Phức hợp bệnh tật
Thiếu máu nặng là do sự phá hủy
ồ ạt các hồng cầu bị nhiễm KST. Bình thường các hồng cầu già,
có tuổi thọ trung bình từ 100-120 ngày, sẽ được tái chế khi lưu thông
qua lách và gan cùng với các hồng cầu bị tổn thương.Các đại thực bào ở
đây sẽ tiêu hóa và làm thoái giáng các hồng cầu già bị tổn thương,rồi
phóng thích các thành phần Hemoglobin để tái sử dụng (Williams et
al.1989). Khi các hồng cầu bị phá hủy với số lượng lớn sẽ làm cho các
đại thực bào phát triển mạnh, dẫn đến phì đại lách và
làm gan bị ứ trệ.
Việc tái sử dụng các hồng cầu
bình thường bao gồm việc phân cắt globin thành các acid amin và
nhập vào “kho dự trữ ” acid amin chung của cơ thể sẽ đem ra sử dụng
lại sau này. Phân tử sắt trong thành phần Heme được đưa vào tủy xương
đỏ để tái chế thành các hồng cầu mới khi các tế bào già chết đi. Khi
số lượng hồng cầu còn hoạt động bị mất nhiều quá sẽ làm cho các tế bào
tủy phải phình to do phải tăng sản xuất để bù lại số hồng cầu bị
hủy hoại quá nhanh. Lượng sắt trong heme dư tái chế từ Hemoglobine
không được sử dụng trực tiếp để tổng hợp các hồng cầu mới sẽ được
tích trữ ở gan. Gan sẽ chuyển đổi sắt dư thành Bilirubin để thải
ra ngoài theo mật (Williams et al. 1989). Sự thoái giáng cùng một
lúc của quá nhiều hồng cầu sẽ làm tăng khối lương sắt trong heme
tích tụ trong gan, heme tăng sẽ tạo ra quá nhiều bilirubin. Bilirubin
quá nhiều khi lưu thông trong máu sẽ làm cho da và mắt có màu vàng,
là màu thường gặp ở người bị sốt rét mạn.
Các triệu chứng của sốt rét,
ngoài cái cảm giác mệt mỏi và sốt nhẹ ra, thường chỉ xuất hiện
sau khi KST đã hoàn tất một vài chu kỳ hồng cầu.
Khi một số lượng lớn hồng cầu vỡ ra, các mảnh bào được phóng thích, hệ miễn
dịch mới ra tay can thiệp và các triệu chứng cổ điển xuất hiện :
rét run, sốt cao, và sau đó đổ mồ hôi dầm dề trong nhiều giờ.
Sốt cao gây nhức đầu, kèm theo đau lưng, đau cơ, khó chịu ở bụng,
và buồn nôn. Cả cơn có thể kéo dài từ 8 đến 10 giờ hoặc nhiều hơn,
sau đó cơn dịu dần và bệnh nhân mệt lã. Sau một thời gian nghỉ
ngắn lại cơn kế tiếp, tức là lúc một lứa KST mới được phóng vào
máu.Đợt sốt đầu tiên có thể kéo dài 1 tuần, 1 tháng hoặc những
cơn tái diễn về sau . Cơn sốt rét có thể
gây tử vong cho trẻ còn nhỏ và những người bị
suy giảm chức năng hệ miễn dịch (Beck và Davies 1981;
Benenson 1970).
Do plasmodium có nhiều hình thái
khác nhau làm cho hệ miễn dịch bị nhầm lẫn ; nhiều loài và thậm chí
nhiều chủng khác nhau của cùng 1 loài đã hình thành 1 loạt các kháng
nguyên thách đố hệ miễn dịch. Hệ miễn dịch bắt đầu tấn công các KST
khi những mảnh bào đầu tiên được phóng thích từ gan ra ngoài mạch
máu. Các đại thực bào và lymphô thục bào được kích thích sẽ gia
tăng mức sản xuất lên đến 200 lần so với tốc độ bình thường nhằm
cố gắng loại trừ KST ra khỏi máu. Các thực bào này cũng được kích
thích để nuốt các hồng cầu bị ký sinh và các vật lạ khác. Để
gắng tiêu diệt các vật lạ, thậm chí chúng còn tấn công
các hồng cầu bình thường, không bị ký sinh nữa (Barriga
1981).
Các globuline miễn dịch
(Ig)
khi đánh dấu các mảnh bào để tiêu diệt chúng sau này không thể
phân biệt được các hình thái khác của KST. Để nhận diện mỗi hình
thái các tế bào B phải sản xuất ra nhiều loại Ig khác nhau . Ig
được sản xuất cho 1 chủng plasmodium này không thể nhận diện được
1 chủng khác của cùng 1 loài. Cuối cùng, nếu không bị tái
nhiễm, thì hệ miễn dịch bình thường sẽ đạt được tình trạng đề
kháng hay dung nạp với bất cứ biến thể KST nào và với các hình
thái khác nhau của chúng trong cơ thể của 1 ký chủ, và các
triệu chứng sốt rét khi đó sẽ không còn nữa.
Dạng KST nằm trong gan và dạng
giao tử dường như không tạo ra được đáp ứng miễn dịch, cho nên
chúng tồn tại được trong một thời gian mà không hề gây ra triệu
chứng bệnh sốt rét nào. Một số hệ miễn dịch có phản ứng quá mức
đối với sốt rét do falciparum. Chúng tạo ra các Ig chống lại phức
hợp Ig-kháng nguyên do chính Ig của chúng khi kết hợp với Kháng
nguyên của KST nhằm đẩy mạnh sự tiêu hủy KST qua cơ chế thực bào.
Thế là xảy ra sự hỗn loạn, và bệnh xuất hiện, nhất là đối với trẻ
còn bé (Barriga 1981).
Sốt rét cách nhật hay Sốt rét
vivax
Sốt rét do Plasmodium vivax bắt đầu
với nhiều lứa ký sinh trùng khác nhau phá triển và phóng thích ra
ngoài, gây cảm giác khó chịu, sốt nhẹ cho đến khi phát triển 1
lứa có tính đồng bộ nổi trội thì lúc ấy mới có chu kỳ rét run,
sốt cao, đổ mồ hôi mỗi 48 giờ. Sau 1 -2 tuần các cơn sốt theo
chu kỳ sẽ bớt dần, tùy thuộc vào chủng KST và tình trạng miễn dịch
của ký chủ,tiếp theo đó là thời kỳ không triệu chứng khoảng 2 tuần.
