XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Гемолитические анемии представляют собой группу патологических состояний, которые имеют сходные клинические и лабораторные признаки, связанные с уменьшением продолжительности жизни эритроцитов [1].

В норме эритроциты у взрослого человека созревают в красном костном мозге и, выйдя в системный кровоток, живут до 110-120 дней, а время полувыведения составляет 55-60 дней. По прошествии этого срока метаболическая активность старых эритроцитов снижается, и их мембрана становится очень хрупкой. При прохождении через мелкие сосуды, в большей степени через селезенку, они разрушаются, так как пространство между трабекулами красной пульпы в селезенке составляет 3 мкм, а диаметр нормального эритроцита - 8 мкм.

При уменьшении срока жизни эритроцитов менее 120 дней имеет место гемолитическая анемия.

В норме ежедневно до 1% эритроцитов утилизируются, благодаря чему красный костный мозг успевает их заменить. Если красный костный мозг компенсирует недостаток эритроцитов в организме, то анемия является компенсированной, если нет - декомпенсированной.

Целью данного исследования явилось изучение патофизиологии гемолитической анемии.

Этиология гемолитической анемии

Следствием любой гемолитической анемии является разрушенный эритроцит, но механизм разрушения может варьировать в зависимости от причины гемолиза и его локализации.

Гемолиз может быть вызван следующими факторами:

Внешним фактором, не зависящим от самого эритроцита:

иммунные реакции (холодовая или тепловая аутоиммунная гемолитическая анемия, тромбоцитопеническая пурпура);

лекарственные препараты (хинидин, хинин, клопидогрел, тиклопидин, пенициллины, метилдопа);

инфекционные агенты (токсины, внедрение в эритроцит возбудителя, повреждения в результате выработки антител);

ретикулоэндотелиальная гиперактивность (гиперспленический синдром);

механическое воздействие (микроангиопатическая гемолитическая анемия, после протезирования клапана сердца);

токсины (свинец, медь).

Внутренним фактором, связанным с дефектом в самом эритроците:

дефекты мембраны (врожденный сфероцитоз, пароксизмальная ночная гемоглобинурия, аномалии мембранных белков, таких как белок 4.1, F-актин, альфа- и бета-спектрин, анкирин);

нарушение клеточного обмена веществ (недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы);

нарушения в структуре гемоглобина (серповидноклеточная анемия, талассемия).

Первая группа гемолитических анемий преимущественно приобретенные, а вторая - преимущественно врожденные.

Патофизиология гемолитической анемии

В зависимости от скорости и продолжительности разрушения эритроцитов выделяют следующие виды гемолиза:

острый;

хронический;

эпизодический.

Разрушение эритроцитов может происходить в просвете сосуда (внутрисосудистый гемолиз), за пределами кровеносного сосуда (внесосудистый гемолиз), а также смешанный гемолиз.

В норме эритроциты с течением времени утрачивают свою мембрану, и захватываются фагоцитами в селезенке, в красном костном мозге, в печени ретикулоэндотелиальной системой. Разрушение происходит при помощи гемоксигеназы, в результате чего полученное железо идет на образование новых кровяных клеток, а гем превращается в билирубин.

При внесосудистом гемолизе, который в большей степени происходит в печени и селезенке, фагоциты разрушают дефектные эритроциты, эритроциты с антителами или с компонентами комплемента. Макрофаги из эритроцитов получают пул аминокислот, трансферрин, непрямой билирубин, углекислый газ.

При внутрисосудистом гемолизе эритроциты сильно повреждаются в результате механического повреждения (при протезировании клапанов сердца), аутоиммунных реакций, травмы (маршевая гемоглобинурия), воздействия токсинов (после укуса змеи, при клостридиальной инфекции), диссеминированном внутрисосудистом свертывании.

В данном случае гемоглобин, который высвобождается из эритроцита, связывается в кровеносном русле со следующими молекулами :

Свободным плазменным гаптоглобином, с которым высокая степень аффинности. Далее этот комплекс захватывается макрофагами при помощи связывания с CD163. В течение нескольких часов и дней макрофаги разрушают эритроциты на составляющие части.

