Sichelzellanämie, Sichelzellenanämie, Sichelzellenerkrankung (engl. Sickle cell anemia)
Was für eine Krankheit ist die Sichelzellenanämie?
Die Sichelzellenanämie ist eine erblich bedingte Krankheit, bei der das Hämoglobin in den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) verändert ist. Normale rote Blutkörperchen besitzen Hämogobin A (kurz Hb-A), rote Blutkörperchen mit verändertem Hämoglobin das Hämoglobin S (auch Sichelzell-Hämoglobin oder kurz Hb-S genannt).
Woher hat die Sichelzellenanämie ihren Namen?
Ihren Namen hat die Sichelzellenanämie von der sichelzellartigen Gestalt, die die roten Blutkörperchen mit dem Hämoglobin S unter Sauerstoffmangel annehmen.
Was ist die Ursache der Sichelzellenanämie?
Ursache der Sichelzellenanämie ist eine Genmutation, genauer: eine Punktmutation (ein Nucleotid bzw. ein Basenpaar wird verändert) auf dem Chromosom 11. Durch diese Punktmutation kommt es zum Austausch einer Aminosäure in Position 6 der Betakette des Hämoglobins: Glutaminsäure wird durch Valin ersetzt.
Um welchen Erbgang handelt es sich bei der Sichelzellenanämie?
Um welchen Erbgang es sich bei der Sichelzellenanämie handelt, hängt von der jeweiligen Sichweise ab. In der Literatur finden sich zum Erbgang der Sichelzellanämie leider häufig zwei verschiedene Angaben, ohne dass hierzu in der Regel weitergehende Erklärungen geben werden.* So findet sich entweder
1. die Angabe, der Erbgang sei rezessiv, oder
2. die Angabe, der Erbgang sei kodominant.
Beide Angaben sind in gewisser Hinsicht richtig. Warum das so ist, lässt sich anhand der Definitionen rezessiver und kodominanter Erbgänge nachvollziehen:
1. Von einem rezessiven Erbgang spricht man, wenn sich ein bestimmtes Merkmal nur zeigt, wenn das entsprechende Allel zweimal vorhanden ist. Da sich die Krankheit Sichelzellanämie im klinischen Sinne erst zeigt, wenn das Sichelzellgen zweimal (also homozygot) vorliegt, kann man per Definition von rezessiver Vererbung sprechen.**
2. Von einem kodominanten Erbgang spricht man andererseits, wenn die Genprodukte zweier Allele unabhängig voneinander ausgeprägt werden (so wie das bei den Allelen A und B des AB0-Systems der Fall ist). Da nun bei Heterozygoten sowohl das normale Hämoglobin als auch das Sichelzell-Hämoglobin (Hb-S) gebildet wird (in annähernd gleichem Umfang, wenngleich der Anteil des Sichelzell-Hämoglobins in der Regel unter 50 % liegt), kann man per Definition (auch) von einem kodominanten Erbgang sprechen.***
Bezüglich des Merkmals "gesund" oder "krank" (unter normalen Lebensbedingungen) lässt sich der Erbgang also als rezessiv einordnen. Hinsichtlich des primären Genprodukts (beide Hämoglobintypen, Hb-A und Hb-S, werden nebeneinander ausgebildet) kann der Erbgang als kodominant bezeichnet werden. Die unterschiedlichen Angaben zum Erbgang der Sichelzellenanämie resultieren letztlich aus einer historisch bedingten Unschärfe der Definition von rezessiven und kodominanten Erbgängen.
Worin liegt die Bedeutung der Sichelzellenanämie in Bezug auf die Evolution?
Die Sichelzellanämie ist im Übrigen das klassische Beispiel für eine Krankheit, die auf einem genetischen Defekt beruht, der gleichzeitig von Nutzen sein kann. Das Sichelzellen-Gen (bzw. -allel) bleibt erhalten, obwohl es (in homozygoter Form) eine Krankheit verursacht. Das Sichelzellen-Gen findet sich vor allem bei Bewohnern afrikanischer Malariagebiete. Jemand, der heterozygot in Bezug auf dieses Gen ist, erfährt einen beträchtlichen Schutz vor Malaria, weil die Veränderung des Hämoglobins zu einer erhöhten Resistenz gegenüber dem Malaria-Erreger führt. Personen, die das normale Hämoglobin A homozygot besitzen, erkranken hingegen an Malaria und sind durch ihre Krankheit im Nachteil. Und Personen, die homozygot für Hb-S sind, erkranken bereits im Kindesalter häufig tödlich. Das Sichelzellen-Gen ist damit auch ein Beispiel für einen Heterozygotenvorteil. Dieser Vorteil des eigentlich nachteiligen Sichelzellen-Gens führt dazu, dass in bestimmten Regionen Afrikas bis zu 40 % der Bevölkerung heterozygote Träger des Gens sind. Da sich ein Gleichgewicht zwischen Homozygoten und Heterozygoten einstellt, spricht man diesbezüglich von einem balancierten Polymorphismus.
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Fußnoten
* Thematisiert wird diese Frage hingegen in dem Lehrwerk von A. Kollmann: Einführung in die Genetik. 1. Aufl. Diesterweg, Frankfurt am Main, 1977. Dort heißt es:
 "Betrachtet man die Tatsache, daß nur die Homozygoten wirklich geschädigt sind, würde man das Gen als rezessiv bezeichnen, berücksichtigt man aber die schwache Schädigung der Heterozygoten, könnte man das Gen auch als dominant ansehen. Ob man ein Gen als rezessiv oder dominant ansieht, hängt also nur von seinem Verhalten in den Heterozygoten ab." (Seite 94)
** Siehe hierzu z. B. folgende Textstelle aus einem Lehrwerk für Mediziner:
"Die Erkrankung wird autosomal-rezessiv vererbt, nur homozygote Träger des HbS-Gens erkranken."
(A. Scholz: Humangenetik. Thieme, 13. Aufl., Stuttgart 2001, Seite 152)
*** Siehe in der Literatur z. B. diese beiden Quellen:
"Überall dort, wo Proteine Gegenstand des Interesses sind, kann das Phänomen der Kodominanz beobachtet werden. Es ist dadurch charakterisiert, dass beide Allele ihre typische Ausprägung in den Heterozygoten behalten. So ist aus der Humangenetik das Beispiel der Sichelzellenanämie gut bekannt. [...] In den Heterozygoten manifestiert sich sowohl das HbA als auch das HbS, beide Proteine treten nebeneinander auf und lassen somit die Anwesenheit der beiden Allele erkennen."
(W. Seyffert: Lehrbuch der Genetik. 2. Aufl. Spektrum, Berlin 2003, Seite 300 f.)
"Die Sauerstoffversorgung heterozygoter Menschen (Kodominanz von HbA und HbS) ist nur bei verringertem Sauerstoffpartialdruck , z. B. in großen Höhen, beeinträchtigt."
W. Janning/E. Knust: Genetik. Thieme, Stuttgart 2004, Seite 76)
An anderer Stelle wird übrigens auch von "unvollständiger Dominanz" gesprochen (z. B. bei Wolfgang Hennig: Genetik. 2. überarb. Aufl., Springer, Berlin 1998, Seite 171).
Siehe auch unter:
 Basenpaarung
Literatur:
Internet:
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