معلومة

فقر الدم المنجلي * - علم الأحياء

فقر الدم المنجلي * - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

فقر الدم المنجلي: نظرة على العلاقة بين الحمض النووي والنمط الظاهري

تُترجم الجينات إلى بروتينات ، غالبًا ما تؤدي الطفرات (ولكن ليس دائمًا) إلى تغييرات في تسلسل الأحماض الأمينية في تلك البروتينات. يمكن ملاحظة أحد أفضل الأمثلة على هذه الظاهرة عندما تحدث طفرات في جين أحد مكونات بروتين بروتين خلايا الدم الحمراء الذي نسميه الهيموجلوبين.

أحد المكونات الرئيسية لـ كريات الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء) الموجودة في الفقاريات هي الهيموغلوبين. يحتوي جزيء الهيموغلوبين المأخوذ من إنسان بالغ عادي على 4 بروتينات (اثنان من عديد ببتيدات ألفا متطابقتين واثنتين من عديد ببتيدات بيتا متطابقة) تحيط بنواة الهيم (يحتوي على جزيء معقد يحتوي على ذرة من الحديد يمكن أن تتحد بشكل عكسي مع الأكسجين). وهكذا ، يعمل الهيموغلوبين كمكون رئيسي يحمل الأكسجين في الدم. بسبب الهيموجلوبين ، يمكن أن يحمل حجم معين من الدم كمية من الأكسجين أكثر بكثير مما يمكن إذابته في حجم متساوٍ من الماء.
في العديد من التجمعات البشرية ، لا سيما أولئك الذين أصولهم في وسط إفريقيا أو البحر الأبيض المتوسط ​​، هناك أفراد يعانون من فقر الدم الحاد والذي يحتوي دمه على العديد من كريات الدم الحمراء المشوهة على شكل منجل. ومن ثم ، أطلق على المرض اسم فقر الدم المنجلي.

شكل 1: لاحظ الخلايا المنجلية الشكل في الصورة. بقلم الدكتور جراهام بيردز عبر ويكيميديا ​​كومنز

أثبتت الدراسات البيوكيميائية أن الجين المصاب بفقر الدم المنجلي لديه رمز لبيتا بولي ببتيد غير طبيعي ، وهو أحد مكونات جزيء الهيموجلوبين. لذلك ، هناك نوعان مختلفان من جين الهيموجلوبين الذي يرمز لسلسلة بيتا:
النموذج 1: خضابأ لديه رمز لسلسلة بيتا عادية
النموذج 2: خضابس يحتوي على رمز لسلسلة بيتا غير طبيعية

البشر ثنائي الصيغة الصبغية الكائنات الحية. لديهم نسختان من معظم الجينات. ومع ذلك ، ليس من الضروري أن تكون النسختان اللتان بحوزتهما متطابقتين. عندما يكون هناك أليلين محتملين للجين (كما هو الحال في جين سلسلة بيتا للهيموجلوبين) ، سيكون للفرد ثنائي الصبغة واحدة من ثلاث مجموعات محتملة من الأليلين. يستطيعون خضابأ خضابأ , خضابأ خضابس، أو خضابسخضابس.

تُعرف مجموعة الأليلات الموجودة في الفرد لجين معين باسم الفرد الطراز العرقى. لذلك فإن التركيبات الثلاثة للأليلين أعلاه هي الأنماط الجينية الثلاثة المختلفة. يتم استدعاء الأفراد الذين لديهم نسختين من نفس الأليل متماثل؛ يتم استدعاء الأفراد الذين لديهم أليلين مختلفين متغاير الزيجوت. لذلك ، هذا الفرد خضابأ خضابأهي سلسلة بيتا عادية متماثلة اللواقح ، فرد خضابأ خضابس هو متغاير الزيجوت ، وفرد خضابس خضابس هي سلسلة بيتا متماثلة اللواقح غير طبيعية.
إنه متماثل الزيجوت خضابس الأفراد التي تحتوي على خلايا الدم المنجلية الشكل.

آلية المرض

في الشعيرات الدموية (الأوعية الدموية المجهرية التي تتبادل الأكسجين مباشرة مع الأنسجة) ، يمكن أن تتعرض كريات الدم الحمراء لتوتر أكسجين منخفض بعد أن تفقد الأكسجين في الأنسجة المحيطة. في حالة انخفاض الأكسجين هذا ، تكون جزيئات الهيموغلوبين غير طبيعية خضابس خضابس يميل الأفراد إلى البلمرة (الانضمام معًا) ، وتشكيل ألياف أنبوبية صلبة تؤدي في النهاية إلى تشويه شكل كريات الدم الحمراء بأكملها ، مما يعطيها شكل "المنجل" المميز. هذه الخلايا المنجلية لها عدد من التأثيرات على الجسم من خلال عمليتين.

1. الخلايا المنجلية أقل قدرة على الدخول والتحرك من خلال الشعيرات الدموية.
مرة واحدة في الشعيرات الدموية ، فإنها تسد تدفق الشعيرات الدموية وتسبب جلطات دموية صغيرة. يؤدي انخفاض تدفق الدم إلى انخفاض توافر الأكسجين للأنسجة. يؤدي انخفاض إمداد الأكسجين إلى موت الأنسجة وتلف الأعضاء الحيوية (مثل القلب والكبد والطحال).
2. خلايا الدم المنجلية لها عمر أقصر من خلايا الدم الحمراء الطبيعية:
يؤدي انخفاض عمر كريات الدم الحمراء إلى زيادة الطلب على نخاع العظام لإنتاج خلايا دم حمراء جديدة وعلى الطحال لتفكيك كريات الدم الحمراء الميتة. تؤدي زيادة الطلب على نخاع العظام إلى ألم شديد في العظام الطويلة والمفاصل. الأفراد الذين يعانون من فقر الدم المنجلي غالبًا ما يكونون مرضى ولديهم عمومًا عمر أقل بشكل كبير. ويقال أن هؤلاء الأفراد يعانون من مرض فقر الدم المنجلي.

الأفراد متغاير الزيجوت (خضابأ خضابس) ويقال ان ناقلات لعلاج فقر الدم المنجلي. ملحوظة: هذا مصطلح محدد وليس نفس الشيء مثل فقر الدم المنجلي - الزيجوت متغاير الزيجوت ليس لديهم المرض بأنفسهم ولكن أطفالهم قد يرثون الحالة. الناقلون ليس لديهم فقر الدم ، ولديهم صحة جيدة (مثل خضابأ خضابأ الأفراد) وتحافظ كريات الدم الحمراء على شكلها الطبيعي في الدم. بمعنى آخر ، فهي طبيعية ظاهريًا في ظل معظم الظروف ، وربما لا تعرف أنها "تحمل" خضابس أليل. ومع ذلك ، إذا تعرضت متغايرة الزيجوت لظروف انخفاض مستويات الأكسجين (مثل النشاط الشاق على ارتفاعات عالية) ، فإن بعض كريات الدم الحمراء لديها تتسبب في الإصابة بالمنجل. خلايا الدم الحمراء في عينات الدم من الزيجوت المتغايرة تتعرض لتوتر أكسجين منخفض بشكل كبير في المختبر أيضًا منجل.

لماذا يعتبر فقر الدم المنجلي أكثر انتشارًا لدى الأشخاص الذين أصولهم في وسط إفريقيا والبحر الأبيض المتوسط؟ إذا نظرت إلى الشكل أدناه (الشكل 2) ، فسترى أن حدوث فقر الدم المنجلي يتداخل مع انتشار الملاريا. يبدو هذا غريبًا ، لكن هؤلاء الأفراد كيف هم متغاير الزيجوت (خضابأ خضابس) لأن أليل الخلية المنجلية أقل عرضة للتقلص والموت من الملاريا مقارنة بأليل الخلية المنجلية (خضابأ خضابأ). ال خضابس عديد الببتيد الذي ينتجه الفرد متغاير الزيجوت يوقف الكائن الحي (المتصورة) التي تسبب الملاريا من غزو خلايا الدم الحمراء. لذلك ، في المناطق التي تنتشر فيها الملاريا ، يوجد ضغط اختيار لـ خضابس أليل و خضابس يحدث الأليل بتردد أعلى لأن الأشخاص الذين لديهم نسخة واحدة من خضابس سيعيش الأليل لفترة أطول وينجب المزيد من الأطفال. في المناطق التي لا تنتشر فيها الملاريا ، يوجد ضغط اختيار ضد خضابس أليل و خضابس يحدث الأليل بتردد أقل. كما ستتعلم في فصل لاحق ، هناك احتمال بنسبة 25٪ أن يكون لدى اثنين من الناقلين طفل متماثل اللواقح خضابس خضابس) ، وسيدفع هذا الطفل الثمن التطوري للحماية من الملاريا الذي تم توفيره للوالدين. يبدو أنه بهذه الطريقة يحتفظ التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي بأليل قد يكون ضارًا في مجموعة سكانية. مثال الخلية المنجلية هو واحد فقط مما يسمى ميزة متغايرة الزيجوت ، وقد قدمنا ​​عددًا من الأمثلة الأخرى في الجدول 1.

