Oznaczanie grup krwi Teach article
Tłumaczenie: Magdalena Zel. W poniższym ćwiczeniu prawdziwą krew zastąpiono roztworami chemicznymi, które reagują w podobny sposób.
Zagadnienie grup krwi często pojawia się w przebiegu nauki w szkole, ale ćwiczenia praktyczne z użyciem prawdziwej krwi nie są możliwe z wielu przyczyn – obaw rodziców, konieczności oszacowania ryzyka zakażenia chorobami krwiopochodnymi, niechęci uczniów do wykorzystania własnej krwi.
W poniższym ćwiczeniu wykorzystano roztwory chemiczne, które reagują w sposób podobny do krwi. Ćwiczenie może być wykorzystane na lekcjach i skierowane jest do uczniów w różnym wieku.
Skład i właściwości krwi
krwi obwodowej, na którym
widać czerwone krwinki (A),
płytki krwi (B) oraz białe
krwinki (C, D, E)
Zdjęcie dzięki uprzejmości
Magdaleny Wajrak
Krew to lepka ciecz, składająca się z krwinek zawieszonych w osoczu. Wyróżnia się krwinki czerwone, białe oraz płytki krwi (Ryc. 1). W osoczu zawieszonych bądź rozpuszczonych jest wiele substancji takich jak białka, cukry, tłuszcze, sole, enzymy oraz gazy. Każdy człowiek dziedziczy określoną grupę krwi.
Aż do roku 1980, grupy krwi w układzie ABO rozróżniano na podstawie obecności trzech substancji na powierzchni krwinek czerwonych – antygenów. Metodę tę w sądownictwie zastąpiono nowszymi metodami, takimi jak mapowanie DNA. Mimo to jest ona nadal stosowana rutynowo w badaniach np. przed transfuzjami, aby zapobiec powikłaniom potransfuzyjnym.
Obecność bądź brak antygenu A lub B na powierzchni krwinek czerwonych warunkuje występowanie danej grupy krwi. Tym sposobem wyróżniono cztery grupy krwi: A, B, AB (na powierzchni krwinek czerownych występują zarówno antygeny A jak i B) oraz O (gdy nie występuje ani antygen A ani B), jak pokazano na rysunku 2. Trzecim bardzo ważnych antygenem jest antygen Rhesus (Rh) zwany też antygenem D. Osoby, u których występuje antygen D nazywamy Rh dodatnimi, a osoby, które tego antygenu nie posiadają – Rh ujemnymi.
Do oznaczania grupy krwi wykorzystuje się przeciwciała (tzw. aglutyniny), które dodaje się do kilku kropel krwi. Przeciwciała te łączą się w powierzchnią krwinek czerwonych, powodując wystąpienie aglutynacji. Wystąpienie aglutynacji oznacza, że krwinki czerwone posiadają antygeny, przeciwko którym skierowane są dane przeciwciała. Grupa krwi zostanie oznaczona gdy użyjemy wszystkich potrzebnych przeciwciał (tabela 1).
| Przeciwciała anty-A + krew: aglutynacja |
Przeciwciała anty-B + krew: aglutynacja |
Grupa krwi |
|---|---|---|
| Tak | Nie | A |
| Tak | Tak | AB |
| Nie | Tak | B |
| Nie | Nie | O |
Badanie grupy krwi w układzie ABO
Zasady bezpieczeństwa
Zaleca się używanie rękawiczek oraz okularów. Zobacz też: ogólne zasady bezpieczeństwa.
Materiały
Zdjęcie dzięki uprzejmości
Magdaleny Wajrak
Każda grupa musi przygotować:
- Seroplasty (jednorazowe płyty do oznaczania grup krwi)
- Dwie pipety, po jednej dla każdej z próbek krwi
- 2-molowy roztwór kwasu solnego w buteleczce z zakraplaczem – oznaczony jako anty-A
- 2-molowy roztwór kwasu siarkowego w buteleczce z zakraplaczem – oznaczony jako anty-B
- „Próbki krwi” o znanej grupie krwi (roztwory wodne zagęszczone glicerolem i zabarwione barwnikiem spożywczym), oznaczone jako grupy:
- „O” – woda destylowana
- „A” – 0,1-molowy roztwór azotanu srebra
- „B” – 0,1-molowy roztwór azotanu baru
- „AB” – mieszanina 0,1-molowego roztworu azotanu srebra i 0,1-molowego roztworu azotanu baru w stosunku 1:1
- Próbki krwi o nieznanej grupie, sporządone z powyższych roztworów, oznaczone jako „pacjent 1”, „pacjent 2”, itd.
Wykonanie
Wprowadź uczniów w sceniariusz ćwiczenia: miał miejsce wypadek, w związku z czym należy oznaczyć grupy krwi osób poszkodowanych zanim przeprowadzona zostanie transfuzja krwi.
- Dodaj jedną kroplę próbki krwi o znanej grupie krwi, używając czystej pipety, do pierwszej studzienki w każdym rzędzie na seroplaście. Postępuj zgodnie z rysunkiem 2.
- Dodaj po kropli odczynnika anty-A do każdej studzienki w pierwszym rzędzie i zapisz obserwacje w tabeli nr 2. Jeżeli wynik nie jest jednoznaczny, należy dodać kolejną kroplę odczynnika anty-A.
