Obiettivi di apprendimento
Alla fine di questa sezione, sarai in grado di:
- Descrivere le due conseguenze fisiologiche fondamentali della trasfusione di sangue incompatibile
- Confrontare e contrastare i gruppi sanguigni ABO e Rh
- Identificare quali gruppi sanguigni possono essere trasfusi in sicurezza in pazienti con diversi tipi ABO
- Discutere la fisiopatologia della malattia emolitica del neonato
Le trasfusioni di sangue negli esseri umani erano procedure rischiose fino alla scoperta dei principali gruppi sanguigni umani da Karl Landsteiner, un biologo e medico austriaco, nel 1900. Fino a quel momento, i medici non capivano che la morte a volte seguiva le trasfusioni di sangue, quando il tipo di sangue del donatore infuso nel paziente era incompatibile con il sangue del paziente stesso. I gruppi sanguigni sono determinati dalla presenza o assenza di specifiche molecole marker sulle membrane plasmatiche degli eritrociti. Con la loro scoperta, è stato possibile per la prima volta abbinare i gruppi sanguigni paziente-donatore e prevenire reazioni trasfusionali e morti.
Antigeni, anticorpi e reazioni trasfusionali
Gli antigeni sono sostanze che il corpo non riconosce come appartenenti al “sé” e che quindi innescano una risposta difensiva dei leucociti del sistema immunitario. Qui ci concentreremo sul ruolo dell’immunità nelle reazioni di trasfusione del sangue. Con i globuli rossi in particolare, potete vedere gli antigeni indicati come isoantigeni o agglutinogeni (antigeni di superficie) e gli anticorpi indicati come isoanticorpi o agglutinine. In questo capitolo, useremo i termini più comuni antigeni e anticorpi.
Gli antigeni sono generalmente grandi proteine, ma possono includere altre classi di molecole organiche, compresi carboidrati, lipidi e acidi nucleici. A seguito di un’infusione di sangue incompatibile, eritrociti con antigeni estranei appaiono nel flusso sanguigno e scatenano una risposta immunitaria. Le proteine chiamate anticorpi (immunoglobuline), che sono prodotte da alcuni linfociti B chiamati plasmacellule, si attaccano agli antigeni sulle membrane plasmatiche degli eritrociti infusi e li fanno aderire l’uno all’altro.
- Perché le braccia degli anticorpi a forma di Y si attaccano in modo casuale a più di una superficie eritrocitaria non propria, formano grumi di eritrociti. Questo processo è chiamato agglutinazione.
- I grumi di eritrociti bloccano i piccoli vasi sanguigni in tutto il corpo, privando i tessuti di ossigeno e nutrienti.
- Quando i grumi di eritrociti vengono degradati, in un processo chiamato emolisi, la loro emoglobina viene rilasciata nel sangue. Questa emoglobina viaggia verso i reni, che sono responsabili della filtrazione del sangue. Tuttavia, il carico di emoglobina rilasciato può facilmente sopraffare la capacità del rene di eliminarlo, e il paziente può sviluppare rapidamente insufficienza renale.
Sono stati identificati più di 50 antigeni sulle membrane degli eritrociti, ma i più significativi in termini di danno potenziale ai pazienti sono classificati in due gruppi: il gruppo sanguigno ABO e il gruppo sanguigno Rh.
Il gruppo sanguigno ABO
Anche se il nome del gruppo sanguigno ABO consiste di tre lettere, la tipizzazione del sangue ABO designa la presenza o l’assenza di due soli antigeni, A e B. Entrambi sono glicoproteine. Le persone i cui eritrociti hanno antigeni A sulle loro superfici di membrana eritrocitaria sono designate come gruppo sanguigno A, e quelle i cui eritrociti hanno antigeni B sono di tipo B. Le persone possono anche avere entrambi gli antigeni A e B sui loro eritrociti, nel qual caso sono di tipo AB. Le persone che non hanno né antigeni A né B sono designate come gruppo sanguigno O. I gruppi sanguigni ABO sono determinati geneticamente.
Normalmente il corpo deve essere esposto a un antigene estraneo prima che un anticorpo possa essere prodotto. Questo non è il caso del gruppo sanguigno ABO. Gli individui con sangue di tipo A – senza alcuna precedente esposizione a sangue incompatibile – hanno anticorpi preformati contro l’antigene B che circolano nel loro plasma sanguigno. Questi anticorpi, detti anticorpi anti-B, causeranno agglutinazione ed emolisi se incontrano eritrociti con antigeni B. Allo stesso modo, un individuo con sangue di tipo B ha anticorpi anti-A preformati. Gli individui con sangue di tipo AB, che ha entrambi gli antigeni, non hanno anticorpi preformati per nessuno dei due. Le persone con sangue di tipo O non hanno gli antigeni A e B sui loro eritrociti, ma entrambi gli anticorpi anti-A e anti-B circolano nel loro plasma sanguigno.