الشكل 2: يمثل الخط المفرط توزيع الملاريا. تمثل الألوان الحمراء المختلفة التردد النسبي لأليل الخلية المنجلية في المجتمع مع وجود اللون الأحمر الداكن بأعلى تردد ولون الأحمر الفاتح أقل تردد. عمل إيفا هورن.

توزيع الملاريا وتواتر أليل الخلية المنجلية

الجدول 1: أمثلة على ميزة غير متجانسة الزيجوت في البشر
المرض المتنحيميزة Heterozygoteتفسير ممكن
التليف الكيسيالحماية من أمراض الإسهال مثل الكوليراالناقلات لديها عدد قليل جدًا من قنوات الكلوريد الوظيفية في الخلايا المعوية ، مما يمنع السموم
نقص G6PDالحماية من الملارياخلايا الدم الحمراء غير مضيافة للملاريا
بيلة الفينيل كيتون (PKU)الحماية من الإجهاض الناجم عن السموم الفطريةالحمض الأميني الزائد (فينيل ألانين) في الناقلات يثبط نشاط السم
مرض تاي ساكسالحماية من مرض السلمجهول
داء السكري غير المعتمد على الأنسولينالحماية من الجوعالميل إلى زيادة الوزن يحمي من الجوع أثناء المجاعة

فقر الدم المنجلي

يحدث فقر الدم المنجلي في 1 من كل 500 فرد من أصل أفريقي ويتميز بخلايا الدم الحمراء الجامدة والمنجلية الشكل (انظر الشكل 3).

إن الصعوبة التي تواجهها هذه الخلايا المنجلية في الحركة عبر الدورة الدموية لها تأثيرات عديدة على أولئك الذين يعانون من المرض بما في ذلك فقر الدم وتلف الدماغ والفشل الكلوي (تم توضيح التأثيرات بمزيد من التفصيل في الشكل 4).

صدق أو لا تصدق ، كل الأعراض المذكورة في الشكل أعلاه ناتجة عن طفرة واحدة في الكودون ستة من جين b -globin من حمض الجلوتاميك إلى حمض الفالين (انظر الشكل أدناه). ينتج هذا الاختلاف الصغير بروتينًا متحورًا غير قابل للذوبان في خلايا الدم الحمراء ، وبالتالي يشكل بنية بلورية.

ومع ذلك ، هناك مزايا لحمل نسخة واحدة فقط من جين b -globin الطافر. لا يعاني هؤلاء الأفراد متغاير الزيجوت من المرض ويظهرون مقاومة متزايدة للملاريا لأن الطفيلي الذي يسبب المرض غير قادر على التكاثر في خلايا الدم الحمراء للأفراد متغاير الزيجوت. تحدث الملاريا بشكل متكرر في المناطق الاستوائية بالقرب من خط الاستواء مما يساعد على تفسير سبب إصابة المنحدرين من أصل أفريقي بشكل أكثر شيوعًا.

بالنظر إلى الآثار المدمرة لفقر الدم المنجلي ، قد يرغب الآباء في تحديد ما إذا كانوا حاملين للمرض قبل أن يقرروا إنجاب الأطفال. إذا تزاوج حاملان ، فإن 25 في المائة من أطفالهم سيكونون متماثلين في الجين الطافر. يتيح استخدام إنزيمات التقييد الآن إمكانية تحديد الحاملات من خلال فحص RFLPs ، أو تعدد أشكال طول الشظية المقيد. يمكن تحديد الطفرات في الحمض النووي التي تضيف أو تحذف موقع القيود عن طريق التحليل باستخدام الرحلان الكهربائي للهلام بعد هضم الحمض النووي باستخدام إنزيم التقييد. قارن أولاً مواقع التقييد (الموضحة باللون الأزرق) الموجودة في جينات b -globin من النوع البري والمتحولة:

& zwnj

لاحظ أن الطفرة النقطية في الكودون السادس تلغي أحد مواقع التقييد التي توجد عادة في النسخة البرية من جين b -globin. إذا تم هضم هذين الجينين باستخدام إنزيم تقييد ونفد من مادة هلامية ، فستتوقع النتائج التالية:

سيستخدم معلمك فقر الدم المنجلي لتوضيح كيفية استخدام قواعد البيانات المختلفة في هذا التمرين المخبري. انقر فوق الارتباط أدناه للعودة إلى الصفحة الرئيسية لمختبر المعلوماتية الحيوية.


فقر الدم المنجلي * - علم الأحياء

1. ما هو فقر الدم المنجلي؟

أ الجين هو جزء من الحمض النووي يرمز إلى بروتين أو سمة .. يمكن أن تكون الجينات بأي طول وأحيانًا تتضمن أقسامًا متعددة من الحمض النووي. يوفر جين HBB تعليمات لصنع بروتين يسمى بيتا غلوبين وهو جزء من بروتين كبير يسمى الهيموغلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء. يمكن لكل بروتين من بروتين الهيموغلوبين أن يحمل أربعة جزيئات من الأكسجين ، والتي يتم توصيلها إلى أعضاء وأنسجة الجسم.

إذا لم يكن لدى الشخص ما يكفي من خلايا الدم الحمراء أو إذا كانت الخلايا لا تعمل بشكل صحيح ، فقد تُحرم الأعضاء من الأكسجين. هذا الشرط يسمى فقر دم. قد يشعر الشخص المصاب بفقر الدم بالتعب طوال الوقت ، ويواجه صعوبة في التنفس ، وتشنجات في الساق ، ودوخة.

هناك نوع واحد من فقر الدم يرتبط بشكل بروتين HBB. عندما يكون لدى الشخص فقر الدم المنجلييشكل بروتين الهيموجلوبين سلاسل طويلة تغير شكل خلايا الدم الحمراء. بدلاً من هيكل على شكل قرص يتحرك بسهولة عبر الأوعية الدموية ، تتشكل خلايا الدم المنجلية مثل الموز. السبب في أن لديهم شكل منجل هو أن الجين الأساسي لديه تعليمات خاطئة. يتم انسداد خلايا الدم المشوهة هذه في الأوعية وليس لديها متوسط ​​العمر المتوقع لخلايا الدم الطبيعية. يعاني الشخص المصاب بمرض فقر الدم المنجلي من التعب (الشعور بالتعب) ويعاني من نوبات من الألم الشديد ، تسمى أزمة الألم. يمكن لخلايا الدم المنجلية التي تسد الأوعية في الدماغ أن تسبب السكتة الدماغية.

فقر الدم المنجلي مرض يهدد الحياة ويصيب حوالي 100.000 أمريكي. إنه مرض وراثي ينتقل من الآباء إلى أطفالهم ، ولكن يمكن أن ينتقل الآباء ناقلات من الجين وليس لديهم أي أعراض. إذا كان كلا الوالدين حاملين للعدوى ، فإن أطفالهم لديهم فرصة بنسبة 25٪ للإصابة بفقر الدم المنجلي.

