MASARYKOVA UNIVERZITA Přírodovědecká fakulta Katedra antropologie
Určování krevních skupin u historického kosterního materiálu Bakalářská práce
Klára Parmová Vedoucí práce: doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph. D.
Brno 2007 1
Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracovala samostatně a s použitím literatury uvedené v seznamu literatury.
V Brně, dne 15.5.2007
2
Děkuji doc. RNDr. Evě Drozdové, Ph. D. za vedení této bakalářské práce. Dále bych chtěla poděkovat paní Mgr. Janě Benešové z Oddělení fyziologie a imunologie živočichů Masarykovy univerzity za její ochotu a cenné konzultace. V neposlední řadě patří můj dík také Bc. Janě Kamarýtové za praktické ukázky laboratorních metod.
3
O b s a h Abstrakt.....................................................................................................................6 Klíčová slova..............................................................................................................6 1. Úvod....................................................................................................................... 7 2. Metody práce........................................................................................................ 8 3. Krevní skupiny u člověka.....................................................................................9 3.1. Krevní systém AB0.................................................................................. 9 3.1.1. Podskupiny systému AB0..........................................................11 3.1.2. Imunohematologie.................................................................... 12 3.1.3. Fenomén vylučovatelství...........................................................12 3.1.4. Genetika systému AB0..............................................................14 3.1.5. Fenotyp Bombay....................................................................... 16 3.2. Krevní systém Rh.................................................................................... 17 3.3. Fetální erytroblastóza.............................................................................. 18 3.4. Další krevní systémy................................................................................ 21 4. Antropologie krevních skupin............................................................................. 24 4.1. Počátky séroantropologie.........................................................................24 4.1.1. HardyhoWeinbergova rovnice.................................................. 24 4.1.2. Biochemický index....................................................................25 4.2. Séroantropologie v Československu........................................................25 4.2.1. Vojtěch Suk a jeho dílo............................................................. 26 4.3. Geografické rozložení krevních skupin ve světě.....................................27 4.3.1. Systém AB0 ve světě................................................................ 28 4.3.1.1. Krevní skupina 0........................................................ 28 4.3.1.2. Krevní skupina A....................................................... 29 4.3.1.3. Krevní skupina B....................................................... 30 4.3.2. Systém AB0 v České republice................................................ 31 4.3.3. Systém Rh ve světě...................................................................31 4.3.4. Evoluce krevních skupin.......................................................... 32 5. Určování krevního systému AB0 u historického kosterního materiálu........... 33 5.1. Molekulárně genetické vyšetření krevních skupin...................................33 5.1.1. Molekulární genetika systému AB0.......................................... 33 5.1.2. Metoda PCR („polymerase chain reaction“).............................35 5.2. Serologické vyšetření krevních skupin....................................................36 5.2.1. Historie výzkumů......................................................................37 5.2.2. Biologický materiál.................................................................. 40 5.2.2.1. Kosti...........................................................................40 5.2.2.1.1. Původ kosterního materiálu.........................40 5.2.2.1.2. Příprava kostí.............................................. 40 4
5.2.2.1.3. Výběr kostí k analýze................................. 41 5.2.2.2. AntiH sérum ............................................................42 5.2.3. Metody......................................................................................43 5.2.3.1. Metoda absorpčně inhibiční (AI)...............................43 5.2.3.1.1. Fáze extrakce ..............................................44 5.2.3.1.2. Fáze koncentrace ........................................44 5.2.3.1.3. Fáze aglutinačně inhibiční.......................... 44 5.2.3.2. Metoda absorpčně eluční (AE)..................................46 5.2.3.2.1. Přípravná fáze............................................. 46 5.2.3.2.2. Absorpční fáze............................................46 5.2.3.2.3. Eluční fáze..................................................47 5.2.3.2.4. Aglutinace.................................................. 47 5.2.3.3. Dvourozměrný absorpčně inhibiční test (2DAI)....... 47 5.2.3.4. Metoda dvoukruhového systému ve dvou fázích.......48 5.2.3.5. Metoda fluorescenčního značení antigenů ............... 48 („Fluoreszenz–Antikörper–Methode“) 5.2.4. Narušení stálosti krevních vlastností........................................ 50 5.2.4.1. Kontaminace mikroorganismy................................... 51 5.2.4.2. Kontaminace rostlinnými a živočišnými zbytky........56 5.2.5. Výsledky a diskuze...................................................................58 6. Závěr......................................................................................................................74 Slovník důležitých pojmů.........................................................................................76 Seznam použité literatury........................................................................................83 Rejstřík...................................................................................................................... 88 O autorce................................................................................................................... 90
5
A b s t r a k t Krevní skupiny jsou vlastnosti organismu, které jsou spolehlivě zjistitelné již několik měsíců po narození a za života se již nemění. Nemá na ně vliv ani okolní prostředí. Už jen z tohoto hlediska jsou vhodným identifikačním faktorem. Znalosti krevních skupin hojně využívají mnohá profesní odvětví. První místo zaujímá bezpochyby medicína, pro kterou je zásadní zvláště převod krve a transplantace orgánů. Určení krevní skupiny je dále významné v kriminalistice, soudním lékařství a také v antropologii. Z tohoto hlediska je identifikace jedince možná na základě antigenů přítomných na buněčných membránách. Krevní skupiny lze vyšetřit sérologicky nebo pomocí metody analýzy DNA. Dnešní doba umožňuje určit krevní skupinu nejen z krve, ale také z lidských sekretů a tkání, včetně tkáně kostní. Určení krevní skupiny z kosterního materiálu je významné v paleosérologii a séroantropologii pro objasnění původu lidstva a vymezení příbuzenských vztahů jedinců. Metody vypracované pro kostní tkáň mají také své uplatnění ve forenzní antropologii.
K l í č o v á s l o v a Krevní skupiny – Séroantropologie Geografické rozšíření krevních skupin – DNA analýza Sérologické metody – Paleosérologie
6
1. Ú v o d Krev byla lidmi odpradávna vnímána jako symbol života i smrti. Krev je obecně nositelem důležitých informací z pohledu medicíny, genetiky a biologických věd. Z krevních vzorků lze vyšetřit mnohá onemocnění, genetickou výbavu i další zajímavé informace vedoucí k identifikaci jedince. Zařazení krve do jednotlivých skupin bylo ustanoveno počátkem 20. století. Autorem výzkumu byl vídeňský lékař Karl Landsteiner a nezávisle na něm Jan Janský. Tyto poznatky vyvolaly ve světě medicíny nepředstavitelný objev. Od té doby vědci objevili více než 50 krevních systémů. Za základní systém je považován krevní systém AB0, který má své největší uplatnění zvláště při transfúzích krve. Je též nejdéle známý a nejvíce probádaný. Později se o téma krevních skupin začali zajímat i antropologové a soudní znalci. Vznikla věda nazývaná séroantropologie a jejím objektem zkoumání bylo rozšíření krevních skupin ve světě a podrobný rozbor izolovaných skupin lidí v souvislosti s původem obyvatelstva i jeho migrací. Krevní skupiny jsou také důležitým identifikačním faktorem. Velký přínos mají jednak v kriminalistice při určování totožnosti pachatele, v soudním lékařství při paternitních sporech, ale i přírodních vědách. Dnes se dají běžně vyšetřit krevní skupiny nejen z čerstvé krve, ale i krve tepelně degradované, z lidských tkání, slin a sekretů. Méně probádané a taktéž náročné je vyšetření skupinových vlastností krve z kostní tkáně. Zde samozřejmě závisí úspěšnost metody na podmínkách prostředí a zachovalosti materiálu. Vědci ale musí čelit dalším překážkám jako jsou mnohé nespecifické reakce a nestabilita skupinových vlastností způsobená okolním prostředím. V návaznosti na toto téma se hovoří o paleosérologii, tedy vědě zabývající se krevními vlastnostmi jedinců i celých populací v pravěkých dobách. Informace o krevních skupinách hojně využívá i historická antropologie, kde jsou často předmětem zkoumání vzájemné příbuzenské vztahy jednotlivců. Pro určení krevní skupiny z kosterního materiálu se užívá metod sérologických i molekulárně genetických. V dnešní době jsou metody sérologické neprávem potlačovány metodami využívající analýzy DNA. V tomto směru, metody zkoumající DNA výbavu jedince jsou velice přesné, avšak také časově náročné a finančně nákladné. Bylo ale prokázáno, že v některých případech je sérologický postup úspěšnější.
7
Pro kostní tkáň bylo dosud navrhnuto relativně málo účinných metod, které by vedly k neomylnému výsledku s možností jeho opakování. Ačkoli historie prací na toto téma sahá do 30. let minulého století, dalo by se říci, že celý výzkum je teprve na svém počátku. Cílem této bakalářské práce je přehledně shrnout a následně i vyhodnotit jednotlivé sérologické metody, pomocí nichž lze z kostní tkáně vyšetřit krevní skupinu jedince. Dále také analyzovat jednotlivé problémy a překážky vzniklé při samotném výzkumu a způsob, jak jim předcházet. Praktickou částí na toto téma bych mohla navázat v pozdější magisterské práci.
2. M e t o d y p r á c e Jedná se o literární rešerši na dané téma, praktická část je tedy vynechána . Metody mé práce zahrnovaly studium příslušné literatury a sběr časopiseckých článků, které se vztahují k tématu. Odborné články pocházejí z domácích i zahraničních časopisů, některé z nich byly součástí knižních publikací. K sepsání práce jsem využila také internetových zdrojů, čerpala jsem především z internetových vědeckým portálů jakými jsou „Science Direct“ a „Web of Science“. Dále jsem pracovala s internetovými stránkami, které jsou uvedené v seznamu použité literatury. Většina citovaných článků pochází z následujících časopisů: „American Journal of Physical Anthropology“, „Journal of Human Evolution“ a „Forensic Sciences“. Časopisecké články jsem získala ze zdrojů jednotlivých vědeckých ústavů ČR a knihoven. K získání článků zahraničních jsem využila meziknihovní služby Lékařské fakulty a MZK. K jazykovým překladům jsem použila anglický elektronický slovník „StarDict“ a mnohojazyčný elektronický slovník „Winged“. S laboratorními metodami jsem se prakticky seznámila v laboratoři fyziologie a imunologie živočichů Masarykovy univerzity pod vedením Mgr. Jany Benešové.
8
3. K r e v n í s k u p i n y u č l o v ě k a Krevní skupiny jsou fenotypové vlastnosti organismu. Fetter a kol. (1967) je označuje za nejstálejší z fyziologických vlastností, jsou také základem pro dělení lidstva dle krevních skupin. Na světě je nyní známo přes 50 krevních systémů (s nejméně 500 aktivními antigeny), v rámci kterých existují různá značení pro vlastní krevní skupiny. Většina skupinových krevních systémů byla objevena náhodně při reakcích na uměle vytvořená antiséra. Mezi nejčastěji vyšetřované krevní systémy patří AB0, Rh, MNSs, P, Duffy, Levis a Kidd, avšak pro praxi jsou důležité pouze první dva uvedené systémy. Ostatní krevní systémy (viz kapitola 3.4. „Další krevní systémy“) využívají mnohé obory pro specializované vědecké výzkumy. Krevní systémy jsou na sobě nezávislé a vyskytují se na odlišném lokusu chromozomu (Vácha a kol. 2004). Z hlediska variability lidstva jsou krevní skupiny polymorfní znaky s diskontinuální proměnlivostí. Objevují se tedy v populacích ve dvou a více formách, přičemž mají vymezený počet variant (Beneš 1979). Všechny buňky lidského těla mají na svém povrchu několik desítek antigenů. Vyšetření těchto antigenů je významné při transplantacích a krevních transfúzích. Pokud spolu nesouhlasí antigenní struktury dárce a příjemce, dochází potom k imunitní neboli antigenní reakci. Ta vede k tvorbě protilátek proti cizímu antigenu, což může vyvolat poškození organismu anebo smrt. V klinické praxi patří antigeny na membránách červených krvinek k nejčastěji vyšetřovaným (Vácha a kol. 2004; Trojan a kol. 2003).
3.1. K r e v n í s y s t é m A B 0 Krevní systém AB0 byl poprvé objeven v roce 1900 Landsteinerem, kdy pozoroval aglutinaci erytrocytů, jež vyvolalo sérum pocházející od odlišného jedince. Landsteiner svůj objev uveřejnil v roce 1901 a popsal tak 3 možné krevní skupiny u člověka. V roce 1902 jeho žáci, Decastello a Sturli, popsali i skupinu v pořadí čtvrtou (Race, Sanger 1954). Nezávisle na nich zkoumal krevní vlastnosti lékař Janský, který v roce 1907 sám pojmenoval 4 krevní skupiny. Dnešní označení krevních skupin vychází z návrhu Dungerna a Hirszfelda z roku 1927 (Fetter a kol. 1967) (viz Tab. 1).
9
Obr. 1, 2 K. Landsteiner (vlevo). Zdroj: www.oeaz.at (14) a
J. Janský (vpravo). Zdroj: www.ceskatelevize.cz (12).
. Dungern Hirszfeld
Landsteiner
Janský
Moss
0
1
I
IV
A
2
II
II
B
3
III
III
IV
I
AB
Tab. 1 Označení krevních skupin systému AB0 různými autory. Zdroj: Martin, Saller 1960. Převzato v plném znění.
V krevním systému AB0(H) rozlišujeme 4 krevní skupiny A, B, AB a 0 (H). Typ krevní skupiny je dán na základě přítomnosti aglutinogenu A a B na povrchu membrány erytrocytů (viz Tab. 2). Látky aglutinogeny jsou chemicky sacharidové povahy. V séru jsou obsaženy protilátky aglutininy antiA a antiB. Aglutininy jsou bílkovinné struktury. Jsou to přirozené protilátky (imunoglobuliny IgM) a jsou spolu s aglutinogeny geneticky podmíněny. Přičemž platí známé Landsteinerovo pravidlo, že v krevní plazmě nejsou antigeny proti vlastním aglutinogenům. Tedy krevní skupina A nese aglutinogen A a vždy pouze aglutinin antiB (Trojan a kol. 2003).
10
Krevní skupina Aglutinogen A Aglutinogen B AB0 systému
Aglutinin A
Aglutinin B
A
ano
ne
ne
ano
B
ne
ano
ano
ne
0
ne
ne
ano
ano
AB
ano
ano
ne
ne
Tab. 2 Antigeny krevního systému AB0.
Zdroj: http://anthro.palomar.edu/blood/default.htm (3). Přepracováno.
Jak uvádí Vácha a kol. (2004) aglutininy se vyskytují přirozeně a je možné je vyšetřit již pár měsíců po narození. Jejich tvorba je podpořena bakteriemi ve střevech a složkami potravy. Trojan a kol. (2003) dodává, že maximum titru antigenů je dosaženo kolem devátého roku věku dítěte, k poklesu titru dojde poté ve stáří. Přičemž antigenní schopnosti se zvyšují až asi do 20 let věku. V této době je erytrocyt téměř 5 krát citlivější na specifický aglutinin než při narození. Jinak je to u vrozených aglutininů. Ačkoli aglutinogen je možno určit u každého novorozence, aglutinin jen asi u poloviny narozených dětí. Ostatní nemají při narození v séru přítomné žádné aglutininy, ty se vytvoří do 5 až 10 let věku dítěte (Malaska 1957).
3.1.1. P o d s k u p i n y s y s t é m u A B 0 V rámci krevního systému AB0 rozlišujeme ještě několik možných podskupin. Jako první v roce 1911 objevili Dungern a Hirszfeld podskupinu A1 a A2, také i A1B a A2B. Dále byly popsány i další formy, od A1 až po A6 (Race, Sanger 1954). Podskupiny se vzájemně liší především tím, že jejich krvinky mají různou rychlost a sílu shlukování aglutininem antiA (alfa). Krvinky s aglutinogenem A1 jsou nejvíce shlukovatelné, naproti tomu krvinky A5 nejméně (Malaska 1957). Podobné vlastnosti má i skupina B. Toto způsobuje nízká aktivita enzymu transferázy, která pojí monosacharidy k prekurzorové molekule antigenu H za vzniku příslušné krevní skupiny. Beneš (1979) uvádí ještě další popsané alely Am, Ax, Bm a Bx. Všechny alely jsou součástí mnohočetných alelických sérií dvou genů. Tyto geny leží na dvou souhlasných lokusech párů chromozomů, zde dochází k jednotlivému střídání alel.
11
Podskupina A1 je v evropské populaci zastoupena asi 80%, zatímco A2 necelými 20%. Ostatní jsou dosti vzácné. Spolu s antigeny se samozřejmě rozlišují i protilátky antiA1, anti A2 atd. (Trojan a kol. 2003; Schreiber a kol. 1998).
3.1.2. I m u n o h e m a t o l o g i e „Imunohematologie je obor studující příčiny, průběh a následky obranných reakcí organismu vyvolaných krevními antigeny a protilátkami. Studuje také problematiku krevních transfúzí a imunitní reakce při krevních chorobách“ (Bičík 1992). Isohemaglutininy jsou látky mající schopnost shlukovat krvinky daných skupin. Dělíme je na pravidelné a nepravidelné isohemaglutininy (viz Tab. 3). Pravidelné jsou vždy přítomny v séru dané skupiny (např. aglutinin alfa, alfa1 v sérech krevních skupin B a 0). Alfa1 shlukuje pouze krvinky A1 a A1B. Zatímco všechny krvinky A a AB jsou shlukovány aglutininem alfa. Nepravidelné isohemaglutininy, jak název napovídá, se v sérech vyskytují nepravidelně (např. aglutinin alfa1 v sérech krevních skupin A2 a A2B). Tyto dva aglutininy alfa1 (pravidelný a nepravidelný) se od sebe liší chováním za různých teplot (Malaska 1957). Protilátky (imunoglobuliny) jsou specifické bílkoviny obsažené v krevní plazmě. Rozeznáváme protilátky přirozené (vrozené) a získané (imunní). Přirozené protilátky jsou přítomny v organismu hned po narození anebo se vytvářejí do jednoho roku věku dítěte, poté jsou už v séru přítomny po celý život. Jsou to aglutininy antiA a antiB, které se vyskytují u jedinců skupiny A, B a 0. Dále jsem patří také antiA1 a anti0, ale i další protilátky přirozeně (někdy) se vyskytující u dalších krevních systémů. Více reagují při teplotách nižších než je teplota těla. Naproti tomu získané protilátky se vytvářejí na podnět cizího krevního antigenu imunizací. Ty mohou být buď charakteru aglutininu (shlukují krvinky ve fyziologickém roztoku) anebo nekompletních protilátek, které aglutinují krvinky pouze v prostředí bílkovinném. Tyto reagují nejsilněji při teplotě těla (Bičík 1992; Malaska 1957).
12
Skupina Aglutininy vyskytující Vazba s aglutininy Možné iregulární aglutininy a podskupina se v séru normálně 0
anti0 (alfa2)
antiA (alfa a alfa1) antiB (beta)
žádné velmi vzácně anti0 (alfa2), reaguje se všemi krvinkami 0 a s 95% krvinek A2
A1
alfa1 a alfa
antiB (beta)
A2
alfa, alfa2 (vždy) anti0 (v 95% případů)
antiB (beta)
vzácně alfa1, reagující s krvinkami A1 a A1B
A1B
alfa1, alfa a beta
žádné
velmi vzácně anti 0 (alfa2)
A2B
alfa, alfa2 a beta je sporné, zda s anti0
žádné
často (25%) alfa2, reagující s krvinkami A1 a A1B
B
beta
antiA (alfa a alfa1)
velmi vzácně s anti0 (alfa2)
Tab. 3 Přehled výskytu iregulárních aglutininů. Zdroj: Malaska (1957). Převzato v plném znění.
3.1.3. F e n o m é n v y l u č o v a t e l s t v í Další významný objev související s krevními vlastnostmi je datován do roku 1925. Jedná se o fenomén vylučovatelství, který má své uplatnění zvláště v kriminalistice. Na tomto základě se lidé (na celém světě) dělí do dvou pomyslných skupin na tzv. sekretory (vylučovatelé) a nonsekretory (nevylučovatelé) (1). Sekretorů je v populaci kolem 80%. U těchto osob jsou antigeny A, B, H přítomné nejen v krvi (na erytrocytech, v malém množství i na leukocytech a trombocytech), ale kromě toho jsou také vylučovány do ostatních tělních tekutin, jako jsou slzy, moč, sliny, sperma, mateřské mléko, pankreatické a žaludeční šťávy atd. Přičemž všichni sekretoři vylučují antigen H a mimo to také antigen A nebo B, dle své skupinové příslušnosti. Z toho vyplývá, že sekretor skupiny AB vylučuje antigen H, A i B, zatímco u skupiny 0 sekretora, je to pouze antigen H, který je vylučován (Hrubiško a kol. 1983). Zbylých 20% lidí tuto vlastnost postrádá. Nonsekretoři mají specifické skupinové látky pouze v buňkách. Ty jsou na rozdíl od sekretorů nerozpustné ve vodě (v lipoidní formě) (Malaska 1957).
13
Antigeny lze vyšetřit i ze zaschlých vzorků tekutin. Jsou odolné i vůči vysokým a nízkým teplotám (Bičík 1992). Sekrece těchto A, B a H substancí je podmíněna alelami Se a se. Vylučovatelé mají genotyp SeSe anebo Sese, nevylučovatelé sese. S tímto je spojen i skupinový systém Lewis. Vylučovatelé jsou Lea, Leb +, Leb , zatímco nevylučovatelé mají Lea+, Lea, Leb (Hrubiško 1983). Systém sekretorů je hojně využíván při vyšetřování trestných činů, pokud nejsou k dispozici krevní stopy pachatele. U sekretorů lze v tělních tekutinách najít nejen specifické typy antigenů, ale i bílkoviny, protilátky a enzymy, které jsou pro krev charakteristické (Bičík 1992).