Tiếp đến là 1 đợt sốt khác, nhẹ hơn kéo dài
khoảng 2 tháng, đó
là những đợt tái diễn ngắn do các mảnh bào mới được phóng thích ra
từ hồng cầu tạo. Cuối cùng, là 1 giai đoạn không hoạt động (tiềm
phục) khi số lượng các mảnh bào đi từ hồng cầu giảm dần
(Beck và
Davies, 1981; Yaeger 1985).
Tái phát thường xảy ra từ 6
đến 9 tháng sau, và kéo dài đến 2-3 năm, khi các mảnh bào mới được
phóng thích từ gan ra máu.Tái phát có thể xảy ra khi cơ thể bị xáo trộn
về mặt sinh lý như thai kỳ, nghiện rượu hoặc bị thêm một
nhiễm trùng
khác. Thường thì các cơn tái phát lui dần nếu không bị tái
nhiễm (Beck và Davies 1981).
Sốt rét cách 3 ngày hay sốt rét
malariae
Plasmodium malariae gây ra
các triệu chứng giống như sốt rét vivax, nhưng chu kỳ là 72 giờ, đôi
khi lại có những cơn nặng hơn. Những đợt tái diễn ngắn do các
mảnh bào mới đi từ hồng cầu có thể xảy ra sau nhiều tuần, tháng,
hoặc năm nếu không bị tái nhiễm. Đó là do sự tồn tại các
mảnh bào trong máu ở nồng độ thấp (Yaeger 1985).
Loài KST này có thể gây ra 1 đáp ứng
miễn dịch khác biệt gây tổn thương trầm trọng ở thận, gọi là bệnh
thận do sốt rét cách 2 ngày. Rối loạn này dường như là do phản ứng
của hệ miễn dịch, xảy ra trên những người có số lượng lưu thông
cao các Ig kháng sốt rét đối với 1 chủng KST sốt rét chuyên biệt.
Khi tái nhiễm với chủng này sẽ tạo ra 1 phản ứng miễn dịch khiến cho
phức hợp Ig- kháng nguyên gắn vào bề mặt các vi cầu thận, tức là nơi
tập trung các cuộn vi quản trong thận . Sự
gắn kết này ngăn trở không cho máu chảy vào thận và
cuối cùng dẫn đến suy thận (Beck và Davies 1981; Yaeger
1985).
Sốt rét cách nhật do ovale
Plasmodium ovale gây ra các
triệu chứng tương tự như sốt rét do vivax, với chu kỳ mỗi 48 giờ.
P.ovale gây bệnh nhẹ, ngắn ngày. Sốt thường không nặng như các sốt
rét khác, do số lượng các mảnh bào tăng chậm trong máu. Các cơn
tái phát xảy ra ít hơn so với vivax, và
thường không kéo dài quá một năm (Beck và
Davies 1981; Yaeger 1985).
Sốt rét ác tính falciparum
Plasmodium falciparum gây ra thể
sốt rét nguy hiểm nhất, với nhiều biến chứng có thể gây chết
người. Các triệu chứng đầu tiên giống như cúm hoặc cảm lạnh. Cơn
sốt đầu tiên hầu như khó phát hiện hoặc chỉ có rét run nhưng không
rõ như trong sốt rét vivax. Sốt tăng dần rồi cứ giữ như thế trong
nhiều giờ liền, sau đó hạ xuống, rồi sốt lại và cuối cùng là những
đợt sốt cao xen với những đợt đổ mồ hôi ngắn. Sốt thành cơn mỗi
36 hoặc 48 giờ, mỗi cơn xảy ra khi mảnh bào được phóng thích; cơn có
thể chồng lên nhau, giữa 2 cơn không có cách khoảng. Trong
tháng đầu sau đợt sốt đầu tiên là các đợt tái
diễn, thời gian nghỉ giữa
2 đợt dãn ra dần từ 3 đến 5 tháng.Bệnh thường kéo dài
không quá 1 năm và không có tái phát (Beck và Davies
1981).
Phần lớn các biến chứng của sốt
rét falciparum là do máu trong các vi quản bị tắt nghẽn không lưu
thông đến được các phủ tạng chính. Vì thế, mức độ trầm trọng của
sốt rét falciparum phụ thuộc vào tình trạng miễn dịch của ký chủ,
số lượng kST và nội tạng bị thiếu cung cấp máu.
Khi các
mảnh trùng được phóng
thích ồ ạt tấn công các hồng cầu với số lượng lớn có thể gây nên
thiếu máu nặng khi số lượng các hồng cầu nguyên vẹn bị giảm nghiêm
trọng. Một số lượng quá mức các mảnh trùng kết hợp với phản ứng của
hệ miễn dịch cũng gây ra tính trạng sốt cao, nhức đầu, cuồng sản,
tím tái và xuất huyết nội tạng do tăng áp lực trong các vi quản bị
tắt nghẽn. Hôn mê và sau đó là tử vong có thể xảy ra trong vòng vài
giờ.Trụy tim mạch có thể xảy ra khi toàn bộ hệ thống các mạch máu
nhỏ bao quanh các phủ tạng trong bụng bị xâm nhập ồ ạt. Lúc này
người bệnh nhân lạnh toát, đổ mồ hôi nhớt và
chết (Beck và Davies 1981).
Sốt rét ác tính thể não xảy ra
khi các mạch máu nhỏ tại não bị tắt nghẽn. Sốt rét ác tính thể não
xảy ra chủ yếu ở trẻ em do hệ miễn dịch đáp ứng quá mức với các
mảnh bào dẫn tới sự tích tụ các phức hợp kháng nguyên –kháng thể trong
các mạch máu nhỏ. Trẻ bị suy dinh dưỡng ít khi bị sốt rét thể não
bởi vì hệ miễn dịch của chúng không sản xuất đủ các globulin miễn dịch
để tạo ra phức hợp Kháng nguyên –kháng thể (Barriga 1981). Các
triệu chứng của sốt rét ác tính thể não có thể xảy ra thình
lình hoặc từ từ, với co giật, sau đó là hôn mê
rồi chết (Beck và Davies 1981).