1. ما هو الجين؟ _________________________________________

2. ما هو الهيموجلوبين؟ _________________________________________

3. كيف تختلف خلية الدم المنجلية عن الخلايا الطبيعية؟ __________________________

4. لماذا خلايا الدم بالشكل الخاطئ؟ ___________________________

5. ما هي أعراض فقر الدم المنجلي؟ ___________________________

6. ما هو الناقل؟ ______________________________

II. كيف يصنع الحمض النووي البروتين

تذكر أن الحمض النووي يحتوي على أربع قواعد: Adenine و Guanine و Cytosine و Thymine. تسلسل A و T و G و C هو ما يحدد البروتين الذي تم إنشاؤه. ستعمل كل مجموعة من ثلاث قواعد على ترميز حمض أميني واحد. البروتينات هي ببساطة سلاسل من الأحماض الأمينية. لصنع البروتينات ، يجب أن يرسل الحمض النووي تسلسل شفرته إلى الريبوسومات في الخلية ، لكنه يحتاج إلى رسول للقيام بذلك. النسخ هي العملية التي يتم فيها تحويل الحمض النووي إلى جزيء من الرنا المرسال (مرنا). ثم يتم استخدام mRNA لبناء بروتين مثل الهيموجلوبين.

مخطط كودون

لتحديد تسلسل الحمض الأميني للجين ، يجب عليك نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي. تُستخدم قاعدة الزوج الأساسي لإنشاء RNA ، لكن RNA لا يحتوي على الثايمين ، بل يحتوي على URACIL بدلاً من ذلك. هذا هو السبب في أن مخططات الكودون بها رموز U ولا تحتوي على حرف T.

يخبرك مخطط الكودون عن القواعد الموجودة في كود الحمض النووي الريبي للأحماض الأمينية. يجمع الريبوسوم بين جميع الأحماض الأمينية لإنتاج بروتين واحد ، مثل الهيموجلوبين. يتطلب الأمر ثلاث قواعد لتحديد حمض أميني واحد. عادة ما يتم اختصار الأحماض الأمينية. تصنع GUC الحمض الأميني valine ، والمختصر كـ & quotVal & quot على الرسم البياني.

إليك كيفية استخدام مخطط الكودون لتحديد تسلسل الأحماض الأمينية:

DNA: A T C A G & # 8594 (تسلسل الحمض النووي للجين)
RNA: U U A G U C (نسخ من RNA اتبع قاعدة زوج القاعدة ، لا T)
الأحماض الأمينية: Leu Val (تجد في مخطط الكودون)

7. من أجل صنع بروتين ، يجب تحويل الرسالة الموجودة على الحمض النووي إلى ماذا؟ ___________

8. كم عدد القواعد في الحمض النووي اللازمة لتشفير حمض أميني واحد؟ _________

9. ما هو البروتين؟ _________________________________________________

10.. ما هي القاعدة الموجودة في الحمض النووي الريبي ، ولكن ليس الحمض النووي؟ ________

11. ضع في اعتبارك التسلسل الموضح ، وحدد الحمض النووي الريبي التكميلي والأحماض الأمينية

الحمض النووي تي أ ج جي تي أ تي تي تي جي سي أ ج أ ج
RNA
أحماض أمينية

ثالثا. يمكن للتغيير في الحمض النووي أن يغير البروتين

في بعض الأحيان ، يتم تبديل أحد الأحرف في الحمض النووي بحرف آخر ، مما يتسبب في حدوث طفرة في الحمض النووي. العديد من الطفرات ليس لها أي آثار ، لكن بعضها سيغير الحمض الأميني الذي تصنعه الريبوسومات. في حالة فقر الدم المنجلي ، فإن مجرد تغيير حرف واحد يغير شكل بروتين الهيموجلوبين.

12. استخدم مخطط الكودون لتحديد الأحماض الأمينية التي تم إنشاؤها من كل DNA.

13. ما الكودون في الحمض النووي للخلايا المنجلية يتم تغييره؟ ___________________ (الأول أو الثاني أو الثالث)

14. ماذا يحدث للأشخاص الذين لديهم هذا الاختلاف في حمضهم النووي؟ ____________________

15. اشرح كيف يمكن أن يكون هناك تغيير في قاعدة واحدة من الحمض النووي ، ولكن لا يتغير البروتين ويكون وظيفيًا. تلميح: انظر إلى مخطط الكودون.

فيديو TED-Ed عن الخلية المنجلية (

/> هذا العمل مرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


فقر الدم المنجلي * - علم الأحياء

الملخص

فقر الدم المنجلي هو الشكل الأكثر شيوعًا لمرض فقر الدم المنجلي (SCD). داء الكريّات المنجلية اضطراب خطير يصنع فيه الجسم خلايا دم حمراء على شكل منجل. & ldquo المنجل الشكل & rdquo يعني أن خلايا الدم الحمراء على شكل هلال.

تكون خلايا الدم الحمراء الطبيعية على شكل قرص وتبدو مثل الكعك بدون ثقوب في الوسط. تتحرك بسهولة عبر الأوعية الدموية. تحتوي خلايا الدم الحمراء على بروتين غني بالحديد يسمى الهيموجلوبين. ينقل هذا البروتين الأكسجين من الرئتين إلى باقي الجسم. تحتوي الخلايا المنجلية على هيموجلوبين غير طبيعي يسمى الهيموجلوبين المنجلي أو الهيموجلوبين المنجلي يتسبب في تكوين الخلايا بشكل منجل أو هلال.

الخلايا المنجلية صلبة ولزجة. تميل إلى منع تدفق الدم في الأوعية الدموية للأطراف والأعضاء. قد يؤدي انسداد تدفق الدم إلى الشعور بالألم وتلف الأعضاء. يمكن أن يزيد أيضًا من خطر الإصابة بالعدوى.

خلايا الدم الحمراء الطبيعية والخلايا المنجلية

يوضح الشكل (أ) خلايا الدم الحمراء الطبيعية التي تتدفق بحرية في وعاء دموي. تُظهر الصورة الداخلية مقطعًا عرضيًا لخلية دم حمراء طبيعية بهيموغلوبين طبيعي. يُظهر الشكل (ب) خلايا الدم الحمراء المنجلية غير الطبيعية التي تمنع تدفق الدم في الأوعية الدموية. تُظهر الصورة الداخلية مقطعًا عرضيًا للخلية المنجلية مع خضاب غير طبيعي (منجل) مكونًا خيوطًا غير طبيعية.

طفرة الخلايا المنجلية

لا يوجد علاج متاح لفقر الدم المنجلي على نطاق واسع. ومع ذلك ، يمكن أن تساعد علاجات تحسين فقر الدم وتقليل المضاعفات في علاج أعراض ومضاعفات المرض لدى كل من الأطفال والبالغين. قد تقدم عمليات زرع الخلايا الجذعية في الدم والنخاع علاجًا لعدد قليل من الأشخاص.

على مدى المائة عام الماضية ، تعلم الأطباء الكثير عن فقر الدم المنجلي. يعرف أسبابه ، وكيف يؤثر على الجسم ، وكيف يعالج الكثير من مضاعفاته.
يختلف فقر الدم المنجلي من شخص لآخر. يعاني بعض الأشخاص المصابين بالمرض من ألم مزمن (طويل الأمد) أو إرهاق (تعب). ومع ذلك ، مع الرعاية والعلاج المناسبين ، يمكن للعديد من الأشخاص المصابين بالمرض تحسين نوعية الحياة والصحة المعقولة في معظم الأوقات.

بسبب العلاجات والرعاية المحسّنة ، يعيش الأشخاص المصابون بفقر الدم المنجلي الآن في الأربعينيات أو الخمسينيات من العمر أو أكثر.

ما الذي يسبب فقر الدم المنجلي؟

فقر الدم المنجلي مرض وراثي. الأشخاص المصابون بالمرض يرثون جينين للهيموجلوبين المنجلي و mdashone من كل والد.

يتسبب الهيموجلوبين المنجلي في تكوين خلايا الدم الحمراء بشكل منجل أو هلال. الخلايا المنجلية صلبة ولزجة. تميل إلى منع تدفق الدم في الأوعية الدموية للأطراف والأعضاء. قد يؤدي انسداد تدفق الدم إلى الشعور بالألم وتلف الأعضاء. يمكن أن يزيد أيضًا من خطر الإصابة بالعدوى.

سمة الخلايا المنجلية

الأشخاص الذين يرثون جين الهيموجلوبين المنجلي من أحد الوالدين والجين الطبيعي من الوالد الآخر لديهم سمة الخلية المنجلية. تصنع أجسامهم كلا من الهيموجلوبين المنجلي والهيموجلوبين الطبيعي.

عادة ما يعاني الأشخاص الذين لديهم سمة الخلايا المنجلية من أعراض قليلة ، إن وجدت ، ويعيشون حياة طبيعية. ومع ذلك ، قد يعاني بعض الأشخاص من مضاعفات طبية.