3.1.4. G e n e t i k a s y s t é m u A B 0 „Dědičnost krevních skupin je dokonalý příklad dědičnosti lidských znaků. Krevní skupina je znak se 100% dědivostí (heritabilitou); životní prostředí na ni nemá žádný vliv“ (Rosypal a kol. 2003). Krevní skupiny systému AB0 se řídí dle Mendlových zákonů dědičnosti. Většina lidských genů jsou geny polymorfní. Obsahují tedy více než 2 alely. Typický lidský gen kóduje enzym, který připojuje molekuly sacharidu k molekulám lipidu na povrch červených krvinek. Tento sacharid je poté rozeznán imunitním systémem organismu. Je to právě antigen aglutinogen přítomný na membráně erytrocytů. Gen kóduje enzym, který označujeme písmenem I. Gen I obsahuje 3 možné alely; alelu IA (připojuje modifikovanou formu cukru galaktosamin), alelu IB (připojuje disacharid galaktózu) a alelu I0, která k sobě nepojí žádný sacharid (Raven, Johnson 1992). Alely příslušného genu mohou být z pohledu expresivity genu dominantní, kodominantní anebo recesivní. U systému AB0 platí, že alela A a alela B jsou dominantní nad alelou 0 (ta je tedy vzhledem k nim recesivní). Avšak alela A a B jsou navzájem kodominantní, každá působí vlastním efektem na organismus. Krevní skupina AB tudíž produkuje 2 formy enzymu a pojí galaktózu i galaktosamin na povrch krevních buněk (Vácha a kol. 2004; Raven, Johnson 1992)
14
Každý jedinec zdědí od každého z rodičů po jedné kopii chromozomu nesoucí gen I, příslušný genotyp vzniká právě kombinací těchto genů. Jedinec může být pro tento znak heterozygotní anebo homozygotní (viz Tab. 4, 5). Jak dodává Hruban a Majzlík (2000), při určování biologického rodičovství se vždy vychází z vyloučení otce. Při krevním testu systému AB0 dosáhneme pouze 20% vyloučení, pokud použijeme i jiných 10 znaků (další krevní systémy, krevní bílkoviny) úspěšnost stoupne až na 85%. Nejpřesnější je v tomto ohledu vyšetření DNA genotypu jedince. Toto vyšetření se v ČR provádí od roku 1992. Matka
Otec
Fenotyp
Genotyp
A1
A1 A1 A1 A2 A1 0
Fenotyp
A2
A2
B
A2 0 A2 A2 A2 0
B B B 0
B
B B B 0
B
B B B 0
A1 B
A1 B
Genotyp Genotyp Fenotyp
A1
A1 A1 A1 A2 A1 0
A1 A1 A1 A2, A2 A2 A1 0, 0 0
A1 A2 0
A1
A1 A1 A1 A2 A1 0
A1 A2 A1 0, A2 A2 0 0, A2 0
A1 A2 0
A2
A2 A2 A2 0
A1 A2 A2 0, 0 0
A2 0
A1 B A2 B, A1 0 A2 0 B 0, 0 0
A1 B A2 B A1 A2 B, 0
A2 A2
Dítě
A1 A1 A1 A2 A1 0
A1
A2
A2 A2 A2 0
A2 B A2 0 B 0, 0 0
B
B B B 0
B B B 0, 0 0
A1
A1 A1 A1 A2 A1 0
A1 A1, A1 B A1 , A1 B A1 A2, A2 A2 B B B A1 0, B 0
Tab. 4 Příklady pro dědičnost krevních skupin systému AB0. Zdroj: Malaska (1957). Převzato v plném znění.
15
A2 B A2 B, 0 B 0
Rodičovské
A
B
0
A
AA (A)
AB (AB)
A0 (A)
B
AB (AB)
BB (B)
B0 (B)
0
A0 (A)
B0 (B)
00 (0)
alely
Tab. 5 Genotypy a fenotypy potomstva. Zdroj: http://anthro.palomar.edu/blood/default.htm. Přepracováno. Jako fenotyp označujeme z genetického hlediska krevní skupinu, kterou zjišťujeme aglutinačním testem. Vzájemná kombinace genů vytváří v populaci 4 fenotypové skupiny (Fetter a kol. 1967). Krevní skupina 0 se označuje jako univerzální dárce. Nemá na povrchu žádný cizí antigen, proti kterému by se mohl bránit imunitní systém příjemce. Naproti tomu skupina AB je univerzální příjemce. Buňky na membráně u této skupiny obsahují antigen A a antigen B, tedy obě možné varianty, a proto pro ni není žádný antigen cizí. Krevní skupiny nikterak nesouvisejí s vlastnostmi lidí, a to jak fyzickými, tak duševními. V dnešní době jsou také studovány možné souvislosti krevní skupiny s onemocněním pacienta. Uvádí se, že jedinci skupiny A trpí častěji rakovinou žaludku. Příslušníci skupiny 0 mají zase častější výskyt vředů v oblasti břišní (Bičík 1992).
3.1.5. F e n o t y p B o m b a y Fenomén (fenotyp) Bombay byl poprvé popsán v Indii a dle místa výskytu byl také pojmenován. Jedná se o genetickou zvláštnost spojenou s krevními skupinami. U jedinců takto zatížených se odlišuje jejich fenotyp od genotypu. V tomto případě jsou narušena základní pravidla dědičnosti krevních skupin, antigen H přítomný na povrchu červených krvinek může zabránit projevu očekávané krevní skupiny. Mluvíme o recesivní epistázi alely H.
16
Tvorba antigenu H je dána geneticky. Pokud dojde ke vzácnému jevu, kdy jedinec je recesivní homozygot (hh), pak se nevytváří ani antigen H. Ten je však prekurzorem pro tvorbu antigenu A i B, pro jejich tvorbu je nepostradatelný. Alela A nebo B musí být přítomna, aby se vytvářel příslušný enzym (A nebo B) a přeměnil H antigen na A, popřípadě na B antigen. Výsledkem je zdánlivý fenotyp 0, avšak jedinec může nést geny pro tvorbu některého z antigenů A nebo B; genotyp mu neodpovídá (3, 4). Z Obr. 3 je patrné, že dítě po obou rodičích zdědilo recesivní alelu pro antigen H, tedy hh. Fenotypově se tedy jeví jako 0, avšak rodiče alelu pro 0 postrádají. Matka Předpokládaný otec Matka Předpokládaný otec
Dítě Dítě Obr. 3 Fenotypový a genotypový projev fenoménu Bombay. Zdroj: http://anthro.palomar.edu/blood/default.htm. Přepracováno.
3.2. K r e v n í s y s t é m R h Objev skupinového systém Rh je připisován Landsteinerovi spolu s Wienerem v roce 1940, ačkoli k tomuto objevu významně přispěli i jiní badatelé jako například Levine a Sterson. Ti upozorňovali ve své práci na neobvyklé případy aglutinace u jedinců stejné skupiny již v roce 1939. Byl to bezesporu významný zlom v oboru sérologie a medicíny od dob objevení krevního systému AB0 před 40 lety (Race, Sanger 1954). Zvláštní okolnosti porodů a transfúzí byly jednoznačně vysvětleny právě pokusem Landsteinera a Wienera, kdy imunizovali králíky a morčata krví opice makaka (Macaca mulatta). Jejich záměr byl však studovat imunní protilátky antiM a antiN. Takto byl tedy náhodou objeven další antigen přítomný taktéž na povrchu krevních buněk (společný pro člověka a makaka, ale i jiné druhy opic). 17
U asi 85% lidí docházelo ke shlukování červených krvinek imunizovaným sérem. Tato skupina je označena jako Rh pozitivní, v jejich krvi je obsažen Rh faktor. Naproti tomu lidé, kteří jsou Rh negativní (okolo 15%) tento faktor postrádají a k aglutinaci nedochází (Vácha a kol. 2004). R. A. Fisher později objasnil podstatu 3 základních antigenů, které přiřazují člověku právě jeden z typů krevní skupiny Rh. Jsou to antigeny C, D a E a jejich alelomorfní varianty c, d, e. Chromozom nemůže nést geny pro obě varianty, tedy například pouze C anebo malé c. Jedinec dědí jednu alelu od matky a jednu od otce. Dostáváme pak různé genotypy vzniklé kombinací příslušných alel (Race, Sanger 1954). Rozhodující v této věci je alela D. Pokud je v genotypu přítomná jedinec je Rh pozitivní. Jak uvádí Fetter a kol (1967) existují i další formy alel. Vlastnost D může být ve formě D, Du anebo v krvi není (d). Stejně tak u vlastnosti C je možnost C, c, Cw, Cx, Cu, cv. Vlastnost E se také vyskytuje jako e, Eu a Ew. Dále se vyskytují další vlastnosti Rh systému označované jako F a V pokud jsou přítomny a jako f, v pokud chybí. Tímto teoreticky vzniká na 288 podskupin systému Rh. Některé se vyskytují častěji, u 98% evropské populace se objevuje pouze 8 podskupin. Imunoglobuliny antiD nejsou v plazmě Rh jedinců běžně přítomny. K této změně dochází druhotně až po imunizaci. Stává se tak během nevhodné transfúze krve Rh+ jedinci s fenotypem Rh. Takto byla objasněna potransfúzní reakce vyvolávající horečky a třesavky. Další případ imunizace je možný při těhotenství. Komplikace mohou nastat pouze v tom případě, kdy matka je Rh a její plod je Rh pozitivní po otci. Zde hrozí nebezpečí onemocnění, které se nazývá fetální erytroblastóza neboli hemolytická nemoc novorozenců (Vácha a kol. 2004).
3.3. F e t á l n í e r y t r o b l a s t ó z a Fetální erytroblastóza je těžká choroba, spojená s dalším vážným poškozením organismu dítěte (např. vodnatelností mozku). Tato komplikace byla v minulosti častější, dnes je podstata tohoto onemocnění dokonale známá a jsou zavedena preventivní opatření při takto rizikových těhotenstvích.
18
Jak uvádí Zahálková (2002), hlavní příčiny tohoto onemocnění tkví v krevní inkompatibilitě mezi matkou a dítětem. Nejčastější projev má v systému AB0. Zde je však průběh nemoci velmi mírný, prudké reakce spojené s tímto systémem jsou velmi vzácné. Zásadní nebezpečí je spojeno se systémem Rh v případě, kdy je matka Rh negativní a její plod Rh pozitivní po otci (viz Tab. 6, 7). Onemocnění se může projevit i v souvislosti s jiným krevním systémem, avšak těchto případů bylo ve světě zaznamenáno opravdu velmi málo. Možná komplikace tedy nastává, pokud si matka Rh (genotyp dd) vytváří protilátky proti krvinkám Rh pozitivnímu plodu (genotyp Dd anebo DD). Matčin imunitní systém tento antigen nerozezná, považuje jej za cizorodý a „bojuje“ proti krvinkám plodu tvorbou protilátek. Za běžných okolností krevní oběh plodu a matky spolu přímo nesouvisí, krvinky plodu se tedy během těhotenství nedostávají do oběhu matky a naopak. Ani v krvi matky nejsou protilátky normálně přítomny (3).
O T E C D M d Dd A T Dd K d A Děti 100% Rh+
D Dd Dd
Tab. 6 Genotypový projev krevního systému Rh u potomstva a
výsledný fenotyp. Zdroj:http://anthro.palomar.edu/blood/default.htm (3). Přepracováno.
19
O T E C D
d
M d Dd A T Dd K d A Děti 50% Rh+
dd dd
Tab. 7 Genotypový projev krevního systému Rh u potomstva a výsledný fenotyp. Zdroj: http://anthro.palomar.edu/blood/default.htm (3). Přepracováno.
Může však dojít ke kontaktu a mísení krve během porodu při odlučování placenty anebo při patologických stavech. V tomto případě matčin imunitní systém podněcuje růst protilátek. Již velmi malé množství krve novorozence vyvolává bouřlivou reakci a tvorbu velkého množství protilátek na straně matky. Tento stav je nebezpečný zvláště při dalším těhotenství, protože tyto protilátky setrvávají v krvi matky a procházejí placentou k plodu. To může ohrozit život Rh pozitivního plodu, jehož erytrocyty jsou protilátkami shlukovány a rozrušovány (hemolýza). Výsledkem je životu nebezpečná anémie, krev plodu totiž postrádá dostatek kyslíku (3). V tomto případě následuje neodkladná transfúze krve Rh+ dítěti. Již během těhotenství může nastat situace, kdy dojde k shlukování krvinek v některých cévách plodu. Hrozí nebezpečí ucpání cév a odumření plodu. Transfúzi je možno provést i nitroděložně, za účelem odstranění odumřelých krvinek a množství bilirubinu (Vácha a kol. 2004). Nebezpečí porušení krvinek plodu se zvyšuje s dalším těhotenstvím. Jak uvádí internetový zdroj (3), evropská populace je k tomuto onemocnění nejnáchylnější, kolem 13% novorozenců je vystaveno tomuto riziku. Avšak v dnešní době asi 6% (polovina z těchto dětí) má určité komplikace. Díky monitorování a včasné léčbě dnes onemocní těžkou žloutenkou méně než 1% jedinců.
20
Vácha a kol (2004) uvádí, že tvorba antiD protilátek je velmi individuální a u velkého počtu těhotenství k fetální erytroblastóze nedochází. Preventivní opatření slouží podávání imunoglobulinu s antiD protilátkami ohroženým ženám do 72 hodin po porodu dítěte (i potratu). Uvádí se, že tato prevence je efektivní v 99% případů. Tímto se předejde imunizaci matky. Krvinky, které stačily proniknout do matčina oběhu jsou navázány na anti D protilátky a následně pohlceny makrofágy.
3. 4. D a l š í k r e v n í s y s t é m y Jsou známy mnohé další krevní systémy u člověka. Užití mají zvláště v aplikovaných vědách, při transfúzi krve nehrají důležitou roli. Vyšetřují se výjimečně, jak uvádí Schreiber a kol. (1998), pouze v případech opakované transfúze většího množství krve. Antigeny těchto méně známých systémů působí velmi slabě a v séru se protilátky proti nim přirozeně ani nevyskytují. Stává se tak až po případné násobné imunizaci daným antigenem. Mluvíme tak o systémech MNSs, P, Lutheran, KellCellano, Lewis, Duffy a Kidd a mnohých jiných (viz Tab. 8, 9). Race a Sanger (1954) uvádí i další objevené systémy, nalezené v určitých populacích. Ty nemají praktické uplatnění v genetice člověka, protože antigeny na základě kterých byly identifikované, u jedinců buď téměř vždy chybí anebo jsou přítomny. Některé z nich byly nalezeny v jednotlivých rodinách, jiné jsou typické pro určité populace. Pro shrnutí, antigenní systémy kromě AB0 a Rh mají uplatnění zvláště u výzkumu etnogenetické analýzy populací, při hledání vývojových spojovacích článků mezi skupinami lidstva, dále také při výkladu příbuznosti jedinců a při podrobném stanovování otcovství. Sehrály také důležitou úlohu při objasnění dědičnosti člověka (Fetter a kol. 1967).
21
Rok Skupinový objevu systém 1900
AB0
Antigen
Fenotyp
A1, A2, A3, A4, 0, A1, A2, B, AB B
Objevitel Landsteiner (1907 Janský)
1927
MNSs
M, (M2), N, (N2) S s
1927
P
P1, P2
P1, P2 ,p
Landsteiner Levine
1940
Rh
C, Cw, Cx, (Cu), (cv), c D, Du, d E, Ew, (Eu), e (F) f
Rh+ Rh
Landsteiner Wiener
1945
Lutheran
Lua, Lub
Lu (a+b) Lu (ab+)
Callender Race Coombs Mourant Race
M, N, MN, S, s, Ss
Landsteinerovi Levine
1946
Kell
K
K+k, k+k+ Kk+, (Kk)
1946
Lewis
Lea, Leb
Le (a+b)
Mourant
b
Fy , Fy
Fy (a+b) Fy (a+b+) Fy (ab+) Fy(ab)
Cutbush Mollison Parkin Allen Diamond Niedziela
1950
Duffy
a
1951
Kidd
Jka, Jkb
Jk (a+b) Jk (a+b+) Jk (ab+) Jk (ab)
1955
Diego
Dia
Di (a+) Di (a)
1955
Sutter
Jsaa
Js (a+) Js (a)
1961
Auberger
Aua
Au (a+) Au (a)
1962
Xg
Xga
Xg (a+) Xg (a)
Tab. 8 Ostatní popsané krevní systémy. Zdroj: Molnar (1983); Malaska (1957); Race, Sanger (1954). Přepracováno.
22
Rok objevu
Název
Označení vlastnosti
Objevitel
Příčniny vzniku protilátky
1934
Hunter
Hu
Landsteiner a kol.
heteroaglutinin
1946
Levay
1946
Graydon
1947
Jobbins
1951
Miltenberger
1951
Becker
1951
Jay
1952
CallenderRace Gr
transfuze
Graydon
přirozený
Gilbey
těhotenství
Levine a kol.
těhotenství
ElbelProkop
těhotenství
Levine a kol.
nádor
Vel
SussmanMiller
transfúze
1952
Ven
LoghemHart
těhotenství
1953
Berrens
Be
Davidsohn
těhotenství
1953
Wright
Wra
Holman
těhotenství
1953
Henshew
He
Nijenhuis
heteroaglutinin
1954
Batty
Bya
Simmons
těhotenství
1954
Verwest
Vw
HartLoghem
těhotenství
1954
Romunde
Rm
HartLoghem
těhotenství
Mia
Tja
Další krevní vlastnosti: Cartwrigh (YT), Scianna (SC), Dombrock (DO), Colton (CO), LandstenerWiener (LW), Chido/Rogers (CH/RG), Hn (H), Kx (XK), Gerbich (GE), Cromer (CROMER), Knops (KN), Indian (IN) Tab. 9 Další popsané krevní vlastnosti. Zdroj: Race, Sanger (1954); Malaska (1957); http://www.bloodbook.com/typesys.html (15).
23
4. A n t r o p o l o g i e k r e v n í c h s k u p i n
4.1. P o č á t k y s é r o a n t r o p o l o g i e Věda séroantropologie je jedním z odvětví antropologického bádání. „Přišla na svět“ v době, kdy byly objeveny i další krevní systémy, které nesloužily už jen pouze medicíně. Staly se tak velkým přínosem pro studium genetiky člověka. Za tento moment je považován objev manželů Hirszfeldových, kteří upozornili na to, že jednotlivé „lidské rasy“ vykazují rozdíly v distribuci krevních skupin (...“there were racial differences in the distribution of the groups“). Od té doby se krevní skupiny staly velmi důležitým nástrojem pro fyzické antropology (Race a Sanger 1954). Polští vědci Ludvík a Hana Hirszfeldovi v roce 1918 uveřejnili výsledky svých výzkumů z makedonské fronty. Zde zkoumali krevní skupiny u vojáků různého původu. Jednoznačně dospěli k závěru, že krevní skupina A se geograficky projevuje na západě ve velké míře, přičemž postupem na východ je potlačena skupinou B (Fetter a kol. 1967). Od té doby výzkum pokročil k objevům mnoha dalších krevních systémů. Například v roce 1926 uveřejnili Landsteiner spolu s Levinem systém MN a systém P. Tyto a jiné objevené krevní systémy nikterak neovlivňují transfúzi krve, těší se však velkému zájmu antropologů a genetiků.
4.1.1. H a r d y h o – W e i n b e r g o v a r o v n i c e HardyhoWeinbergův zákon neboli rovnice slouží pro populačněgenetický rozbor. Je to vztah mezi frekvencemi alel a genotypem populace. Rovnovážný stav nastává, pokud je distribuce alel a tedy i genotypů neměnná po několik generací. Toto platí však jen pro ideální populace. Původním předpokladem je, aby organismy byly diploidní, pohlavně reproduktivní a aby v populaci probíhalo náhodné páření (panmixie). Populace musí být v ideálním případě dostatečně (nekonečně) veliké. Také zde musí být vyloučena mutace, migrace a výběr. Pokud je toto zachováno, HardyhoWeinbergův zákon platí pro autosomy a v populacích s odděleným pohlavím pouze za předpokladu shodných alelových četností.
24
Představímeli si populaci v nejjednodušším případě, vezmeme v úvahu lokus (místo) s dvěma alelami A a s alelovými četnostmi p a q. HardyWeinbergův zákon tedy předpovídá genotypové četnosti pro AA homozygota (p2), Aa heterozygota (2pq), aa homozygot (q2 ). Populace, jež jsou v rovnováze, lze vyjádřit tedy následující rovnicí: p2 + 2pq + q2 = 1 (Relichová 2000; 6; 7).
4.1.2. B i o c h e m i c k ý i n d e x Hirszfeldovi zavedli tkzv. „biochemický index rasy“, který slouží jako podílový ukazatel výskytu četností aglutinogenu A a aglutinogenu B. Posuzuje populace ze sérologického hlediska a stanovuje jejich vzájemné pozice. Nevýhodné je to, že zde není počítáno s četností skupiny 0 (Martin, Saller 1960). I = A + AB / B + AB Na základě výsledku tohoto indexu byly vyčleněny 3 hlavní skupiny: evropský typ („europaischer Typ“)
>2,5
přechodný typ („intermediarer Typ“)
1,3 1,8
afroasijský typ („afroasiatischer Typ“)
<1,0
Bylo vytvořeno i mnoho dalších indexů pro porovnávání populací (více viz Martin,
Saller 1960, s. 1611). Jakékoli členění lidstva do skupin, popřípadě tkzv. „ras“ na základě morfologických znaků a metrických ukazatelů je již přežitek. Takovéto srovnávání a hodnocení nemá žádné vědecké opodstatnění, stává se jen podkladem pro rasistické teorie.
4.2. S é r o a n t r o p o l o g i e v Č e s k o s l o v e n s k u O výzkum krevních skupin se zajímali i mnozí fyzičtí antropologové v tehdejším Československu. Toto odvětví mělo u nás již zavedenou tradici od dob Janského, který na základě svých výsledků pojmenoval 4 krevní skupiny u lidí. Právem se tak zařadil mezi autory objevu krevního systému AB0.
25
Objev manželů Hirszfeldových podnítil zájem mnoha dalších antropologů o téma krevních skupin. Již v roce 1929 započal Trokan výzkum krevního systému AB0. Následovali další, v roce 1932 Suk (viz níže), dále Raška, Dokládal a Vlček. Krevními systémy se zabývali další vědečtí pracovníci, např. Kout, Hrubiško, Šmálik, Vacl, Ferák a Kušíková (Dokládal 1976).
4.2.1. V o j t ě c h S u k a j e h o d í l o Profesor Vojtěch Suk (18791967) se řadí mezi významné české antropology pro svůj velký přínos v tomto oboru. Zabýval se také dlouhodobě právě výzkumem krevních skupin populací a dalších znaků, které souvisejí s těmito krevními vlastnostmi. Je úzce spjat s dnešní Masarykovou univerzitou, založil zde na Přírodovědecké fakultě Antropologický ústav (dobudován v roce 1927). Vojtěch Suk byl vystudovaný lékař a antropolog. Svůj výzkum zaměřil především na obor sérologie, „rasové“ antropologie a etnologie. V oblasti sérologie působil v Brně i Praze, zkoumal populace na svých vědeckých cestách na Labradoru (1927) i v Podkarpatské Rusi. Zabýval se krevními skupinami u recentních populací, zaměřoval se na geografické rozšíření skupin, hledal také korelace mezi nemocností obyvatelstva a typem krevní skupiny (Pilařová 2005). Zastoupení krevních skupin studoval u evropské populace, široké šetření provedl v Brně a okolí (kolem 3000 vzorků). Zde dospěl v roce 1930 k následujícímu zastoupení krevních skupin (Zdroj: Suk 1930): 0
A
B
AB
28,8%
44%
18,2%
9%
Tyto výsledky jsou téměř shodné v porovnání s frekvencemi krevních skupin ve střední Evropě (Suk 1934). V rámci tohoto výzkumu se zaměřil taktéž na krevní skupiny lidí narozených ve velkých městech a na vesnicích. Zde našel prokazatelný rozdíl v rozložení jednotlivých skupin. Skupina 0 měla u obou pohlaví o mnoho vyšší frekvence ve městech, na rozdíl od vesnic, kde bylo zase větší zastoupení skupiny A. Na odebraných vzorcích však vyvrátil myšlenku, která předpovídala vztah mezi krevní skupinou jedince a barvou pleti a také krevní skupinou a věkem (Suk 1930).
