Die Sichelzellenkrankheit ist die erste menschliche Erbkrankheit, die auf der Ebene der Proteine und der DNA verstanden wurde. Die Sichelzellenanämie ist eine Krankheit, die vor allem bei Menschen afrikanischer Abstammung auftritt. Bei der Untersuchung der Genomik von Menschen aus Afrika ist es jetzt sehr klar, dass die Mutation im Beta-Globin-Gen, die eine Aminosäure an der sechsten Position des Proteins verändert, drei verschiedene Male in der Geschichte der menschlichen Rasse aufgetreten ist. Und diese hat sich im Laufe der Geschichte in Afrika in drei verschiedenen Gruppen ausgebreitet und ist dann über die ganze Welt gewandert. Nun, die Mutation beeinträchtigt nicht wirklich die Fähigkeit von Beta-Globin, mit Alpha-Globin zusammenzuarbeiten und Hämoglobin zu bilden, und sie beeinträchtigt auch nicht die Fähigkeit, Sauerstoff zu transportieren. Tatsächlich haben Menschen, die ein Hämoglobin S-Gen von ihrer Mutter und ein Hämoglobin S-Gen von ihrem Vater geerbt haben, also homozygot für Hämoglobin S sind, eine völlig normale Sauerstofftransportkapazität des Hämoglobins. Die Probleme entstehen, wenn die rote Zelle, die Hämoglobin S enthält, in die Muskeln oder ins Gehirn gelangt und den Sauerstoff abgibt. Und was passiert, ist, dass Hämoglobin S eine Tendenz hat, wenn der Sauerstoff abgeht, aneinander zu kleben, und sie bilden diese Polymere. Wenn sie nun wieder Sauerstoff bekommen, gehen sie wieder in Lösung. Der Unterschied zwischen Hämoglobin S und Wildtyp-Hämoglobin ist, dass das Wildtyp-Hämoglobin löslich ist, wenn es Sauerstoff hat, und es ist auch löslich, wenn es keinen Sauerstoff hat. Nun, wenn alles gut funktioniert, werden diese Polymere bei Menschen mit Sichelzellkrankheit nicht sehr groß. Aber das kann sich verschlimmern, wenn man extremen Sauerstoffstress hat, und das ist es, was die charakteristischen Sichelzellen verursacht. Die Polymere werden sehr, sehr lang, und sie dehnen die Zelle aus der Form. Nun ist Ihre Milz sehr gut darin, diese Zellen aus dem peripheren Blut herauszufischen, wenn sie durchkommen. Und das ist es, was die Anämie verursacht, und der alte Name für Sichelzellen war Sichelzellenanämie. Wie auch immer, kurze Polymere sind sehr, sehr gefährlich. Wenn Sie sich ein rotes Blutkörperchen, das durch Ihre Venen, Arterien und Kapillaren geht, als einen Wasserballon vorstellen, werden Sie sehen, wie es sich zu einem langen Zylinder zusammenquetschen kann, um durch eine Kapillare zu gelangen, und sich wie ein Pfannkuchen abflachen kann, um durch Bereiche in der Milz zu gelangen, die die schlecht geformten roten Blutkörperchen irgendwie herausharken, und sich dann wieder zu einer normalen Wasserballonform zu formen, um in die Arterien und Venen zu gelangen. Aber wenn Sie ein rotes Blutkörperchen haben, das voll von diesen kleinen Hämoglobin-S-Polymeren ist, ist das wie ein Wasserballon voller Eissplitter, und wenn das durch die Kapillaren und die kleinen Venen geht, reißt es die Auskleidung dieser Dinge auf, genau wie wenn Sie einen Schnitt hätten, und es aktiviert Ihre Gerinnungsreaktion und es bilden sich Mikroklumpen. Und manchmal werden diese Gerinnsel immer größer und größer, so dass die wirkliche Letalität bei der Sichelzellkrankheit nicht von der Anämie ausgeht, sondern von dieser Gefäßerkrankung. Und so ist es sehr bedauerlich, dass etwa ein Drittel der Menschen, die homozygot für Hämoglobin S sind, einen oder mehrere Schlaganfälle erleiden, bevor sie 10 Jahre alt sind. Und bei den wenigen, die das Glück haben, Jugendliche zu werden, können sich diese Gerinnsel in der Lunge ansammeln und zu einer sehr schweren Erkrankung führen, die man akutes Brustsyndrom nennt, was im Grunde ein Emphysem oder eine Lungenzerstörung durch diese Verstopfungen ist. Etwa ein Drittel der Patienten wird gesund bis zum Erwachsenenalter leben, aber sie haben viele Probleme mit eisenüberladenen Organen, und ihre Lebensspanne ist deutlich kürzer. Und es ist für mich einfach erstaunlich, dass dies alles von einer sehr kleinen Veränderung kommt, einer Veränderung in einer Aminosäure, die wirklich keinen Einfluss auf die normale Funktion des Proteins hat, aber große Auswirkungen auf alle anderen Systeme im Körper hat, die die roten Zellen durchlaufen.
David M. Bodine, Ph.D.