- Dodaj po kropli odczynnika anty-B do każdej studzienki w drugim rzędzie i zapisz obserwacje w tabeli nr 2. Jeżeli wynik nie jest jednoznaczny, należy dodać kolejną kroplę odczynnika anty-B.
- Na podstawie wyników reakcji oceń jak reagują poszczególne grupy krwi (O, A, B, AB) z przeciwciałami.
- Dokonaj badania grupy krwi pacjentów na czystym seroplaście, postępując w analogiczny sposób. Zapisz wyniki w tabeli nr 3.
- Zapisz jakie grupy krwi mają pacjenci.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Magdaleny Wajrak
| Grupa krwi | Wyniki z użyciem odczynnika anty-A. Czy wystąpiła aglutynacja? | Wyniki z użyciem odczynnika anty-B. Czy wystąpiła aglutynacja? |
|---|---|---|
| A | ||
| B | ||
| AB | ||
| O |
| Pacjent | Wyniki z użyciem odczynnika anty-A. Czy wystąpiła aglutynacja? | Wyniki z użyciem odczynnika anty-B. Czy wystąpiła aglutynacja? | Grupa krwi |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| 4 |
Co się dzieje?
Powyższe testy przedstawiają reakcje poszczególnych grup krwi z przeciwciałami. Ze starszymi uczniami można podjąć dyskusję na temat różnicy między reakcją substytucji, którą wykorzystano w ćwiczeniu, a reakcją antygen-przeciwciało, faktycznie wykorzystywaną w oznaczeniach grup krwi.
W tym ćwiczeniu, zamiast aglutynacji krwinek czerwonych, dochodzi do wytrącania substancji białego koloru.
Azotan baru (roztwór) + kwas siarkowy (roztwór) -> siarczan baru (ciało stałe) + kwas azotowy (roztwór)
Azotan srebra (roztwór) + kwas solny (roztwór) -> chlorek srebra (ciało stałe) + kwas azotowy (roztwór)
Ze względu na obecność barwnika spożywczego wytrącone substancje mają kolor czerwony.
Inne grupy krwi
Już niedługo konieczność oznaczania grup krwi przed transfuzją może być zbędna. Naukowcom z Universytetu w Edynburgu udało się wyhodować krwinki czerwone o grupie O z komórek macierzystych. Jeżeli metodę tę stosować na szerszą skalę, stanowiłaby nowe źródło krwi o uniwersalnej grupie. Póki co istnieją plany rozpoczęcia badań klinicznych nad tą metodą w 2016 roku.
Co więcej, naukowcy wciąż pracują nad produktami na bazie hemoglobiny, białka, odpowiedzialnego za przenoszenie tlenu we krwi. Produkty te w formie sypkiej mogłyby być przechowywane przez wiele miesięcy w temperaturze pokojowej – w odróżnieniu od krwi, którą należy przechowywać w lodówkach.
Podziękowanie
Istnieje kilka wersji powyższego ćwiczenia. Roztwory użyte w tej wersji zaczerpnięto od Koła Naukowców Niezależnych Szkół z Australii Zachodniej (LABNETWEST)w1.
Web References
- w1– aby dowiedzieć się więcej o LABNETWEST odwiedź ich stronę.
Resources
- Najczęściej występujące grupy krwi to grupa A, B, AB oraz O. Niemniej jednak spotyka się także inne, rzadziej występujące, o czym można przeczytać w tym artykule w Mosaic.
- Polecamy również pochodzący z tej samej strony internetowej artykuł o tym, dlaczego właściwie występują różne grupy krwi?
- Aby przeczytać inne artykuły w Science in School o podobnej tematyce, zobacz:
- Wallace-Müller K (2011) Detektyw na tropach DNA – zagadka kryminalna. Science in School 19: 30-35.
- Gardner G (2006) The detective mystery: an interdisciplinary foray into basic forensic science. Science in School 3: 35-38.
Review
Praktyczne ćwiczenia dotyczące podstawowych zagadnień serologii grup krwi. Mimo że teoria może być znana uczniom, ćwiczenia z użyciem krwi zwykle nie są praktykowane, z przyczyn wyjaśnionych w artykule. Powyższe ćwiczenie jest jednak swoistą symulacją, z wykorzystaniem prostych reakcji chemicznych.
Temat artykułu jest powiązany z takimi zagadnieniami jak immunologia (biologia), reakcje substytucji (chemia) czy też prawa pacjenta (etyka). Ćwiczenie może także pobudzać uczniów do poszukiwania nowych technologii, które umożliwiłyby bezpieczniejsze i szybsze transfuzje.
Przykładowe pytania sprawdzające:
- Dlaczego ważna jest znajomość własnej grupy krwi?
- Jak dochodzi do reakcji aglutynacji? Jakie są powiązania między antygenem a przeciwciałem?
- Czy znasz jakieś inne układy grup krwi występujące obok układu ABO?
- Jaka jest różnica między aglutynacją a reakcją substytucji?
- Dlaczego tak ważne jest poszukiwanie nowych źródeł krwi grupy O?
Ana Molina, IES Gil y Carrasco, Ponferrada, Hiszpania