На рубеже XIX и XX веков состоялось величайшее достижение биологии и медицины: австрийский иммунолог Карл Ландштейнер открыл группы крови. До этого времени не удавалось избегать осложнений при переливании крови от человека к человеку. Почти все попытки заменить кровь у человека заканчивались трагически. Открытие Ландштейнера объяснило причины неудач. Казавшаяся одинаковой кровь была различной по свойствам эритроцитов, так называемых «красных кровяных телец». Ландштейнер подразделил кровь всех людей на три группы: О, А и В. Несколько позже было установлено наличие четвертой группы крови – АВ. Переливание крови стало эффективным терапевтическим средством, которое используется при лечении многих заболеваний.
Генотип каждого человека уникален. Часто встречающаяся несовместимость крови при переливании подтверждает факт биологического разнообразия людей.
В 1940 г. Ландштейнер и Винер открыли в крови подопытных обезьян (макак-резус) эритроцитарные антигены, которым дали название «резус». Антигены выполняют защитную функцию. Однако до конца роль этих антигенов в организме еще не изучена. Изучая «резус»-фактор, американский ученый Левин доказал, что основной причиной гемолитической болезни новорожденных является иммунологический конфликт. Он развивается в том случае, когда кровь матери резус-отрицательная, а плод, развивающийся у нее, – резус-положительный. В результате в крови плода происходит распад эритроцитов.
Чем больше резус-отрицательных лиц в популяции, тем чаще встречаются конфликтные беременности. У японцев гемолитическая болезнь новорожденных, которая вызывается резус-антителами, явление довольно редкое – только 1% японцев имеет резус-отрицательную группу крови. Почти в пятнадцать раз чаще встречаются резус-отрицательные лица среди населения большинства европейских стран. Соответственно выше частота заболеваний, связанных с несовместимостью.
Современная медицина активно изучает распределение генетических маркеров крови для каждой популяции, в том числе по географическому признаку – на всей территории земного шара. Начало изучению географического распространения групп крови среди разных народов было положено немецкими врачами – супругами Гиршфельд. Во время Первой мировой войны они работали в Македонии в полевом госпитале. Переливание крови раненым сопровождалось не только определением групповой принадлежности, но и фиксацией сопутствующих статистических данных. К концу войны врачи собрали значительный материал по частоте отдельных групп крови среди представителей разных народов и национальностей. Различия оказались значительными.
Больше всего сведений было собрано в отношении системы АВО, от которой в первую очередь зависит успешность переливания крови.
Впоследствии английский генетик-гематолог Мурант, работавший с материалом по распределению групп крови по странам мира, создал атлас групп крови.
О-группу крови чаще всего называют первой. Она встречается со значительной частотой почти у всех народов, но распределение ее неравномерно. Самая высокая частота этой группы крови (более 40 %) наблюдается в Европе: Ирландии, Исландии, Англии, Скандинавских странах. Убывание частоты О-группы наблюдается по мере продвижения на юг и юго-восток. В азиатских странах – Китае, Монголии, Индии, Турции – О-группа среди жителей встречается в два раза реже, чем в Европе. Зато отмечается увеличение частоты группы крови В. Индейцы Южной и Северной Америки во всех племенах имеют только одну группу крови – О. Эти закономерности распределения имеют свои объяснения.
Немецкие ученые Фогель и Петтенкофер в 1962 г. высказали интересную гипотезу о том, что закономерности в географическом распределении групп крови системы АВО – это результат обширных эпидемий, бушевавших в прошлом на этих территориях. И прежде всего таких инфекционных заболеваний, как оспа и чума. Иммунологам-инфекционистам давно известен тот факт, что большинство возбудителей инфекционных заболеваний обладают антигенами, которые очень похожи на антигены групп крови человека. Антиген В кишечной палочки подобен групповому антигену В-крови человека. Очень многие штаммы вирусов, которые вызывают грипп, парагрипп, пневмонию и другие инфекционные заболевания, содержат антигены, напоминающие А-антиген группы крови человека. Вирусы и микробы начинают взаимодействовать с антигенами организма человека и прежде всего с антигенами групп крови. Такое родство часто приводит к печальным последствиям при контакте инфекционного возбудителя с человеческим организмом.
Прежде чем начать борьбу с проникшим инфекционным антигеном, необходимо распознать его. Иммунные силы вступают в действие, вырабатывают антитела против чужеродного антигена, связывают его и препятствуют, таким образом, размножению микроба в организме. Но если микроорганизм имеет антигены, схожие с антигенами крови человека, иммунный контроль ослабевает – ведь против собственных антигенов антитела никогда не вырабатываются. Инфекция, «обманув» таким образом защитные силы организма, размножается, а человек заболевает.
Механизм узнавания иммунной системой «своих» и «чужих» имеет прямое отношение к географическому распространению групп крови.
