre jej správnu funkciu. Hydrofóbna aminokyselina Valínu umožní za vhodných podmienok (odkysličenie pri veľkej námahe, dehydratácia) polymerizáciu takto zostaveného hemoglobínu, nesprávny tvar červenej krvinky, čo sa prejaví na úrovni organizmu ako ochorenie. Krvinky sa už nedokážu neskôr vrátiť do správneho tvaru.
**- Mendel študoval také znaky (platí aj pre ochorenie), ktoré sa dedia dominantne. On ešte nevedel, čo presne sú gény či DNA, ale videl, že ak máme 2 podoby génu „Z“=zdravý a „z“= chorý, tak potomok s ZZ=zdravý, Zz=zdravý, zz=chorý. Tomu sa hovorí úplná dominancia „Z“ nad „z“. V prípade popisovanej anémie, ale heterozygot (Zz) nie je celkom zdravý, môže mať v extrémnych podmienkach (vyčerpanie, vysoké hory, dehydratácia) tiež príznaky choroby. Toto sa nazýva neúplná dominancia a ukazuje, že pre väčšinu čŕt organizmu neexistujú len stavy zapnuté/vypnuté, ale celý vejár zložitých medzistavov. S odhaľovaním takýchto súvislostí pri rôznych ochoreniach strávia biochemici najbližšie desaťročia.
Poznámky:
Pridané 20.05.2014 - Zaujímavý spôsob možnej liečby malárie je popísaný v tomto článku. Vedci využívajú fakt, že na vitámínoch závisí nielen človek, ale aj vinník - malarický prvok Plasmodium. Ten si kradne vitamín B5 z červenej krvinky. Keď mu ale podstrčíme jeho nefunkčnú napodobeninu, parazit umrie.
Pridané 30.07.2014 - S parazitom malárie, ktorý spôsobuje státisíce (najmä detských) obetí ročne, sa bojuje zo všetkých síl a možno v blízkej budúcnosti vďaka technológii CRISPR pre manipuláciu úsekov DNA aj za cenu genetickej modifikácie celých populácií moskytov.