26
Suk se zabýval také možnou spojitostí krevních skupin s onemocněním. Ve své práci „Faultless teeth and blood groups“ z roku 1930 uvádí, že děti „bělochů“ mají prokazatelně více kazů než děti původem z Natalu a Zululandu. Zkoumal také stav chrupu u dalších populací v Africe a severní Kanadě. Tato myšlenka ho přiměla k bližšímu prozkoumání chrupu u již zmiňovaného souboru z Brna, u kterých byly krevní skupiny známy. Skupina 0 byla nejodolnější vůči zubnímu kazu, nejvyšší procento kazivosti zubů vykazovaly skupiny A a B (Suk 1930).
4. 3. G e o g r a f i c k é r o z l o ž e n í k r e v n í c h s k u p i n v e s v ě t ě Rozložení krevních skupin není ve světě jednotné. V některých oblastech světa převládá v populaci určitý typ skupiny, zatímco druhý je značně potlačen. O tento jev se „postarala“ evoluce. Lidské populace byly po dobu let ovlivňovány míšením, mutacemi a přírodním výběrem, také posun genetické rovnováhy sehrál důležitou roli. Dle Vogela (1960, 1970), tento jev (způsob rozložení krevních skupin) zapříčinila epidemie moru a pravých neštovic (in Kellermann 1971). Frekvence krevních typů ve světě je jedno z témat, kterým se zabývají antropologové a evoluční biologové. Na základě těchto údajů můžeme sledovat lidskou variabilitu a celkové migrační chování obyvatelstva. Dále pak také směr, jakým se evoluce v dějinách ubírala. Nejlépe je to patrno ze studia izolovaných skupin jedinců. Dnes prakticky neexistuje dokonale izolovaná skupina lidí, v průběhu času došlo k mezidruhovému křížení. Krevní skupiny jsou vhodné pro studium lidské variability, protože otázka jejich dědičnosti je dnes už vyřešena. Wolf (2000) uvádí, že dědičnost morfologických a deskriptivních znaků člověka je o mnoho složitější a její podstata zůstává nejasná. Výzkum skupin za poslední roky značně pokročil a je významnou pomůckou v moderní antropologii.
27
4.3.1. S y s t é m A B 0 v e s v ě t ě 4.3.1.1. K r e v n í s k u p i n a 0 Skupinu 0 vlastní největší počet lidí na světě (viz Obr. 4). Krevní typ 0 má vysokou četnost (přes 50%) u Basků, Irů a Islanďanů. Největší zastoupení má však u amerických Indiánů, u některých kmenů dosahuje téměř 100% (Fetter a kol. 1967). Beneš (1979) uvádí, že ačkoli je skupina 0 pro Indiány typická, stejně se tak nacházejí velké rozdíly v rámci kmenů. Například u západoamerických Utesů je výskyt této skupiny 97%, zatímco u Černonožců žijících v sousedství je to jen 23%. Vácha a kol. (2004) dodává, že právě u Indiánů chybí skupina B. Ta vznikla nejspíš mutací ve starém světě. Další oblast poměrně vysokého výskytu je Afrika. Kolem 75% obyvatelstva ve střední, západní a jihovýchodní části mají tento fenotyp 0. Afričané osídlující území severně od Sahary, se se svou nižší skupinovou četností 0 blíží některým západoevropským populacím (Beneš 1979). Lidstvo na zemi vlastní alelu 0 v 63%. Skupina 0 se také ve velkém měřítku objevuje u domorodých Austrálců a v západní Evropě, zvláště u populací s Keltskými předky. Nejnižší frekvence této skupiny je ve východní Evropě a Střední Asii, kde je častá skupina B (3). Jih a sever asijského kontinentu je oproti centrální Asii ve výskytu skupiny B o dosti bohatší (Beneš 1979).
28
Obr. 4 Rozložení skupiny 0 ve světě (%). Zdroj: http://anthro.palomar.edu.com (3).
4.3.1.2. K r e v n í s k u p i n a A Skupina A je druhá nejčetnější krevní skupina ve světě (Beneš 1979). Své největší zastoupení má v Evropě, zvláště pak na severu a západě. Směrem na východ a jih ustupuje skupině B. Tento posun je patrný v Itálii, kde zastoupení skupiny A směrem od severu k jihu slábne. Stejně tak v Německu, kde je tento úbytek od západu na východ. Do skupiny A spadá více než 50% obyvatel Laponska, Norska a Portugalska. U Poláků, Rusů a Ukrajinců se vyskytuje mezi 3240% (Fetter a kol. 1967; Wolf 2000). Eskymáci vykazují výskyt této skupiny přes 60% (Vácha a kol. 2004). Celkově je alela A na světě u lidí přítomna v 21% (viz Obr. 5). Jak dále uvádí internetový zdroj (3), nejvyšší frekvence alely A se nachází v malých populacích, jako jsou Černonožci v Montaně (3035%), u původního obyvatelstva Austrálie (4053%) a v severní Skandinávii (5090%). Přičemž alela A zjevně vůbec není přítomna u Indiánů ve střední a Jižní Americe a nevyskytovala se vůbec ani v minulosti. Objevila se až s příchodem Evropanů. Tato hypotéza se však rozchází s objevem skupiny A u mumií z předkolumbijského období. Nízké hodnoty jsou u populací paleomongoloidních a východoindických. Také v Africe není výskyt této skupiny nikterak vysoký (průměr 15 20%), v některých oblastech ojediněle 510%. Podtyp A2 se vyskytuje pouze u Evropanů a Afričanů, u jiných skupin obyvatelstva nebyl dosud zjištěn (Beneš 1979). 29
Obr. 5 Rozložení alely A ve světě (%). Zdroj: http://anthro.palomar.edu.com (3).
4.3.1.3. K r e v n í s k u p i n a B Skupina B se v Evropě vyskytuje nejméně. Téměř skoro nikde na území Evropy nepřekročí 20%. Jedinou výjimkou jsou Romové, u kterých byla zjištěna skupina B v 35%. Tímto se svou distribucí blíží k asijským skupinám Burjatů, Kalmyků, Indů a Siamců (Fetter a kol. 1967; Wolf 2000). Až 40% zaujímá v jihovýchodní Asii a v Koreji, také Indii a Indonésii (Vácha a kol. 2004). Další území s vysokým výskytem této skupiny je Afrika, kde je také patrná nerovnoměrnost na daných územích, někde je dosti vysoká, jinde nedosahuje frekvence ani 5%. V Austrálii (zjištěna jen u severoaustrálských domorodců) a Americe se téměř nevyskytuje. Velmi vzácná je v Melanésii a Polynésii (Beneš 1979). Právě na Polynésanech lze dobře doložit jejich původ, který by bez studia krevních skupin zůstával nevyřešenou otázkou. Porovnáním jejich skupinových frekvencí bylo prokázáno jasné zastoupení „amerických genů“ (tomu odpovídá vysoké procento skupiny 0, velmi málo skupiny B a úplná nepřítomnost podskupiny A2). Pozdější výzkum dalších systému potvrdil i částečné geny z Asie (Beneš 1994). Alela B je však ve světě svým výskytem nejvzácnější (viz Obr. 6). Tuto alelu nese pouze 16% veškerého obyvatelstva na světě (3).
30
Obr. 6 Rozložení alely B ve světě (%). Zdroj: http://anthro.palomar.edu.com (3).
4.3.2. S y s t é m A B 0 v Č e s k é r e p u b l i c e 0
A
B
AB
Suk (1932)
28,8%
44%
18,2%
9%
Wolf (2000)
30%
44%
18%
8%
Bičík (1992)
36%
41%
16,5%
6,5%
Vácha a kol. (2004)
37,8%
41,5%
14,1%
6,6%
Tab. 10 Zastoupení krevních skupin v České republice dle různých autorů.
4.3.3. S y s t é m R h v e s v ě t ě Systém Rh slouží jako vhodná antropologická charakteristika. U Afroameričanů a Asiatů je výskyt skupiny Rh+ velmi častý, téměř 100%. V evropské populaci tomu už tak není, Rh pozitivních jedinců je okolo 80%, výjimku tvoří Baskové (pod 70%) a obyvatelé švýcarských kantonů (ti zůstali po určitou dobu v izolaci).
31
Podskupina systému Rh, cDe je u Evropanů přítomna okolo 2%, zatímco u Afroameričanů dosahuje až 70% (Vácha a kol. 2004; Fetter 1967; 3).
S frekvencí výskytu této podskupiny je spojována také další krevní vlastnost. Jedná se o tvar červených krvinek, které jsou ve tvaru srpu („sickle cell trait“). Tento znak je častý u Afroamerické populace. Tímto se zabýval ve své práci i Zoutendyk a kol. (1953), kdy zkoumal frekvence krevních skupin u lidí v jižní Africe („Bushmen people“). Zde zaznamenal vysokou frekvenci cDe, avšak žádné srpkovité krvinky. Na základě Lehmana a Cutbushe (1952) přistoupil Zoutendyk na teorii, že tento typ krvinek se přesunul na africký kontinent z Asie a má odlišný původ od vysoké frekvence cDe. Poznatek spjatý s touto vlastností přispívá k objasnění původu lidstva. Úzká skupina obyvatel jižní Afriky jsou nejspíše starověkého původu. V minulosti obsazovali daleko větší území, než na kterém žijí nyní (Beneš 1979).
4.3.4. E v o l u c e k r e v n í c h s k u p i n
Evoluce krevních skupin je nesmírně zajímavé téma, kterým se zabývá především věda evoluční biologie. Je velmi obtížné stanovit nějaký daný rámec, dle kterého se ve vývoji utvářely krevní vlastnosti lidstva. Ostatně, na toto téma je publikováno mnoho různých teorií. Jak uvádí Routil ve své práci o vztahu „rasy“ a krevních skupin, vysoké procento skupiny 0 ve světě je předpoklad toho, že lidstvo se vyvíjelo monofyleticky (Suk 1934). Původní člověk tedy vlastnil pouze skupinu 0. To znamená, že na povrchu červených krvinek nebyl přítomen antigen A ani B (16). Krevní skupiny A a B jsou evolučními fázemi ve vývoji krevních skupin („blood specificity“). Dle teorie Hirszfelda a Amzela, jsou A a B mutacemi skupiny 0 (Martin, Saller 1960). Internetový zdroj (16) uvádí, že krevní skupina A vznikla mutací pravděpodobně 20 000 lety p. K. Na povrchu erytrocytů se vyvinul antigen A. Skupina B by měla být mladší ještě asi o 10 000 let. Její vznik je kladen do Asie. Není však jasné, proč se tento krevní typ utvářel právě na tomto území. Jako poslední článek ve vývoji vznikla míšením skupina AB asi před 1500 lety. Někteří evoluční biologové se však domnívají, že první ve světě vznikla alela Ia a až poté se z ní vyvinula alela i pouze odstraněním její funkční části. Alela Ib je kladena do poslední fáze evolučního vývoje.
32
5. U r č o v á n í k r e v n í h o s y s t é m u A B 0 u h i s t o r i c k é h o k o s t e r n í h o m a t e r i á l u 5. M o l e k u l á r n ě g e n e t i c k é v y š e t ř e n í k r e v n í c h s k u p i n Vyšetření krevních skupin je dnes možno úspěšně provést metodou analýzy DNA. V dvouřetězcové molekule DNA je uložena veškerá genetická informace jedince (část také v mitochondriích). Gen je úsek chromozomu se specifickou sekvencí nukleotidu. Geny se nacházejí na typických místech chromozomu, nazývaných lokusy. Dnes už je velká část lidského genomu zmapována. Vědci znají konkrétní místa výskytu potřebné informace. Jsou tedy známa i místa specifická pro rozluštění genotypu krevních skupin. Na rozdíl od sérologických metod není metoda analýzy DNA ovlivněna kontaminací vlivem vnějšího prostředí a dochází podstatně méně k nespecifickým reakcím.
5.1.1. M o l e k u l á r n í g e n e t i k a s y s t é m u A B 0 Antigenní vlastnosti krevních skupin nejsou přesně předurčeny geny A, B nebo 0, nýbrž jsou určeny aktivitou enzymů glykosyltransferáz. Jak už bylo v úvodu řečeno, A transferáza je odpovědná za přenos Nacetylgalaktosaminu a B transferáza za přenos D galaktózy, z toho také vyplývá určení krevní skupiny A a B. U skupiny AB jsou umístěné obě transferázy, u skupiny 0 žádná. Jak uvádí Bennet a kol. (1995), geny pro tyto transferázy jsou přítomny na dlouhém raménku 9. chromozomu (9q34). Tento lokus AB0 je složen ze 7 exonů s celkovou délkou 1062 párů bází (bp). Délka jednotlivých exonů je v rozsahu 27 až 690 bp. Na exonech 6 a 7 se nacházejí nejvýznamnější delece a substituce (in Zelený 2006; 5). Při zjišťování krevního systému AB0 jsou velmi důležitá místa 261 a 703 v sekvenci DNA glykozyltransferázového genu. Pozice 261 je rozpoznávací a restrikční místo pro enzym KpnI. Zde dochází u většiny alel 0 k deleci nukleotidu guaninu. Tímto lze alelu 0 odlišit od alely A a B. 33
V místě 703 se nalézá typické místo pro restriktázu AluI, kde dochází k substituci nukleotidu guaninu za alanin v sekvenci transferázy B. K odlišení dalších alel se používají i jiné specifické restriktázy, tyto 2 jsou ale nejvyužívanější (Zelený 2006; Hummel 2003). Lee a Chang (1992) při svém výzkumu „odhalili“ krevní skupiny pomocí restriktáz v místě 258 a 700 sekvence DNA. Tento postup použili úspěšně i na vzorcích kostní tkáně, která byla vystavena extrémním podmínkám. Zde dokazují, že postačí pouze rozbor pozice nukleotidu 258 a 700 (za použití 2 sad specifických primerů) k určení krevní skupiny. Výsledný genotyp je poté jednoduše určen na základě projevu štěpných enzymů dle závazných pravidel (viz Tab. 11).
KpnI
AluI
00
BB
A0, B0
AB, B0
Nerozloženo
AA, AB,
AA, A0,
(„No digestion“)
BB
00
Celkový rozklad („Complete digestion“) Poloviční rozklad („Half digestion“)
Tab. 11 Výsledné genotypy AB0 předurčené aktivitou enzymů KpnI a AluI. Zdroj: Lee, Chang (1992). Přepracováno.
Obr. 7 Výsledek metody PCR. Detekce krevních skupin.
Zdroj: www.dadamo.com (6).
34
5.1.2. M e t o d a P C R ( „p o l y m e r a s e c h a i n r e a c t i o n“ ) Genotyp krevní skupiny jedince je téměř jednoduše rozluštitelný pomocí PCR metody (polymerázová řetězová reakce). Jak dodává Dobisíková (1999), při analýze starých nálezů je toto často jediná možná metoda. Metoda PCR byla zavedena v roce 1983 K. Mullisem, za kterou později získal Nobelovu cenu. Jedná se o mnohonásobnou replikaci konkrétního úseku DNA in vitro. PCR je také jedinečná v tom, že bez klonování získáme požadovanou sekvenci molekuly DNA (Doškař 2006). Proces replikace vyžaduje v přírodě přítomnost mnoha enzymů, pro průběh reakce in vitro postačí použití jen jednoho enzymu. Pro provedení metody PCR potřebujeme následující materiál: templát (DNA nebo RNA; postačí již malé množství, asi 1molekula nukleové kyseliny)
primery (specifické oligonukleotidy; pro krevní skupiny se používají AB01, AB02, AB07, AB010)
termostabilní enzym DNA polymerázu (získává se z termofilních mikroorganismů)
směs nukleotidů (dNTP)
hořečnaté ionty (Zelený 2006; Rosypal, Doškař 2000; Mazura a kol. 2001) Vlastní metodě PCR předchází izolace DNA. Základní metoda polymerázové
řetězové reakce se skládá z následujících kroků, přičemž cyklus se opakuje 25 – 35 krát: denaturace
připojení primerů
prodlužování primerů (Doškař 2006) Následuje restrikční štěpení specifickými enzymy KpnI a AluI a poté detekce
zmnoženého úseku produktu PCR gelovou elektroforézou (agaróza, polyakrylamid). Pro rozbor výsledných produktů se vystaví gel pod UV světlo a také se pořídí fotografie. Nakonec se hodnotí délky fragmentů a po porovnání se standardem se označí jako pozitivní anebo negativní. Při práci se musí dávat pozor na jakoukoli možnou kontaminaci materiálu.
35
Metoda PCR může být použita v několika variantách, v závislosti na tom, co je potřebné analyzovat. Toho lze dosáhnout změnou primerů, přidáním dalších enzymů anebo odlišnou detekcí produktů. Pro učení krevních skupin je taktéž vhodná PCRRFLP (stanovení polymorfizmu délky restrikčních fragmentů). Ta je vhodná pro typizaci cílové frekvence určitého genu (Šmarda a kol. 2005).
5.2. S é r o l o g i c k é v y š e t ř e n í k r e v n í c h s k u p i n Mezi metody umožňující identifikaci jedince patří i sérologické určení krevních skupin. Využívá ho rovněž fyzická antropologie, která si při výzkumu klade za úkol identifikovat a správně popsat kosterní materiál. Při výzkumu se nejdříve porovnávají jednotlivé kosti anebo kostní fragmenty na základě morfologických znaků, poté přicházejí na řadu metrické metody. V mnoha případech se stává, že materiál je v dosti špatném stavu a je tedy téměř nehodnotitelný. Vědci poté přistupují na metody chemické, histologické a genetické identifikace, při kterých využívají speciálních laboratorních technik. Tyto metody jsou v antropologii dnes již dobře rozpracovány a účinně ověřeny na konkrétních případech. Jako nejúčinnější se jeví metody studující genetickou informaci uloženou v chromozomech v DNA. Jsou však velmi náročné a zdlouhavé. Při větším množství zkoumaného materiálu anebo jeho částí není možné běžně využít těchto metod. V mnoha případech postačí k identifikaci použít nenáročné sérologické metody. Jednou z možných typů sérologické identifikace je vyšetření skupinových vlastností krve. Kosti poskytují dostačující množství látek k vyvolání antigenní reakce. Tento typ vyšetření je nejspíše možný pouze u skupiny sekretorů, což představuje v populaci kolem 80% jedinců. Pravdou je, že tato „starost“ u molekulárně genetických postupů odpadá. Kost je biologický materiál a její chemický základ se značně mění. Jednak s přibývajícím věkem nebo onemocněním jedince, tak také s dobou uložením v zemi. Jak uvádí Dobisíková (1999), probíhají v ní mnohé diagenetické procesy a také na ni působí rozličné fyzikální a chemické faktory. Záleží samozřejmě i na místě uložení kostí a na celkovém stavu okolního prostředí. Samotné sérologické metody by neměly být ovlivněny věkem jedince (i když například u dětí je určení krevních skupin úspěšnější, viz kapitola 5.2.5. „Výsledky a diskuze“), pohlavím a dokonce ani dobou uložení v hrobu, což se ukázalo až po delší době bádání. 36
Jak dodává Kellerman (1971), ke snižování krevních komponentů v kostech dochází v souvislosti s přirozeným procesem dekompozice. Je ale nevhodné spojovat množství skupinových faktorů v kostech s dobou jejich uložení. Pro správný průkaz skupinových vlastností není stáří materiálu rozhodující, v porovnání se situací, kdy jsou kosti přepáleny. Dále je také prokázáno značné zkreslení výsledků mikroorganismy žijící v okolí hrobu. Z toho plyne nutnost odebírat i vzorky půdy z okolí a pokusit se u nich vyšetřit možné antigenní látky, které mohou svou přítomností ovlivnit zdárný průběh výzkumu. Následují i další potíže, jako například nespecifické reakce materiálu. Dobisíková (1999) také dokládá, že stabilita antigenů, které vyšetřujeme je značně stálá. Je to díky sacharidové struktuře antigenů, které nepodléhají tolik degradaci jako struktury bílkovinné. Reakce probíhá mezi antigenem přítomným v kosti a dodanou protilátkou. Výsledek hodnotíme jako pozitivní, pokud reakce proběhne a jsou patrné shluky. Došlo tedy k aglutinaci. Negativní výsledek nám napovídá, že v kosti se nevyskytují protilátky proti dodanému antigenu. Poté vyhodnotíme krevní skupinu z výsledků aglutinačních testů na základě znalosti vlastností krve. Aglutinace je pozorovatelná pouhým okem, k ověření se používají i elektronické mikroskopy.
5.2.1. H i s t o r i e v ý z k u m ů Historie sérologických výzkumů kosterního materiálu sahá do 30. let minulého století. Vědci, zejména antropologové začali zkoumat skupinové vlastnosti na rozličném lidském materiálu a lidských pozůstatcích z hrobů. Byl to další posun v možnosti identifikace nalezených kostí a mumifikovaných tkání. Jak uvádí Kout a kol. (1965), úspěšné stanovování krevních skupin ve forenzní medicíně podnítilo myšlenku využívat podobných metod u paleosérologického materiálu. EzraCohn a Cook (1961) pokládají Candelu za průkopníka v této oblasti. Ten v roce 1935 zveřejnil možnosti vyšetření krevních skupin z archeologického kosterního materiálu. Heglar (1972) spojuje s počátky paleosérologie také další autory, jako jsou Boyd a Matson, kteří taktéž významně přispěli k vypracování metodiky týkající se tohoto problému. V 30. letech se používala metoda absorpce s usušeným a rozdrceným kostním anebo tkáňovým materiálem. První takovou práci publikovali Boyd a Candela v roce 1939. K výzkumu použili materiál kostní drtě a metodu aglutinačně inhibiční, kterou si upravili pro vlastní účel práce. 37
Tato metoda byla poté běžně používána dalšími vědci. Jak uvádí Kellerman (1971), od té doby byla několikrát přepracována a vylepšena, například Salazarem v roce 1951 a Thiemem v roce 1956. Italský vědec Borgognini ji značně přepracoval v roce 1969. Základní princip metody však zůstal zachován. V 50. letech se paleosérologie dostávala do širšího podvědomí a začala se ve větší míře užívat v rámci archeologickoantropologických výzkumů. To bylo spojeno se studiem lidské variability, populační genetiky, původem lidstva a samozřejmě také s identifikací. Tato témata zaujala první místo v antropologickém bádání (Heglar 1972). V této době se však stále více objevovaly pochybnosti a problémy spjaté s výzkumem. Thieme a Otten (1957) publikovali práci „The unreability of blood typing aged bone“ o nespolehlivosti výsledků při testování starých kostí. Výsledky, ke kterým se dobrali s použitím tohoto materiálu (použili inhibiční metodu), zhodnotili jako nespolehlivé. V roce 1958 uveřejnil Gray článek o nespecifických reakcích materiálu. Následovali další autoři, kteří upozorňovali na chyby laboratoří a na nežádoucí ovlivnění okolním prostředím. V laboratořích se provádělo mnoho pokusů s testovaným materiálem. Vědci vystavovali kosti extrémním podmínkám, testovali zároveň recentní a fosilní kosti, porovnávali různé metody mezi sebou a následně vylepšovali jednotlivé fáze metod. V 60. letech se okruh zájmu přesunul k biochemickým analýzám kostí a kontaminujících látkách v okolí pohřebiště. Lengyel zkoumal obsah dusíku v kostech a proteinpolysacharidový komplex, který musí být v kosti přítomen v daném množství, jinak kost nelze z hlediska antigenů testovat. Další poznatek z této oblasti zveřejnil Pardini (1968), kdy prokázal souvislost mezi sílou reakce AI metody a obsahem hexosaminů ( aminosacharidů Nacetylglukosaminu a Nacetylgalaktosaminu) v kostech (in Kellerman 1971). ErzaCohn a Cook (1961) učinili závěr ohledně typu zkoumaného materiálu, kompaktu kosti nelze na antigeny testovat. Této zásady se v pozdějších pracích drželi i ostatní autoři, pro rozbory se upřednostňovaly spongiózní části kostí. V roce 1964 uveřejnil Lengyel v časopise „Homo“ metodu fluorescenčního značení antigenů (původně ji vytvořil v 40. letech Coons). Ta byla svým způsobem převratná v tom, že byla citlivá na odhalení antigenu. Výsledky vykazovaly o 1520% větší úspěšnost než u prvotní metodiky vypracované Candelou a Boydem. Nevýhodou však bylo, že se nepovedlo snížit počet nespecifických reakcí a nebyla zde možnost provádět opakování testů.