Прогресс медицины способствует снижению смертности от инфекционных заболеваний, но все же они составляют значительную часть всех болезней человека. Еще не так давно по Земле проносились ураганами эпидемии оспы, чумы, холеры, всевозможных лихорадок, опустошая города и села, уничтожая племена. Однако не во всех странах эпидемии свирепствовали одинаково. Центрами чумной и оспенной эпидемий являлись Центральная Азия, Индия, Китай, часть Северной Африки.
Палочки чумы содержат антиген, который напоминает по своему строению антиген О-группы крови человека. Вирус оспы имеет общий антиген с группой крови А. Удивительным оказался тот факт, что в тех местах, где когда-то эти страшные заболевания стирали с лица земли целые народы, оказалась самая низкая частота групп крови А и О. Зато здесь повышена частота групп крови В. Среди жителей Северной Европы, где оспенные эпидемии не оставили такого разрушительного следа, как на юге, группы А и О встречаются часто. Эпидемия чумы, которая разразилась в XIII веке в Гренландии, уничтожила практически полностью население острова. Сегодня там среди коренного населения почти не встречаются носители О-группы крови.
Австралия и Новая Зеландия, мало подвергавшиеся эпидемиям, изобилуют носителями О-группы крови. Самая высокая частота О-группы у индейцев-аборигенов Северной и Южной Америки. Отделенные от Старого Света, они никогда не болели чумой. Впервые чума проникла в Америку только в начале ХХ века, зато оспенные эпидемии были частыми. Европейцы, с целью истребления индейских племен в Северной Америке, сбывали им вещи больных, умерших от оспы. Индейцы с группами крови А и АВ вымирали целыми племенами, поскольку никогда не имели дела с оспенной инфекцией. Самой устойчивой к оспе оказалась группа крови О. Она и стала единственной во всех племенах, которые сохранили изолированный образ жизни и не вступали ни в какие контакты с другими жителями Америки. Работы археологов впоследствии подтвердили эти выводы. В костях индейцев, живших много веков назад, определили А– и В-антигены, что прямо свидетельствует о существовании этих групп крови. Отбор оказался очень жестким, если не сохранил ни одну из этих групп.
Гипотеза Фогеля – Петтенкофера перестала быть гипотезой после неожиданно вспыхнувшей эпидемии оспы в Западной Бенгалии (Индия). Из 200 человек, заболевших оспой, 106 (50 %) имели А-группу крови. Среди незаболевших частота этой группы была лишь 25 %. Гипотеза стала доказанным фактом.
Оспопрививание сегодня является обязательной процедурой. Вакцинация, как правило, идет в два приема: прививаются маленькие дети, а затем более взрослые – школьники. Первая вакцинация создает иммунитет к оспе, который на втором этапе подкрепляется. Реакция на повторную вакцинацию у детей-школьников показала, что иммунитет у детей, полученный после первой прививки, сохраняется неодинаково.
Положительная реакция на прививку чаще всего возникает у детей, имеющих А– и АВ-группы крови. Иммунитет, созданный после первой прививки, у них почти полностью отсутствует. Оказывается, слишком много еще неизученных моментов остается в родстве антигенов крови человека и возбудителя.
Кроме системы АВО, географически изучены лишь антигены системы резус. Эти знания очень важны. Существует зависимость между частотой иммунонесовместимых браков и количественным соотношением в популяции резус-положительных и резус-отрицательных индивидов.
Как и в Японии, гемолитическая болезнь новорожденных, которая вызывается резус-антителами, встречается крайне редко среди китайцев, корейцев, индийцев и жителей других азиатских стран. Причина этому – незначительная частота среди индивидов резус-отрицательной крови: от 0 до 1,5%.
В племенах индейцев, эскимосов, эвенков резус-отрицательная группа крови также встречается редко. У австралийских аборигенов резус-отрицательные гены вообще отсутствуют.
Другие маркеры крови и их географическое распределение изучены еще не в полном объеме. Однако антропологи и историки, изучающие происхождение отдельных народов, степень родства между ними, пути, по которым когда-то шло их переселение, этим вопросом интересуются все больше. Эволюция человека невозможна без систематического изменения частот генов в популяции. Продолжается ли эволюция в настоящее время? Мнения порой противоречивы. Одни считают, что человек достиг вершины эволюционного древа и его биологическое совершенствование уже невозможно. Другие не соглашаются с такими выводами.
Оспа и чума почти полностью побеждены медициной. Однако еще существует множество инфекций, доставляющих много хлопот, – грипп, вирусные заболевания, пневмония, брюшной тиф.
Еще никому не известно, каких «сюрпризов» можно ожидать от атипичной пневмонии, от мутировавшего вируса птичьего гриппа, от трансгенных организмов. И если чума в XIII–XIV веках воспринималась как «гнев небесный», то вольное обращение человека с биосферой вполне может поставить под угрозу само его существование на Земле.