Khi các mạch máu ở gan bị tắt
nghẽn, người bệnh cảm thấy buồn nôn dữ dội, ói mửa liên tục,
đau bụng, vàng da thấy rõ và xuất huyết vào trong dạ dày. Đây là
thể sốt rét gan mật. Sốt rét thể tả xảy ra khi đám vi quản ở
ruột bị tắt nghẽn, người bệnh đi cầu ồ ạt và mất nước
trầm trọng (Beck và Davies 1981).
Với bệnh nhân bị nhiễm
nhiều lần với cùng một chủng falciparum, và người được điều trị bằng Quinine
nhưng không đủ liều, các hồng cầu có thể bị phá hủy ồ ạt và phóng
thích một lượng Hemoglobin quá nhiều trong máu vượt quá khả năng phân
giải của gan. Lượng Hemoglobin dư thừa sẽ được tống ra nước tiểu
khi thận cố gắng thải trừ. Đây là thể sốt rét đái huyết cầu tố
bởi vì nước tiểu có màu đen khi Hemoglobin bị phân giải. Sốt rét
đái huyết cầu tố xảy ra đột ngột, người bệnh bị rét run dữ dội,
mệt nhiều, sau đó lên cơn sốt cao và đau ở vùng hông nơi có thận.
Tiếp đến bệnh nhân bị ói, buồn nôn, mạch nhanh nhẹ. Suy thận
xảy ra và khoảng 50 % đi đến tử vong (Beck và Davies 1985).
Đối với bệnh nhân có thai, một
số biến thể KST falciparum có thể bám vào thành mạch máu nhau
thai và tấn công các hồng cầu nuôi dưỡng bào thai. Từ đó có thể
đưa đến sinh sớm, thiếu máu và chết cho cả con lẫn mẹ.
Những sản phụ sống sót sẽ hình thành miễn dịch đối với các
biến thể này trong những lần mang thai sau đó (Fried và Duffy
1996).
Nhiễm KST hỗn hợp
Có người bị nhiễm cùng lúc
với nhiều loài KST sốt rét, và các loài này lại đối nghịch với nhau.
nhiễm vivax và falciparum thường xảy ra nhất tại các vùng lưu
hành (Burnet và White 1972). Các triệu chứng chính khớp với loài
plasmodium nào vượt trội . Falciparum trội hơn vivax, còn vivax lại
trội hơn ovale và malariae. Khi loài trội đã hoàn thành xong vai trò,
thì loài bị chèn ép sẽ nổi lên và gây nên sốt
rét tái phát (Yaeger 1985).
Dịch sốt rét
và sốt rét lưu hành
Sốt rét lưu hành xảy ra tại
những nơi có một số lượng lớn người bị nhiễm khá liên tục một hoặc
nhiều loài ký sinh trùng sốt rét qua những đợt tái phơi
nhiễm. Trẻ
con, người bị suy giảm miễn dịch, và phụ nữ mang thai lần đầu là các
đối tượng tiêu biểu bị mắc bệnh, và thường với một tỉ suất
tử vong cao.
Trẻ em nào sống được qua
nhiều đợt sốt rét dần dần sẽ phát triển một phần miễn dịch hoặc dung
nạp đối với các KST sốt rét khi chúng lớn lên. Người lớn có thể chống
chọi được khi bị nhiễm sau đó với cùng loại KST sốt rét nếu tình
trạng miễn dịch của họ phát triển đầy đủ. Tuy nhiên, miễn dịch thụ
đắc đối với 1 chủng hoặc loài KST plasmodium không bảo vệ được khi
nhiễm phải chủng mới.
Phần lớn các vùng sốt rét lưu
hành trùng hợp với những vùng nông nghiệp nghèo. Thường thì số
tử vong thấp nhưng số mắc bệnh lại cao do sốt rét mạn tính xảy ra ở
người lớn khi sức miễn dịch bị ảnh hưởng vì dinh dưỡng kém. Dinh
dưỡng kém và tái nhiễm sẽ làm cho tình trạng mệt mỏi trong
sốt rét mạn tính chuyển thành kiệt sức và rối loạn tâm
thần .
Chừng nào mà trong vùng lưu
hành mỗi đêm vẫn còn một số lượng muỗi đốt người để lúc nào cũng
có KST sốt rét trong quần thể người thì bệnh sốt rét còn tồn tại
(Livingstone 1986). Khi sự cân bằng giữa số lượng muỗi đốt người và
số người sống tại khu vực mất đi có thể làm cho số lượng KST giảm dần
rồi biến mất. Những thay đổi về khí hậu lâu dài, chẳng hạn như những
đợt rét hoặc khô hạn sẽ ảnh hưởng đến số lượng muỗi sốt rét ; những
thay đổi do con người hoặc do môi trường sẽ tác động đến nơi muỗi
đẻ ; và các thói quen văn hóa chẳng hạn như sử dụng rèm che hoặc
thuốc diệt côn trùng, ảnh hưởng đến sự truyền bệnh sang con người,
tất cả đều có thể làm chuyển dịch sự cân bằng.
Dịch sốt rét xảy ra theo mùa
khi môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho muỗi đẻ trứng làm cho quần
thể muỗi tăng lên nhanh chóng. Khi tình trạng miễn dịch suy giảm,
dinh dưỡng kém do mất mùa cũng có thể dẫn tới bộc phát dịch theo
mùa. Dịch sốt rét cũng có thể xảy ra khi KST sốt rét được du nhập
vào quần thể con người lần đầu tiên, hoặc là do
người mang, hoặc
do một vectơ muỗi nhiễm KST, hoặc khi có 1 chủng KST mới du nhập.
Thường thì khi dịch sốt rét xảy ra, tỉ suất
tử vong và tỉ suất mắc đều tăng trong tất cả các
nhóm tuổi.