Гемопексином (когда уровень гаптоглобина снижается до нуля). Комплекс гемопексин-гемоглобин  связывается с CD91, который есть у моноцитов, клеток Купфера в печени, альвеолярных и других макрофагах.

Альбумином (образует метгемальбумин).

При выраженном гемолизе и недостаточном количестве этих белков отмечается гемоглобинурия. При наличии свободно циркулирующего гемоглобина в крови, он распадается на димеры и попадает в почки. Клетки почечных канальцев его захватывают, выделяют из него железо, которое в дальнейшем идет на синтез гемосидерина. В результате этого происходит вторичный дефицит железа. При высоком уровне гемоглобина в моче и неспособности эпителия нефронов его захватывать, гемоглобин выводится из организма в составе мочи. 

Последствия гемолиза

В результате гемолиза образуется непрямой билирубин - токсическое вещество, которое особенно пагубно влияет на нервные клетки, нарушая в них метаболизм. В печени непрямой билирубин конъюгируется глюкуроновой кислотой, в результате чего образуется нетоксический прямой билирубин, который выводится в составе желчи и мочи. Именно благодаря ему каловые массы приобретают зеленовато-болотный оттенок, а моча более темный оттенок. При хронической анемии у пациентов могут образовываться билирубиновые камни в желчном пузыре.

В красном костном мозге стимулируется эритропоэз, а материалом для будущих эритроцитов может служить железо, полученное в результате распада дефектных эритроцитов. При выраженной анемии увеличивается количество ретикулоцитов, которые циркулируют в крови, а их содержание в красном костном мозге уменьшается. Продуктивность костного мозга может увеличиваться от 2-3 раз до 6-8 раз от исходного уровня. 

При хронической гемолитической анемии медуллярное пространство может увеличиваться за счет кортикального, что отчетливо видно на рентгенограмме. В связи с этим у пациента отмечается склонность к появлению трещин кости и переломам [1].

Действия врача при подозрении на гемолиз

При подозрении на хронический гемолиз (при наличии у пациента лимфоаденопатии, гепатоспленомегалии, холестаза и холедохолитиаза, утомляемости, одышки, гипотензии и тахикардии) рекомендованы следующие действия. 

Для начала проводится общий анализ крови, при помощи которого можно выявить нормоцитарную (средний корпускулярный объем от 80 до 100 мкм) или макроцитарную (средний корпускулярный объем более 100 мкм) анемию. Если выявлена анемия, дальнейшая диагностика должна включать измерение уровней:

лактатдегидрогеназы (находится внутри клетки, и ее уровень увеличивается при разрыве эритроцита);

гаптоглобина (связывается со свободным гемоглобином, и его уровень снижается при гемолизе);

ретикулоцитов (гемолиз обычно индуцирует ретикулоцитоз, вызывающий макроцитоз, если нет значительного дефицита железа или угнетения костного мозга);

неконъюгированного билирубина (повышаются по мере того, как его синтез превышает возможности элиминации).

Анализ мочи может быть положительным на гемоглобинурию при гемолитической анемии, несмотря на отсутствие видимых эритроцитов при микроскопии. Сочетание ретикулоцитоза, повышения уровня лактатдегидрогеназы, повышения уровня неконъюгированного билирубина и снижения уровня гаптоглобина подтверждает гемолиз. Отсутствие этих результатов должно побудить к поиску других причин патологического состояния.

Более специфическая причина анемии определяется при наличии в мазке крови аномальных эритроцитов, таких как:

сфероциты (не могут быть использованы как специфический признак гемолитической анемии, так как сфероциты образуются как в результате наследственного сфероцитоза, так и при аутоиммунной гемолитической анемии, лекарственной иммунной гемолитической анемии);

шистоциты (являются фрагментами клеток, образовавшимися вследствие внутрисосудистой деструкции, которая возникает при синдромах МАГА);

аномальные формы эритроцитов, которые возникают в результате частичного фагоцитоза и при окислении, например, при дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.

Прямой антиглобулиновый тест позволяет дополнительно отличить иммунную и неиммунную причину анемии.