يمكن للأشخاص الذين لديهم سمة الخلايا المنجلية أن ينقلوا جين الهيموجلوبين المنجلي إلى أطفالهم. تُظهر الصورة التالية مثالاً على نمط وراثي لخاصية الخلية المنجلية.
مثال على نمط وراثي لخاصية الخلايا المنجلية

عندما يكون لدى كلا الوالدين جين طبيعي وجين غير طبيعي ، فإن كل طفل لديه فرصة بنسبة 25٪ في وراثة جينين طبيعيين وفرصة بنسبة 50٪ لوراثة جين واحد طبيعي والآخر غير طبيعي

ما هي علامات وأعراض فقر الدم المنجلي

تختلف علامات وأعراض فقر الدم المنجلي. يعاني بعض الأشخاص من أعراض خفيفة. يعاني البعض الآخر من أعراض شديدة للغاية وغالبًا ما يتم نقلهم إلى المستشفى لتلقي العلاج. يوجد فقر الدم المنجلي عند الولادة ، لكن العديد من الأطفال لا تظهر عليهم أي علامات إلا بعد 4 أشهر من العمر ، وترتبط العلامات والأعراض الأكثر شيوعًا بفقر الدم والألم. ترتبط العلامات والأعراض الأخرى بمضاعفات المرض.

العلامات والأعراض المتعلقة بفقر الدم

أكثر أعراض فقر الدم شيوعًا هو التعب (الشعور بالتعب أو الضعف). تشمل العلامات والأعراض الأخرى لفقر الدم ما يلي:

& الثور برودة في اليدين والقدمين

& bull أكثر شحوبًا من الجلد الطبيعي أو الأغشية المخاطية (الأنسجة التي تبطن أنفك وفمك والأعضاء الأخرى وتجاويف الجسم)

اليرقان (اصفرار الجلد أو بياض العينين)

العلامات والأعراض المتعلقة بالألم

الألم المفاجئ في جميع أنحاء الجسم هو عرض شائع لفقر الدم المنجلي. يسمى هذا الألم بأزمة الخلايا المنجلية. غالبًا ما تؤثر أزمات الخلايا المنجلية على العظام والرئتين والبطن والمفاصل.

تحدث هذه الأزمات عندما تمنع خلايا الدم الحمراء المنجلية تدفق الدم إلى الأطراف والأعضاء. يمكن أن يسبب هذا الألم وتلفًا للأعضاء ، ويمكن أن يكون الألم الناتج عن فقر الدم المنجلي حادًا أو مزمنًا ، ولكن الألم الحاد أكثر شيوعًا. يكون الألم الحاد مفاجئًا ويمكن أن يتراوح من خفيف إلى شديد جدًا. عادة ما يستمر الألم من ساعات إلى أسبوع أو أكثر ، كما يعاني العديد من الأشخاص المصابين بفقر الدم المنجلي من ألم مزمن ، خاصة في عظامهم. غالبًا ما يستمر الألم المزمن لأسابيع أو شهور ويمكن أن يكون من الصعب تحمله ويستنزف عقليًا. قد يحد الألم المزمن من أنشطتك اليومية.

يعاني جميع المصابين بفقر الدم المنجلي تقريبًا من أزمات مؤلمة في مرحلة ما من حياتهم. يعاني البعض من هذه الأزمات أقل من مرة في السنة. قد يعاني البعض الآخر من أزمات مرة واحدة في الشهر أو أكثر. يمكن أن تؤدي الأزمات المتكررة إلى تلف العظام والكلى والرئتين والعينين والقلب والكبد. يحدث هذا النوع من الضرر في كثير من الأحيان عند البالغين أكثر من الأطفال ، ويمكن أن تلعب العديد من العوامل دورًا في أزمات الخلايا المنجلية. غالبًا ما يكون هناك أكثر من عامل واحد ولا يُعرف السبب الدقيق.

يمكنك التحكم في بعض العوامل. على سبيل المثال ، يزداد خطر الإصابة بأزمة الخلايا المنجلية إذا كنت تعاني من الجفاف (لا يحتوي جسمك على سوائل كافية). شرب الكثير من السوائل يمكن أن يقلل من خطر حدوث أزمة مؤلمة ، ولا يمكنك التحكم في عوامل أخرى ، مثل الالتهابات ، والأزمات المؤلمة هي السبب الرئيسي لزيارات غرفة الطوارئ والإقامة في المستشفى للأشخاص الذين يعانون من فقر الدم المنجلي.

مضاعفات فقر الدم المنجلي

يمكن أن تؤثر أزمات الخلايا المنجلية على أجزاء كثيرة من الجسم وتسبب العديد من المضاعفات.

متلازمة اليد والقدم

يمكن للخلايا المنجلية أن تسد الأوعية الدموية الصغيرة في اليدين والقدمين عند الأطفال (عادة أولئك الذين تقل أعمارهم عن 4 سنوات). تسمى هذه الحالة متلازمة اليد والقدم. يمكن أن يؤدي إلى الألم والتورم والحمى ، وغالبًا ما يحدث التورم في الجزء الخلفي من اليدين والقدمين وينتقل إلى أصابع اليدين والقدمين. قد تتأثر يدا واحدة أو كلتا اليدين و / أو القدمين في نفس الوقت.

أزمة الطحال

الطحال هو عضو في البطن. عادة ، يقوم بتصفية خلايا الدم الحمراء غير الطبيعية ويساعد في مكافحة العدوى. في بعض الأحيان ، قد يحبس الطحال خلايا الدم الحمراء التي يجب أن تكون في مجرى الدم. يؤدي هذا إلى تضخم حجم الطحال ويؤدي إلى فقر الدم ، وإذا احتجز الطحال الكثير من خلايا الدم الحمراء ، فقد تحتاج إلى عمليات نقل الدم حتى يتمكن جسمك من تكوين المزيد من الخلايا والتعافي.

الالتهابات

قد يصاب كل من الأطفال والبالغين المصابين بفقر الدم المنجلي بالعدوى بسهولة ويصعب عليهم مكافحتها. وذلك لأن فقر الدم المنجلي يمكن أن يتلف الطحال ، وهو عضو يساعد في مكافحة العدوى.

الرضع والأطفال الصغار الذين أصيبوا بالطحال هم أكثر عرضة للإصابة بعدوى خطيرة يمكن أن تقتلهم في غضون ساعات أو أيام. عدوى مجرى الدم هي السبب الأكثر شيوعًا للوفاة بين الأطفال الصغار المصابين بفقر الدم المنجلي ، ويمكن للأدوية واللقاحات أن تساعد في منع المرض الشديد والوفاة. على سبيل المثال ، تتوفر لقاحات للعدوى مثل التهاب السحايا والإنفلونزا والتهاب الكبد.

إن الحصول على العلاج فورًا للحمى الشديدة (التي يمكن أن تكون علامة على وجود عدوى شديدة) يساعد أيضًا في منع وفاة الرضع والأطفال المصابين بفقر الدم المنجلي ، ومن المهم أيضًا الحصول على العلاج فورًا للسعال ومشاكل التنفس وآلام العظام ، والصداع.

متلازمة الصدر الحادة

متلازمة الصدر الحادة هي حالة تهدد الحياة وترتبط بفقر الدم المنجلي. هذه المتلازمة تشبه الالتهاب الرئوي. يمكن أن تسبب العدوى أو الخلايا المنجلية المحتبسة في الرئتين متلازمة الصدر الحادة ، وغالبًا ما يعاني الأشخاص المصابون بهذه الحالة من ألم في الصدر وضيق في التنفس وحمى. غالبًا ما يكون لديهم أيضًا مستويات منخفضة من الأكسجين ونتائج غير طبيعية لأشعة الصدر السينية.

ارتفاع ضغط الشريان الرئوي

يؤدي تلف الأوعية الدموية الصغيرة في الرئتين إلى صعوبة ضخ القلب للدم عبر الرئتين. يؤدي هذا إلى ارتفاع ضغط الدم في الرئتين ، ويسمى ارتفاع ضغط الدم في الرئتين ارتفاع ضغط الدم الرئوي (PH). يعد ضيق التنفس والإرهاق من أهم أعراض PH.