Sống sót trong trật
tự mới qua cơ chế di truyền
Mối đe dọa lớn nhất của sốt rét
xảy ra khi đối tượng bệnh nhân là trẻ con với hệ miễn dịch còn
yếu ớt không thể ứng phó khi bị
nhiễm sốt rét lần đầu và những
lần tiếp sau. Trẻ sơ sinh có thể được bảo vệ phần nào qua đáp ứng
miễn dịch từ mẹ đối với sốt rét, nhưng sự bảo vệ lớn nhất cho
trẻ sơ sinh khỏi bị KST sốt rét tấn công đi từ sự tiếp tục lưu thông
trong máu của trẻ các hemoglobin bào thai trong mấy tuần đầu sau khi
chào đời. Hemoglobin bào thai, giữ vai trò thu nhận Oxygen từ máu
mẹ trước khi sinh, dần dần sẽ bị thay thế bởi Hemoglobin trửơng thành
sau khi sinh. Hemoglobin bào thai thu nhận và nhả oxygen dưới áp
suất thấp so với Hemoglobin trưởng thành. KST sốt rét không thể sống
sót trong Hemoglobin bào thai, chúng cần có áp lực oxygen cao
trong hemoglobin trưởng thành mới tồn tại được và hoàn tất chu kỳ
trong hồng cầu. Nhưng những bảo vệ này không kéo dài khi
Hemoglobin bào thai bị Hemoglobin trưởng thành thay thế và các kháng
thể bảo vệ từ người mẹ cũng giảm dần, cuối cùng thì
đứa trẻ cũng phải chống đỡ bằng hệ thống
miễn dịch của chính mình dần dần phát triển.
Hầu như trên khắp các vùng có
sốt rét lưu hành trong suốt thời kỳ xảy ra cách mạng nông nghiệp vào
thời đồ đá mới, nơi nào cũng có các đáp ứng miễn dịch hình thành (Livingstone 1986) để chống lại bệnh sốt rét. Các đáp ứng miễn
dịch hình thành chủ yếu nhằm bảo vệ trẻ còn bé khỏi các tác hại của
bệnh sốt rét và làm tăng cơ may sống sót.
Những đột biến trong hemoglobin hình thành nhằm
bắt chước các tính chất của Hemoglobin bào thai
có tác dụng làm chậm sự phát triển của KST sốt
rét và cho phép trẻ mắc bệnh có cơ hội sống sót đến
tuổi trưởng thành.
Có trên 400 biến
thể Hemoglobin (Pauling 1994) đã hình thành nhằm đáp ứng lại bệnh
sốt rét, mỗi nhóm dân lại có kiểu đáp ứng di truyền khác nhau.
Chính tính phức tạp của phân tử Hemoglobin đã tạo nên nhiều biến dị. Phần lớn các biến thể Hemoglobin phân tán và khu trú trong các nhóm
dân cư nhỏ, nhưng một số lại có phân bố rộng rãi. Các biến thể
Hemoglobin, cũng như sốt rét, phát tán ra nhiều nơi trên thế giới
cùng với sự chuyển dịch dân cư, di cư, và buôn bán nô lệ.
Một số quần thể có nhiều biến thể Hemoglobin là
do sự pha trộn từ các nhóm dân khác nhau (Livingstone
1986).
Nơi nào không có bệnh sốt rét,
thì sẽ không có các biến thể Hemoglobin di truyền chuyên biệt có
liên quan đến sự phát triển của bệnh. Đặc biệt lả thổ dân châu Mỹ
không có các biến thể Hemoglobin đáp ứng với sốt rét (Black 1980).
Các biến thể Hemoglobin chỉ được duy trì khi có sự chọn lọc do sốt
rét lưu hành, và Livingstone (1986) ước tính chỉ cần
từ 20 đến 30 thế hệ (khoảng 500 năm) để cho 1 biến thể
Hemoglobin đạt được 1 tỉ lệ ổn định trong kho gen của quần thể
dân cư bị sốt rét lưu hành.
Hemoglobin bình thường có chứa
2 cặp protein khác nhau, gọi là chuỗi globin, mỗi chuỗi mang 1 nhóm
heme có chứa nguyên tố sắt.Mỗi chuỗi globin do 1 gen riêng
sản xuất, gen này có thể tạo ra nhiều biến dị. Một cặp gen cho globin tụ
tập trên chromsome 16 và mã hóa cho chuỗi globin alpha và tiền
chất trong giai đoạn phôi thai của chuỗi này, cũng như chuỗi globin
zeta. Còn cặp gen globin kia tụ tập trên chromosome 11 và mã hóa
tiền chất trong giai đoạn phôi thai cho các chuỗi globin bào
thai (gamma), beta và delta. Sự kết hợp này tạo điều
kiện cho nhiều biến thể xuất hiện khi sự kết hợp các amino acid
cấu thành các chuỗi globin bị thay đổi chút ít (Steinberg và Embury 1994).
Phần lớn các Hemoglobin người
lớn có chứa 2 chuỗi alpha và 2 chuỗi beta. Một số hemoglobin gười
lớn thay thế chuỗi alpha bằng 2 chuỗi beta. Hemoglobin thành lập
trong giai đoạn phôi thai nhường chỗ cho hemoglobin alpha và gamma
bào thai trong những tháng đầu của thai kỳ. Hemoglobin gamma bào
thai tồn tại đến 6 tháng sau khi sinh, trước khi
nhường chỗ cho các chuỗi globin beta hoặc delta (Steinberg
và Embury 1994; Williams et al,1989).
Phần lớn những biến dị trong
gen globin xảy ra khi có sự thay thế 1 amino acid này bằng 1
amino acid khác. Một số biến dị làm biến mất hoặc giảm số lượng các
phân tử hemoglobin, cùng với sự tồn tại của hemoglobin bào thai.
Trên cùng 1 người có thể hiện diện sự kết hợp của nhiều biến dị
(Adams 1986). Mức độ bảo vệ đối với KST sốt rét nhiều hay ít tuỳ
thuộc vào một loạt những thay đổi khác nhau trên hemoglobin,
với điều kiện các hồng cầu không bị ký sinh vẫn
hoạt động bình thường.
Chính bản thân một số Hemoglobin
bất thường cũng có khả năng gây nguy hại. Các biến thể này gây ra
rắc rối lớn khi 1 cá thể thừa huởng cùng 1 chuỗi globin biến thể nguy
hiểm (haplotype) từ cả cha lẫn mẹ. Đây là tình trạng đồng hợp tử
(homozygous) đối với 1 hemoglobin bất thường. Khi 2 biến thể di
truyền giống nhau cùng hiện diện có thể dẫn đến chết người trong
những bệnh bất thường trầm trọng về hemoglobin. Cá thể nào chỉ nhận
được 1 biến thể bất thường nguy hiểm từ cha hoặc mẹ, đó là
trường hợp di hợp tử (heterozygous), có thể được bảo vệ nhờ chuỗi
globin bình thường thừa hưởng từ cha hoặc mẹ, trong khi đó lại nhận
được một phần sức đề kháng đối với sốt rét qua globin bất
thường. Các cá thể đồng hợp tử đối với 1 biến thể hemoglobin bất thường
trầm trọng có thể biến mất dần, nhưng phần lớn các cá thể dị hợp
tử sẽ tồn tại và tiếp tục sinh ra thế hệ sau
quần thể mang biến thể bất thường.