Патогенез анемии при определенных заболеваниях и состояниях

Рассмотрим некоторые заболевания, которые приводят к гемолитической анемии.

Наследственный сфероцитоз. Отмечается дефицит спектрина, белка 3 или анкирина, что сопровождается разъединением вертикальных связей в липидном бислое скелета и потере микровезикул мембраны. При этом уменьшается площадь поверхности эритроцита без пропорционального сокращения клетки в объеме. В результате эритроцит становится сферической формы, увеличивается катионная проницаемость и катионный транспорт, повышается утилизация АТФ, гликолиз. Эритроцит становится менее эластичным и при прохождении по мелким сосудам селезенки разрушается (внесосудистый гемолиз). Заболевание сопровождается высокой эритроидной активностью красного костного мозга, могут быть апластические и гипопластические кризы на фоне инфицирования парвовирусом и другими инфекциями.

Наследственный эллиптоцитоз. Проявляется микросфероцитозом и пойкилоцитозом. Заключается в дефектах альфа- и бета-спектрина и самоассоциации дефектных гетеродимеров спектрина. В результате дефектов горизонтальных взаимодействий происходит фрагментация мембраны. Реже данное заболевание связано с мутациями в гликофорине С и белке 4.1. Патология сходна с изменениями, которые происходят при дефиците железа, витамина В12 и фолиевой кислоты. Спустя длительное время у пациентов могут формироваться камни в желчном пузыре, развиваться апластические кризы, появляться признаки анемии, желтухи, изменяться кости и увеличиваться селезенка.

Наследственный стоматоцитоз. Эритроциты выглядят в виде чашки. При этой патологии нарушается проницаемость мембраны клетки для калия и натрия. Выделяют дегидратированный стоматоцитоз (усиленно выходит калий из клетки) и гидратированный (связанный с аномалией белка 7.2 или стоматина). При данной патологии, если спленэктомия не оказала должного терапевтического эффекта, могут развиваться жизнеугрожающие тромбозы, связанные с адгезией патологических эритроцитов к эндотелию и сочетанием с тромбоцитозом.

Пароксизмальная ночная гемоглобинурия. Заболевание связано с аномалией стволовых клеток, что приводит к дефекту мембраны (недостаток фактора ускорения распада, С8-связывающего белка) и чувствительностью эритроцитов к повреждениям посредством сывороточного комплемента (нарушается синтез гликолипида гликозилфосфатидилинозитола). В отличие от предыдущих патологий, данная болезнь приобретенная. Для заболевания характерны хронический гемолиз (происходит более усиленно ночью), утренняя гемоглобинурия, лейкопения, тромбоцитопения. При этом высокий риск тромбозов в результате активации тромбоцитов. Могут развиваться гипо- или апластические кризы, острая миелогенная лейкемия.

Серповидноклеточная анемия. Относится к гемоглобинопатии и связана с заменой в бета-глобине глутамина на валин (HbS). В результате изменяется заряд и в условиях гипоксии гемоглобин полимеризуется. Также к полимеризации приводят увеличение 2,3-дифосфоглицерата, снижение pH.  При низкой концентрации кислорода аномальный гемоглобин осаждается в виде длинных кристаллов в эритроците, что придает им специфическую форму. Для заболевания характерны разрыв мембраны клетки, повышенная адгезивность серповидных ретикулоцитов, повышение количества лейкоцитов, тромботическая коагулопатия. Данным заболеванием страдают примерно 0,3-1% коренного населения Западной Африки. У детей с серповидноклеточной анемией развиваются аспления (повышается риск развития бактериальной инфекции), острый дактилит (разрастание костного мозга приводит к нарушению кровоснабжения костей и их ишемическому некрозу), приступы острой боли, ишемические повреждения (инфаркт селезенки, легочной инфаркт, инсульт, инфаркт печени, сердца, почек).

Развивается порочный круг, который называется кризис серповидно-клеточной анемии. При этом низкая концентрация кислорода приводит к формированию аномальных эритроцитов, которые быстро разрушаясь, приводят к новой волне анемии и гипоксии тканей. Данный патологический круг быстро прогрессирует и в течение нескольких часов может привести к распаду огромного количества эритроцитов и к смерти пациента.