تأخر النمو والبلوغ عند الأطفال

غالبًا ما ينمو الأطفال المصابون بفقر الدم المنجلي بشكل أبطأ من الأطفال الآخرين. قد يصلون إلى سن البلوغ في وقت لاحق. يؤدي نقص خلايا الدم الحمراء إلى بطء معدل النمو. غالبًا ما يكون البالغون المصابون بفقر الدم المنجلي نحيفين أو أصغر حجمًا من البالغين الآخرين.

السكتة الدماغية

يمكن أن يحدث نوعان من السكتة الدماغية لدى الأشخاص المصابين بفقر الدم المنجلي. يحدث شكل واحد في حالة تلف أحد الأوعية الدموية في الدماغ وانسدادها. يحدث هذا النوع من السكتة الدماغية عند الأطفال أكثر من البالغين. يحدث الشكل الآخر من السكتة الدماغية إذا انفجر أحد الأوعية الدموية في الدماغ ، ويمكن أن يتسبب أي نوع من السكتة الدماغية في مشاكل في التعلم وتلف دائم في الدماغ أو إعاقة طويلة الأمد أو شلل (عدم القدرة على الحركة) أو الوفاة.

مشاكل العين

يمكن أن تؤثر الخلايا المنجلية أيضًا على الأوعية الدموية الصغيرة التي تنقل الدم الغني بالأكسجين إلى العين. يمكن للخلايا المنجلية أن تسد هذه الأوعية أو تتسبب في فتحها ونزيفها. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إتلاف شبكية العين وطبقات الأنسجة في الجزء الخلفي من العين. تلتقط شبكية العين الصور التي تراها وترسلها إلى دماغك ، يمكن أن يتسبب هذا الضرر في مشاكل خطيرة ، بما في ذلك العمى.

قساح

قد يعاني الذكور المصابون بفقر الدم المنجلي من انتصاب مؤلم وغير مرغوب فيه. تسمى هذه الحالة بالقساح. يحدث ذلك لأن الخلايا المنجلية تمنع تدفق الدم من القضيب المنتصب. بمرور الوقت ، يمكن للقساح أن يتلف القضيب ويؤدي إلى العجز الجنسي.

حصى في المرارة

عندما تموت خلايا الدم الحمراء ، فإنها تطلق الهيموجلوبين. يكسر الجسم هذا البروتين إلى مركب يسمى البيليروبين. يمكن أن يؤدي وجود الكثير من البيليروبين في الجسم إلى تكوين حصوات في المرارة تسمى حصوات المرارة ، وقد تسبب الحصوات ألمًا مستمرًا يستمر لمدة 30 دقيقة أو أكثر في الجانب الأيمن العلوي من البطن أو أسفل الكتف الأيمن أو بين لوحي الكتف. قد يحدث الألم بعد تناول وجبات دسمة.

قد يعاني الأشخاص المصابون بحصوات المرارة من غثيان (شعور بالغثيان في المعدة) أو قيء أو حمى أو تعرق أو قشعريرة أو براز بلون الطين أو اليرقان.

القرحة على الساقين

عادة ما تبدأ قرح الخلايا المنجلية (القروح) على شكل تقرحات صغيرة مرتفعة ومتقشرة في الثلث السفلي من الساق. قد تحدث تقرحات الساق في كثير من الأحيان عند الذكور أكثر من الإناث. تظهر هذه القروح عادة لدى الأشخاص الذين تبلغ أعمارهم 10 سنوات أو أكثر ، ولا يزال سبب قرح الخلايا المنجلية غير واضح. يمكن أن يختلف عدد القرحات من واحد إلى أكثر. يشفى البعض بسرعة ، لكن البعض الآخر يستمر لسنوات أو يعود بعد الشفاء.

فشل العديد من أجهزة الجسم

يعد فشل الأعضاء المتعددة أمرًا نادرًا ، ولكنه خطير. يحدث ذلك إذا كنت تعاني من أزمة الخلايا المنجلية التي تؤدي إلى فشل عضوين من كل ثلاثة أعضاء رئيسية (الرئتين أو الكبد أو الكلى). غالبًا ما يحدث فشل أعضاء متعددة أثناء أزمة ألم شديدة بشكل غير عادي ، وتتمثل أعراض هذه المضاعفات في الحمى وسرعة ضربات القلب ومشاكل التنفس وتغيرات في الحالة العقلية (مثل التعب المفاجئ أو الارتباك).

كيف يتم تشخيص فقر الدم المنجلي؟

يمكن لفحص دم بسيط ، يتم إجراؤه في أي وقت خلال حياة الشخص ، اكتشاف ما إذا كان مصابًا بالهيموجلوبين المنجلي. ومع ذلك ، فإن التشخيص المبكر مهم للغاية.

في الولايات المتحدة ، تفرض جميع الولايات إجراء اختبار لفقر الدم المنجلي كجزء من برامج فحص حديثي الولادة. يستخدم الاختبار دمًا من نفس عينات الدم المستخدمة في اختبارات فحص حديثي الولادة الروتينية الأخرى. يمكن أن يُظهر الاختبار ما إذا كان الرضيع يعاني من الهيموجلوبين المنجلي ، ويتم إرسال نتائج الاختبار إلى الطبيب الذي أمر بإجراء الاختبار وطبيب الرعاية الأولية للطفل. من المهم إعطاء معلومات الاتصال الصحيحة للمستشفى. يسمح هذا لطبيب الطفل بالحصول على نتائج الاختبار في أسرع وقت ممكن.

يمكن لمقدمي الخدمات الصحية من برنامج متابعة فحص حديثي الولادة الاتصال بك مباشرةً للتأكد من أنك على دراية بنتائج الاختبار ، إذا أظهر الاختبار بعض الهيموجلوبين المنجلي ، فسيتم إجراء اختبار دم ثانٍ لتأكيد التشخيص. يجب إجراء الاختبار الثاني في أسرع وقت ممكن وخلال الأشهر القليلة الأولى من الحياة.

قد يرسلك طبيب الرعاية الأولية إلى أخصائي أمراض الدم لإجراء فحص دم ثانٍ. أخصائي أمراض الدم هو طبيب متخصص في أمراض الدم واضطراباته. يمكن لهذا الطبيب أيضًا تقديم العلاج لمرض فقر الدم المنجلي إذا لزم الأمر.

يمكن للأطباء أيضًا تشخيص مرض فقر الدم المنجلي قبل الولادة. يتم ذلك باستخدام عينة من السائل الأمنيوسي أو الأنسجة المأخوذة من المشيمة. (السائل الأمنيوسي هو السائل الموجود في الكيس المحيط بالجنين النامي. المشيمة هي العضو الذي يربط الحبل السري برحم الأم.) يمكن إجراء الاختبار قبل الولادة في وقت مبكر يصل إلى 10 أسابيع من الحمل. يبحث هذا الاختبار عن جين الهيموجلوبين المنجلي ، بدلاً من الهيموجلوبين غير الطبيعي الذي يصنعه الجين.

علاجات جديدة

تتواصل الأبحاث حول عمليات زرع الخلايا الجذعية في الدم والنخاع ، والعلاج الجيني ، والأدوية الجديدة لفقر الدم المنجلي. الأمل هو أن هذه الدراسات ستوفر علاجات أفضل للمرض. يبحث الباحثون أيضًا عن طريقة للتنبؤ بخطورة المرض.

زرع الخلايا الجذعية في الدم والنخاع العظمي

يمكن أن تعمل زراعة الخلايا الجذعية في الدم والنخاع بشكل جيد لعلاج فقر الدم المنجلي. قد يقدم هذا العلاج أيضًا علاجًا لعدد قليل من الأشخاص. يجب أن تأتي الخلايا الجذعية المستخدمة في عملية الزرع من متبرع مطابق بشكل وثيق. عادةً ما يكون المتبرع فردًا مقربًا من العائلة لا يعاني من فقر الدم المنجلي. هذا يحد من عدد الأشخاص الذين قد يكون لديهم متبرع.