Gruppi sanguigni Rh
Il gruppo sanguigno Rh è classificato in base alla presenza o assenza di un secondo antigene eritrocitario identificato come Rh. (È stato scoperto per la prima volta in un tipo di primate conosciuto come macaco rhesus, che è spesso usato nella ricerca, perché il suo sangue è simile a quello degli umani). Anche se sono state identificate decine di antigeni Rh, solo uno, designato D, è clinicamente importante. Coloro che hanno l’antigene Rh D presente sui loro eritrociti – circa l’85% degli americani – sono descritti come Rh positivi (Rh+) e quelli che ne sono privi sono Rh negativi (Rh-). Si noti che il gruppo Rh è distinto dal gruppo ABO, quindi qualsiasi individuo, indipendentemente dal suo gruppo sanguigno ABO, può avere o non avere questo antigene Rh. Quando si identifica il gruppo sanguigno di un paziente, il gruppo Rh viene designato aggiungendo la parola positivo o negativo al tipo ABO. Per esempio, A positivo (A+) significa sangue ABO di gruppo A con l’antigene Rh presente, e AB negativo (AB-) significa sangue ABO di gruppo AB senza l’antigene Rh.
La seguente tabella riassume la distribuzione dei gruppi sanguigni ABO e Rh negli Stati Uniti.
| Tabella 1. Riassunto dei tipi di sangue ABO e Rh negli Stati Uniti | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Tipo di sangue | Africani-Americani | Asiatici-Americani | Caucasici-Americani | Latino/Latina-Americani | |
| A+ | 24 | 27 | 33 | 29 | |
| A- | 2 | 0.5 | 7 | 2 | |
| B+ | 18 | 25 | 9 | 9 | |
| B- | 1 | 0.4 | 2 | 1 | |
| AB+ | 4 | 7 | 3 | 2 | |
| AB- | 0.3 | 0.1 | 1 | 0.2 | |
| O+ | 47 | 39 | 37 | 53 | |
| O- | 4 | 1 | 8 | 4 | |
In contrasto con gli anticorpi del gruppo ABO, che sono preformati, gli anticorpi contro l’antigene Rh sono prodotti solo negli individui Rh- dopo l’esposizione all’antigene. Questo processo, chiamato sensibilizzazione, si verifica a seguito di una trasfusione con sangue Rh-incompatibile o, più comunemente, con la nascita di un bambino Rh+ da una madre Rh-. I problemi sono rari in una prima gravidanza, poiché le cellule Rh+ del bambino raramente attraversano la placenta (l’organo di scambio di gas e nutrienti tra il bambino e la madre). Tuttavia, durante o subito dopo la nascita, la madre Rh- può essere esposta alle cellule Rh+ del bambino (Figura 1). La ricerca ha dimostrato che questo accade in circa il 13-14% di queste gravidanze. Dopo l’esposizione, il sistema immunitario della madre inizia a generare anticorpi anti-Rh. Se la madre dovesse poi concepire un altro bambino Rh+, gli anticorpi Rh che ha prodotto possono attraversare la placenta nel flusso sanguigno fetale e distruggere i globuli rossi del feto. Questa condizione, nota come malattia emolitica del neonato (HDN) o eritroblastosi fetale, può causare anemia in casi lievi, ma l’agglutinazione e l’emolisi possono essere così gravi che senza trattamento il feto può morire nel grembo materno o poco dopo la nascita.
Figura 1. La prima esposizione di una madre Rh- agli eritrociti Rh+ durante la gravidanza induce la sensibilizzazione. Gli anticorpi anti-Rh cominciano a circolare nel sangue della madre. Una seconda esposizione si verifica con una successiva gravidanza con un feto Rh+ nell’utero. Gli anticorpi materni anti-Rh possono attraversare la placenta ed entrare nel flusso sanguigno fetale, causando l’agglutinazione e l’emolisi degli eritrociti fetali.
Un farmaco noto come RhoGAM, abbreviazione di Rh immune globulina, può temporaneamente prevenire lo sviluppo di anticorpi Rh nella madre Rh-, evitando così questa malattia potenzialmente grave per il feto. Gli anticorpi RhoGAM distruggono tutti gli eritrociti Rh+ del feto che possono attraversare la barriera placentare. RhoGAM viene normalmente somministrato alle madri Rh- durante le settimane 26-28 di gravidanza ed entro 72 ore dalla nascita. Si è dimostrato notevolmente efficace nel diminuire l’incidenza di HDN. In precedenza abbiamo notato che l’incidenza di HDN in una successiva gravidanza Rh+ da una madre Rh- è circa 13-14 per cento senza trattamento preventivo. Dall’introduzione del RhoGAM nel 1968, l’incidenza è scesa a circa lo 0,1% negli Stati Uniti.