38
V letech 70. nastal velký rozmach v oblasti palesérologie. Autoři se zabývali jednak
skupinami recentních populací (v této době již byly zjištěny skupinové frekvence téměř po celém světě), dále to byly populace pravěké (a mladší). V těchto letech v paleosérologii působili přední antropologové Paoli, Borgognini a Parenti. Tito autoři zavedli pro výzkum metodu absorpčně eluční, která se dosud používala většinou ve forenzních vědách. Dále se také pracovalo na vylepšení purifikační fáze, která běžně předchází vlastnímu výzkumu. Nedokonalé čištění kostí bylo jedním ze zdrojů nespecifických reakcí materiálu. V Československu se v 70. letech zabývali historickou sérologií Vlček, Tesař spolu s Klírem. Zkoumali kosti historických osobností z hlediska příbuznosti jedinců. Sérologické postupy byly také výhodné pro identifikaci a roztřídění kostí nacházející se v jednom hrobě pohromadě. Využívali techniky dvoufázového dvoukruhového systému vypracované Tesařem a Klírem (1975). Jedná se vlastně o kombinaci metody absorpčně eluční s metodou absorpčně inhibiční. V 80. letech přišly na řadu moderní metody analýzy lidského genomu. Uplatňovaly se zvláště v praktických odvětvích výzkumu. Sérologické metody byly zčásti potlačeny, zůstaly však doceněné zvláště díky nenáročnosti na materiál a rychlému a levnému provedení. Sérologických prací ale celkově postupně ubývalo. Objevovali se práce o kontaminaci mikroorganismy (Strejc, Dobisíková 1989). Lee (1991) zkoumal vzorky po užití AE testu a upraveného AI testu („two dimensional“, tedy dvourozměrného). Paoli v roce 1992 publikoval spolu s českými antropology práci, kde vzájemně srovnávali různý materiál a metody AI a AE. Sérologické metody dnes nejsou při antropologickém výzkumu zcela běžné. Plno zásadních problémů ještě není vyřešeno a výsledky jsou často nespolehlivé. Dobrat se k věrohodným výsledkům s možnostmi jejich opakování se stále jeví jako dosti složité.
39
5.2.2. B i o l o g i c k ý m a t e r i á l 5.2.2.1. K o s t i 5.2.2.1.1. P ů v o d k o s t e r n í h o m a t e r i á l u Biologický materiál zahrnuje lidské kosti a jejich fragmenty, části lidských tkání, vlasy, krev, ostatní tekutiny atd. Ačkoli lze krevní skupiny vyšetřit ze všech výše uvedených složek lidského těla, zaměřuji se pouze na kosterní materiál, který se jako jediný vztahuje k tématu práce. V sérologických pracích na toto téma je asi nejčastěji používán historický kosterní materiál. Kosti jsou často objeveny během archeologického výzkumu na pohřebištích, hřbitovech anebo na různých lokalitách jako ojedinělé nálezy. Jiný případ jsou již dávno nalezené kosti uložené na místech jako jsou kostnice anebo uložené v depozitářích. Ty se také dodatečně podrobují těmto rozborům. Dalším objektem výzkumu může být paleolitický materiál. Sérologicky ho hojně zkoumal Ital Paoli v 70. letech a vytvořil na něm úspěšnou metodiku, kterou přebírali i další vědci. Dále se také testují krevní skupiny u recentního lidského materiálu, kterým se zabývá obor forenzní antropologie. 5.2.2.1.2. P ř í p r a v a k o s t í Před začátkem vlastního výzkumu je nutné vhodně připravit kosterní materiál pro další práci. Jak uvádí Stloukal (1999), nalezené kosti se po vyzvednutí ze země nejdříve pečlivě usuší a až poté se přejde na vlastní čištění. Kosti jsou čištěny zubním kartáčkem nejlépe pod tekoucí vodou (vhodnější je voda destilovaná). Kosti se nenechávají ležet ve vodě, mohlo by dojít k jejich rozmočení. Při sérologické analýze se ještě kosterní materiál dokonale čistí, aby se předešlo nespecifickým reakcím. Kostní drť se namáčí do fenolu a závěrem do etanolu (Borgognini Tarli a kol. 1979). Nebo například Lee a kol. (1991) použil ether a dusík (podrobněji viz kapitola 5.2.3. „Metody“). Stloukal (1999) varuje před používáním chemických přípravků, pokud je záměrem výzkumu podrobit kosti rozličným chemickým a genetickým analýzám. Tím autor upozorňuje na nevhodnost konzervace kostí. Ta se provádí za účelem zpevnění kosti, kost se poté také lépe rekonstruuje. 40
Často se používal ke konzervaci klih, později se přecházelo na vhodnější prostředky. To jsou nitrolaky, akryláty anebo polyvinylacetáty, pod kterými kosti tolik neplesnivěly. Od konzervace se však již ustupuje, protože pozdější rozbory prováděné na kostech nemusí být vůbec úspěšné. V roce 1979 uveřejnil Vlček s Tesařem sérologický rozbor skupinových vlastností kostí nejstarších Přemyslovců. Tyto kosterní pozůstatky byly již dříve konzervovány postupným prosycováním roztoky polyvinylacetátu. V tomto případě se nakonec při vyšetření ukázalo, že výsledky nemohly být touto konzervací ovlivněny. 5.2.2.1.3. V ý b ě r k o s t í k a n a l ý z e K vlastním sérologickým rozborům jsou využívány jednotlivé části skeletu. Závisí samozřejmě na tom, jaký materiál a v jakém stavu je nám dostupný. Vědci ale upřednostňují různé konkrétní části kostry, dle toho, které považují pro detekci antigenů za nejvhodnější. Téměř vždy jsou používána malá množství spongiózní části kostí, které se následně rozmělní na prach kladivem anebo pomocí hydraulického tlaku. Dle Paoliho a kol. (1986) je spongióza vhodná jako výchozí materiál z toho důvodu, že je přirozeně chráněna kompaktní vrstvou kosti. ErzaCohn spolu s Cookem (1961) provedli test krevních skupin, kde výchozím materiálem byla právě kostní kompakta. Výzkumem bylo prokázáno, že kompakta kosti není vůbec vhodná pro detekci antigenů. Výsledné krevní skupiny nevykazovaly kosti, nýbrž okolní půda (podrobněji viz kapitola 5.2.5. „Výsledky a diskuze“). K rozboru se velmi často vybírají epifýzy dlouhých kostí. Paoli a kol. (1986) dal ve výzkumu přednost epifýzám femuru, proximálním epifýzám humeru a tibie a těly obratlů. V uveřejněné práci v roce 1992 zase úspěšně použil dobře zachovalá žebra a části tarzálních a karpálních kostí. Někteří vědci využívají přednostně části lebky (například baze lební použil Vlček a Klír 1979). Dále Thieme a kol. (1956) vyšetřoval fragment lebky z období pleistocénu. Kellerman (1971) si pro svůj sérologický výzkum vybral výhradně hlavice femurů, stejně tak jako Mickle a kol. (1977). Mickle však vybíral pouze ty femury, které byly dokonale kryty kompaktou a testoval pouze vzorky femurů pocházející ze stejné strany (levé nebo pravé). Takto se při větším množství materiálu předejde nechtěnému vícenásobnému testování stejného jedince. Lengyel a Nemeskéri (1964) se domnívali, že při metodě fluorescenčního značení antigenů je nejvhodnější použít spongiózu z obratlů.
41
5.2.2.2. A n t i – H s é r u m Další materiál biologického původu potřebný k reakcím je antiH sérum, které se užívá k průkazu skupinových vlastností. Může být součástí dodávaných komerčních antisér od příslušných firem, avšak často byl připravován přímo v laboratořích ke konkrétnímu výzkumu. Nejběžnější antiH sérum je lektin (rostlinný extrakt) ze semen Ulex europaeus (hlodáš evropský) (Heglar 1972) (viz Obr. 8, 9). Thieme a kol. (1956) popisuje přípravu tohoto antiH séra. K tomu je zapotřebí 25 gm semen z výše uvedené rostliny, jež jsou ustáleny ve fyziologickém roztoku. Posléze se střídavě zmrazují a rozmrazují, takto lze získat největší možné množství výtažku. Po vyčištění se roztok konzervuje a zamrazí se do zkumavek. Na základě prací Cazala a Lalaurie (1952) a Renkonena (1948), je tento antiH lektin taktéž nalezán v semenech rostlin Cytisus sessilifolus, Laburnum alpinum (štědřenec horský) a Lotus tetragondobus (in Allison a kol. 1978).
Obr. 8, 9 Keř Ulex europaneus (vlevo). Zdroj: http://flora.nikde.cz (17). Semena Ulex europaneus (vpravo). Zdroj: http://plants.usda.gov (18).
42
5.2.3. M e t o d y V sérologické praxi jsou popsány mnohé typy metod pro určení krevních skupin. Z nich si pro výzkum vybíráme ty, které jsou nejvhodnější pro zpracování daného biologického materiálu. Hrubiško (1983) uvádí, že pro rozbor krve se běžně používá imunohistochemické vyšetření založené buď na metodě zkumavkové anebo metodě na mikrotitračních destičkách typu U . Tesař a Klír (1990)a Klír (1999) popisují nejčastěji užívané metody pro určení krevních skupin z kostí, vlasů, tkání a sekretů. Je to metoda absorpčně inhibiční, metoda absorpčně eluční, metoda smíšené aglutinace, Lattesova metoda a Holzerova metoda (in Zelený 2006). První dvě uvedené metody jsou typické pro vyšetření skupinových vlastností z kostní tkáně. Jak dodává Dobisíková (1999) metoda smíšené aglutinace se používá velmi často pro rozbory vlasů, imunofluorescenční metoda pro měkké tkáně a precipitační metoda pro dekalcifikovaný kosterní materiál. V následujících řádcích se zvláště zabývám podrobným popisem metod absorpčně inhibiční a absorpčně eluční, které jsou pro analýzu kosterního materiálu nejvhodnější. Jsou také podrobně popsány v mnohých vědeckých pracích. Dále krátce zmiňuji další postupy, které vycházejí z těchto 2 základních metod a jsou vlastně jejich kombinacemi. Jako poslední v přehledu je uvedena metoda fluorescenčního značení antigenů přepracovaná Lengyelem a Nemeskérim v roce 1964 speciálně pro kosterní materiál. 5.2.3.1. M e t o d a a b s o r p č n ě i n h i b i č n í ( A I ) Základem této sérologické metody jsou 2 fáze; při absorpci se protilátka (vyjadřuje se titrem, stupněm zředění) naváže na antigen v kostech. Tím se vysytí vazebná místa protilátky. V dalším kroku se k substrátu přidávají červené krvinky. Aglutinace je další fází této metody. Pokud je antigen v kostech přítomen, k aglutinaci nedojde (protilátka nemá volné vazby pro dodané krvinky), reakce je tedy inhibovaná. Množství nenavázané protilátky hodnotíme na základě titru. Skupinovou příslušnost určujeme tím způsobem, že k protilátce přidáváme antigen A, B a H (Dobisíková 1999).
43
Tuto metodu dokonale popisuje Paoli a kol. (1978) ve článku „Determinazione del gruppo sanguigno del sistema AB0 negli inumati di Shakri Sokhta (Sistan, Iran).“ Na tuto práci se odkazují také mnozí další autoři, kteří taktéž sérologicky zpracovávají kosterní materiál. Metodu AI lze dále podrobněji rozdělit do 3 fází; fáze extrakce, koncentrace a aglutinačně inhibiční fáze. Základním potřebným materiálem je kostní drť, fyziologický roztok, séra antiA, antiB a antiH (většinou komerčně dodávané) a erytrocyty (nejčastěji 3% náplav). 5.2.3.1.1. F á z e e x t r a k c e Připraví se výtažek z kostní drtě (23 gramy), jako rozpouštědlo se použije 58 ml 5% roztoku kyseliny ethylendiaminotetraacetyl (EDTA). Ta má za úkol odloučit anorganické látky v kostech a ulehčit tak vstup roztoku antigenů. Fáze extrakce probíhá postupně, nechá se odstát minimálně 6 hodin při pokojové teplotě. Tato fáze je prodloužena přes noc.
5.2.3.1.2. F á z e k o n c e n t r a c e Částečného vyčištění kostní drti lze dosáhnout s pomocí gelové filtrace procházející kolonou Sephadex G 25. Celý proces slouží k vyloučení (eliminaci) solí suspenze. Ty mohou narušit inhibiční reakci ve fázi aglutinace. Takto vyčištěný výtažek se podrobí vypařování za studena. Vypařování probíhá do konečného objemu 22,5 ml.
5.2.3.1.3. F á z e a g l u t i n a č n ě i n h i b i č n í Jednotlivá séra antiA, antiB a antiH jsou přidána ke kostní drti. Jsou naředěna do příslušného poměru s fyziologickým roztokem (např. 1:64). V této fázi by se měly navázat dodané protilátky na antigeny přítomné v kostech. Tato fáze probíhá při 4°C přes noc. Zároveň jsou s těmito kostními vzorky zavedeny i kontrolní sady zkumavek, kde se na místo výtažku kosti doplní stejné množství fyziologického roztoku. Poté následuje centrifugace a odsátí suspenze nad usazenou vrstvou kosti.
44
Je potřeba vybrat vhodné sérum ke stanovení skupiny 0. Tímto lze předejít omylu v diagnostice, kdy u vzorku stanovíme skupinu 0, avšak kost nemusí být schopná reagovat se sérem antiA a antiB pro úbytek skupinové substance. Mezitím jsou nachystány 2 sady zkumavek. Každá sada obsahuje 10 zkumavek pro každou krevní skupinu (A, B, H). Do každé zkumavky se přidá 0,5 ml fyziologického roztoku. Do prvních zkumavek se dodají zreagovaná antiséra (tj. zreagované antisérum označené jako antiA se přidá do zkumavky v sérii označené skupinou A, totéž pro B a H). Z první zkumavky se odebere 0,5 ml roztoku a přenese se do 2. zkumavky, promíchá se a opět se nabere 0,5 ml roztoku a přenese se do 3. zkumavky. Takto se pokračuje až k poslední zkumavce, kde se 0,5 roztoku nakonec odstraní. Tímto postupem docílíme dvojnásobného zředění antisér, která se vstřebají s výtažkem z kosti. Poté je do zkumavek v obou sadách dodán 3% roztok erytrocytů lidské čerstvé krve souhlasných skupin A, B a 0. Následně jsou 5 min protřepávány a centrifugovány. Výsledek se dostaví v sériích ve stupňovitém stavu. Roztoky se měří v kolorimetru. Měření stupně aglutinace v kolorimetru je více objektivní a navíc je tento proces jednoduší a kvalitně hodnotitelný. V této fázi by mělo být patrno do jaké míry je který roztok vysycen. Z toho lze určit množství reagujících složek v kosti a také jakou krevní skupinu kost vykazuje (Paoli a kol. 1978; Borgognini a kol. 1979; Zelený 2006; Allison a kol. 1978; Allison a kol. 1976). Ještě než přistoupíme k vlastní metodě je nutné zajistit dokonalou čistotu materiálu. Borgognini a kol. (1979) popisuje fázi purifikace prováděnou běžně před výše popsanou fází extrakce. Tento postup nám umožní snížení počtu výsledných nespecifických reakcí. Místo běžného použití 90% roztoku fenolu autoři použili čistý (100%) fenol. Ten přidali v množství 1015 ml ke kostní drti. Teplota fenolu se pohybovala mezi 5560°C. Následuje míchání po dobu 3060 min a centrifugace při teplotě 50°C (1415000 ot/min) po dobu 10 minut. Poté se vyjme obsah a promyje se 1012 ml 100% fenolem. Opět pokračuje míchání asi 10 min a centrifugace za stejných podmínek. Nakonec je ještě vzorek promýván etanolem.
45
Lee a kol. (1991) před sérologickým rozborem ponořil kosti do malého množství etheru za účelem odstranění nečistot (tuku a mastnoty) na kostních fragmentech. Poté taktéž použil promytí etanolem. 5.2.3.2 M e t o d a a b s o r p č n ě e l u č n í ( A E )
Metoda absorpčně eluční je často užívána v oblasti soudní a lékařské analýzy, kde jsou vyšetřovány krevní vzorky v různém stavu a také skvrny z lidských sekretů. Méně často byla využívána antropology při svých výzkumech, převládala metoda AI. Metoda absorpčně eluční je založena na spojení antigenu a protilátky ve fázi absorpční, následuje odloučení protilátek navázaných na substrát (odloučení probíhá za tepla). Tato fáze se nazývá eluce (tepelná fáze). Nakonec se uvolnění příslušných protilátek dokazuje shlukováním, neboli aglutinací (Dobisíková 1999; Paoli a kol. 1986). Podrobný postup AE metody uvádím na základě práce Paoliho a kol. 1986.
5.2.3.2.1. P ř í p r a v n á f á z e Výchozím materiálem je kost rozdrcená na malé části (dále substrát), která nám postačí v množství 7075 mg. Substrát je následně ustálen v 0,3 ml metanolu při pokojové teplotě po dobu 15 minut. Po vyjmutí z metanolu je vzorek usušen bez přístupu vzduchu.
5.2.3.2.2. A b s o r p č n í f á z e Po přidání 0,2 ml séra antiA, antiB a antiH (titr 1:128) se obsah zkumavek na okamžik zamíchá, aby došlo ke spojení. Reakce probíhá přes noc při teplotě 4°C. Před následující eluční fází jsou vzorky promyty 10 ml P.B.S. („phosphate buffered saline“, podobný fyziologickému roztoku) při teplotě 4°C (většinou 67 krát v 10 minutových intervalech). Promytím se odstraní nadbytek protilátek. Také se vymyjí ty, které se nenavázaly na substrát. Následuje sedimentace, která je urychlena centrifugací za studena po libovolný čas. Ten závisí na velikosti částic ve vzorku. 46
Ke kontrolnímu testu bylo použito 0,3 ml 1% P.B.S. Ten se následně přidá k substrátu na dobu 15 minut při teplotě 4°C. Roztok je následně odebrán a přenesen k suspenzi souhlasných erytrocytů. Dokonalé promytí zajistí nepřítomnost shlukování. Případný projev aglutinace znamená, že neproběhl úplný odsun nenavázaných protilátek. Potom je nutné opakovat další promytí. Autoři provedli tuto kontrolu, aby se vyhnuli falešné pozitivní reakci. Kontrola je nezbytná pro správnou interpretaci výsledků. 5.2.3.2.3. E l u č n í f á z e Eluční fáze probíhá ve vodní lázni při teplotě 56°C s 0,3 ml roztoku 1% P.B.S. po dobu 15 minut, přičemž je míchána každých 5 minut. Výsledky eluce byly testovány s 0,08 ml roztoku souhlasných erytrocytů v P.B.S., sjednoceny v přístroji na propustnost stupeň 2. Po 1 hodině při pokojové teplotě byly vzorky centrifugovány při 1000 otáčkách za minutu.
5.2.3.2.4. A g l u t i n a c e Výsledek aglutinace přečteme s použitím počítače. Ten vyhodnotí přítomnost či nepřítomnost aglutinace i její intenzitu. Diagnóza skupiny 0 byla provedena za použití antiH séra připraveného z Ulex europaeus přímo v laboratoři. Lidská antiA a antiB séra byla připravena komerčním Biotestem pro určení krevních skupin A, B a AB. 5.2.3.3. D v o u r o z m ě r n ý a b s o r p č n ě i n h i b i č n í t e s t ( 2 D A I ) Modifikací výše uvedeného AI testu je dvourozměrný absorpčněinhibiční test („two dimensional absorption inhibition“) označovaný jako 2DAI test. Lee a kol. vypracovali tuto metodiku testování a publikovali ji v roce 1988. Lee a kol. (1991) uvádí, že tato varianta testu je citlivější a tedy užitečnější při vyšetřování materiálu chudého na ABH antigeny. Provádí se na mikrotitračních destičkách a začíná se se séry titru 32, 8 a 2. Pokud není výsledek průkazný po první titraci, provádíme druhou titraci a následuje zjišťování antigenu. Tento test má výhodu také v tom, že je použit více než 1 kontrolní vzorek (tedy vzorek, kde nedošlo k inhibici) pro každý z testovaných antigenů. Kontrolní vzorky zajistily sliny sekretorů skupiny A, B a 0, dále sliny nonsekretorů a také solný roztok. 47
Každému vzorku (i kontrolnímu) je uděleno titrační hodnocení („titration score“). U kontrolních vzorků je hodnocení zprůměrováno. Pokud je pro náš vzorek sníženo hodnocení o 25 a více, uvádí se přítomnost antigenu. Pro kosterní materiál autor doporučuje použít tento test v kombinaci s absorpčně eluční metodou. 5.2.3.4. M e t o d a d v o u k r u h o v é h o s y s t é m u v e d v o u f á z í c h Tesař a Klír (1975) ve svém výzkumu kosterních pozůstatků Přemyslovců použili kombinaci metod vysycovací a absorpčně eluční (vysycování se provádí dvoufázově). Tuto metodiku dvoukruhového systému (ve dvou fázích) vypracovali sami autoři. Následně ji s úspěchem použili i Vlček a Tesař (1979) taktéž při výzkumu Přemyslovců. První fáze se neliší od běžných postupů AI metody. Kostní drť je inkubována se séry antiA, antiB v chladu. Pak se obsahy zkumavek centrifugují a odsaje se extrakt. Ten se následně titruje do řady zkumavek a testuje se s příslušnými červenými krvinkami. Druhá fáze kopíruje fázi první s použitím původních vzorků a čerstvých antisér. Následuje vyšetření druhého okruhu, což je vlastně eluční fáze. Tytéž vzorky jsou opakovaně promyty fyziologickým roztokem. Následuje eluce navázaných antisér ve vodní lázni. Odebrané eluáty v kladném případě shlukují příslušné erytrocyty. Výhodné je u této metody začlenění druhého okruhu, tedy kontrolní testování s použitím téhož materiálu. Dvě fáze zabezpečí dokonalé vysycení, dále je tento postup také vhodný k odlišení nespecifických reakcí. 5.2.3.5. M e t o d a f l u o r e s c e n č n í h o z n a č e n í a n t i g e n ů ( „ F l u o r e s z e n z – A n t i k ö r p e r – M e t h o d e “ ) V roce 1964 publikovali Lengyel s Nemeskérim metodu fluorescenčního značení uplatněnou na čerstvém kosterním materiálu. Jak bylo potvrzeno, slouží taktéž k potvrzení skupinových vlastností u fosilních kostí. Tento postup byl původně vypracován Coonsem a jeho spolupracovníky v roce 1941 a 1942. Metodika byla prvotně zpracována výlučně pro měkké tkáně. Je založena na základním principu reakce antigenu a protilátky (právě ta je značena fluorochromem). Vše závisí opět na sérologicky aktivních látkách v kostech, označované jako proteinpolysacharidový komplex.