عملية الزرع محفوفة بالمخاطر ويمكن أن تؤدي إلى آثار جانبية خطيرة أو حتى الموت. ومع ذلك ، قد تؤدي أساليب الزرع الجديدة إلى تحسين العلاج للأشخاص الذين يعانون من فقر الدم المنجلي وتنطوي على مخاطر أقل ، وعادة ما يتم استخدام عمليات زرع الخلايا الجذعية من الدم والنخاع للمرضى الشباب الذين يعانون من فقر الدم المنجلي الحاد. ومع ذلك ، فإن قرار إعطاء هذا العلاج يتم على أساس كل حالة على حدة.

يواصل الباحثون البحث عن مصادر الخلايا الجذعية لنخاع العظام و [مدش] على سبيل المثال ، الدم من الحبل السري للأطفال. كما يواصلون البحث عن طرق لتقليل مخاطر هذا الإجراء.

العلاج الجيني

تتم دراسة العلاج الجيني كعلاج محتمل لفقر الدم المنجلي. يريد الباحثون معرفة ما إذا كان يمكن إدخال الجين الطبيعي في الخلايا الجذعية لنخاع العظم لشخص مصاب بفقر الدم المنجلي. هذا من شأنه أن يجعل الجسم يصنع خلايا دم حمراء طبيعية.

يدرس الباحثون أيضًا ما إذا كان بإمكانهم إيقاف & اقتباس جين الهيموجلوبين المنجلي أو & quotturn on & quot الجين الذي يجعل خلايا الدم الحمراء تتصرف بشكل طبيعي.

أدوية جديدة

يدرس الباحثون عدة أدوية لفقر الدم المنجلي. يشملوا:

& bull Decitabine: مثل هيدروكسي يوريا ، يحفز هذا الدواء الجسم على إنتاج الهيموغلوبين الجنيني. يساعد الهيموغلوبين الجنيني على منع خلايا الدم الحمراء من المنجل ويحسن فقر الدم. يمكن استخدام ديسيتابين بدلاً من هيدروكسي يوريا أو إضافته إلى هيدروكسي يوريا.

ناهضات مستقبلات الأدينوزين A2a: قد تقلل هذه الأدوية المضاعفات المرتبطة بالألم لدى الأشخاص المصابين بفقر الدم المنجلي.

& bull 5-HMF: يرتبط هذا المركب الطبيعي بخلايا الدم الحمراء ويزيد من نسبة الأكسجين فيها. هذا يساعد على منع خلايا الدم الحمراء من المنجل.

اتخذ خطوات لمنع المضاعفات والسيطرة عليها

إلى جانب تبني عادات نمط حياة صحية ، يمكنك اتخاذ خطوات أخرى للوقاية من أزمات الخلايا المنجلية المؤلمة والسيطرة عليها. يمكن أن تسبب العديد من العوامل أزمات الخلايا المنجلية. يمكن أن تساعدك معرفة كيفية تجنب هذه العوامل أو التحكم فيها في إدارة الألم ، وقد ترغب في تجنب مزيلات الاحتقان ، مثل السودوإيفيدرين. يمكن لهذه الأدوية أن تشد الأوعية الدموية ، مما يجعل من الصعب على خلايا الدم الحمراء أن تتحرك بسلاسة عبر الأوعية.

تجنب درجات الحرارة الشديدة والبرودة الشديدة. ارتد ملابس دافئة بالخارج في الطقس البارد وداخل الغرف المكيفة. لا تسبح في الماء البارد. كن حذرًا أيضًا في الارتفاعات العالية ، فقد تحتاج إلى أكسجين إضافي ، وإذا أمكن ، تجنب الوظائف التي تتطلب الكثير من العمل البدني الشاق ، أو تعرضك لدرجات الحرارة الشديدة أو البرودة ، أو التي تتطلب ساعات عمل طويلة.

لا تسافر في الطائرات التي لا يتم فيها الضغط على الكابينة (أي ، لا يتم ضخ أكسجين إضافي في المقصورة). إذا كان لا بد من السفر في مثل هذه الطائرة ، فتحدث مع طبيبك حول كيفية حماية نفسك.

رعاية مستمرة

Get a flu shot and other vaccines to prevent infections. You also should see your dentist regularly to prevent infections and loss of teeth. Contact your doctor right away if you have any signs of an infection, such as a fever or trouble breathing.For people who have sickle cell anemia, just like for everyone else, regular medical care and treatment for health issues are important. Your checkups may include extra tests for possible kidney, lung, and liver diseases. See a sickle cell anemia expert regularly. Also, see an eye doctor regularly to check for damage to your eyes.

Learn the signs and symptoms of a stroke. يشملوا:

&bull Paralysis (an inability to move) or numbness of the face, arms, or legs, especially on one side of the body

&bull Trouble speaking or understanding speech

&bull Trouble seeing in one or both eyes

&bull Dizziness, trouble walking, loss of balance or coordination, and unexplained falls

&bull Sudden and severe headache

If you think you&rsquore having a stroke, call 9&ndash1&ndash1 right away. Do not drive to the hospital or let someone else drive you. Call an ambulance so that medical personnel can begin life-saving treatment on the way to the emergency room.

Get treatment and control any other medical conditions you have, such as diabetes.Talk with your doctor if you're pregnant or planning to become pregnant. Sickle cell anemia can worsen during pregnancy. You'll need special prenatal care.

Women who have sickle cell anemia also are at increased risk for an early birth or a low-birth-weight baby. However, with early prenatal care and frequent checkups, you can have a healthy pregnancy.


Sickle cell disease is the most common inherited blood disorder in the United States. Approximately 100,000 Americans have the disease.

In the United States, sickle cell disease is most prevalent among African Americans. About one in 12 African Americans and about one in 100 Hispanic Americans carry the sickle cell trait, which means they are carriers of the disease.

ينتج مرض الخلايا المنجلية عن طفرة في جين الهيموجلوبين بيتا الموجود في الكروموسوم 11. ينقل الهيموجلوبين الأكسجين من الرئتين إلى أجزاء أخرى من الجسم. خلايا الدم الحمراء مع الهيموجلوبين الطبيعي (الهيموجلوبين أ) تكون ملساء ومستديرة وتنزلق عبر الأوعية الدموية.

In people with sickle cell disease, abnormal hemoglobin molecules - hemoglobin S - stick to one another and form long, rod-like structures. These structures cause red blood cells to become stiff, assuming a sickle shape. Their shape causes these red blood cells to pile up, causing blockages and damaging vital organs and tissue.

Sickle cells are destroyed rapidly in the bodies of people with the disease, causing anemia. This anemia is what gives the disease its commonly known name - sickle cell anemia.

The sickle cells also block the flow of blood through vessels, resulting in lung tissue damage that causes acute chest syndrome, pain episodes, stroke and priapism (painful, prolonged erection). It also causes damage to the spleen, kidneys and liver. The damage to the spleen makes patients - especially young children - easily overwhelmed by bacterial infections.

A baby born with sickle cell disease inherits a gene for the disorder from both parents. When both parents have the genetic defect, there's a 25 percent chance that each child will be born with sickle cell disease.

If a child inherits only one copy of the defective gene (from either parent), there is a 50 percent chance that the child will carry the sickle cell trait. People who only carry the sickle cell trait typically don't get the disease, but can pass the defective gene on to their children.

New Treatments Prolong Life:

Until recently, people with sickle cell disease were not expected to survive childhood. But today, due to preventive drug treatment, improved medical care and aggressive research, half of sickle cell patients live beyond 50 years.

Treatments for sickle cell include antibiotics, pain management and blood transfusions. A new drug treatment, hydroxyurea, which is an anti-tumor drug, appears to stimulate the production of fetal hemoglobin, a type of hemoglobin usually found only in newborns. Fetal hemoglobin helps prevent the "sickling" of red blood cells. Patients treated with hydroxyurea also have fewer attacks of acute chest syndrome and need fewer blood transfusions.

Bone Marrow Transplantation: The Only Cure:

Currently the only cure for sickle cell disease is bone marrow transplantation. In this procedure a sick patient is transplanted with bone marrow from healthy, genetically compatible sibling donors. However only about 18 percent of children with sickle cell disease have a healthy, matched sibling donor. Bone marrow transplantation is a risky procedure with many complications.

Gene Therapy Offers Promise of a Cure:

Researchers are experimenting with attempts to cure sickle cell disease by correcting the defective gene and inserting it into the bone marrow of those with sickle cell to stimulate production of normal hemoglobin. Recent experiments show promise.