Талассемия. При этой патологии эритроциты имеют укороченный период жизни, чувствительны к окислению, отмечается дисбаланс глобиновых цепей (нарушается соотношение альфа-, бета-, гамма-глобиновых цепей). Заболевание распространено в регионах с малярией. Клинически заболевание проявляется гепатоспленомегалией, патологическими переломами, характерными изменениями лица, истощением. Отмечается увеличение массы костного мозга (особенно в области лица и черепа), экстрамедуллярный гемопоэз.

Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФД). В норме трехвалентное железо (метгемоглобин) восстанавливается до двухвалентного железа, которое переносит кислород. Если это не происходит, развивается окислительный гемолиз, метгемоглобинемия (денатурируется железосодержащий гемоглобин в мультимеры, называемые тельцами Хайнца), преждевременное разрушение эритроцитов путем фагоцитоза.  Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа принимает активное участие в защите эритроцита от окисления. Дефицит Г6ФД является Х-сцепленным заболеванием и часто встречается у лиц средиземноморского и африканского происхождения. Триггерами окислительного гемолиза выступают фасоль, сульфаниламидные препараты, примахин и многие другие лекарства. Лечение заключается в отмене препарата-триггера и поддерживающей терапии [1, 2].

Аутоиммунные гемолитические анемии (АИГА), связанные с тепловыми антителами. Тепловая АИГА встречается чаще, чем холодовая АИГА, и предполагает синтез антител иммуноглобулина G (IgG), обычно к резус-комплексу, которые реагируют с мембраной эритроцитов при нормальной температуре тела. Эритроциты, покрытые IgG, захватываются ретикулоэндотелиальными макрофагами и секвестрируются в селезенке, что приводит к спленомегалии. Гемолиз может происходить без явных причин (идиопатический, первичный), или на фоне другого заболевания (вторичный), например, при системной красной волчанке, лимфопролиферативных нарушениях, опухоли яичников, язвенном колите. Лечение теплового АИГА обычно включает использование глюкокортикоидов, лечение основного заболевания, переливание крови (при необходимости) и поддерживающую терапию [3].

Аутоиммунные гемолитические анемии, связанные с холодовыми антителами. 

При холодовой АИГА синтезируются IgM-антитела, которые реагируют с полисахаридными антигенами на поверхности эритроцитов при низких температурах, а затем вызывают лизис при отогреве за счет фиксации комплемента и внутрисосудистого гемолиза. Синтез этих антител происходит при инфекционных (микоплазменная пневмония, мононуклеоз) и злокачественных процессах. Лечение пациентов предполагает поддерживающую терапию, лечение основного заболевания. 

Лекарственная иммунная гемолитическая анемия. Развивается вследствие индуцирования выработки антител лекарственными препаратами. Положительный прямой антиглобулиновый тест. Триггерами данного вида анемии могут выступать метилдофа, пенициллин, цефотетан, цефтриаксон, пиперациллин (в комбинации пиперациллин/тазобактам) и нестероидные противовоспалительные препараты. Заболевание прогрессирует медленно, а лечение заключается в элиминации лекарства из организма [4].

Микроангиопатическая и макроангиопатическая гемолитическая анемия. Развиваются при наличии искусственного клапана сердца или при повреждении сосудов. Сам гемолиз происходит в капиллярах, прекапиллярах, концевых артериолах [5]. Лабораторным признаком данного вида анемии является наличие в мазках крови шистоцитоза. Шистоциты (фрагменты эритроцитов) могут быть в виде шлема, каски, треугольника, полумесяца и должны иметь не меньше двух углов и линии, которая указывает на разлом. 

Шистоциты образуются при:

фрагментации эритроцитов нитями фибрина, которые натянуты между тромбоцитарными агрегатами в микрососудах;

повреждении клапанами сердца;

заборе крови приспособлениями с отрицательным давлением (вакутайнерами) или при приготовлении мазка (в случае, если мембрана красных клеток хрупкая).

Кроме наличия шистоцитов для данного вида анемии характерны:

ретикулоцитоз;

понижение уровня гаптоглобина;

гипербилирубинемия (за счет непрямой фракции);

повышение лактатдегидрогеназы;

гемоглобинемия и гемоглобинурия;

повышение числа эритрокариоцитов в красном костном мозге.

