Дагестан, малярия и талассемия
Развитие генетической устойчивости к малярии
Малярия была широко распространена в Дагестане в XIX–начале XX века. Заболевание даже получило название «кавказской местной болезни»
Малярия была широко распространена в Дагестане в XIX–начале XX века. Заболевание даже получило название «кавказской местной болезни»
Кизлярская низменность отличалась наибольшей распространённостью малярии, так как была окружена непроходимыми болотами. В Дербенте с 1880 по 1891 год обращаемость за медицинской помощью по поводу малярии составила 47% общей обращаемости.
В 1895–1896 годах малярия была зарегистрирована во всех трёх городах и 9 округах, всего больных было 30 502 человека.
В 1903 году эпидемия малярии приняла особенно грозный характер: в Петровске было зарегистрировано 7 427 больных.
Большое распространение малярии в Дагестане объясняется строительством в 1898 гг. Владикавказской железной дороги (от Беслана до Петровска*). Основной причиной увеличения заболеваемости малярийной лихорадкой было то, что земля, содержащая комаров (малярию раньше называли "болотной лихорадкой"), при ее вскапывании и взрывании разносилась ветром на большие расстояния, создавая предпосылки для распространения болезни и заражая работающих на строительстве и жителей прилегающих населенных пунктов.
Строительство порта и железной дороги в Петровске шло одновременно. Сооружение Петровской гавани началось в 1861 году. Именно с этого момента зарегистрировано увеличение частоты малярии
Но меня заинтересовала не столько малярия и её связь со строительством железной дороги, сколько то, что Дагестан на моей профессиональной памяти всегда считался эндемичным районом по таласемии и серповидно- клеточной анемии. Это наследсивенные болезни эритроцитов, то есть крови, которые могу протекать довольно тяжело, но в легких случаях защищают человека от малярии.
При талассемии наблюдается нарушение состава гемоглобина крови, а именно альфа – или бета – цепей. Это выражается в нехватке кислорода для внутренних органов человека, которые из-за этого не могут нормально функционировать.
В Дагестане частота заболеваний выше не только по показателям в России, но и по мировым значениям. Как считают генетики, главная причина такой частоты заболевания – близкородственные браки.
А это значит, что даже за 130 лет можно создать такую распространённость наследственной болезни.
Генетическая устойчивость человека к малярии — это наследуемые изменения в ДНК человека, которые повышают устойчивость к малярии и приводят к увеличению продолжительности жизни людей с такими генетическими изменениями. Существование этих генотипов, вероятно, обусловлено эволюционным давлением, оказываемым паразитами рода Plasmodium, вызывающими малярию. Поскольку малярия поражает эритроциты, эти генетические изменения чаще всего затрагивают молекулы, необходимые для функционирования эритроцитов (и, следовательно, для выживания паразитов), такие как гемоглобин или другие клеточные белки или ферменты эритроцитов. Эти изменения обычно защищают эритроциты от проникновения паразитов Plasmodium или их репликации внутри эритроцитов
Эти наследуемые изменения в гемоглобине или других характерных белках, которые являются важнейшими и довольно неизменными элементами биохимии млекопитающих, обычно приводят к развитию какого-либо наследственного заболевания. Поэтому их обычно называют в соответствии с заболеваниями крови, которые с ними связаны, включая серповидноклеточную анемию, талассемию, дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и другие. Но это палка о двух концах. Эти заболевания крови приводят к повышенной заболеваемости и смертности в регионах мира, где малярия менее распространена.
Микроскопические паразиты, такие как простейшие, вызывающие малярию, не могут размножаться самостоятельно и нуждаются в хозяине для продолжения своего жизненного цикла. Они размножаются, проникая в клетки хозяина и используя клеточный механизм для собственного воспроизводства. В конечном счёте бесконтрольное размножение приводит к тому, что клетки разрушаются, а инфекционные организмы попадают в кровоток, где могут заразить другие клетки. По мере гибели клеток и накопления токсичных продуктов жизнедеятельности инвазивных организмов появляются симптомы заболевания. Поскольку в этом процессе участвуют специфические белки, вырабатываемые как самим плазмодием, так и клеткой-хозяином, даже незначительное изменение в критически важном белке может затруднить или сделать невозможной проникновением инфекта в клетку. Поскольку малярия уносит жизни многих людей, у которых нет защитных мутаций, со временем многие жители регионов, где распространена малярия, получают защитные мутации.