Nơi nào mà sốt rét lưu hành tồn
tại qua nhiều thế hệ, các biến thể hemoglobin bất thường sẽ đạt
đến tần số cao. Theo luật di truyền Mendel, khi mỗi cha hoặc mẹ
mang 1 gen của 1 biến thể hemoglobin bất thường nặng, 25% trong
số con của họ sẽ nhận được 1 đặc điểm từ cha mẹ và bị bệnh do biến
thể đó gây nên. 25% sẽ không mang đặc điểm, cho nên chúng sẽ bị
mắc sốt rét. 50% sẽ chỉ nhận được 1 gen mang đặc điểm và sẽ
được bảo vệ khỏi bị bệnh phần nào (Pauling 1994).
Hồng cầu liềm
Biến thể Hemoglobin hình liềm, còn
gọi là Hemoglobin S, là do sự thay thế di truyền 1 amino acid
trên chuỗi globin beta : acid glutamic được thay bằng valine. Sự
thay thế này dường như là 1 đáp ứng chuyên biệt cuả cơ thể khi bị sốt
rét do falciparum. Hồng cầu có mang 1 beta globin bất thường khi bị
nhiễm KST có khuynh hướng chuyển đổi sang dạng hình liềm khi oxygen
bị giải phóng, nhằm ức chế sự phát triển của KST trong hồng cầu
bằng áp lực oxygen thấp.Thời gian sống của hồng cầu bị
nhiễm cũng
bị rút ngắn lại vì khuyết tật này làm cho KST không đủ thời gian để
hoàn tất chu trình phát triển. Hiện tượng chuyển thành hình liềm cũng
làm cho các hồng cầu bị nhiễm KST dính vào thành các vi quản trở nên
dễ tróc ra và bị cuốn trôi theo dòng máu đến lách và gan là những
nơi có các đại thực bào chờ để tiêu diệt chúng.
Trẻ sơ sinh có biến thể này thường mang trong
máu một lượng lớn Hemoglobin bào thai bảo vệ trong
một thời gian dài (Eaton 1994 ; Nagel 1994).
Trong khi dị hợp tử đối
với Hemoglobin S mang tính bảo vệ chống lại sốt rét falciparum, thì
các đồng hợp tử lại không làm được. Các hồng cầu có 2 chuỗi beta
hemoglobin giống nhau lại mỏng manh hơn so với các hồng cầu bình
thường, và các beta globin bất thường sẽ dễ tương tác với nhau khi
Oxygen trong tế bào giảm xuống. Quá trình này làm thay đổi hình dạng
bình thường của hồng cầu và làm cho hồng cầu không còn dễ thay đổi
hình dạng nữa .Hồng cầu bình thường do có dạng hình đĩa dễ uốn nắn
cho nên chúng có thể lách qua được các mạch máu nhỏ như vi quản.
Hồng cầu hình liềm vì cứng và hình dạng thay đổi cho nên sẽ gặp khó
khăn khi chui lách qua các vi quản li ti. Với số lượng lớn, chúng có
thể dồn cục và làm tắt các mạch máu nhỏ, dẫn đến tổn thương mô. Thời
gian sống của hồng cầu liềm ngắn hơn nhiều so với hồng cầu bình thường, ngay cả khi không bị KST tấn công,
làm cho người bệnh bị thiếu máu mạn tính (Steinberg
và Embury 1994).
Trẻ em bị bệnh thiếu máu hồng
cầu hình liềm dạng đồng hợp tử thường không có triệu chứng trong những
tháng đầu sau khi sinh ra, là nhờ ở số lượng cao Hemoglobin bào thai
không bị biến dị. Hồng cầu hình liềm thường xuất hiện trong năm thứ 2, sau những đợt bệnh và thiếu máu. Khi thiếu máu tiến triển, đứa
trẻ sẽ chịu những cơn đau như đau quặn ruột và gặp khó khăn khi ăn
uống. Khoảng ½ số trẻ mắc chứng bệnh này sẽ chết trong năm thứ 2.
Còn với những trẻ sống sót khi lớn lên nhiều tuổi hơn, chúng sẽ bị
những cơn đau ở khớp và các khu vực khác, đó là do sự dồn cục của các
hồng cầu gây tắt nghẽn không cho máu cung cấp đến những nơi đó. Những
đợt đau này có thể xảy ra khi bị các nhiễm trùng gây sốt
cao, thường là viêm phổi do Streptococcus (Powers 1994) cũng như
các KST sốt rét.
Trẻ nhỏ khi có cơn đau do hồng
cầu hình liềm thường cáu kỉnh và không muốn cử động bởi vì các xương
và khớp đau do thiếu oxygen. Vùng đau trở nên sưng đỏ, và nếu
máu không về kịp, mô vùng này sẽ bị chết. Khi trẻ lớn lên, xương
sườn và các xương dài ở tay, chân là những nơi thường bị đau nhiều
hơn. Các cơn đau hồng cầu hình liềm thường tạo điều kiện cho các
tiến trình nhiễm trùng khác xâm nhập vào vùng mô bị thương tổn,
nhất là các vi khuẩn Salmonella. Nhiều cơn
xảy ra sẽ dẫn tới thiếu máu nặng, gây suy tim hoặc đột quị.Nếu đứa trẻ sống
sót qua được những năm đầu, các cơn đau thừơng sẽ giảm trong thời
gian sau đó, nhưng lại tăng lên rất nhiều khi trẻ sắp qua tuổi thiếu
niên (Powers 1994). Dạng đồng hợp tử ít khi sống sót qua
được tuổi này (Grmek 1989).
nhiễm sốt rét ở người bị bệnh
hồng cầu hình liềm dạng đồng hợp tử thường dẫn đến tử vong, nhất
là trong tình hình nghèo đói và dinh dưỡng kém. Các hồng cầu mới
không sản xuất kịp để bù cho các hồng cầu hình liềm và hồng
cầu bị ký sinh. Cơ thể không được cung cấp oxygen đầy
đủ và tử vong (Gladder 1994 ; Ohene– Fempong và Nkrumah
1994).