Researchers used bioengineering to create mice with a human gene that produces the defective hemoglobin causing sickle cell disease. Bone marrow containing the defective hemoglobin gene was removed from the mice and genetically "corrected" by the addition of the anti-sickling human beta-hemoglobin gene. The corrected marrow was then transplanted into other mice with sickle cell disease. The genetically corrected mice began producing high levels of normal red blood cells and showed a dramatic reduction in sickled cells. Scientists are hopeful that the techniques can be applied to human gene transplantation using autologous transplantation, in which some of the patient's own bone marrow cells would be removed and genetically corrected.

Sickle cell disease is the most common inherited blood disorder in the United States. Approximately 100,000 Americans have the disease.

In the United States, sickle cell disease is most prevalent among African Americans. About one in 12 African Americans and about one in 100 Hispanic Americans carry the sickle cell trait, which means they are carriers of the disease.

ينتج مرض الخلايا المنجلية عن طفرة في جين الهيموجلوبين بيتا الموجود في الكروموسوم 11. ينقل الهيموجلوبين الأكسجين من الرئتين إلى أجزاء أخرى من الجسم. خلايا الدم الحمراء مع الهيموجلوبين الطبيعي (الهيموجلوبين أ) تكون ملساء ومستديرة وتنزلق عبر الأوعية الدموية.

In people with sickle cell disease, abnormal hemoglobin molecules - hemoglobin S - stick to one another and form long, rod-like structures. These structures cause red blood cells to become stiff, assuming a sickle shape. Their shape causes these red blood cells to pile up, causing blockages and damaging vital organs and tissue.

Sickle cells are destroyed rapidly in the bodies of people with the disease, causing anemia. This anemia is what gives the disease its commonly known name - sickle cell anemia.

The sickle cells also block the flow of blood through vessels, resulting in lung tissue damage that causes acute chest syndrome, pain episodes, stroke and priapism (painful, prolonged erection). It also causes damage to the spleen, kidneys and liver. The damage to the spleen makes patients - especially young children - easily overwhelmed by bacterial infections.

A baby born with sickle cell disease inherits a gene for the disorder from both parents. When both parents have the genetic defect, there's a 25 percent chance that each child will be born with sickle cell disease.

If a child inherits only one copy of the defective gene (from either parent), there is a 50 percent chance that the child will carry the sickle cell trait. People who only carry the sickle cell trait typically don't get the disease, but can pass the defective gene on to their children.

New Treatments Prolong Life:

Until recently, people with sickle cell disease were not expected to survive childhood. But today, due to preventive drug treatment, improved medical care and aggressive research, half of sickle cell patients live beyond 50 years.

Treatments for sickle cell include antibiotics, pain management and blood transfusions. A new drug treatment, hydroxyurea, which is an anti-tumor drug, appears to stimulate the production of fetal hemoglobin, a type of hemoglobin usually found only in newborns. Fetal hemoglobin helps prevent the "sickling" of red blood cells. Patients treated with hydroxyurea also have fewer attacks of acute chest syndrome and need fewer blood transfusions.

Bone Marrow Transplantation: The Only Cure:

Currently the only cure for sickle cell disease is bone marrow transplantation. In this procedure a sick patient is transplanted with bone marrow from healthy, genetically compatible sibling donors. However only about 18 percent of children with sickle cell disease have a healthy, matched sibling donor. Bone marrow transplantation is a risky procedure with many complications.

Gene Therapy Offers Promise of a Cure:

Researchers are experimenting with attempts to cure sickle cell disease by correcting the defective gene and inserting it into the bone marrow of those with sickle cell to stimulate production of normal hemoglobin. Recent experiments show promise.

Researchers used bioengineering to create mice with a human gene that produces the defective hemoglobin causing sickle cell disease. Bone marrow containing the defective hemoglobin gene was removed from the mice and genetically "corrected" by the addition of the anti-sickling human beta-hemoglobin gene. The corrected marrow was then transplanted into other mice with sickle cell disease. The genetically corrected mice began producing high levels of normal red blood cells and showed a dramatic reduction in sickled cells. Scientists are hopeful that the techniques can be applied to human gene transplantation using autologous transplantation, in which some of the patient's own bone marrow cells would be removed and genetically corrected.


A SCHEMA FOR THE EVOLUTION OF THE HEMOGLOBINS

Our analysis of the amino acid sequences of adult and fetal human hemoglobin peptide chains led us to postulate an evolutionary scheme for the genes that control the peptide chains. Added to this understanding was the coemerging understanding of the close sequence and structural relationship between the monomeric myoglobin and the four-chain hemoglobins. We used a parsimonious model of sequence evolution (Figure 4) in which we simply put next to each other in evolution those genes encoding peptide chains with the fewest amino acid differences. We postulated that evolution occurred via gene duplication, itself not a new idea, followed by independent evolution of the resulting “daughter” genes (L ewis 2003). This evolution was not quite independent, however, since α-like and β-like genes could evolve only within the confines of the concept that they must remain able to form α2X2 tetramers. This was essential to preserve the cooperative interaction between subunits that allows the very advantageous sigmoid oxygenation curve. The scheme was well received and adapted to many other evolutionary situations.


Sickle Cell Anemia

blood cells to sickle. Additionally, the polymerization of the hemoglobin protein does not occur until red blood cells release oxygen molecules. When a red blood cell with the Hb S mutation is carrying oxygen, it reverts back to the typical red blood cell shape and depolymerizes. The protein therefore constantly switches between polymerization and depolymerization, which causes the membranes of red blood cells to become rigid. The abnormal shape of the red blood cells as well as the membranes' rigidity causes an obstruction in smaller sized blood vessels, damaging organs.




Implications:

Because of the red blood cell's abnormal shape during sickle-cell anaemia, each red blood cell dies after ten to twenty days after its genesis. In contrast, a normal red blood cell can survive in the body for approximately 120 days. As a result of the blood cell's extremely short life span, the bone marrow

(responsible for red blood cell production) cannot replace the dead blood cells fast enough. In addition, the blood cell's abnormal shape and rigidity prevents proper blood flow through capillaries, facilitating poor oxidation of organs and tissue. This, coupled with the gradual organ damage that sickle-cell anaemia causes makes for a very bleak prognosis for sickle-cell anaemia patients.

Most of sickle-cell anaemia's implications are non-lethal. In fact, the most well-known implication is referred to as the sickle cell crisis. This event is characterized by a long-lasting incidence of pain. The event most often occurs in regions of the body where accumulations of sickle-cells exist, specifically the lungs, bone, brain, liver, eyes, spleen, penis, and kidneys. A person experiencing a sickle cell crisis will feel extreme, localized pain in one of these regions for anywhere between 3-14 days.

There are also several other non-lethal implications associated with sickle-cell anaemia, including acute chest syndrome. Here, a patient will experience acute chest pain associated with coughing up blood. Impairment of the central nervous system and eye function are some other significant implications of sickle-cell anaemia.

A very thorough list of symptoms associated with sickle-cell anaemia can be found here: http://www.mayoclinic.com/health/sickle-cell-anemia/DS00324/DSECTION=symptoms

علاج او معاملة:

In almost every case, sickle-cell anaemia has no cure. However, on a very rare occasion blood and marrow stem cell transplants can act as a cure for the disease. The primary objective while treating a patient with sickle cell anaemia is to alleviate as much pain as possible during the patient's life. Treatments also often try to prevent some of the complications associated with the disease as well as prevent organ damage. Usual treatments to address crises and acute pain attacks caused by sickle-cell anaemia oxygen therapy as well as the use of powerful pain medications called opioids.

Particularly severe cases of sickle-cell anaemia are sometimes treated with a substance called hydroxyurea. This medication induced your body into created fetal hemoglobin, which can sometimes prevent red blood cells from sickling. However, this drug reduces the quantity of white blood cells found in the body and can therefore make patients with sickle-cell anaemia more vulnerable to infection.

Additionally, there are various treatments that aim to address the complications of sickle-cell anaemia. These will be addressed below in the complications section.

Complications:

The primary complications associated with sickle-cell anaemia include stroke, pulmonary hypertension, organ damage, blindness, skin ulcers, and gallstones. Patients with sickle-cell anaemia are more susceptible to strokes due to the sickle-shaped red blood cells blocking blood flow to the brain. Additionally, these cardiovascular blockages can also cause high blood pressure in the lungs, defined as pulmonary hypertension. This complication can potentially be fatal. Similar to the causes of other complications, a lack of oxygen-rich blood flow to the body's organs can damage tissues, organs, and nerves throughout the body, as well as damage to the retina of the eye, causing blindness. Lastly, the decomposition of red blood cells in the body releases bilirubin, which in high quantities can cause gallstones.