Микроангиопатическая гемолитическая анемия характерна для таких тяжелых заболеваний, таких как:

Тромботическая тромбоцитопеническая пурпура (ТТП). Связана со снижением активности фермента ADAMTS-13 [6]. Фермент ADAMTS13 расщепляет фактор фон Виллебранда. Если он отсутствует или не функционирует, образуются большие мультимеры фактора фон Виллебранда. Они улавливают тромбоциты, приводя к формированию микротромбов и разрушению эритроцитов путем фрагментации, приводя к шистоцитозу. Приблизительно 95% случаев ТТП связаны с продукцией приобретенных аутоантител, часто без провоцирующего фактора. Сопровождается ТТП резким ухудшением самочувствия, тромбоцитопенией (менее 30,0х10⁹/л), неврологическими нарушениями, лихорадкой, патологией почек. Лечение необходимо начинать незамедлительно путем плазмозамены, введением преднизолона, ритуксимаба.

Гемолитико-уремический синдром (ГУС). Чаще развивается при инфицировании E.Coli O157:H7 или Shigella dysenteriae типа 1. Шига-токсин, который продуцируется кишечной палочкой, связывает глоботриаозилцерамид на поверхности клетки-мишени и приводит к цитотоксичности, индуцирует секрецию необычно больших мультимеров фактора Виллебранда из эндотелиальных клеток [7]. Вначале у пациента отмечается боль в животе и понос (в течение двух дней становится кровавым), повышение температуры тела, тошнота. Примерно через 6-8 дней развивается ГУС, для которого характерны: неиммунная гемолитическая анемия с шистоцитозом в мазке крови, тромбоцитопения, признаки поражения почек. Также могут быть лейкоцитоз, поражение сердца, центральной нервной системы, поджелудочной железы, печени. Лечение включает плазмозамену (плазма содержит необходимые факторы), введение эритроцитарной массы, плазмаферез (для удаления аномальных факторов, связанных с комплементом). Лечение кортикостероидами менее эффективно. Может применяться экулизумаб (моноклональное антитело к фактору С5 комплемента) [8]. Детям не даются антибиотики при инфицировании кишечной палочкой, так как возрастает риск развития гемолитической анемии.

HELLP-синдром. Развивается у беременных. Диагностическими критериями являются тяжелая форма преэклампсии и эклампсии, неиммунный гемолиз, тромбоцитопения менее 100,0х10⁹/л, повышение АСТ выше 70 ЕД/л. Для сохранения жизни пациентки проводится родоразрешение в срочном порядке. 

Макроангиопатическая гемолитическая анемия наблюдается:

после операции по поводу замены аортального или митрального клапана сердца, пластики дефекта межпредсердной перегородки, после устранения открытого артериального протока путем эмболизации спиралью с дакроновыми волокнами;

при неоперированном пороке сердца, кальцинированном стенозе аорты;

разрыве хорды;

коарктации аорты;

формировании вегетаций при бактериальном эндокардите.

При этом фрагментация эритроцитов происходит за счет:

образования завихрений крови рядом с клапаном;

высокого градиента давления между левым предсердием и левым желудочком (если градиент достигает 50 мм. рт. ст., то срезывающая сила достигает 4000 дин/см², а для разрушения эритроцитов достаточно 3000 дин/см²);

контакта компонентов крови с материалом клапана.

Выраженность анемии может быть разной, начиная от легкой и заканчивая тяжелой. Отмечаются такие признаки анемии, как слабость, головокружение, бледность или пожелтение кожи, изменение цвета мочи (становится темной, красноватой, коричневой). Формируется порочный круг, когда гемолиз и гипоксия тканей приводят к учащению сокращения сердца, повышению скоростных показателей крови, что приводит к новому разрушению эритроцитов. В ответ на анемию ускоряются процессы кроветворения в красном костном мозге - требуется много железа, фолиевой кислоты и цианокобаламина (в связи с этим развивается их дефицит). 