Sự phân bố không đều của
các gen hồng cầu hình liềm phản ánh nguồn gốc và sự phát tán của KST
Plasmodium falciparum. KST này đã du nhập vào các quần thể con
người tại châu Phi khi sự canh tác nông nghiệp tại đây được củng cố
(Su, Mu và Joy 2003). Tần số các tế bào hình liềm cao nhất xảy ra ở
những vùng ẩm thấp thuộc Tây Phi, tiếp đến là vùng Trung và Đông Phi.
Các sắc dân sống tại nông thôn không có quan hệ hôn
nhân với bên ngoài có tần số các Hemoglobin bất thường cao nhất (Ohene– Fempong và Nkrumah 1994).
Embury và Steinberg
(1994)
định nghĩa 5 kiểu biến dị khác nhau trong các thể đơn bội
(haplotypes) của beta globin có khả năng gây ra tính trạng
(trait)
hồng cầu hình liềm. Điều này có nghĩa là hồng cầu liềm đã phát
triển một cách độc lập trên ít nhất là 5 nhóm dân cư khác nhau,
tất cả đều tiếp xúc với cùng 1 loại KST sốt rét trong suốt nhiều
thế hệ. 3 ổ phát xuất chính của tính trạng hồng cầu hình liềm tại
châu Phi là vùng trung tây châu Phi (đơn bội Benin), vùng Trung
Phi nhiệt đới (đơn bội Bantu), và vùng Tây Phi Đại tây dương
(đơn
bội Senegal). Một kiểu đơn bội khác được ghi nhận ở người Eton
tại Cameroon. Vùng phía đông bán đảo Ả rập
và nhiều nơi ở Ấn độ là điểm xuất phát của 1
kiểu đơn bội khác giống kiểu đơn
bội Senegal Có thể trong tương lai sẽ còn phát hiện
nhiều kiểu đơn bội khác.
Sự
trao đổi nguồn gen (gene
pool) thông qua việc tiếp xúc với các quần thể khác đã làm phát tán
các gen hồng cầu hình liềm tới những nơi khác trên thế giới. Đơn
bội kiểu Benin đã lan đến Bắc Phi chủ yếu qua con đường mua bán nô
lệ, và sau đó được đem vào vùng phía tây của bán đảo Ả rập và
phân tán với tần số thấp ra khắp vùng Địa trung hải (Nagal 1994).
Khi người Bắc Phi thực hiện công cuộc chinh phục vùng bờ
biển phía đông và phía nam đảo Sicily đã mang gen
hồng cầu hình liềm về cho dân bản địa (Tentori và Marinocci
1986).
Đơn bội kiểu Ảrập-Ấn độ, lần đầu
tiên được ghi nhận tại phía đông bán đảo Ả rập, có mặt trên 50
nhóm bộ tộc khác nhau ở vùng trung tâm và nam Ấn độ. Điều này gợi ý
là 1 ổ phân bố trung tâm có thể đã trải dài dọc theo sông Indus.
Nền văn minh cổ Harappa tại thung lũng sông Indus có thể đã là 1
điểm phân bố tại chỗ đối với kiểu đơn bội này (Nagal 1994). Sự
giống nhau giữa kiểu đơn bội Senegal và đáp ứng tiến hóa của hồng
cầu hình liềm đối với Plasmodium falciparum đã chứng minh mạnh
mẽ rằng kiểu đơn bội Ảrập-Ấn độ có nguồn gốc từ châu Phi. Các con
đường mậu dịch từ Bắc Phi, bán đảo Ả rập và thung lũng
sông Indus có thể đã đóng vai trò lan truyền sốt rét
falciparum và sự hình thành 1 biến thể di truyền tương tự
như kiểu đơn bội hồng cầu hình liềm Senegal châu
Phi tại vùng thung lũng sông Indus.
Biến thể Hemoglobin C và E
Những thay thế các aminoacid khác
trên chuỗi globin beta gây ra các triệu chứng nhẹ hơn so với
Hemoglobin S. Các biến thể hemoglobin này được gọi đơn giản là
Hemoglobin C và E (Barriga 1981). Hemoglobin C
có tần số cao trong nhiều quần thể tại miền trung vùng Tây
Phi là vùng mà Hemoglobin S có tần số thấp (Livingstone 1986).
Biến thể hemoglobin E trở thành
1 trong những biến thể hemoglobin thường gặp nhất trên thế giới
(Kinney và Ware 1994) với tần số cao lan tỏa trong nhiều quần thể dân cư
vùng Đông nam Á. Rõ ràng là Plasmodium falciparum, một khi
được du nhập vào các nhóm dân cư này, đã đẩy mạnh những thay đổi di
truyền của hemoglobin tương tự như những đáp ứng ở châu Phi.Biến
động dân cư đã làm lan rộng các gen đột biến từ ít nhất 2 khu vực
tập trung khác nhau, có kiểu đơn bội Thái và Campuchia. Những kiểu
đơn bội này trùng lặp tại khu vực giáp giới 3 nước Thái lan, Lào và
Campuchia, và tần số cao nhất của 2 kiểu đơn bội trên có thể gặp
trong 3 nhóm bộ tộc tại bang Assam (Ấn độ) giáp giới với Miến
điện (Winichagoon et al. 1990). Một số kiểu đơn bội hemoglobin E, cùng với falciparum, đã đi theo các con đường giao thương dọc theo
phía đông dãy Himalaya tiến vào Bhutan, Nepal và Tajikistan. Người Veda
tại Sri Lanka cũng đáp ứng với falciparum bằng 1 biến thể
Hemoglobin E.
Các biến thể Hemoglobin E không
phát triển cho mọi nhóm dân cư tại vùng Đông nam Á. Một số nhóm
hình thành 1 kiểu đáp ứng khác hẵn đối với KST sốt rét – đó là
bệnh hồng cầu dạng trái xoan (ovalocytosis). Đáp ứng di truyền
này xảy ra một cách độc lập tại nhiều vùng khác nhau vào các thời
điểm khác nhau.Thổ dân Indonesia và New Guinea mang
tần số cao rối loạn này (Livingstone 1986).
Nhóm máu Duffy âm tính
Trong khi tất cả các quần
thể con người có thể chia thành 4 nhóm máu ABO chính và yếu tố Rh,
thì có những nhóm máu ít được biết hơn lại cho phản ứng khác hẵn
đối với các kháng nguyên. Nhóm máu Duffy âm tính cho 1 hiệu ứng
hoàn toàn bất lợi cho các KST vivax. Điều này dường như không phải là 1
đáp ứng di truyền chuyên biệt đối với sốt rét (Livingstone
1984),không giống với các Hemoglobin bất thường. KST vivax chỉ
không thể chui vào hồng cầu Duffy âm tính để gây nhiễm (Desowitz 1981).