Determinazione dei gruppi sanguigni ABO
I medici sono in grado di determinare il gruppo sanguigno di un paziente rapidamente e facilmente utilizzando anticorpi preparati in commercio. Un campione di sangue sconosciuto viene distribuito in pozzetti separati. In un pozzetto viene aggiunta una piccola quantità di anticorpo anti-A e in un altro una piccola quantità di anticorpo anti-B. Se l’antigene è presente, gli anticorpi causeranno un’agglutinazione visibile delle cellule (Figura 2). Il sangue dovrebbe anche essere testato per gli anticorpi Rh.
Figura 2. Questo campione di una carta “bedside” prodotta commercialmente permette una rapida tipizzazione del sangue del ricevente e del donatore prima della trasfusione. La scheda contiene tre siti di reazione o pozzetti. Uno è rivestito con un anticorpo anti-A, uno con un anticorpo anti-B e uno con un anticorpo anti-D (verifica la presenza del fattore Rh D). Mescolando una goccia di sangue e di soluzione fisiologica in ogni pozzetto si permette al sangue di interagire con una preparazione di anticorpi specifici del tipo, chiamati anche anti-sere. L’agglutinazione dei globuli rossi in un determinato sito indica un’identificazione positiva degli antigeni del sangue, in questo caso gli antigeni A e Rh per il gruppo sanguigno A+. Ai fini della trasfusione, i gruppi sanguigni del donatore e del ricevente devono corrispondere.
Protocolli di trasfusione ABO
Per evitare reazioni trasfusionali, è meglio trasfondere solo gruppi sanguigni corrispondenti; cioè, un ricevente di tipo B+ dovrebbe idealmente ricevere sangue solo da un donatore di tipo B+ e così via. Detto questo, in situazioni di emergenza, quando un’emorragia acuta minaccia la vita del paziente, potrebbe non esserci il tempo per la corrispondenza incrociata per identificare il gruppo sanguigno. In questi casi, il sangue di un donatore universale – un individuo con sangue di tipo O – può essere trasfuso. Ricordiamo che gli eritrociti di tipo O non mostrano antigeni A o B. Così, gli anticorpi anti-A o anti-B che potrebbero essere in circolazione nel plasma sanguigno del paziente non incontreranno nessun antigene di superficie degli eritrociti sul sangue donato e quindi non saranno provocati in una risposta. Un problema con questa designazione di donatore universale è che se l’individuo di tipo O è stato precedentemente esposto all’antigene Rh, gli anticorpi Rh potrebbero essere presenti nel sangue donato. Inoltre, introducendo sangue di tipo O in un individuo con sangue di tipo A, B o AB si introdurranno comunque anticorpi contro entrambi gli antigeni A e B, poiché questi sono sempre in circolazione nel plasma del sangue di tipo O. Questo può causare problemi al ricevente, ma poiché il volume di sangue trasfuso è molto inferiore a quello del sangue del paziente, gli effetti negativi dei relativamente pochi anticorpi plasmatici infusi sono in genere limitati. Anche il fattore Rh gioca un ruolo. Se gli individui Rh- che ricevono il sangue hanno avuto una precedente esposizione all’antigene Rh, gli anticorpi per questo antigene possono essere presenti nel sangue e innescare l’agglutinazione in qualche misura. Anche se è sempre preferibile fare un confronto incrociato con il sangue di un paziente prima della trasfusione, in una vera situazione di emergenza pericolosa per la vita, questo non è sempre possibile, e queste procedure possono essere attuate.
Un paziente con gruppo sanguigno AB+ è conosciuto come il ricevente universale. Questo paziente può teoricamente ricevere qualsiasi tipo di sangue, perché il suo stesso sangue – che ha entrambi gli antigeni A e B sulla superficie eritrocitaria – non produce anticorpi anti-A o anti-B. Inoltre, un paziente Rh+ può ricevere sia sangue Rh+ che Rh-. Tuttavia, tenete presente che il sangue del donatore conterrà anticorpi in circolazione, anche in questo caso con possibili implicazioni negative. La Figura 3 riassume i tipi di sangue e le compatibilità.