48
Z kosterního materiálu (v tomto případě obratel) se vytvoří 0,5 cm řez a následně se fixuje ve formalinu. Tím se sníží riziko narušení proteinpolysacharidového komplexu při histologickém zpracování. K odvápnění kostí se užívá EDTA. Fosilní kosti jsou odvápněny po 72 hodinách, kosti čerstvé po 240 hodinách. Původní struktura v kostech však zůstane zachována. Jak uvádí Denz (1949), zda je materiál plně odvápněný se přesvědčíme pokusem s Naphthochrome Green B (in Lengyel, Nemeskéri 1964). Zhotoví se zmrzlý řez preparátu. Ten je následně inkubován s fluorescenční látkou navázané na antiA a antiB sérum. Jak uvádí Riggs a kol. (1958), nejvhodnější je pro tento účel Fluorescenční IsoThyozyanát, protože odpovídá nejvíce svým fyzikochemickým vlastnostem výzkumným požadavkům. Má stabilní chemické vazby a je dobře rozpustný ve vodě. Také se lehce váže s bílkovinami antiséra (in Lengyel, Nemeskéri 1964). V poslední době se často využívá místo antisér A a B lidský antigammaglobulin, který poskytuje lepší možnosti kontroly. Preparáty jsou pozorovány pod UV světlem. Jako pozitivní výsledek je označen přesně ohraničený zelený fluorescenční jev ve vyprázdněných prostorách kostních buněk. Negativní reakce se vyznačuje rozptýlenou bledou špinavě hnědou fluorescencí. Pokud se negativní výsledek prokáže u A i B antiséra, předpokládáme skupinu 0. Jak dodávají autoři, tato metoda má úspěšnost 90,48%, což je asi o 10% více než původní sérologická metoda Boyda a Candely. Oproti této metodě lze také výsledek jednoduše přečíst pomocí mikroskopu.
5.2.4. N a r u š e n í s t á l o s t i k r e v n í c h v l a s t n o s t í Antigenní vlastnosti systému AB0 v organismu jsou poměrně dosti stabilní. Důkazem je to, že lze určit krevní skupinu i ze vzorků velmi starých (Dobisíková 1999). Při sérologické analýze však musíme být obezřetní na mnohé vlivy z okolí, které nám mohou „vstoupit do cesty“ a přímo tak ovlivnit skupinovou stabilitu a charakter vzorku. Nežádoucími vlivy mohou být různé chemické prvky a sloučeniny, které znemožňují projev antigenů. Dále jsou to bakterie a mikroorganismy v okolní půdě přítomné v blízkosti uložených kostí. Ty prokazatelně mění typy krevních skupin anebo samy vlastní příslušné antigeny, které lze omylem testovat. Různé antigenní struktury nenesou pouze bakterie, ale také některé rostliny a živočichové.
49
Kellerman (1971) dodává, že při interpretaci výsledků nesmíme opomenout teoretickou skupinu nonsekretorů. Další příčiny negativního výsledku mohou být takové, že kosterní materiál už vůbec nemusí obsahovat aktivní krevní substance. Nejpravděpodobněji je to způsobeno zničením, dekompozicí anebo vymytím těchto příslušných látek. Dále kromě ztráty aktivity můžeme při výzkumu narazit i na mnohé nespecifické reakce, které nesouvisejí přímo se skupinovými vlastnostmi krve. Abychom předešli možným problémům, autoři těchto prací doporučují odebírat půdu z okolí nálezů, provádět stěry z kostí a posléze kultivovat tyto vzorky. Nakonec je nutné podrobit případné kontaminující organismy stejným aglutinačním testům jako výchozí materiál (Dobisíková 1999). 5.2.4.1. K o n t a m i n a c e m i k r o o r g a n i s m y
Je zcela zřejmé, že aktivita mikroorganismů ovlivňuje antigeny systému AB0 u biologického materiálu. Tento poznatek byl zjištěn na základě šetření mnoha různých případů z oblasti medicíny a forenzních věd. Byl také popsán v souvislosti s lidskými tkáněmi a kostmi v početných antropologických pracích (Lee a kol. 1991). Mikroorganismy mohou ovlivnit skupinovou vlastnost vzorku dvěma možnými způsoby. Jednak některé z nich nesou antigeny, které jsou podobné antigenům A, B a H (anebo také jejich kombinace). Ty jsou pak nesprávně určovány místo antigenů přítomných v kostech. Další způsob zkreslení výsledků je ten, kdy jiné typy mikroorganismů nesou enzymy, které dokáží hydrolyzovat koncový sacharid a změnit tak konkrétní skupinovou vlastnost. Právě koncový sacharid předurčuje typ krevních skupin (Lee a kol. 1991). Thieme a Otten (1957) uvádějí nejčastější typ přeměny skupin způsobené bakteriemi. Je to změna skupinové vlastnosti A (B) na O. Toto způsobují enzymy galaktosidáza a Nacetyl glukosaminidáza (Lee a kol. 1991). V dalším případě se také často stává, že skupina A (opět platí i pro B) úplně ztratí svojí specifickou aktivitu a chová se netečně k dodaným protilátkám (Kellerman 1971). Nepříznivými účinky mikroorganismů se zabývají ve své práci Strejc s Dobisíkovou (1989). Předkládají zde vhodné postupy práce na konkrétních případech z forenzní praxe. Své poznatky z oboru sérologie uplatňují také při šetření prehistorických a antropologicko historických nálezů.
50
U jedince krevní skupiny 0 při skupinové analýze prováděné z žebra docházelo při přidání známých krvinek B k aglutinaci. Byly tedy odebrány vzorky okolní půdy a uměle vypěstovány kultury na krevním agaru i Endově půdě. Vyrostlé mikroorganismy byly poté podrobeny stejnému absorpčně elučnímu testu a následně byla prokázána aglutinace s dodanými krvinkami skupiny B. V dalším případě testy provedené z různých částí těla téhož jedince vykazovaly rozdílné výsledky. Tato situace vždy napovídá přítomnosti mikroorganismů. Tkáně a kost shlukovaly krvinky A i B, vypěstované mikroorganismy nalezené v bezprostřední blízkosti taktéž. Vlasy a zuby tohoto jedince vykazovaly krevní skupinu 0. Závěr byl tedy s největší pravděpodobností skupina 0. Z práce tedy vyplývá, že je nutné odebírat vzorky ze všech dostupných tkání a porovnat je mezi sebou. Důležité je také shromažďovat materiál z okolí pozůstatků a kultivovat ho pro další vyšetření za použití stejné metody. Mnoho bakterií je již popsáno a přesně se ví, které změny zapříčiňují. Je ale potřebné nejen vyšetřit typy bakterií v okolí, ale také jejich antigenní vlastnosti.
Obr. 10 Kolonie v R fázi Bacillus cereus na MPKA (masopeptonový krevní agar). Zdroj: fvl.vfu.cz/sekce_ustavy/mikrobiologie/obrazova_priloha/mikrob (10).
Na základě Kellermana (1971), bakterie a rostliny nejčastěji vlastní aktivní materiál antigenu H. Výjimku tvoří například Escherichia coli, u které je přítomen antigen B (viz Obr. 11). Autor se potýkal ve své práci právě s problémem vysokého procentuálního zastoupení skupiny B u testovaných kosterních pozůstatků. Avšak testy ukázaly na nepřítomnost bakterií v okolní půdě. V těchto případech je tedy těžké rozhodnout, zda vzorky jsou ovlivněny vnějším prostředím či nikoliv. Okolní půda by se tedy měla podrobit dalším náročnějším testům.
51
Obr. 11 Růst Escherichia coli na Endově agaru laktóza pozitivní kultura s charakteristickým kovovým leskem. Zdroj: fvl.vfu.cz/sekce_ustavy/mikrobiologie/obrazova_priloha/mikrob
Na základě Iseki a kol. (1952) a Okady a kol. (1953), některé bakterie náležící do skupiny Shigella, Salmonella (viz Obr. 12) a Proteus taktéž vykazují vlastnosti krevních skupin systému AB0 (in Kabat 1956). Tyto bakterie se řadí do čeledi enterobakterií a pro člověka jsou patogenní (7).
Obr. 12 Salmonella typhimurium v elektronovém mikroskopu. Zdroj: www.vectorlabs.com/Lectins/LDBA.html (8).
Dobisíková (1999) uvádí přehled mikroorganismů a jejich enzymů, které přímo ovlivňují krevní vlastnosti biologického materiálu. Předkládá seznam uveřejněný Lengyelem, který byl publikován již v roce 1975. Na základě textu jsem vytvořila přehlednou tabulku (viz Tab. 12) mikroorganismů, doplněnou údaji od ShinichiKubo (1989) (taktéž zmínila v textu Dobisíková) a ostatních autorů.
52
Činitel kontaminace
Změna skupinové vlastnosti
Odpovědný enzym
Autor
Bacillus cereus
B 0
aD galaktosidáza
Lengyel
aL fukopyranozidáza
Lengyel
B rozkládá
aD galaktosidáza
Lengyel
A rozkládá selektivně
Ndeacetyláza
Bacillus fulminans Clostridium Maebashi
0 ∅
Clostridium tertium
Nacetyl galaktominidáza
A 0
Lengyel
Clostridium Welshii
rozrušuje AB0 systém
Clostridium perfringens
panaglutinace
např. neuroaminidáza
Lengyel
Lactobacilus bifidus
rozrušuje AB0 systém, redukce B
neznámý
Lengyel
Clostridium elegans
Lengyel
aNacetylD galaktozaminidáza
A ∅
Penicillium simpl. Aspergillus niger Pseudomonas
Trichomonas foetus
Kubo
aDgalaktozidáza aLfukozidáza
B ∅ A ∅
* Lee a kol. B∅ A ∅ B∅ 0∅
* * Watkins (1953)
Tab. 12 Mikroorganismy a jejich enzymy měnící typy krevních skupin. Zdroj: Dobisíková (1999). *Zdroj: Lee a kol. (1991).* * Zdroj: Kabat (1956). Přepracováno z výchozího textu.
53
Enzym neuraminidáza uvedená v tabulce, uvolňuje kyselinu sialovou z membrány krvinek. Tímto se uvolní latentní Taglutinogeny na povrchu krvinek, které nejsou běžně přístupné. Projevují se panaglutabilitou (Strejc, Dobisíková 1989). Panaglutabilita je vlastnost červených krvinek shlukovat se (v přítomnosti všech běžných lidských sér) bez ohledu na krevní skupinu. Tuto vlastnost (učinit červené krvinky panaglutabilní) mají enzymy produkované mnohými bakteriemi. Jako další příklad lze uvést organismus Vibrio cholerae a Clostridium welschii (Kabat 1956). Podrobně uvádím i výsledky výzkumu ShinichiKubo (1989). Z Tab. 13 je patrné, že příslušné mikroorganismy potlačují projev skupinových vlastností A a B, nemají však vliv na aktivitu skupiny 0.
Sérum
krvinky
Clostridium elegans Penicillium simpl.
Aspergillus niger
kontrola
antiA
antiB
antiH
A
+
B
++
A
+
B
+
0
++
A
+
B
+
0
++
A
+++
B
+++
0
+++
Tab. 13 Výsledky pokusu ShinichiKubo (1989). Zdroj: Dobisíková (1999). Převzato v plném znění.
54
5.2.4.2. K o n t a m i n a c e r o s t l i n n ý m i a ž i v o č i š n ý m i z b y t k y Dalším zdrojem znečištění je tkzv. „Forssmanova antigenicita skupiny A“ („Forssman positive Alike antigenicity“) objevená v rostlinných a živočišných pozůstatcích (Heglar 1972). Dále jsou popsány další rostliny, jejichž semena anebo jiné části mají schopnost aglutinovat erytrocyty. Bird (1952) uvádí, že rostlina Dolichos biflorus (viz Obr. 13) aglutinuje krvinky skupiny A1 (in Kabat 1956). Jak uvádí internetový zdroj (8), tento aglutinin je často využíván v sérologii k odlišení skupiny A1 od A2 (s tou nereaguje tak silně, asi 5000 krát slabší reakce).
Obr. 13 Dolichos biflorus v elektronickém mikoskopu. Zdroj: www.vectorlabs.com/Lectins/LDBA.html (8).
Dále dle Springera (1955), semena Taxus cuspidata (tis japonský) potlačuje
aglutinaci A – antiA, B – antiB, 0 anti(H) (in Kabat 1956). V embryu semen jsou uloženy rostlinné aglutininy (fytohemaglutininy neboli lektiny). Ti jsou povahy bílkovinné, konkrétně se jedná o globuliny. Lektiny mají schopnost vázat specifické sacharidové zbytky nacházející se na povrchu buněk. Nesou také volná vazebná místa a mezi sousedními buňkami vytvářejí příčné vazby („crosslinkage“), dochází tedy k aglutinaci. Skupina rostlin patřících do čeledi Febaceae mají charakteristické aglutininy a tudíž reagují jen s určitými krevními skupinami. Například aglutininy A a aglutininy 0 jsou typické pro rostliny jako jsou Cytisus canariensis (čilimník kanárský), C. ratisbonensis (čilimník řezenský), Genistella sagittalis (kručinečka křídlatá), Laburnum alpinum (štědřenec horský), Tephrosia brevipes (kuželusk krátkonohý) a Tetragónolobus purpureus. Pouze aglutininy A nese Phaseolus lunatus (fazol měsíční), Vicia cracca (vikev ptačí) a již zmíněný Dolichos biflorus. Aglutininy B jsou přítomny v Coronilla varia (čičorka pestrá) a Sophora japonica (jerlín japonský) (9).
55
OliverGonzales, J. (1944, 1953) popisuje také přítomnost krevních skupin A, B a 0 zjištěných u zvířecích parazitů Ascaris lumbricoides (škrkavka dětská), Trichinella spiralis (svalovec stočený) v larvách a u Taenia saginata (tasemnice) (in Kabat 1956).
56
5.2.5. V ý s l e d k y a d i s k u z e
První pokusy testování krevních skupin z kostní tkáně se objevily po roce 1935. Po úspěchu metodiky vyvinuté pro měkké tkáně, přistoupil Candela k vypracování vhodných metod i pro kosterní archeologický materiál (EzraCohn a Cook 1961). Ačkoli sérologické rozbory kostí nejsou běžně používané v postupech lékařskosoudních laboratoří, nynější technika vypracovaná pro kostní tkáň je dosti podobná té, které se užívá pro staré krevní skvrny. Kostní vzorky se projevují citlivěji než svalová tkáň, podrobněji tyto srovnávací testy mezi kostí a svaly publikoval Candela v roce 1939 (Heglar 1972). Jedním z mnoha problémů je výběr kosterního materiálu. Borgognini Tarli a kol. (1979) testovali přítomnost antigenů u starověkého kosterního materiálu z Peru. K tomuto výzkumu použili kosti lebky z oblasti okcipitální a mastoideální. Extrakty z těchto kostí nezreagovaly ani u opakovaného kontrolního testu. To je nejspíše zapříčiněno výběrem typu kosti a také celkově malým množstvím kostní drtě (0,7g místo 23g, což je průměrné množství, které se používá v postupu u metody AI). Po provedení zkoušky s epifýzami dlouhých kostí byly již výsledky hodnotitelné. Martin, Saller (1960) a Kabat (1956), dále také mnozí jiní autoři se shodují v tom, že v nervových tkáních a cerebrospinálním moku je velmi malé množství zjistitelných antigenů anebo zde dokonce vůbec žádné antigeny nejsou. Již Hirszfeld rozdělil orgány do 3 skupin dle nalezených antigenů. Nervová tkáň spolu se zubovinou, chrupem, oční čočkou a oční bulvou nejsou vůbec nositeli antigenů. Někteří autoři do této skupiny přiřazují ještě moč a také slzy (Martin, Saller 1960). Při výzkumech jsou obecně upřednostňovány epifýzy femuru a humeru, dále žebra a sternum. Pro zdárné vyhodnocení antigenů je lepší se vyvarovat užití kompaktní složky kosti. Nejvýhodnější postup je odebírat vzorky ze spongiózní části kosti, tedy ty, které byly dokonale kryty kompaktou. Kompakta je vystavena přímému vlivu okolního prostředí, což může narušit její chemickou stabilitu. Zásadním se stal výzkum EzraCohna a Cooka (1961) publikovaný v článku „Bloodtyping compact human bone tissue“. Autoři vyšetřovali vzorky kompaktní kosti, které byly uloženy v půdě po dobu asi 1000 let. Pro porovnání použili také čerstvé kompakty kostí z pitvy. Testovali pouze AB0 antigeny. Vzorky kostí byly navlhčeny solným roztokem a usušeny, poté připraveny k reakci se séry A a B dle běžného postupu. Čerstvé kosti známých skupin neprokázaly žádnou antigenní reakci.
57
Zatímco kosti z pohřebiště (celkově testováno v počtu 21) ukazovaly na následující skupiny: skupina 0 (9 vzorků), skupina A (4 vzorky), skupina B (5 vzorků) a skupina AB (3 vzorky). Autoři míní, že tyto získané krevní skupiny nejsou shodné s těmi, které by kosti vykazovaly bezprostředně po smrti jedince. Podpořením tohoto závěru je jednak velký počet vzorků vykazující skupinu B, avšak podle distribuční mapy světa je to u obyvatel severní Ameriky dosti vzácné. Kosti byly také nalezeny na takových lokalitách, kde musely sehrát velkou roli změny klimatu a růst bakterií. Frekvence zkoumaných vzorků se také ani neshodovaly s výsledky dřívějších výzkumů provedených v této oblasti. K testování kostní kompakty se také vyslovil Lee a kol. (1989), kdy neshledal žádné ovlivnění výsledků a ani rozdíly při vyšetřování spongiózy a kompakty u vzorků. Vysvětlením by mohlo býti to, že použil kosti zhruba půl roku staré. U takto zachovalých kostí ještě nedochází tolik k degradacím a změnám struktury zapříčiněné kontaktem s okolní půdou a bakteriemi. Jsou objeveny zajímavé souvislosti s chemickou stavbou kosti a stanovením přítomnosti ABH antigenů. Lengyel s Nemeskérim upozornili na důležitost obsahu dusíku a proteinpolysacharidového komplexu v kostech. Pokud jsou hodnoty tohoto komplexu nižší než 0,02 mg/100g, určení krevní skupiny je nemožné. Pokud je toto množství v nadbytku, lze předpokládat některý z antigenů A nebo B či oba. V případě negativních výsledků se jedná buď o jedince skupiny 0 (pokud nepoužijeme antiH sérum pro přímý průkaz skupiny 0), nonsekretora (ještě není úplně vyjasněno, viz dále) anebo o technickou chybu. Pro výzkum je zásadní studovat chemickohistologické změny probíhající v kostní tkáni a změnu jejího chemické složení v čase. Tyto proměny mají povahu úprav ve skladbě cukrů, které vyúsťují v odlišné specifické vlastnosti. To pak může v závěru ukazovat na jiný typ krevní skupiny (Heglar 1972). Požadavky na materiál je možné shrnout do následujících bodů:
používat spongiózu kosti, která byla kryta kompaktou; nejlépe epifýzy dlouhých kostí a lumbální obratle, kostní prášek by měl být co nejjemnější
vybírat jen ty kosti, které nebyly konzervovány nevhodnými chemickými prostředky
testovat materiál, který nebyl vystaven rozsáhlým vymýváním způsobeným spodní vodou a filtrací vody vrstvami půdy
testovat materiál, který viditelně nebyl vystaven extrémním podmínkám
obsah dusíku v kosti by neměl klesnout pod hodnotu 0,02 mg/100g materiálu. (Kellerman 1971, Vlček a Tesař 1979, Heglar 1972, Kout a kol. 1965) 58
Před použitím vlastní sérologické metody následuje další příprava kostní tkáně – čištění, označovaná v literatuře jako fáze purifikace. O této fázi píší někteří autoři pozitivně, ne vždy má prospěšný účinek. Podrobný popis purifikační fáze uveřejnil Paoli v článku „Further biochemical and immunological investigations on Early Egyptian remains (1972)“. Dle tohoto postupu se řídil i Borgognini Tarli a kol. (1979) při šetření starověkého materiálu z Peru. Ve výsledcích bylo zaznamenáno mnoho nespecifických reakcí a také přednostní absorpce séra antiA. Purifikační fáze byla přepracována s použitím čistého (100%) fenolu. Nedocházelo již v takové míře k přednostní absorpci. S tímto názorem se však rozchází Paoli (1986). U metody AE popisuje slabší reakci antigenů, pokud je užit fenol jako purifikační činidlo (dle návodu Tarliho a kol. 1979). Paoli a kol. (1992) shledává purifikační fázi jako příčinu snížení citlivosti metody AI. Poukazuje na to, že takovéto zacházení může způsobit ztrátu reagujících složek u kosterního materiálu. Sérologické metody se vždy zakládají na vzájemné reakci antigenu a protilátky. Dodávanými protilátkami jsou antiséra A, B a H. Běžně se používají lidská polyklonální antiséra A a B. AntiH sérum je často původu rostlinného, případně zvířecího. Při zkoušce je potřebné vhodně naředit antiséra. Pokud jsou příliš zředěná a vzorek má silné adsorpční schopnosti, antigeny v kosti vysytí veškeré aglutininy séra. Naproti tomu v druhém případě, pokud jsou séra velmi silná anebo vzorek příliš chudý na antigeny, nastane nedostatečná adsorpce ze strany kosti a nastane aglutinace v celé sérii. Přičemž nejvhodnější zředění je odlišné pro rozdílné skupiny vzorků. Rozsah adsorpce závisí také na délce pobytu v ledničce (Candela 1936). Dříve bylo antiH sérum nedostupné a tak skupina 0 nemohla být pozitivně stanovovaná (Lee 1991). Pokud netestujeme s antiH sérem můžeme chybně předpokládat skupinu 0 (dle domněnky, když nevyjde testované A ani B, jedná se o skupinu 0). Daný vzorek vlivem okolních faktorů už však nemusí vykazovat žádnou sérologickou aktivitu. AntiH sérum přednostně aglutinuje krvinky skupiny 0, ale v některých případech i krvinky A2. To může způsobovat problémy, pokud testovaný jedinec má slabé antigeny A2 a A2B. Tento jedinec může být nesprávně stanoven jako skupina 0, což samozřejmě zkreslí frekvenci skupin v konečném výsledku (Masnicová, Hanulík 1999). K sérologickému vyšetření kostní tkáně jsou nejvíce užívány metody absorpčně inhibiční a absorpčně eluční. Těchto metod se užívá i ve vzájemné kombinaci. Není však jednoduché stanovit, který z postupů je účinnější a vhodnější. To záleží na mnoha okolnostech, nejvíce snad na typu a zachovalosti materiálu. 59
Metoda AI je původnější z těchto metod, byla vypracována pro obecnou praxi speciálně pro suché staré krevní vzorky. Výsledky u archeologického materiálu nebyly příliš spolehlivé. Později však autoři tuto metodu upravili a vzorky se tak staly více hodnotitelné. Pro detekci antigenů byla o mnoho později publikována metoda AE a stala se široce rozšířenou v praktických odvětvích pro určování skupin z krevních skvrn. Od doby svého zavedení byla upřednostňována pro použití i u kostní tkáně (Lee a kol. 1991). Na základě srovnání prací více autorů, velká procenta úspěšnosti stanovení krevních skupin mají metody kombinované. Dále je také spolehlivé použít metodu AI a AE (odděleně) a následně je vzájemně vyhodnotit. Jednoznačných výsledků je dosaženo užitím kombinované metodiky při rozboru historických lidských pozůstatků. Jedná se o již zmíněnou metodu vysycovací v kombinaci s absorpčně eluční metodou. Tesař s Klírem (1975) zkoumali pravděpodobné pozůstatky kněžny Ludmily a knížete Václava. Z tibie a radiu u Ludmily prokázali skupinu B. Později se však ukázalo, že tyto kosti nepatřily Ludmile (Vlček, Tesař 1979). Až později se našla její lebka vykazující skupinu A. U většího počtu kostí knížete Václava byla taktéž určena skupina B, kromě levého femuru, který tuto skupinu jednoznačně nevykazoval. Podrobným rozborem a srovnáním obou tibií antropologem, bylo prokázáno, že levá tibie patří zcela jistě jinému jedinci. Studium dalších osob z rodu Přemyslovců dále pokračovalo. Vlček s Tesařem (1979) sestavili rodokmen vládnoucího rodu Přemyslovců na podkladě sérologického a morfologického ohledání kostí a také vyloučili nepatřičné kosti nalezené v hrobech. Velkou zásluhu mají dostupné historické prameny, dle kterých je možno identifikovat některé z jedinců a právě tak potvrdit jejich vzájemnou příbuznost sestavením rodokmene. Tato kombinovaná metoda je založena na dvou základních sérologických metodách, které mohou být bez větších problémů užity běžně v laboratořích. Autoři uvádějí potřebu 0,5 g částečky kosti, což je tedy dosti velké množství. Emanuel Vlček se věnoval identifikaci historických osobností dlouhá léta. Mezi posledními sérologicky zkoumanými pozůstatky byla lebka královny Judity Durynské (druhá manželka krále Vladislava II, 2. pol. 12. století, viz Obr. 14). Zde prokázal skupinu B absorpčně eluční metodou. Sérologické výsledky osob z Juditiny rodiny nejsou úplné, ale vcelku souhlasí s předpokládaným rodokmenem (Vlček 2002).