Nhóm máu này có tần số cao
nhất ở người Pygmies châu Phi, cho toàn bộ các nhóm dân ở vùng tây
Phi và ở phần lớn vùng đông Phi. Nhóm máu Duffy ít khi gặp bên
ngoài châu Phi, và lạ lùng thay lại gặp ở một số cá thể ở Bhutan và
Iceland. Rõ ràng là có nhiều hơn 1 biến cố đột biến đã tạo ra nhóm máu
này, và chúng ta không biết cái gì đã khởi động nguồn gốc của nó. Những
nhóm máu khác cũng có thể có sự đề kháng tương tự đối với
KST sốt rét cũng như các KST khác (Livingstone 1984).
Trong các nhóm dân châu Phi,
sốt rét vivax không tồn tại ở những nơi nào mà nhóm máu Duffy nổi
trội. Chỗ nào không có vivax thì Pl.ovale chiếm chỗ.
KST ovale có thể xâm nhập vào hồng cầu nhóm máu Duffy âm tính và gây
nên sốt rét, falciparum cũng vậy (Beaver và Jung 1985). KST
ovale chủ yếu chỉ hoành hành tại vùng tây Phi, và nơi nào có sự đề
kháng của nhóm máu Duffy đối với vivax (Livingstone 1984).
Có lẽ 1 biến thể của vivax đã đột biến để biến thành ovale
khi sự đề kháng của nhóm máu này cản trở không cho vivax sống sót
khi vivax du nhập vào quần thể nhóm máu Duffy âm tính.
Thiếu men G6PD
Phần lớn mọi người đều có mang 1 men
(enzym) glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) trong hồng cầu.
Men này giúp bảo vệ hồng cầu khỏi bị oxit hóa (oxydation), tức là bị
các hóa chất, gọi là chất khử oxi (oxidant) lấy đi các phân tử
oxygen.Quá trình oxit hóa sẽ làm vỡ các hồng cầu. Bình thưòng thì men
G6PD bảo vệ hồng cầu khỏi bị tước đi các phân tử oxygen bằng
cách làm tăng sự chuyển hóa glucose trong tế bào.
Hoạt động này giữ chặt các phân tử oxygen cho nên các chất
oxit hóa không lấy đi được.
Men G6PD có 2 loại
(type) chính, A và B, cả 2 đều nằm trên chromosome X của phái nữ. Nam giới, vừa
có chromosome Y và X, cho nên chỉ nhận được 1 trong 2 loại men
G6PD, và nếu men này thiếu, người nam này sẽ thừa hưởng bệnh
thiếu men G6PD. Nữ giới nhận 2 chromosome X, một từ cha, 1 từ mẹ. 1 chromosome X có men G6PD bình thường sẽ bảo vệ người nữ khỏi bị
chứng thiếu men hoàn toàn nếu chỉ thiếu có 1 chromosome. Khi cả 2
chromosome đều thiếu men G6PD, thì người nữ này cũng
sẽ mắc chứng thiếu men G6PD.
Bằng cách giúp hồng cầu giữ
được oxygen, men này duy trì được 1 áp lực oxygen thuận lợi cho
KST falciparum (Beck và Davies 1981; Greene 1993). Không có men này,
hồng cầu dễ bị cuỗm mất oxygen, và khi oxygen trong
hồng cầu bị mất, thì sự tồn tại của KST falciparum trong hồng cầu bị cản trở.
Nhiều nhóm dân nằm trong vành đai sốt rét đã phát triển nhiều
biến thể thiếu men G6PD nhằm đối phó với bệnh này (Livingstone 1984). Phần lớn những biến thể này không gây ra vấn đề gì trừ khi các hồng
cầu bị các chất oxit hóa tấn công, lấy đi oxygen và làm giảm đi
lượng oxygen mang trong máu. Một số biến thể có hoạt tính G6PD rất
ít, nên rất nhạy với áp lực chất oxit hóa. Thuốc sốt rét, cùng
với nhiều loại thuốc tổng hợp khác, có tác dụng như chất oxit hóa.
Khi người bị thiếu men G6PD sử dụng những thuốc này,
hiện tượng tán huyết xảy ra gây thiếu máu nặng và đái ra máu (Greene 1993).
Có 5 nhóm chính
(Greene 1993)
và trên 100 biến thể di truyền của chứng thiếu men G6PD biểu thị nhiều
kiểu đáp ứng với áp lực oxit hóa (Young 1975).
Biến thể thường gặp nhất là type B, còn type A chủ yếu chỉ gặp ở người châu Phí
da đen. Người Tây Phi có 1 biến thể dễ cảm thụ với tác dụng oxit
hóa của các thuốc chống sốt rét. Một biến
thể khác là biến thể Quảng đông (Trung quốc) cũng
có phản ứng đối với một số thuốc gây oxit hóa.
Một biến thể chính G6PD gặp ở
vùng Địa trung hải có thể gây nên các phản ứng trầm trọng khi phơi
nhiễm với đậu tằm (fava = Vicia faba). Đậu tằm có chứa những
chất oxit hóa tự nhiên làm tổn thương cho các hồng cầu thiếu G6PD.
Biến thể G6PD này có tần số cao nhất tại những vùng sốt rét lưu
hành thuộc khu vực Địa trung hải đáp ứng với KST falciparum. Nếu
thiếu G6PD bảo vệ phần nào chống lại KST, thì sự
khiếm khuyết này cũng làm cho các hồng cầu trở nên dễ bị tổn
thương đối với các chất oxit hóa có trong đậu tằm.