По степени тяжести гемолиз вследствие протезирования клапана разделяется на:

легкий - шистоцитов меньше 1%, ретикулоцитов меньше 5%, ЛДГ меньше 500 ЕД/л;

средний - шистоцитов больше 1%, ретикулоцитов больше 5%, ЛДГ больше 500 ЕД/л;

тяжелый - шистоцитов больше 1%, ретикулоцитов больше 5%, ЛДГ больше 500 ЕД/л, гемоглобинурия.

Для лечения легкой и средней степени анемии применяют:

пентоксифиллин (повышает эластичность мембраны эритроцитов);

бета-адреноблокаторы (нормализуют частоту сердечных сокращений и скорость тока крови);

эритропоэтин (стимулирует эритропоэз в красном костном мозге);

железо и фолиевую кислоту (для адекватного кроветворения).

При тяжелой анемии, плохо поддающейся консервативным методам лечения, проводится повторная операция на сердце с заменой клапана.

Гемолитическая анемия при ковид-19. Гемолиз эритроцитов связан с выработкой аутоантител IgG, C3d (тепловые), IgM (холодовые), активацией фагоцитирующих клеток и классического пути комплемента [9]. Анемия развивается нечасто, примерно 13 случаев на 100 000 больных коронавирусом. У пациентов со сфероцитозом индукция гемолиза обусловлена окислительным стрессом. У больных серповидноклеточной анемией из-за сниженного Т-клеточного ответа и менее выраженного цитокинового шторма, улучшается прогноз для жизни при ковид-19. При наличии аутоиммунной гемолитической анемии при ковид-19 риск летального исхода наоборот увеличивается. Это связано с гипоксией и усилением ишемии жизненноважных органов. Образуемые в результате гемолиза железо и ферритин вызывают окислительный стресс. А это в свою очередь приводит к повреждению эндотелия и ультраструктурным изменениям в мембранах эритроцитов [10].

Списоклитературы

Phillips J, Henderson AC. Hemolytic Anemia: Evaluation and Differential Diagnosis. Am Fam Physician. 2018 Sep 15;98(6):354-361. PMID: 30215915.

Bain BJ. Diagnosis from the blood smear. N Engl J Med. 2005;353(5):498-507.

Dhaliwal G, Cornett PA, Tierney LM. Hemolytic anemia. Am Fam Physician. 2004;69(11):2599-2606.

Johnson ST, Fueger JT, Gottschall JL. One center's experience: the serology and drugs associated with drug-induced immune hemolytic anemia—a new paradigm. Transfusion. 2007;47(4):697-702.

Bull BS. Microangiopathic hemolytic anemia. Calif Med. 1972 May;116(5):49-50. PMID: 18730733; PMCID: PMC1518418.

Tsai HM, Lian EC: Antibodies to von Willebrand factor-cleaving protease in acute thrombotic thrombocytopenic purpura. N Engl J Med, 1998; 339: 1585-1594.

Huang J, Motto DG, Bundle DR, Sadler JE: Shiga toxin B subunits induce VWF secretion by human endothelial cells and thrombotic microangiopathy in ADAMTS13-deficient mice. Blood, 2010; 116: 3653-3659

Yoshida Y, Kato H, Ikeda Y, Nangaku M. Pathogenesis of Atypical Hemolytic Uremic Syndrome. J Atheroscler Thromb. 2019 Feb 1;26(2):99-110. doi: 10.5551/jat.RV17026. Epub 2018 Nov 2. PMID: 30393246; PMCID: PMC6365154.

AbouYabis AN, Bell GT. Hemolytic Anemia Complicating COVID-19 Infection. J Hematol. 2021 Oct;10(5):221-227. doi: 10.14740/jh906. Epub 2021 Oct 5. PMID: 34804312; PMCID: PMC8577589.

Al-Kuraishy HM, Al-Gareeb AI, Kaushik A, Kujawska M, Batiha GE. Hemolytic anemia in COVID-19. Ann Hematol. 2022 Sep;101(9):1887-1895. doi: 10.1007/s00277-022-04907-7. Epub 2022 Jul 8. PMID: 35802164; PMCID: PMC9263052.

Код для цитирования: Скопировать