60
Obr. 14 Rentgenogramy lebky královny Judity v boční a předozadní projekci. Patrná sekundární postmortální deformace, snímky Radiologická klinika 3. LF UK v Praze (M. Jantač). Zdroj: http://www.vesmir.cz/clanek.php3?CID=2391 (13). Vysoké úspěšnosti bylo dosaženo i u metody fluorescenčního značení antigenů. Autoři výzkumu, Lengyel a Nemeskéri, pracovali s recentními kostmi z pitevny (o známých krevních skupinách) a s těmi srovnávali své dosažené výsledky. Metoda byla úspěšná v 90,48% stanovení skupin, což je asi o 10% lepší výsledek než původní metoda založená na absorpci dle Boyda a Candely (ti provedli tentýž pokus s recentními vzorky, výsledky byly kladné v 80,95%). Jak se potvrdilo, tento postup lze užít i u archeologického materiálu. K tomu byla vybrána populace z pozdního románského období. Podařilo se stanovit krevní skupiny u všech vzorků, ty také odpovídaly očekávaným četnostem. U populace „Tiszanána“ byla na sérologickém a morfologickém podkladě prokázána i vzájemná příbuznost jedinců. Z 32 osob bylo 18 jedinců zahrnuto do vzájemných rodinných svazků (Lengyel, Nemeskéri 1964). Naproti tomu Berg a kol. (1983) dosáhl nepatrných úspěchů opakováním metody dle Lengyela a Nemeskériho (in Lee a kol. 1991). Na podobném principu úspěšně funguje i stanovení krevních skupin pomocí Ouchterlonytestu a immunoforézního testování. Lze ho využít i pro materiál z archeologických zdrojů, jak to provedl Kellerman (1971) u vzorků ze hřbitova z Oppenheimu (15 17. století). Při testování 169 femurů, u 149 prokázal pozitivní reakci, zbylých 20 vzorků neprokázalo reakci žádnou. Vzorky vykazovaly vysoké procento skupiny B v porovnání s recentními údaji krevních skupin z blízkého okolí.
61
Postup byl proto zopakován, ale vyšel však stejný výsledek. To tedy neukazuje na technickou chybu, ani na bakteriální znečištění. Může jít o náhodu anebo o odlišnou populaci. 11,8% vzorků se nepodařilo určit, Kellerman to přisuzuje skupině nonsekretorů (u evropské populace 1020%). Tyto imunohistochemické postupy jsou úspěšně prováděny u stanovování antigenů ABH a Levis u čerstvých i rozložených tkání, spálených tkání a tělních tekutin zvláště pro forenzní účely (Lee a kol. 1991). Jsou sice relativně spolehlivé a jeví se jako úspěšné, zato průběh samotného testování je náročný na čas i materiál (chemický i biologický). Například požadavek na množství kosti je dle Kellermana (1971) 45 g. Metoda fluorescenčního značení antigenů je celkově citlivá na detekci antigenů. Další výhodou je také to, že výsledek lze jednoduše přečíst s pomocí mikroskopu. Na druhou stranu, není zde možnost opakovaného kontrolního testování, dále se také nedaří snížit procento nespecifických reakcí (což činí jasně potíže u všech sérologických metod). Pokud hodnotíme „klasické“ sérologické metody, je možno říci, že dvourozměrný absorpčně inhibiční test (2DAI) je citlivější než metoda základní (AI). Tato metoda (2DAI) je také vhodná pro vzorky lidských tekutin a tkání s nízkým obsahem antigenů ABH (Lee a kol. 1991). Lee provedl s kolegy obsáhlou práci, která měla být celkovým porovnáním 3 postupů (AE, 2DAI a kombinace těchto dvou odděleně proběhlých metod). Další srovnávání se týkalo typu prostředí, jakým byly kosti vystaveny. Čerstvé kosti byly rozděleny na 10 částí (1. část kontrolní, bez reakce), ostatní byly ponechány19 měsíců v suchém/vlhkém prostředí za teplot 37°C/56°C, dále v suché/vlhké půdě/půdě v otevřeném prostoru. Tab. 14 ukazuje výsledky pouze kontrolních vzorků (tedy těch, které nebyly vystavěny žádnému extrémnímu vlivu). AE
2D AI
Kombinace
N (%)
N (%)
N (%)
Správné
81 (92)
65 (73,8)
61 (69,3)
Nesprávné
7 (8)
13 (14,8)
0
Nehodnotitelný výsledek
0
10 (11,4)
27 (30,7)
V ý s l e d k y
Tab 14 Shrnutí testování krevních skupin u kontrolních vzorků. Zdroj: Lee (1991). Převzato v plném znění. 62
Je až překvapivé, že v řádku správných výsledků jsou tak nízké hodnoty (a to jen u vzorků ihned testovaných kostí!), zvláště pak u metody kombinace (pouze 69%, to tedy ukazuje, jak moc se AE a 2DAI rozcházejí). Jak je tedy patrno, velké množství nesprávných výsledků je u obou metod, přičemž úspěšnější byla metoda AE (92%). Nejvyšší procento nesprávných výsledků bylo u metody AE i 2DAI v závislosti na podmínkách prostředí. To bylo jednak u vzorků ponechaných „ve vlhké půdě při pokojové teplotě“ (nesprávných přes 50% AE, cca 35% 2DAI), následované vzorky „venku uložené v půdě“ (cca 38% AE, 30% 2DAI). Na podkladě grafů zohledňující složku prostředí i času si lze všimnout, že celkové procento nesprávných i nesouhlasných výsledků více vykazuje postup 2DAI než AE. U kombinace vyplývá více nesouhlasných výsledků u vzorků závislých na prostředí než na čase. Všeobecně, vzorky, které byly vystavěny podmínkám vlhkého prostředí dosahují méně průkazných výsledků než vzorky v suché půdě. Nebyly nalezeny žádné korelace mezi stavem vylučovatelství a souhlasnými výsledky jak u metody AE a 2DAI. Ostatní autoři publikovali jisté souvislosti mezi tímto stavem vylučovatelství a schopností detekovat ABH antigeny v kostním extraktu, zvláště pak u inhibiční metody. Při srovnávání rozložení skupin systému AB0 v testované sérii a u správně testovaných vzorků (v závislosti na prostředí) jsou u metody AE jen nepatrné odchylky u skupin. Zato zřetelná je odchylka u metody 2DAI u skupiny 0. Ta je nejvýznamnější u vzorků ponechaných v 37°C, 56°C, uložené v suché i vlhké půdě a ve venkovní půdě. Tyto očividné odchylky se samozřejmě odrážejí i v metodě kombinace. Data naznačují, že odchylky skupiny 0 se objevují ve výdeji skupin A, B a AB ve zhruba stejném rozložení. Vzorky kostí vykazující krevní skupiny A, B, AB mají větší odolnost vůči nepříznivým podmínkám prostředí. Je důležité provést podrobnější šetření pro další možná vysvětlení takovýchto pozorování. Objasněním pro nesouhlasné a neopodstatnělé výsledky ABH testů je často aktivita mikrobů. Ta se zvláště projevuje u vzorků dlouho uložených v krajních podmínkách prostředí.
63
Celkem
Celkem – nezahrnuty vzorky z vlhké půdy
N (%)
N (%)
Celkem – nezahrnuty vzorky z vlhké půdy a venkovního uložení N (%)
Správně
1003 (65.4)
924 (69,5)
827 (71,4)
Nesprávně
471 (30,7)
356 (26,8)
293 (25,3)
Nehodnotitelné
60 (3,9)
49 (3,7)
38 (3,3)
Správně
675 (44,0)
618 (46,5)
568 (49,1)
Nesprávně
402 (26,2)
308 (23,2)
257 (22,2)
Nehodnotitelné
457 (29,8)
403 (30,3)
333 (28,8)
Správně
490 (31,9)
464 (34,9)
439 (37,9)
Nesprávně
9 (0,6)
3 (0,2)
2 (0,2)
Nehodnotitelné
1035 (67,5)
862 (64,9)
717 (61,9)
M e t o d a
AE
2DAI
Kombinace
Tab. 15 Výsledné hodnoty testování všech vzorků kostí s použitím tří odlišných metod. Zdroj: Lee a kol. (1991). Převzato v plném znění.
Z ucelené tabulky (Tab. 15), lze jasně vyčíst prvenství AE metody u testování vzorků recentních kostí pod vlivem různého prostředí a délky uložení materiálu. Správně vyšetřených vzorků bylo tedy 65,4%, zatímco o dost nižší jsou výsledky u zbylých 2 postupů. Je patrný také procentuální růst správně identifikovaných vzorků v tabulce směrem zleva doprava, kdy byly postupně vylučovány nejvíce zátěžové faktory. Velmi podobný výzkum proběhl také pod vedením Leeho a kol. (1989). Taktéž byly testovány kosti staré (6 měsíců a více) a recentní pomocí metod AE i 2DAI. Při tomto šetření byla lépe vyhodnocena metoda 2DAI, kde u čerstvých kostí plně souhlasily krevní skupiny se skupinami předem známými. Metoda AE nabyla přesná ani u recentních kostí, nesprávné výsledky vždy ukazovaly na skupinu 0. Dále byl u starých kostí zjištěn velký počet špatně stanovených skupin a také relativně mnoho nespecifických výsledků. 64
Obě metody byly posléze použity u kostí mumií získané ze sbírek muzea. 19 z 26 vzorků prokázalo souhlasný výsledek (výsledek, který je u metody AE a zároveň i u metody 2DAI stejný). Samozřejmě není jisté, jestli jsou správné, avšak potvrzením 2 oddělených metod použitých souběžně se nám dostává velké naděje na úspěch. Autoři taktéž uvedli požadované množství kosti 1015 mg pro výzkum, což je velmi příznivá hodnota. Metoda AE byla již dříve zkoumána Paolim a kol. (1986), ostatně, z jeho podrobného a kvalitně zpracovaného postupu vycházejí všichni další autoři. Jedním z důvodu, proč se rozhodnout pro metodu AE, je potřeba jen malých vzorků kostí. Tato metoda je dle autorů také rychlejší a jednodušší než klasická AI. Výzkum měl prokázat možnosti opakování testů použitím AE metody. Výsledky byly zkontrolovány dvěma souběžnými rozdílnými technikami AE a AI. Vzorky 90 jedinců byly nalezeny v hřbitovním prostoru St. Laurens v Aostě. Pocházely z různých časových období, jsou datované od 600 do 1600 n. l. (viz Tab. 16). Bylo provedeno 108 testů technikou AI. V 15 případech byl zopakován test stejnou metodou. Nesouhlasný výsledek nebyl nikdy pozorován a pozitivní diagnóza byla získána v 53,3% případů. AE umožnila zopakovat testování téměř v každém případě. Na 53 vzorcích bylo provedeno 120 testů, které zajistily vždy souhlasný výsledek. Pozitivní diagnóza byla získána v 29 případech (54,7%). Celkem bylo pozitivně určeno 67,8% vzorků, 30% výsledků bylo negativních anebo nespecifických. Pouze 3,8% případů se neshodovalo při obou metod.
Dusík celkově O b d o b í
Kladný Záporný výsledek výsledek
Celkově
Drť průměr mg/%
Výtažek průměr mg/ml
„Paleokřeskťanské“ (600700 n. l.)
7
12
19
1,72
0,40
Karolinské (8001000 n. l.)
15
6
21
2,00
0,58
Románské (10001200 n. l.)
7
1
8
(°)
0,42
Pozdně renesanční (14001600 n. l.)
29
9
38
3,83
0,71
Neurčeno
3
1
4
(°)
0,39
Tab. 16 Rozložení výsledků v různých časových obdobích a obsah dusíku. 65
Zdroj: Paoli a kol. (1986). Převzato v plném znění.
Pokud porovnáme negativní výsledky v daných obdobích, je zřejmé, že jejich rozložení není jednotné. Největší počet negativních zjištění je u populace „paleokřesťanské“ („Paleochristian“). Mimo jiné byl vypracován i rozbor týkající se množství dusíku v kostní drti a extraktu. Frekvence pozitivních a negativních výsledků má souvislost právě s celkovým množstvím dusíku. Ten ukazuje na stav zachovalosti organické látky ve zkoumaném materiálu. Dle tabulky, „paleokřesťanská“ populace vykázala průměrný obsah dusíku 1,72 mg% v drti a 0,4 mg/ml ve výtažku kosti. U 12 negativních výsledků byl prokázán průměrný obsah dusíku menší (1,21 mg%) než běžně u této populace. Stejně tak u populace pozdně renesanční, u 11 vzorků se silnější aglutinací byl naměřen vyšší průměrný obsah dusíku (4,13 mg%>3,83 mg% průměr celé populace). Na základě tohoto výzkumu byla stanovena nejpříhodnější hodnota pro obsah dusíku, a to od 2 do 3,5 mg% (spočítán průměr u pozitivních výsledků) (Paoli a kol. 1986). Metodu AE dle postupu Paoliho a kol. (1986) použili při výzkumu archeologických vzorků také Masnicová a Hanulík. Zkoumali 50 vzorků nalezených při archeologickém výzkumu na lokalitě hradu Děvín z 10. 13. století. Mezi testovanými jedinci byli děti, ženy i muži. Výsledky ukazují na úspěšné testování dětských pozůstatků (72% testovaných jedinců vykázalo pozitivní výsledek). Testování proběhlo dvakrát, souhlasných a současně pozitivních výsledků bylo 64%, což je relativně vysoké procento. Ve výsledcích byl vysoký podíl skupiny AB (43,75%). V porovnání s recentní populací se tyto hodnoty značně lišily (AB u recentní 8,2%). Musíme však zohlednit velikosti vzorku, které navzájem porovnáváme. Vysoké procento skupiny AB může být důsledek nepříznivých vlivů a bakterií (Masnicová, Hanulík 1999). Stručně ke starším výzkumům kosterního materiálu z pohledu užitých metod. Thieme a Otten (1957) použili pro výzkum 40 vzorků čerstvých kostí známých skupin, které uložili do kamenných nádob do písečné půdy po dobu 2 až 3 let. Pro zkoušku byl vybrán absorpčně inhibiční test. Po dané době, kosti vykazovaly 53% správných výsledků. V roce 1977 publikoval Mickle a kol. výsledky své práce z Izraele. Aglutinačně inhibiční testování provedl na 68 vyšetřovaných kostech (z lokality Jeruzalém a En Gendi, 16002000 let př. n. l.). Metoda čítala na 81% kladných výsledků, zbytek patřil nespecifickým reakcím. Půda byla také podrobena stejnému testu, nebyla prokázaná žádná reakce.
66
Stejnou metodou určoval krevní skupiny Paoli a CecchiParenti (1978) u kostí ze starověkého pohřebiště Shahri Sokhta v Iránu (29002200 př. K.). Výsledkem bylo 17 koster neidentifikovaných, zbylých 48 vykazovalo shodné rozložení jednotlivých skupin s recentní íránskou populací. Úspěšně testovaných vzorků je možno odhadnout na 73,85%. O rok později Borgognini Tarli a kol. (1979) provedli rozbor starověkého materiálu z Peru taktéž metodou AI. 19 vzorků bylo šetřeno metodou dle Paoliho (1972), u 68% vycházela nespecifická reakce. U počtu 41 vzorků, které byly vyšetřovány modifikovanou technikou (fixace 100% fenolem), bylo pouze 24% výsledků nejasných. Veškeré kladně reagující vzorky byly přiřazeny ke skupině 0, což odpovídá i dalším výzkumům z této oblasti. Autoři se však potýkali s velkým množstvím nespecifických reakcí. Další větší práce týkající se srovnávání metod, laboratoří a materiálu byla provedena italskými badateli v Pise a zároveň jejich českými kolegy v Praze. Srovnávány byly metody AI a AE na vzorcích kostí (viz Tab. 17) a vlasů. Významně více bylo kladných výsledků získáno metodou AE než AI. Nejspíše je to způsobeno rozdílnou citlivostí těchto metod; metoda AI se projevuje méně citlivě, což je pravděpodobně zapříčiněno purifikační fází. V laboratoři v Praze získali větší procento kladných výsledků (PrahaAE58,9%, PisaAE 50,5%, jako nejvyšší výsledek ze tří opakování), to bylo ale způsobeno nesystematickým zacházením s antiH sérem. Vedle kladných a záporných reakcí byla také pozorována hemolýza erytrocytů, a to u AI metody u kostí (9,3%) a u AE metody u vlasů (14,8%). U metody AI je to nejspíše způsobeno velkým množstvím použitého substrátu (10 krát více než u AE). Celkově však bylo dosaženo menšího počtu pozitivních výsledků oproti pokusům jiných vědců. To autoři připisují materiálu, který nebyl až tolik vhodný k paleosérologickým studiím (pozůstatky z Egypta, Sayala z 6. až 11. století). Souhlasné výsledky obou metod (AE, AI) u kostí v Pise byly v 49,5%, souhlasné výsledky AE v Pise a Praze jen 39,7%. Pozit. Negat. Ne Ne V ý s l e d k y souhlas. souhlas. souhlas. souhlas. (+AE) (+AI) Sayala N AE/AI kosti (%)
Nesouhlasné fenotypyu obou metod
Celkem
17
31
26
17
6
97
(17,5)
(32)
(26,8)
(17,5)
(6,2)
(100)
Tab. 17 Výsledky absolutní a procentuální u metod AE a AI získané opakovaným testováním pozůstatků z oblasti Sayala v Egyptě (Nesouhlasný výsledek znamená fenotyp prokázaný u jedné metody a neprůkazný/žádný výsledek u metody druhé). Zdroj: Paoli a kol. (1992). Převzato v plném znění.
67
Výsledky nejsou na první pohled nikterak povzbudivé. Dané hodnoty jsou spíše více ovlivněny rozdílnými metodami než vlastností šetřených vzorků. Pozitivní souhlasné výsledky mohou být spojeny se vzorky, jež obsahují jasné množství zachovalých substancí. Nezáleží pak už na metodě ani její citlivosti, kterákoli metoda by byla schopná tyto substance odhalit. Stejně tak by to mohlo fungovat i u negativních souhlasných výsledků, nízký obsah antigenů nedovolí jakéhokoli metodě je detekovat. V řádku nesouhlasných výsledků se nejspíše právě odráží citlivost jednotlivých metod. Poslední položka nesouhlasných fenotypů může být způsobena chybou laboratoře (Paoli a kol. 1992). Srovnáním metod AI a AE z pohledu náročnosti na materiál, AE metoda je z tohoto hlediska výhodnější, protože ke zkoušce postačí nižší množství kostního vzorku. Dle základního postupu Paoliho a kol. (1986) je třeba k užití 7075 mg kosti. Naproti tomu u metody AI, Paoli a kol. (1978) udává 23 g. Na druhou stranu, metoda AI je zase o něco jednodušší v postupu, včetně snažšího zacházení se vzorky. Výsledky metody AE jasně vykazují větší úspěšnost, pokud je výzkum pojat srovnáváním AE s AI anebo 2DAI. Toto tvrzení je podpořeno jednak výzkumem Leeho a kol. (1991) u recentních kostí, tak i u archeologického materiálu (viz Paoli a kol. 1992, Lee a kol. 1991, Paoli a kol. 1986). Relativně dobrých výsledků bylo také dosaženo metodou AE u výzkumu Masnicové, Hanulíka (1999) a Paoliho a kol. (1986). AE je však náchylnější k přednostní absorpci H antigenu, což bylo vypozorováno na starých skvrnách i na vzorcích kostí. Porovnáním 2DAI a AI, se předpokládá, že 2DAI je citlivější z těchto dvou metod (Lee a kol. 1991). Také podrobnějším studiem a srovnáním obou postupů je patrné, že 2DAI užívá více kontrolních procesů, které lépe vyhodnotí přítomnost antigenu. Zdá se však, že ani samotná metoda AI není až tolik neúspěšná. Dobrých výsledků dosáhl Thieme a Otten (1957), kosti však byly uložené v půdě jen 23 roky. U archeologického materiálu zaznamenal úspěch Mickle a kol. (1977), Paoli spolu s Cecchi Parenti (1978) a Borgognini (1979). Jediný mně dostupný zdroj, kde selhala metoda AE na úkor 2DAI, je u práce Leeho (1989). Vyšetření ale probíhalo u recentních kostí nejvíce 6 měsíců starých.