Treatment Treatment

The resources below provide information about treatment options for this condition. If you have questions about which treatment is right for you, talk to your healthcare professional.

Management Guidelines

  • Project OrphanAnesthesia is a project whose aim is to create peer-reviewed, readily accessible guidelines for patients with rare diseases and for the anesthesiologists caring for them. The project is a collaborative effort of the German Society of Anesthesiology and Intensive Care, Orphanet, the European Society of Pediatric Anesthesia, anesthetists and rare disease experts with the aim to contribute to patient safety.

FDA-Approved Treatments

  • Hydroxyurea(Brand name: Droxia) - Manufactured by Bristol-Myers Squibb Co
    FDA-approved indication: To reduce the frequency of painful crises and to reduce the need for blood transfusions in adult patients with sickle cell anemia with recurrent moderate to severe painful crises (generally at least 3 during the preceding 12 months).
    National Library of Medicine Drug Information Portal
    Medline Plus Health Information
  • L-glutamine oral powder (prescription grade)(Brand name: Endari) - Manufactured by Emmaus Medical, Inc.
    FDA-approved indication: To reduce the acute complications of sickle cell disease in adult and pediatric patients 5 years of age and older.
    National Library of Medicine Drug Information Portal
  • Hydroxyurea(Brand name: Siklos) - Manufactured by Addmedica Laboratories
    FDA-approved indication: To reduce the frequency of painful crises and to reduce the need for blood transfusions in pediatric patients, 2 years of age and older, with sickle cell anemia with recurrent moderate to severe painful crisis.
    National Library of Medicine Drug Information Portal
    Medline Plus Health Information

تكرر

Sickle cell disease affects millions of people worldwide. It is most common among people whose ancestors come from Africa Mediterranean countries such as Greece, Turkey, and Italy the Arabian Peninsula India and Spanish-speaking regions in South America, Central America, and parts of the Caribbean.

Sickle cell disease is the most common inherited blood disorder in the United States, affecting an estimated 100,000 Americans. The disease is estimated to occur in 1 in 500 African Americans and 1 in 1,000 to 1,400 Hispanic Americans.


Sickle Cell Anemia* - Biology

A. The Unique Geographic Distribution Pattern of Sickle-Cell Anemia

Almost as soon as sickle cell anemia was recognized as a blood-based disease, its higher frequency in families of African descent was noted. However, the first reports of cases in Africa itself did not come until the 1920s. In 1925 a 10-year old Arab boy was admitted to a hospital in Omdurman in the Sudan (on the Upper Nile, East central Africa, near Ethiopia) with severe weakness later he was ascertained to have sickle cell disease (anemia). In 1944 R. Winston Evans, a pathologist at the West African Military Hospital, studied the blood of 600 men from Gambia, the Gold Coast, Nigeria and the Cameroons (all in western Africa on the Gulf of Guinea). He found about 20% of the population affected by the sickle-cell condition (disease + trait). However, a striking observation became apparent: while the frequency of sickle-cell trait in Africa was three times that in the United States, sickle cell disease was much less common. Even as late as the 1950s it was still unclear why this discrepancy existed. Three hypotheses existed at the time: (a) Adult Africans are healthier than those living in urban America and thus do not show the effects of the disease as readily (b) Infant mortality, especially for Hb S Hb S children, is much higher in Africa than in the U.S., so that homozygous recessive children never reach adulthood (c) By chance fewer homozygous recessive individuals are conceived in Africa than in the United States.

In-Text Question 6 : Which of these options do you think might explain the discrepancy?

In certain parts of Africa today, the frequency of the mutant gene for sickle-cell (Hb S ) is very high (5-20%) as shown in the distribution map below:

How can we account for this very high frequency of a gene for a condition that can leave up to 25% of the population severely debilitated (with sickle cell disease)? It is logical to think that natural selection would have eliminated the gene from the population, especially since selection against homozygous recessive individuals has been almost 100% in the past (i.e., those individuals never lived to reproductive age). That it has not done so (apparently) became a major question for both geneticists and medical epidemiologists by the 1950s. The matter was all the more puzzling since the frequency of the HbS gene in the United States is less than that in Africa: 0.05 in the U.S. compared to 0.1-0.2 in central west Africa, even those most U.S. blacks came from those very populations in central west Africa where sickle cell anemia is so prevalent.

B. The Malarial Connection

In 1946 E.A. Beet, an MD in Northern Rhodesia noted that of a population of patients in his hospital, 15.3% of those who had normal blood had malaria, while only 9.8% of those with sickle cell (trait or disease) had the disease. Anthony C. Allison, a British medical doctor who had also taken a degree in biochemistry and genetics at Oxford shortly after World War II, studied the African situation closely in the early 1950s and published an important paper in 1954 outlining his hypothesis for why the African frequencies of the Hb S gene were so high (he had found that in some tribes up to 40% of the individuals were heterozygous for sickle-cell trait). He reasoned that if natural selection were working to eliminate the recessive mutant gene, it would be necessary to invoke a mutation rate (from Hb A to Hb S ) 1000 times higher than known for any other human gene in order to explain the continued high frequencies of HbS in the popluation. This seemed so unlikely he reasoned that some other forces must be at work.

Allison thought it was significant that the frequency distribution of the sickle-cell condition mapped out very closely to the distribution map for the most severe forms of malaria, those caused by the protozoan Plasmodium falciparum , as shown in the map below:

Borrowing the concept of balanced polymorphism from his teacher E.B. Ford at Oxford, Allison hypothesized that children in these regions who are heterozygous for HbS (i.e., HbAHbS) have an advantage in combatting the effects of malaria over individuals with normal hemoglobin (i.e., HbAHbA). Homozygous recessive individuals (HbSHbS) may also have an advantage against malaria, but they have all the other problems associated with sickle cell disease, and hence are severely selected against and seldom reproduce.The situation in which the heterozygote in any population is selectively favored over either homozygote is what is known as balanced polymorphism . It works to maintain a high frequency of the recessive mutant gene even though that gene is highly deleterious in the homozygous recessive form. At the time Allison did not know how the presence of sickle-cell hemoglobin conferred selective protection against malaria, but the connection seemed clear to him. In a non-malarial environment such as the United States, the heterozygotes would not have a selective advantage, and hence both hetero- and homo-zygote recessives would be selected against. Thus, in accordance with the data, sickle-cell was lower in frequency in the U.S. because there was no advantage to the heterozygote or the homozygote recessive.

An American geneticist, James V. Neel, also studied sickle cell frequencies and concluded that in malarial environments, heterozygotes (with sickle-cell trait) have an increased fitness (chance of leaving offspring) of 15% over those with normal hemoglobin.

C. How Does Sickle-Cell Help Combat Malaria?

There are at least three other Plasmodium species that produce milder forms of malaria. P. falciparum infection remains one of the major causes of human deaths in the world today.

While reproducing asexually inside the red blood cells, the merozoites have a high metabolic rate, and consequently consume lots of oxygen. If the individual is heterozygous for sickle-cell trait, half their hemoglobin is Hb A Hb S , and thus will sickle when the oxygen tension becomes very low inside the red blood cells (recall that sickling does occur in heterozygous individuals, only at a lower oxygen tension than for homozygotes). These sickled cells are removed from the body by the spleen, along with the merozoites inside of them . Thus heterozygotes on the average remove merozoites from their body before the microorganisms have a chance to produce a large infectious population inside the body. It is this sleective advantage of the heterozyote that maintains the Hb S gene at a higher level in malarial than in non-malarial environments.


شاهد الفيديو: ماذا يحدث لمريض أنيميا الخلايا المنجلية (قد 2022).


تعليقات:

  1. Bajinn

    أعتقد أنهم مخطئون. اكتب لي في رئيس الوزراء ، ناقشها.

  2. Kazrar

    أعتقد أن هذا - الطريقة الخاطئة.

  3. Pericles

    أنا أعارض تماما البيان السابق

  4. Jilt

    نعم بالضبط.



اكتب رسالة