Когда паразит P. falciparum заражает клетку-хозяина, он изменяет характеристики мембраны эритроцитов, делая её более «липкой» для других клеток. Скопления заражённых эритроцитов могут превышать размер капилляров, прилипать к эндотелию и блокировать кровообращение. Когда такие скопления образуются в кровеносных сосудах, окружающих мозг, они вызывают ишемию мозга, что приводит к неврологическим симптомам, известным как церебральная малярия. Это состояние характеризуется спутанностью сознания, дезориентацией и часто приводит к коме. На его долю приходится 80 % смертей от малярии. Таким образом, мутации, защищающие от заражения малярией и летального исхода, дают популяции значительное преимущество.
Малярия оказала самое сильное из известных избирательное давление на геном человека с момента зарождения сельского хозяйства за последние 10 000 лет. Plasmodium falciparum, вероятно, не мог закрепиться среди африканского населения до тех пор, пока не появились более крупные оседлые сообщества в связи с развитием сельского хозяйства в Африке (аграрной революцией). Несколько наследственных вариантов эритроцитов стали распространёнными в тех частях света, где часто встречается малярия, в результате отбора, осуществляемого этим паразитом.
Этот отбор имел историческое значение как первый задокументированный пример болезни как фактора "благоприятного" влияния на естественный отбор у людей. Мутации могут иметь как пагубные, так и полезные последствия, и любая отдельная мутация может иметь и то, и другое. Заразность малярии зависит от специфических белков, присутствующих в клеточных стенках и других частях эритроцитов. Защитные мутации изменяют эти белки таким образом, что они становятся недоступными для малярийных плазмодиев. Однако эти изменения также влияют на функционирование и форму эритроцитов, что может иметь реальные последствия для человека. Эти изменения могут по-разному влиять на функции эритроцитов, что пагубно сказывается на здоровье и продолжительности жизни человека. Однако если общий эффект защиты от малярии перевешивает другие негативные последствия, то защитная мутация будет сохраняться и передаваться из поколения в поколение.Изменения, которые защищают от малярийной инфекции, но ухудшают состояние эритроцитов, обычно считаются заболеваниями крови, поскольку они, как правило, имеют явные или не очень явные пагубные последствия. Их защитная функция была обнаружена и признана лишь недавно. К таким заболеваниям крови относятся серповидноклеточная анемия, талассемия, дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, овалоцитоз, эллиптоцитоз, а также потеря антигена Гербиха и антигена Даффи. Эти названия относятся к различным белкам, ферментам, а также к форме и функциям эритроцитов.По состоянию на 2015 год талассемия встречается примерно у 280 миллионов человек, из которых около 439 000 человек страдают тяжёлым проявления и заболевания.
Эта патология наиболее распространена среди людей греческого, итальянского, ближневосточного, южноазиатского и африканского происхождения.
Мужчины и женщины имеют одинаковые показатели заболеваемости. В 2015 году патология привела к гибели 16 800 человек по сравнению с 36 000 смертей в 1990 году. Люди с лёгкой степенью талассемии, аналогично пациентам с серповидно-клеточной анемией, также имеют защиту от малярии, что объясняет, почему они чаще встречаются в тех регионах, в которых существует малярия, но их часто пока точно неизвестно.
* Петровск — прежнее название города Махачкала, которое использовалось до 1921 г, когда она была переименовала в честь дагестанского революционера Махача Дахадаева. В 1844 на месте нынешней Махачкалы было заложено Петровское военное укрепление. Название дано в честь пребывания в этих местах в 1722 Петра I. В 1857 император Александр подписал указ об учреждении портового города Петровск.
Да, в 1891 году на этой стройке служил ночным сторожем молодой Алексей Пешков – будущий писатель Максим Горький. В последствии в автобиографическом рассказе «В ущелье» из цикла «По Руси» он оставил интересные зарисовки: «В горном ущелье, над маленькой речкой – притоком Сунжи – выстроили рабочий барак, – низенький и длинный, он напоминает крышку большого гроба. …Устье ущелья выходит в долину Сунжи, там строят железную дорогу на Каспий, в Петровск; оттуда врывается в горы глухой гул, точно выстрелы из пушек, лязг железа о камень, свист рабочего паровоза, сердитые крики людей…»