68
Dalo by se říci, že metoda AI je prospěšnější spíše v praktických odvětvích u čerstvých kostí a krevních skvrn, kde je zajištěno dostatečné množství antigenu a kde je vynechán vliv okolí. AE metoda prokazuje částečně dobré výsledky u historického, popřípadě staršího materiálu. Paoli (1986) uvádí, že absorpčně eluční postup je zdařilý u kostní tkáně, stejně tak jako u skvrn a dokonce i zubů v lékařskosoudním odvětví. V případě narušených historických kostí by se mělo počítat s určitými nejistotami. Získání výsledků z rozborů však ještě nelze považovat za úplné vítězství. Zásadní je jejich interpretace a schopnost potvrdit závěr vyloučením dalších možných situací, které mohly nastat. Během testování je třeba také věnovat pozornost mnoha faktorům, které se mohou nechtěně projevit v konečném výstupu. K otázce stáří a doby uložení vyšetřovaných kostí. Ačkoli se uvádí, že úspěšnost sérologických metod u kostní tkáně není závislá na věku jedince, u dětí je však pravděpodobně větší šance na vysycení protilátek přítomnými antigeny. Masnicová a Hanulík (1999) prokázali metodou AE u 72% dětí kladný výsledek, což bylo významně více než u dospělých v daném souboru. To je zapřičiněno nejspíše vyšší hematopoézou v kostní dřeni u dětí. Na pohlaví však nemá výskyt a zachování antigenů v kostech žádný vliv (to bylo potvrzeno již mnoha autory). Někteří autoři jsou dosti skeptičtí k sérologickému zkoumání kostí z archeologických nalezišť. Bylo již prokázáno, že nezáleží ani tak na stáří materiálu, ale hlavně na zachování antigenů v kostech. Dokladem je například výsledek sérologického rozboru fragmentu lebky z období pleistocénu. Tkzv. „Člověk z vnitrozemí“ („Midland Man“) byl nalezen v Texasu v roce 1953. U tohoto fragmentu badatelé Thieme a Otten (1956) potvrdili příslušnost ke skupině A. Po provedení mnoha zkoušek (zda jde o lidský fragment, obsah organické složky, kontaminace bakteriemi a faunou) byl výsledek prohlášen za spolehlivý. Předpokládá se, že kostní drť by neměla být před testováním ponechávána na přístupu vzduchu. Jak se výzkumem ukázalo, tato situace není vůbec podstatná. Stejně tak nebyly zaznamenány žádné rozdíly mezi dvěma postupy, v případě kdy kosti byly předem vlhčeny a promývány fyziologickým roztokem anebo pokud tento postup nebyl proveden. Vymývání neovlivní uvolňování aktivních látek, zůstávají stále navázány v kosti. Nebyly také nalezeny prokazatelné rozdíly v délce inkubace kosti se séry (AI). Pokus byl proveden po 3 hodinách i po 24 hodinách a ani v tomto případě odlišnost nebyla významná (Kout a kol. 1965).
69
Spolehlivost průkazu skupinových vlastností je založena na obsahu organického materiálu v kostech. Obsah těchto látek je v kosti snižován vlivem diagenetických pochodů v půdě. Ukazatelem zachování činných látek v kosti je množství dusíku a protein polysacharidového komplexu, který lze bez větších problémů vyšetřit (viz Paoli 1986). Další možnost vyšetření stavu kosti je provedení rentgenové difraktometrie. Ta slouží k ověření průběhu znatelných diagenetických změn v anorganické složce kosti. Paoli a kol. (1986) provedl rozbor na femuru z doby „paleokřesťanské“. Šetření ukázalo obsah následujících látek: muskovit, chlorid, křemík, apatit a plagioklas. Přítomnost všech složek (kromě apatitu) naznačuje znečištění hlínou a vápnem z okolí hrobů. Tento výsledek může být spojen s nízkou aktivitou obecně prokázanou u studovaných kostí. Již u mnoha absorpčně elučních testů byly nalezeny falešné pozitivní reakce způsobené přednostní absorpcí anorganické složky drti. Bylo použito stejných příměsí (jako u zkoumaného femuru) k testování. Nebyla prokázaná žádná reakce, do té doby, kdy cementový prášek nezpůsobil hemolýzu. Candela (1937) zmiňuje další nevhodné látky jako jsou kaolin, uhlí a benzonit. Ty prokazatelně způsobují snížení titru aglutininů (in Kout 1965). Uvádí se také uhličitan a fosforečnan vápenatý, které taktéž nejsou úplně lhostejné k absorpčnímu testování. V některých případech (u Paoliho a kol. 1989, 1992) metoda AE vykazuje více fenotypů 0, než metoda AI prováděná na stejných vzorcích. Borgognini Tarli (1966, 1968) toto přičítá rozdílnému chování lektinu (H) v porovnání s neimunizovaným lidským sérem (A, B), pokud dojde ke kontaktu s kostí. Lektiny jsou více náchylné ke spojení koncové L fukózy s krátkými úseky olisacharidů, zatímco lidská antiséra požadují spíše delší a více charakteristické úseky (in Paoli 1992). Při výzkumu také dochází k mnohým nespecifickým reakcím materiálu. Ty bývají někdy zapříčiněny rostlinnými či živočišnými zbytky, které mohou mít podobnou stavební strukturu jako krevní skupiny. Právě pseudoreaktivitu u skupiny B zjistil u vzorků Lengyel a Nemeskéri (1964). Ta byla způsobená pravděpodobně kořeny rostlin. Nelze však popřít možné bakteriální ovlivnění vzorků. Thieme a Otten (1957) se s tímto problémem potýkali při vlastním výzkumu. Nesprávně určené skupiny u vzorků (recentní kosti známých krevních skupin) vykazovaly vždy skupinu 0. Není jasné, zda k tomu došlo z příčin destrukce A a B antigenů nebo zda byly tyto antigeny přeměněny na skupinu 0. Springer (1958, 1960) však uvádí, že přímé zničení aktivních látek A, B, H je o mnoho častější a pravděpodobnější než přeměna jedné skupiny v druhou. 70
V tomto hraje velkou roli i povaha půdy, zda je kyselého či zásaditého charakteru. Glykosidové vazby jsou méně odolnější v kyselém prostředí, na druhou stranu hexosaminy jsou dokonce citlivější v přítomnosti slabých zásad. Dosažené frekvence fenotypů je vhodné srovnávat s předešlými výzkumy ze stejné oblasti a také s údaji recentními. Dnes jsou k dispozici rozsáhlé materiály týkající se rozložení krevních skupin recentních populací. Velké zásluhy na tom mají vědci Matson a Mourant, kteří zhruba od 60. let mapují tato skupinová rozložení ve světě. Dále je výhodné, dle HardyhoWeinbergovy rovnice, spočíst frekvenci alel v dané populaci a tyto hodnoty dále srovnávat. Pokud ale máme málo početný vzorek populace, tato srovnávání nejsou až tak vhodná a spíše zkreslují dané hodnoty. Zda srovnání mají smysl, lze jednoduše statisticky ověřit. Může také nastat možnost, že vyšetřovaný vzorek není původní, a proto jeho frekvence skupin nezapadá do dané oblasti (Kellerman 1971). Interpretací negativních výsledků je mnoho. Teoreticky lze zahrnout možnou skupinu nonsekretorů. Není však jednoznačně potvrzeno, že u nonsekretorů není možné zjišťovat krevní skupiny z kosterního materiálu. Dalšími nepřejícími jevy jsou ztráty reagujících antigenních složek, bakteriální (rostlinné, živočišné) vlivy, vymytí, vylouhování, přepálení a další jiné destrukce. U vzorků nastává i hemolýza, to zcela jistě způsobují anorganické příměsi (Paoli a kol. 1986). Požadavek je kladen na spolehlivost a možnost opakování dané metody (stejný vzorek, metoda, laboratoř). Kontrola spolehlivosti výsledků je účinná provedením ještě další rozdílné metody na tomtéž vzorku. Pokud se i v tomto výsledky rozcházejí, výzkum se stává absolutně nespolehlivým a je třeba zhodnotit celou situaci znovu. Je také na místě zmínit se o možnostech identifikace s využitím molekulárně genetických metod, které jsou dnes velmi často užívané a v určitých případech také upřednostňované před sérologickými postupy. Zelený (2006) se zabýval ve své práci srovnáváním obou typů metod, toho využil i v případech z forenzní praxe. Metoda absorpčně inhibiční a smíšená aglutinace byla srovnávána s genetickým rozborem s použitím stejného lidského materiálu. Byly hodnoceny krevní skvrny při různých teplotách (22°C, 36°C, 56°C) po vzrůstající čas (1 den, 1 týden, 14 dní, 1 měsíc, 3 měsíce, 6 měsíců a 1 rok.) Molekulárně genetickými metodami byly určeny krevní skupiny AB0 za teploty 22°C (83,3%), 37°C (83,3%), 56°C (71,4%). Do pokusu byl začleněn i materiál vystavený teplotě 200°C po dobu 10 minut. 71
Zde se genetickým metodám nedařilo, ani u jednoho vzorku nebyl prokázán výsledek. U metody absorpčně eluční se vzorky staly nehodnotitelné až po době 3 měsíců, metoda smíšené aglutinace si zachovala po celou dobu svojí účinnost. Překvapivé bylo stanovení krevní skupiny u vzorku 200°C/10 min smíšenou aglutinací. Dále byla spolehlivě získána krevní skupina z tepelně degradované tkáně (případ z praxe) pomocí imunohistochemické metody. Autor hodnotí velmi pozitivně sérologický postup, zvláště pak metodu smíšené aglutinace, která byla celkově úspěšnější než molekulární genetické metody. Správných výsledků lze dosáhnout taktéž začleněním metod imunohistochemických, na které se lze bezpečně spolehnout v případě nastání hemolýzy u studovaného vzorku. Ačkoli bylo toto srovnání provedeno na vzorcích krevních skvrn, není vyloučeno, že by sérologické metody nebyly za těchto podmínek úspěšné i v případě dalších tkání, včetně kostí.
72
6 Z á v ě r Metody sérologické analýzy, užívané zvláště v praxi (medicína klinická i forenzní), se dnes přesouvají i k dalším odvětvím vědy. Významné jsou i pro fyzickou antropologii (aplikovanou, historickou), kde je kladen požadavek na identifikaci jedince na základě jeho pozůstatků. Sérologická šetření přispívají také k odhalení dalších souvislostí, které jsou spjaté s původem lidstva a příbuzenskými vztahy jedince. Vyvinuté metody jsou rozmanité a umožňují testování téměř veškeré lidské tkáně, včetně tkáně kostní. To je zásadní pro archeologické práce, protože při výzkumu dávných populací jsou k dispozici často právě jen kosti. Toto téma je celkově velmi zajímavé a dosud ještě ne tolik probádané, poskytuje také základ vhodný pro popularizaci vědy. Pojednání o výsledcích a závěrech sérologické identifikace vypracované na kostech, by mělo probíhat na třech úrovních. Za prvé jsou to informace o chemickém základu a struktuře zkoumané kosti. Informace lze získat z hlubšího rozboru obsahu proteinů v jednotlivých vzorcích kostí. Hodnota dusíku je zásadní pro možnosti stanovování krevních skupin z jednotlivých kostí a fragmentů. Pro dostatečné pochopení chemických procesů v kostech se testují kosti známých skupin po různých zkouškách zátěže (pohřbení, spálení, vysušení, otevřené prostory). Druhou úrovní je vyšetřování specifických antigenů kostí a půdních vzorků pomocí různých absorpčních testů, popřípadě histochemických metod. Tyto údaje jsou úplné, pokud jsou doplněny kontrolními testy. Za poslední je to ucelený záznam informací o zkoumaném vzorku jedince či populace. Získané typy krevních skupin jsou procentuálně zhodnoceny a jsou z nich vypočítávány frekvence pro danou populaci. Ty by měly přibližně odpovídat frekvencím dřívějších výzkumů a dokreslit tak představu o kdysi zde žijící populaci (Heglar 1972). Pro výzkum mají vědci na výběr řadu metod a postupů. Jsou to jednak klasické sérologické metody, původně vypracované pro forenzní účely a dále jejich různé kombinace. Také se hojně užívají postupy imunohistochemické a metody molekulárně genetické. Pokud vezmeme v úvahu pouze sérologické metody, nelze opravdu jednoznačně rozhodnout, jaký postup je nejúčinnější. Jak uvádí Lee a kol. (1989), největší nadějí, jak získat správné výsledky, je použít alespoň dvě z metod (například AI a AE) a přiřadit jen tu krevní skupinu, která souhlasí u obou. Imunohistochemické metody vykazují množství správných výsledků, avšak postup je velmi náročný a zdlouhavý. 73
Genetická identifikace je často spolehlivá, avšak u degradovaných archeologických vzorků jistota není vždy na místě. Molekulární metody se často provádějí k zúžení okruhu možných jedinců, doplňování a podrobnému dokreslování jednotlivých případů. S ohledem na časovou a finanční náročnost těchto metod se lze častěji přiklonit k sérologickým vyšetřením, které jsou v některých případech dokonce účinnější (viz Zelený 2006). Ve výsledcích se také promítá negativní vliv okolního prostředí. Vyšlo najevo, že kosterní rozbor je úspěšnější, pokud vzorky byly uloženy v suchých půdách. Nemožnost zachycení antigenů ovlivňují zvláště extrémní podmínky (teploty, bakterie, vlhkost), ne až tolik samotná délka uložení kostí v hrobu. Ačkoli sérologické výzkumy kosterní tkáně probíhají již desítky let, přesné návody vědců nepostačují k zopakování stejného výsledku. To je patrno i u odlišných výstupů laboratoří v Praze a Pise (viz Paoli a kol. 1992). Lze sice dodržovat přesná množství látek, správnou technologii i postup, avšak přiblížit se předešlým výsledkům je velice obtížné. Zde hraje velkou roli přesnost, nastavení přístrojů, prostředí a chyba laboratoře. Je také časté to, že u mnohých prací se opakované výsledky (stejným člověkem, laboratoří i stejným materiálem) neshodují. Nelze opomenout ani chyby vyplývající ze subjektivního hodnocení autora. Proto je výhodné zapojit počítačovou techniku do vyhodnocování vzorků. Sérologická analýza kostí se stále nalézá v takové situaci, kdy testování nedosahuje vysoké úrovně. Je proto třeba dále vylepšovat přípravu a zkvalitňovat postupy, užitečné jsou taktéž různá porovnávání kostí recentních s kostmi archeologickými za různých podmínek prostředí. Jen velká množství negativních i pozitivních výsledků laboratoří mohou přispět k objasnění této problematiky.
74
S l o v n í k d ů l e ž i t ý c h p o j m ů Absorpce – pohlcení, vstřebání dané látky. Absorpce se využívá u sérologických metod při detekci antigenu. Aglutinace – shlukování částic. Metoda užívaná v diagnostice krevních skupin. K aglutinaci například dochází kontaktem krve skupiny A se sérem antiA. Alela – konkrétní forma genu. Vyskytuje se v páru na homologických místech chromozomu. Analýza sérologická – rozbor krevního séra. Antigen – biochemická látka, v cizím organismu vzbuzuje imunologickou odpověď. Antigeny přítomné na membráně červených krvinek určují typ krevní skupiny. Bacillus cereus – aerobní bakterie. Jeho enzym alfaDgalaktosidáza mění skupinovou vlastnost B na 0. Běžně se nachází v půdě. Biochemický index – index zavedený manželi Hirszfeldovými, udává četnost výskytu aglutinogenu A a B v populaci. Slouží k porovnávání populací. Centrifugace – laboratorní postup prováděný v centrifuze. Slouží k urychlení sedimentace dané látky. Dgalaktóza – monosacharid. Je přenášen enzymem Btransferázou za vzniku krevní skupiny B. Dekompozice – rozklad, rozložení materiálu vlivem organismů anebo přírodních procesů. Delece – chromozomová aberace. Vzniká v důsledku jednoho či více zlomů na chromozomu. Dochází ke ztrátě koncové anebo prostřední části chromozomu. Denaturace – změna struktury látek vlivem extrémních podmínek. Dědičnost schopnost předávat genetickou informaci uloženou v DNA dalšímu potomstvu. Znaky jsou děděny kvantitativně i kvalitativně. Děděny jsou i různé dispozice a nadání. Distribuce krevních skupin – rozložení jednotlivých typů krevních skupin na určitém území, nebo v rámci určité populace. Dolichos biflorus – rostlina, která má schopnost aglutinovat krvinky skupiny A1. Užívá se v sérologii k odlišení podskupiny A1 od A2 (s tou nereaguje tak silně). Eluce – vylouhování, vymývání. U sérologického testování jako součást absorpčně eluční metody. Zde eluce probíhá ve vodní lázni za teploty 56°C. 75
Enterobakterie – bakterie žijící ve vnitřním prostředí v těle, jsou často patogenní. Enzym Alu I – specifická restriktáza. Dokáže rozeznat konkrétní sekvenci na chromozomu a štěpit ho v tomto místě. Využívá se v genové analýze. Stejnou vlastnost má enzym Kpn I. Enzym A transferáza – patří do skupiny glykosyltransferáz, je odpovědná za přenos N acetylgalaktosaminu. A transferáza je produkována jedincem s krevní skupinou A. Enzym B transferáza – patří spolu s A transferázou do skupiny glykosyltransferáz. Tento enzym předurčuje příslušnost ke skupině B. Pojí disacharid galaktózu k membráně červených krvinek. Enzym DNA polymeráza – enzym, který je potřebný pro replikaci molekuly DNA in vitro. Podílí se na syntéze nového řetězce DNA. Získává se z termofilních mikroorganismů. Escherichia coli – enterobakterie, anaerobní bakterie. Nachází se v tlustém střevě u teplokrevných živočichů, její přítomnost je důležitá pro správný průběh trávicích procesů. Slouží jako vhodný materiál pro výzkumy v genetice a mikrobiologii. etanol – organická látka patřící do skupiny alkoholů. V sérologii se užívá k očištění kostí od mumifikované tkáně a mastnoty. Etnologie – vědecká disciplína, studuje člověka, dále kulturní jevy, teorie a problémy. Zabývá se také zázemím a sociálními strukturami populací, zkoumá procesy chování, myšlení, zvyky a produkty spojované s člověkem. Je úzce spjatá s etnografií. Exon – specifický úsek genu. Obsahuje kódující sekvence, které jsou dále přepisovány a překládány do struktury produktu genu. Fenomén vylučovatelství – stav jedince, který buď má schopnost vylučovat substance A, B, H do tekutin a tkání těla dle své skupinové příslušnosti (sekretor) anebo tuto schopnost postrádá (nonsekretor). Fenotyp – projev genotypu v interakci s prostředím. Znaky a vlastnosti jedince, které se projeví navenek. Fenotyp Bombay – poprvé nalezen v Indii. U jedince nesoucí tuto vlastnost se liší jeho genotyp od fenotypu. Výsledkem je zdánlivý fenotyp 0, avšak jedinec může vlastnit některý z antigenů A nebo B.
76
Fetální erytroblastóza – onemocnění postihující novorozence. Je spojeno s inkompatibilitou krve matky a plodu. Riziko nastává, pokud je matka Rh negativní a její plod je Rh pozitivní (po otci). Při kontaktu a mísení krve (např. během porodu) dochází k vytváření protilátek ze strany matky. Nebezpečí hrozí zvláště při dalším těhotenství. Fluorescenční IsoThyozyanát – fluorescenční látka. Váže se na antiséra, slouží k průkazu antigenů. Má stabilní chemické vazby a je dobře rozpustný ve vodě. Gen – specifický úsek chromozomu, geneticky aktivní struktura. Může obsahovat jednak kódující sekvence (exony), tak i nekódující místa (introny). Genotyp – soubor genetické informace organismu, jeho projev v prostředí utváří fenotyp. Genom – soubor veškeré genetické informace, tvoří ho molekuly DNA, popřípadě RNA. Je umístěný v chromozomech v jádře. HardyhoWeinbergova rovnice – udává četnosti alel v populaci. Slouží pro populačně genetický rozbor. Pokud se četnosti alel a genotypy nemění po několik generací, nastává rovnovážný stav. Chromozom – chromatinová struktura, vláknitý útvar v jádře buňky. Je tvořen kyselinou deoxyribonukleovou a bílkovinami. Klonování – tvorba klonů (např. nukleové kyseliny DNA). Vytváření totožných molekul, fragmentů anebo úseků DNA. Toho lze docílit pomocí metody PCR anebo zmnožením rekombinantních molekul DNA v hostitelské buňce. Kontaminace – znečištění, zamoření. Často způsobená nepříznivými faktory (chemickými, biologickými) z okolí. Konzervace – postup používaný také ve fyzické antropologii při zpracovávání kosterního materiálu. Důvodem je zachování dobrého stavu kosti. Konzervace se provádí mnoha prostředky, např. klihem nebo polyvinyalacetáty. Krevní skupiny – fenotypové vlastnosti organismu. Jsou stálé a za života se již nemění. Nejznámější krevní skupiny jsou A, B, 0 a AB (krevní systém AB0). Příslušnost ke krevní skupině systému AB0 se vyšetřuje zvláště při transfúzi a transplantaci orgánů v medicíně. Krevní systém AB0 – nejdéle známý a nejdůležitější krevní systém z pohledu medicíny. Největší využití má při transfúzi krve a transplantace orgánů. V rámci tohoto systému rozlišujeme 4 fenotypy – A, B, AB, 0.