Sulla scena di incidenti con più veicoli, scontri militari e disastri naturali o causati dall’uomo, molte vittime possono soffrire contemporaneamente di emorragia acuta, ma il sangue di tipo O può non essere immediatamente disponibile. In queste circostanze, i medici possono almeno cercare di sostituire parte del volume di sangue che è stato perso. Questo viene fatto tramite la somministrazione endovenosa di una soluzione salina che fornisce fluidi ed elettroliti in proporzioni equivalenti a quelle del normale plasma sanguigno. Sono in corso ricerche per sviluppare un sangue artificiale sicuro ed efficace che svolga la funzione di trasporto dell’ossigeno del sangue senza i globuli rossi, permettendo trasfusioni sul campo senza preoccupazioni di incompatibilità. Questi sostituti del sangue contengono normalmente emoglobina e trasportatori di ossigeno a base di perfluorocarburi.
Figura 3. Questo grafico riassume le caratteristiche dei gruppi sanguigni nel gruppo sanguigno ABO. Vedi il testo per saperne di più sul concetto di donatore o ricevente universale.
Rassegna del capitolo
Gli antigeni sono molecole non self, di solito grandi proteine, che provocano una risposta immunitaria. Nelle reazioni trasfusionali, gli anticorpi si attaccano agli antigeni sulla superficie degli eritrociti e causano agglutinazione ed emolisi. Gli antigeni del gruppo sanguigno ABO sono designati A e B. Le persone con sangue di tipo A hanno antigeni A sui loro eritrociti, mentre quelle con sangue di tipo B hanno antigeni B. Quelli con sangue AB hanno entrambi gli antigeni A e B, e quelli con sangue di tipo O non hanno né antigeni A né B. Il plasma sanguigno contiene anticorpi preformati contro gli antigeni non presenti sugli eritrociti di una persona.
Un secondo gruppo di antigeni del sangue è il gruppo Rh, il più importante dei quali è Rh D. Le persone con sangue Rh- non hanno questo antigene sui loro eritrociti, mentre quelli che sono Rh+ sì. Circa l’85% degli americani sono Rh+. Quando una donna che è Rh- rimane incinta di un feto Rh+, il suo corpo può iniziare a produrre anticorpi anti-Rh. Se successivamente rimane incinta di un secondo feto Rh+ e non viene trattata preventivamente con RhoGAM, il feto sarà a rischio di una reazione antigene-anticorpo, tra cui agglutinazione ed emolisi. Questo è noto come malattia emolitica del neonato.
Il cross matching per determinare il gruppo sanguigno è necessario prima di trasfondere il sangue, a meno che il paziente non abbia un’emorragia che è una minaccia immediata alla vita, nel qual caso il sangue di tipo O può essere trasfuso.
Autoverifica
Rispondi alla/e domanda/e qui sotto per vedere quanto hai capito gli argomenti trattati nella sezione precedente.
Domande sul Pensiero Critico
- In seguito a un incidente automobilistico, un paziente viene portato d’urgenza al pronto soccorso con lesioni traumatiche multiple, che causano gravi emorragie. Le condizioni del paziente sono critiche e non c’è tempo per determinare il suo gruppo sanguigno. Quale tipo di sangue viene trasfuso e perché?
- In preparazione a un intervento chirurgico programmato, un paziente visita il laboratorio dell’ospedale per un prelievo di sangue. Il tecnico raccoglie un campione di sangue ed esegue un test per determinarne il tipo. Mette un campione di sangue del paziente in due pozzetti. Al primo pozzetto aggiunge l’anticorpo anti-A. Al secondo aggiunge un anticorpo anti-B. Entrambi i campioni si agglutinano visibilmente. Il tecnico ha commesso un errore o si tratta di una reazione normale? Se è normale, quale gruppo sanguigno indica?
Glossario
Gruppo sanguigno ABO: classificazione del gruppo sanguigno basata sulla presenza o assenza di glicoproteine A e B sulla superficie della membrana eritrocitaria
agglutinazione: raggruppamento di cellule in masse collegate da anticorpi
cross matching: esame del sangue per l’identificazione del gruppo sanguigno mediante anticorpi e piccoli campioni di sangue
emolisi: distruzione (lisi) degli eritrociti e rilascio della loro emoglobina in circolazione
malattia emolitica del neonato (HDN): (anche, eritroblastosi fetale) malattia che causa agglutinazione ed emolisi in un feto Rh+ o in un neonato di una madre Rh-
Gruppo sanguigno Rh: classificazione del tipo di sangue basata sulla presenza o assenza dell’antigene Rh sulla superficie della membrana eritrocitaria
donatore universale: individuo con sangue di tipo O-
ricevente universale: individuo con sangue di tipo AB+