77
Krevní systém Rh – jeden z mnoha krevních systému popsaných u člověka. Objeven a popsán v roce 1940 Landsteinerem a Wienerem. Fenotypový projev má dvě formy, jedinci jsou označováni Rh+ (asi 80% evropské populace) anebo Rh (kolem 20% u evropské populace). Tento systém je zohledňován při transfúzi krve. Má také velké uplatnění v antropologii, při studiu genetiky a etnogeneze u člověka. Lektin – rostlinný aglutinin, neboli fytohemaglutinin. Jedná se o strukturu bílkovinou typu globulinu, která je uložená především v embryu semen jako zásobní látka. Z těchto látek se vyrábějí specifická séra, vhodná k testování typu krevní skupiny. Nejznámější lektin je antiH sérum, původem z rostliny hlodáše evropského (Ulex europaneus). Metoda absorpčně eluční – sérologická metoda vhodná pro použití u kostní tkáně. Je založena na absorpci (spojení antigenu a protilátky) a následné eluci. Eluční fáze probíhá za tepla, dochází k odloučení protilátek navázaných na substrát. Následuje aglutinace po přidání diagnostického séra. Metoda absorpčně inhibiční – sérologická metoda, lze ji úspěšně použít k testování antigenů kostní tkáně. Skládá se ze dvou fází, absorpce a aglutinace. Při absorpci se protilátka naváže na antigen, následně dojde k vysycení protilátky. Stupeň vysycení se prokazuje aglutinací (po přidání náplavu erytrocytů). Metoda dvoukruhového systému ve dvou fázích – kombinace metody aglutinačně inhibiční a metody aglutinačně eluční. Vysycování se provádí dvoufázově. Po této fázi probíhá testování druhého okruhu s použitím stejných vzorků (fáze eluční). Metoda fluorescenčního značení antigenů – imunohistochemická metoda využívající fluorescenční látku k detekci antigenů. V roce 1964 ji upravil Lengyel s Nemeskérim pro kostní tkáň. Metoda Holzerova podobná metodě absorpčně inhibiční. Ke krevní skvrně se přidá směs antiA a antiB. Po vysycení se sérum titruje proti krvinkám A a B. Metoda Lattesova – sérologická metoda vhodná k průkazu aglutininů. Aglutininy jsou prokazovány přímo přidáním erytrocytů k substrátu (například krevní skvrna). Pokud jsou příslušné aglutininy přítomné, dojde k hemaglutinaci. Metoda PCR (polymerase chain reaction) – reakce probíhající in vitro, slouží k mnohonásobné replikaci požadované sekvence DNA. Od roku 1983 často užívaná v laboratořích. Zavedl ji K. Mullis, za tento objev získal Nobelovu cenu. 78
Metoda PCRRFLP polymerázová řetězová reakce restrikčních fragmentů. Jde o mnohonásobnou replikaci konkrétního úseku DNA in vitro. Takto lze uměle získat požadovanou část molekuly DNA, kterou lze následně dále studovat. Metoda je často využívaná v molekulární biologii při analýze DNA. Metoda precipitační sérologická metoda vhodná pro dekalcifikovaný kosterní materiál. Výsledkem je precipitát, neboli nerozpustná sraženina vzniklá reakcí antigenu a protilátky. Metoda smíšené aglutinace – sérologická metoda, často se užívá pro rozbory vlasů, popřípadě měkké tkáně. Metoda zkumavková – typická sérologická metoda uplatňující se v praxi při zjišťování typu krevní skupiny z plné krve. Migrace – změna geografické polohy, přesun. O migraci se hovoří v souvislosti s lidmi anebo zvířaty. Důvodů migrace může být mnoho, např. migrace způsobená změnou klimatu a přesun do místa vhodnějšího k životu, migrace jako důsledek války, genocidy anebo pracovní migrace. Mitochondrie – buněčné organely. Jsou součástí většiny eukaryotických buněk, obsahují vlastní genetickou informaci uloženou v DNA. Podílí na buněčném dýchání. Mutace – změny v sekvenci nukleotidů anebo v chromozomové struktuře DNA. Mutace vznikají jednak náhodně, jsou také způsobeny chemickými či fyzikálními faktory. Nonsekretoři – nevylučovatelé. Skupina jedinců v populaci (v Evropě asi 20%), kteří nemají schopnost vylučovat antigeny do tělních tekutin a tkání. Antigeny příslušných skupin jsou určitelné pouze z krve. Nukleotid – látka, která je složena z dusíkaté báze, monosacharidu a fosfátového zbytku. Je to stavební kámen nukleových kyselin. Sekvence nukleotidů se překládá do struktury proteinu vzniklého translací. Paleosérologie – odvětví historické antropologie. Věda se zabývá dávnými prehistorickými populacemi z hlediska rozložení krevních skupin. Vypracovává metody k typizaci krevních skupin u nalezeného materiálu. Panaglutabilita – vlastnost červených krvinek shlukovat se v přítomnosti jakéhokoli běžného lidského séra. To je způsobeno různými enzymy.
79
Populace – skupina lidí, kteří jsou si navzájem příbuzní a žijí na určitém území v určitém časovém horizontu. Procesy diagenetické – geologické procesy, které probíhají v sedimentech v průběhu času. Protilátka – struktura tvořená proteinenem, je odpovědná za zneškodnění cizích látek, které se dostanou do organismu. Dle svého typu reaguje buď specificky na určité antigeny anebo nespecificky (obecně) na cizí struktury. Přírodní výběr – přirozený proces, který zvýhodňuje některé znaky jedinců v populaci, zatímco jiné mohou být potlačeny. Charles Darwin tento proces označil za příčinu evoluce. Přírodní výběr může probíhat na více úrovních. Restriktáza – enzym schopný rozdělit sekvenci nukleotidů v daném konkrétním místě. Výsledkem jsou úseky genů dále využívané v genetických analýzách a při klonování. Sedimentace – usazování, je způsobeno rozdílnou (molekulární) hmotností a hustotou daných složek. Sekretoři – vylučovatelé. Skupina lidí v populaci, kteří mají schopnost vylučovat antigeny příslušných skupin do slin, sekretů, tkání atd. U evropské populace je 80% vylučovatelů. Séroantropologie – vědecká disciplína, zabývá se rozložením krevních typů v populacích (recentních i historických) anebo v geografických oblastech. Dále zkoumá lidské pozůstatky z hlediska krevních vlastností. Sérum antiA – sérum potřebné pro průkaz krevních skupin křížovou zkouškou. Může být původu lidského, zvířecího, popřípadě rostlinného (stejně tak sérum antiB). Sérum antiA aglutinuje krvinky skupiny A a AB. Sérum antiH – diagnostické sérum, které se přirozeně vyskytuje pouze u nonsekretorů skupiny 0. Často je přípravováno z rostlin (např. Ulex europaneus), nebo také imunizací zvířat. V sérologii se ho využívá pro průkaz skupiny 0. Skupina A – označení pro jednu z krevních skupin systému AB0. U jedince této krevní skupiny je na povrchu erytrocytů přítomný aglutinogen A a v séru aglutinin antiB. Krevní skupina A je druhá nejrozšířenější ve světě. Skupina AB – označení pro jednu z krevních skupin systému AB0. Na povrchu erytrocytů se nacházejí aglutinogeny A a B, v séru nejsou žádné aglutininy. Tato skupina je nejméně častá a fylogeneticky nejmladší, vznikla asi před 1500 lety.
80
Skupina B – označení pro jednu z krevních skupin systému AB0. Na povrchu erytrocytů je přítomen aglutinogen B a v séru je obsažen aglutinin antiA. Krevní skupina B je v České republice nejméně častá, ve světě je skupina B nejrozšířenější v Asii. Skupina 0 – označení pro jednu z krevních skupin systému AB0. Na povrchu erytrocytů není žádný aglutinogen, v séru je přítomen aglutinin antiA a antiB. Je to krevní skupina s celkově největším rozložením ve světě. Jedinci skupiny 0 jsou označováni jako univerzální dárci krve. Spongióza – typ kostní tkáně. Trámčitá struktura uložená uvnitř dlouhých kostí v epifýzách, u kostí plochých je vmezeřená mezi lamely kosti kompaktní. Test dvourozměrný absorpčně inhibiční (2 – D AI) – modifikace testu absorpčně inhibičního. Považuje se za citlivější na detekci antigenů. Obsahuje více kontrolních postupů a promývání. Titr – přesné množství dané látky rozpuštěné v 1 ml roztoku. Ulex europaneus – hlodáš evropský. Žlutě kvetoucí rostlina, jejíž semena poskytují antiH sérum. Toto sérum se používá v laboratořích pro diagnostiku krevních skupin. Variabilita – proměnlivost. Odlišnost jednotlivých znaků v rámci jedinců stejného druhu anebo populace.
81
S e z n a m p o u ž i t é l i t e r a t u r y Allison, J. Marvin Hossaini, A. Ali Astro, Nora a kol. (1976): AB0 blood groups in Peruvian mummies. I. An evaluation of techniques. American Journal of Physical Antropology, roč. 44, s. 5562. Allison, J. Marvin Hossaini, A. Ali Munizaga, Juan Fung, Rosa (1978): AB0 Blood Groups in Chilean and Peruvian Mummies. II. Result of agglutinationinhibition technique. American Journal of Physical Anthropology, roč. 49, s. 139142. Beneš, Jan (1979): Člověk se mění a přizpůsobuje. Brno: Krajský pedagogický ústav v Brně. Beneš, Jan (1994): Člověk. Praha: Nakladatelství Mladá Fronta, s. 264265. Bičík, V. (1992): Základy hematologie a imunohematologie. Olomouc: Univerzita Palackého, Přírodovědecká fakulta. Borgognini Tarli, S. M. Paoli, G. Parenti, R. (1979): BloodGroup Determination in Ancient Peruvian Material. Journal of Human Evolution, sv. 8, s. 589595. Candela, P. B. (1936): Bloodgroup reactions in ancient human skeletons. American Journal of Physical Anthropology, roč. 21, s. 429432. Dobisíková, M. (1999): Antropologie. Příručka pro studium kostry. Praha: Národní muzeum, s. 343353. Dokládal, Milan ed. (1976): Human growth and physical development. Brno: Univerzita J. E. Purkyně v Brně, Lékařská fakulta. Doškař, Jiří (2006): Molekulární biologie. Přednášky v rámci předmětu Molekulární biologie, jaro 2006. Brno: Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta. EzraCohn, H. E. Cook, S. F. (1961): Blood typing compact bone tissue. Nature, roč. 191, s. 12671268. Fetter, V. Prokopec, M. Suchý, J. Titlbachová, S. a kol. (1967): Antropologie. Praha: Academia,
s. 450467.
Gray, Margery P. (1958): A method for reducing nonspecific reactions in the typing of human skeletal material. American Journal of Physical Anthropology, roč. 16, s. 135139. Heglar, R. (1972): Paleoserology techniques applied to skeletal identification. Journal of Forensic Sciences, roč. 17, č. 3, s. 358363.
82
Hruban, Vojtěch Majzlík, Ivan (2000): Obecná genetika. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze. Hrubiško a kol. (1983): Hematologie a krevní transfúze II. Krevní transfúze. Praha: Avicenum, zdravotnické nakladatelství. Hummel, Susanne (2003): Ancient DNA Typing. Gottingen: Springer. Kabat, Elvin A. (1956): Blood group substances. Their Chemistry and Immunochemistry. New York: ACADEMIC PRESS INC. Kellerman, G. (1971): Methodological investigation on the AB0typing of ancient bones. Humangenetik, roč. 14, s. 5055. Kout, M. Vacikova, A. Stloukal, M. (1965): An attempt to asses blood groups in paleoanthropological material. Antropologie, roč. 11, č. 3, s. 4958. Lee, K. Chang, L. J. (1992): AB0 genotyping by polymerase chain reaction. Journal of Forensic sciences, roč. 37, s. 12691275. Lee, C. Henry Berka, M. Karen Folk, L. Nancy (1991): Genetic Markers in Human Bone: Studies on AB0 (and IGH) Grouping. Journal of Forensic Sciences, roč. 36, č. 3, s. 639655. Lee, C. Henry Gaensslen, R. E. Carver, H. W. a kol. (1989): ABH antigen typing in bone tissue. Journal of Forensic Sciences, roč. 34, č. 1, s. 714. Lengyel, I. Nemeskeri, J. (1964): Über die Blutgruppenbestimmung an Knochen mit Hilfe der FluoreszenzAntikörperMethode. Homo, roč. 15, s. 6572. Malaska, Zdeněk (1957): Základy imunohematologie a krevní transfuze. Praha: Státní zdravotnické nakladatelství, s. 2029. Martin, Rudolf Saller, Karl (1960): Lehrbuch der Anthropologie. Stuttgart: Gustav Fischer Verlag, s. 15881636. Masnicová, S. Hanulík, M. (1999): Paleoserological study of human bone remains from the DevínCastel Site (Slovakia). Anthropologie, roč. 37, č. 2, s. 191194. Mazura, Ivan a kol. (2001): Speciální metody molekulární biologie. Učební texty Karlovy univerzity. Praha: Karolinum. Michle, S. Kobilyansky, E. Nathan, M. a kol. (1977): AB0typing of ancient skeletons from I zrael. American Journal of Physical Antropology, roč. 47, č. 1, s. 8991. Molnar, S. (1983): Human variation. Races, Types and Ethnic Groups. Prentice – Hall, Inc. New Jeresey. 83
Paoli, G. Borognini, S.M. Klír, P. Strouhal, E. Tofanelli, S. Del Santo Valli, M.T. Pavelková, B. (1992): Paleoserology of the Sahala Cemeteries: Comparisons among techniques, Laboratories and Substrata. Preliminary Results. Antropologie, roč. 30, č. 1, s. 8993. Paoli, G. CecchiParenti, S. (1978): Determinazione del grupo sanguigno del sistema AB0 negli inumati di Shahri dokuta (Sistan, Iran). Archivio per l‘ Antropologie el‘ Etnologia, sv. 108, s. 315321. Paoli, G. Francalacci, P. Del Santo, M.T. Borognini Tarli, S.M. (1986): AB0 blood typing in Italian Medieval skeletons: AbsorptionElution and Haemagglutation Inhibition techniques. Homo, roč. 36, č. 12, s. 8896. Pilařová, Radka (2005): Vojtěch Suk: život a dílo v kontextu české a světové antropologie. Disertační práce. Brno: Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta. Race, R. R. Sanger, Ruth (1954): Blood groups in man. Cambridge. Raven, H. Peter Johnson B. Georgie (1992): Biology. MosbyYearBook, s. 265266. Relichová, Jiřina (2000): Panoráma biologické a sociokulturní antropologie. Genetika. Brno: Nadace Universitas Masarykiana. Rosypal, Stanislav a kol. (2003): Nový přehled biologie. Praha: Scientia, s. 640641. Rosypal, S. Doškař, J (2000): Úvod do molekulární biologie. Díl 3. Brno: Katedra genetiky a molekulární biologie. Schreiber, M. a kol. (1998): Funkční somatologie. Praha: nakladatelství a vydavatelství H H, s. 8485. Stloukal, Milan a kol. (1999): Antropologie. Příručka pro studium kostry. Praha: Národní muzeum, s. 343353. Strejc, P. – Dobisíková, M. (1989): Průkaz skupinových vlastností a kontaminace mikroorganismy. Soudní lékařství, roč. 34, č. 2, s. 2225. Suk, V. (1934): Anthropological Aspects of Blood Grouping. Spisy přírodovědecké fakulty MU v Brně, č. 195. Brno: Masarykova univerzita v Brně. Suk, V. (1930): Contribution to the study of blood groups in Czechoslovakia. Spisy
přírodovědecké fakulty MU v Brně, č. 124. Brno: Masarykova univerzita v Brně.
Suk, V. (1930): Faultless Teeth and Blood Groups (with Remarks on Decay and Care of
Teeth in Whites). Spisy přírodovědecké fakulty MU v Brně, č. 125. Brno: Masarykova univerzita v Brně. 84
Šmarda, Jan Doškař, Jiří Pantůček, Roman a kol. (2005): Metody molekulární biologie. Brno: Katedra genetiky a molekulární biologie Přírodovědecké fakulty. Tarli, S. M. Borgognini Paoli, G. Parenti, R. (1979): BloodGroup Determination in Ancient Peruvian Materiál. Journal of Human Evolution, sv.8, s. 589595. Tesař, J. Klír, P. (1975): Čím může soudní lékařství pomoci historickým nálezům. Soudní lékařství, 20, č. 1, s. 1012. Thieme, F. P. Otten, C. M. Sutton, H. E. (1956): A blood group typing of human skull fragments from the pleistocene. American Journal of Physical Anthropology, roč. 14, s. 437443. Thieme, F. P. Otten, C. M. (1957): The unreability of blood typing aged bone. American Journal of Physical Anthropology, roč. 15, č. 3, s. 387397. Trojan, Stanislav a kol. (2003): Lékařská fyziologie. Praha: Grada Publishing a.s., s. 111155. Vácha, Martin a kol. (2004): Srovnávací fyziologie živočichů. Brno: Přírodovědecká fakulta MU. Vlček, E. (2002): Judita Durynská – paní znamenité krásy a ducha neobyčejného. Vesmír, roč. 81, č. 11, s. 561565. Vlček, E. Tesař, J (1979): Rodokmen historicky nejstarších Přemyslovců ve světle sérologických skupinových vlastností stanovených z jejich kosterních pozůstatků. Soudní lékařství, roč. 24, č. 1, s. 17. Wolf, Josef (2000): Lidské rasy a rasismus v dějinách a v současnosti. Praha: Nakladatelství Karolinum, s. 2032. Zahálková, Milada (2002): Pediatrie pro speciální pedagogy. Brno: Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, s. 3132. Zelený, Michal (2006): Možnosti určování krevních skupin na ÚSL v Brně (Porovnání sérologických a molekulárně genetických metod). Disertační práce. Zoutendyk, A. Kopeć, Ada C. Mourant, A. E. (1953): The blood groups of the Bushmen. American Journal of Physical Antropology, roč. 15, č. 3, s. 387397.
85
I n t e r n e t o v é z d r o j e (1) www.crimelibrary.com/criminal_mind/forensics/serology/3.htm staženo dne 20. 2. 2007 (2) www.zoologie.upol.cz/hemat2.htm, staženo dne 21. 2. 2007 (3) http://anthro.palomar.edu/blood/AB0_system.htm; staženo dne 28. 2. 2007 (4) http://genetika.wz.cz/skupiny.htm; staženo dne 4. 10. 2006 (5) www.bagmed.cz/?sub=katalog&tb=imuno&s=id_sub1&i=1; staženo dne 10. 3. 2007 (6) www.dadamo.com/wiki/wiki.pl?search=blood+group; staženo dne 20.2.2007 (7) http://cs.wikipedia.org/wiki/Krevn%C3%AD_skupina staženo 31.3.2007 (8) http://www.vectorlabs.com/Lectins/LDBA.html, staženo 31.3. 2007 (9) http://www.biotox.cz/toxikon/rostliny/peptidy.htm, staženo 31.3.2007 (10) fvl.vfu.cz/sekce_ustavy/mikrobiologie/obrazova_priloha/mikrob, staženo 6.4.2007 (11) http://cs.wikipedia.org/wiki/Escherichia_coli, staženo 8.4.2007 (12) www.ceskatelevize.cz/.../dokumenty_osobnosti_41, staženo dne 8.4.2007 (13) http://www.vesmir.cz/clanek.php3?CID=2391, staženo 30.4.2007 (14) www.oeaz.at/.../17/haupt/haupt17_2003tode.html, staženo dne 3.5. 2007 (15) http://www.bloodbook.com/typesys.html, staženo dne 28.2.2007 (16) http://www.lisashea.com/lisabase/biology/art14442.html, staženo dne 3.3.2007 (17) http://flora.nikde.cz; staženo 8.4.2007 (18) http://plants.usda.gov; staženo 8.4.2007
86
R e j s t ř í k
absorpce, 38, 60 fluorescenční IsoThyozyanát, 50 agaróza, 36 fluorescenční značení, 49, 50, 62, 63 aglutinace, 38, 4446, 48, 52, 60, fluorochrom, 49 67, 72 fytohemaglutininy, 56 analýza sérologická, 75 genotyp, 1420, 25, 3436 antigammaglobulin, 50 genom, 34, 40 antigenní reakce, 37 guanin, 34, 35 antropologie fyzická, 37 HardyhoWeinbergova rovnice, 24, 25, 72 Bacillus cereus, 52, 54 hematopoéza, 70 Bacillus fulminans, 54 humerus, 42, 58 bakterie, 11, 5055 chromozom, 11, 15, 18, 34, 37 biochemický index, 26 ionty hořečnaté, 36 centrifugace, 45, 46 izolace DNA, 36 čeleď Febaceae, 56 kazivost zubů, 28 dekompozice, 38 klonování, 36 delece, 34 kompakta, 42, 58 denaturace, 36 kontaminace, 54, 70 detekce, 35, 36 konzervace, 41, 42, 59 dědičnost, 14, 15, 16, 21 kosti fosilní, 39, 49 difraktometrie, 71 krevní stabilita, 7, 38, 50, 58 distribuce, 25 krevní systém AB0, 7, 9, 34 Dolichos biflorus, 56 krevní systém Rh, 17 elektroforéza, 36 krvinky srpkovité, 33 eluce, 47, 49 kultivace vzorků, 51, 52 Endova půda, 52 kyselina EDTA, 45, 50 enzym Alu I, 35, 36 kyselina nukleová, 36 enzym A transferáza, 34 kyselina sialová, 55 enzym B transferáza, 34 látky anorganické, 45, 71, 72 enzym galaktosidáza, 51, 54 látky chemické, 37, 50 enzym Kpn I, 34, 35, 36 lektin, 43 enzym Nacetylglukosaminidáza, lokus, 9, 11, 34 51 materiál archeologický, 58 enzym neuraminidáza, 55 materiál biologický, 41, 43 epifýza, 42, 58 materiál kosterní, 37, 41, 44, 45, 49, 51 Escherichia coli, 52, 53 metanol, 47 etanol, 41, 46, 47 metoda absorpčně eluční, 40, 47, 6071, 74 ether, 41, 47 metoda absorpčně inhibiční, 4446, 48, 60 etnologie, 27 67, 72 evoluce, 28, 33 metoda dvoukruhového systému, ve dvou exon, 34 fázích, 40, 49 extrakce, 45, 46 metoda fluorescenčního značení antigenů, femur, 52, 58, 61, 62, 71 49, 62, 63 fenol, 41 metoda Holzerova, 44 fenomén vylučovatelství, 13, 64 metoda imunohistochemická, 44, 63, 73, 74 fenotyp metoda imunofluorescenční, 44 fenotyp Bombay, 16, 17 metoda Lattesova, 44 fetální erytroblastóza, 18, 21 metoda na mikrotitračních, 44 destičkách formalin, 50 typu U, 44 Forssmanova antigenicita, 56 metoda PCR (polymerase chain reaction),
87
35, 36, 37 metoda PCRRFLP, 37 metoda precipitační, 44 metoda smíšené aglutinace, 44 metoda zkumavková, 44 metody metrické, 37 metody molekulárně genetické, 37, 72, 74 metody serologické, 7, 8, 3741, 44, 50, 58, 60 64, 70, 7375 migrace, 25 mikroorganismy, 38, 40, 5055 mikroorganismy termofilní, 36 mitochondrie, 34 míšení, 28 mutace, 25, 28, 33 Nacetylgalaktosamin, 34 Naphthochrome Green B, 50 nonsekretoři, 13, 51, 59, 63 nukleotid, 34, 35, 36 oční bulva, 58 oční čočka, 58 oligonukleotid, 36 onemocnění, 7, 18, 20 paleosérologie, 6, 7, 38 40, 68 panaglutabilita, 54, 55 pleistocén, 42, 70 polyvinylacetát, 42 primer, 35 procesy diagenetické, 37, 71 Proteinpolysacharidový komplex, 39, 49, 50, 59, 71 protilátka, 12, 20, 21 přírodní výběr, 28 purifikace, 40, 46, 60, 68 replikace, 36 rodokmen, 61 sedimentace, 47
sekretor, 13, 14, 59 sekvence DNA, 35 séroantropologie, 6, 7, 25 slzy, 13 spongióza, 39, 42, 58, 59 sternum, 58 substituce, 34 substance, 46, 51,69 suspenze, 45 štěpení restrikční, 36 substrát, 44, 47, 48 Taglutinogeny, 55 templát, 36 test dvourozměrný absorpčně inhibiční (2 – D AI), 48, 6366, 69 titr, 43, 44, 4748, 71 tkáň kostní, 6, 7, 35, 5961, 70 tkáň nervová, 58 Ulex europaneus, 43, 48 UV světlo, 36 variabilita, 9, 28, 39 vlas, 41, 68 vypařování, 45 znaky morfologické, 26 zubovina, 58 žebra, 42
88
O a u t o r c e
Klára Parmová se narodila dne 17. ledna 1985 v Českých Budějovicích. V Dačicích ukončila v roce 2004 studium Gymnázia Boženy Němcové maturitou z češtiny, angličtiny, biologie a chemie. Zájem o přírodní vědy se promítl ve výběru vysoké školy. Antropologie se zdála být nejzajímavější z oborů v rámci Přírodovědecké fakulty, protože poskytuje široký výběr témat ke studiu. Ráda by bakalářským studiem navázala na obor Fyzická antropologie magisterského programu taktéž na Masarykově univerzitě v Brně.
89