Không phải ai có biến thể này
đều đáp ứng như nhau đối với đậu tằm, chứng tỏ rằng có một số yếu tố
di truyền khác ngăn cản các phản ứng oxit hóa quá mạnh. Mặt
khác,
khi nấu chín đậu sẽ làm mất tác dụng của các hóa chất gây phản ứng
oxit hóa.Nếu không có yếu tố làm biến đổi di truyền hoặc cách loại
trừ thành tố oxit hóa, thì người bệnh sẽ bị thiếu máu tan máu trầm
trọng do các hồng cầu bị vỡ ồ ạt. Một số người lại nhạy cảm đến
mức chỉ cần hít phải phấn hoa của đậu cũng lên cơn phản ứng
(Grmek
1989). Biến thể thiếu G6PD đặc biệt này chủ yếu gặp ở Hy lạp,
miền nam nước Ý, đảo Sicily, Sardina, Anatolia, Corsica và vùng
duyên hải Địa trung hải phía Bắc Phi. Người Kurd gốc Do thái có
tần số cao nhất (50% đàn ông), sau đó là người đảo Sardinia
(Young 1975). Mỉa mai thay, đậu tằm vốn là thực phẩm chính của những
vùng này trong nhiều thế kỷ. Từ thế kỷ thứ 6 trước CN.
Pythagoras đã từng cảnh báo cho dân chúng về
mối nguy hiểm khi ăn đậu tằm (Grmek 1989).
Hội chứng thiếu máu vùng biển
(Thalassemia)
Bệnh thiếu máu vùng biển bao gồm 1
nhóm những bất thường hemoglobin về mặt di truyền khi đáp ứng với KST
sốt rét chủ yếu do sự giảm bớt hoặc sự mất đoạn của 1 trong 2 cặp
trong chuỗi globin alpha hoặc beta. Đôi khi chuỗi globin
delta thay thế cho chuỗi globin beta cũng có thể bị ảnh hưởng theo cùng
cách thức như globin beta (Grmek 1989).
Có tới gần 100 đột biến
điểm khác nhau ảnh hưởng đến các gen beta globin
(Kazazian và cs.
1990) với mỗi biến dị đặc thù cho 1 nhóm dân cư. Những
gen mất
đoạn chủ yếu chỉ tạo ra các biến di alpha (Antonarakis và cs.
1986). Cả 2 biến thể alpha và beta đều làm biến dạng hồng cầu,
khiến chúng trở nên “ cứng ” hơn, dễ bị phân mảnh khi gặp oxit hóa.
Hồng cầu với beta globin biến dạng sẽ dễ phân mảnh gấp 2 lần so với
hồng cầu có alpha globin bị biến dạng (Shinar 1990). Những
hồng cầu bị biến dạng, có đời sống ngắn sẽ làm cho các KST khó tồn tại, tức
là một kiểu bảo vệ chống lại bệnh sốt rét. Các
cá thể thừa hưởng gen globin khuyết tật từ cả cha lẫn mẹ sẽ có
nhiều nguy cơ bị thiếu máu nặng do trong máu có quá nhiều
hồng cầu khuyết tật.
Một số cá thể thừa hưởng
chỉ có 1 gen alpha khuyết tật từ cha hoặc mẹ sẽ được bảo vệ
phần nào chống lại KST sốt rét. Đây cũng là những
người mang dị hợp tử của bệnh thiếu máu vùng biển alpha
không có triệu chứng, còn bệnh thiếu máu vùng biển
alpha đúng ra là 1 bệnh thiếu máu
nặng khi có quá nhiều globin alpha bị mất.
Các dị hợp tử có thể thiếu 1
trong 2 đơn bội trong 1 trong những chuỗi globin cấu thành 1 cặp của
chuỗi globin alpha, hoặc có thể chúng thiếu hoặc toàn bộ chuỗi
globin alpha hoặc 1 đơn bội từ mỗi chuỗi globin alpha, đưa đến kết
quả là có thiếu máu nhẹ hoặc không thiếu máu. Đôi khi chỉ hiện
diện có đơn bội còn 3 đơn bội khác không có, dẫn đến bệnh HbH gây
thiếu máu tan máu từ nhẹ đến vừa. Thiếu hoàn toàn globin alpha là
tình trạng rất nặng, trẻ thường hết trong bào thai vì
chứng phù thai Bart (Bart’s hydrops fetalis) do
thiếu máu tan máu rất nặng (Adams 1986).
Bệnh thiếu máu vùng biển alpha
xảy ra tại nhiều nơi vùng Đông nam Á (Livingstone 1986), với tần số
cực cao tại Ấn độ (Nagal 1994). Thể thiếu 1 chuỗi alpha xuất hiện
nhiều hơn các thể khác, thể này có tác dụng bảo vệ chống lại KST sốt
rét. Thiếu máu vùng biển alpha cũng hiện diện tại một số vùng ở
châu Phi, thường là do thiếu 1 đơn bội trong mỗi chuỗi
globin alpha (Embury và Steinberg 1994).
Bệnh thiếu máu vùng biển beta
có thể gặp tại vùng lòng chảo Địa trung hải, châu Phi, Ấn độ,
Trung quốc, và Đông nam Á. Trong vùng có nhiều biến thể, và không phải
hiếm gặp trường hợp trên 1 người có 2 biến thể khác nhau.
Kết hợp giữa 1 biến thể bệnh thiếu máu vùng biển cọng
với 1 biến thể của bệnh hồng cầu hình liềm sẽ
tạo nên sự bảo vệ bổ sung chống lại bệnh sốt rét.
Bệnh thiếu máu vùng biển beta có
các biểu hiện như :người mang không có triệu chứng, dạng trung gian
và dạng trầm trọng Dạng trung gian thường là do các yếu tố thay đổi
di truyền (modifying) tương tác với 1 khuyết tật của globin beta, sẽ gây ra thiếu máu mạn tính từ nhẹ đến vừa. Một số dạng trung
giản có thể thuyên giảm hoặc chuyển sang bất hoạt khi cá thể bị
bệnh già đi. Những người đồng hợp tử thừa
hưởng 2 copy của cùng 1 biến thể có thể bị thiếu máu
từ nhẹ đến nặng, tùy theo vị trí chỗ
đột biến (Kazazian và cs. 1990).Các đồng hợp tử với khiếm khuyết
globin beta nặng (thiếu máu Cooley) sẽ bị thiếu máu tan máu rất
nặng, chậm lớn và phát dục chậm, xương bị biến dạng và dễ gãy.
Bệnh nhân thường chết trẻ trước khi đến tuổi trưởng thành
(Grmek 1989).
Biến thể beta vùng Địa trung
hải có phát xuất từ người Hy lạp cổ đại, họ lan truyền bệnh này
khắp vùng Địa trung hải khi xây dựng các thuộc địa. Các địa điểm
này bao gồm nước Ý, Sicily, Corsica, Cyprus, Crete, Sardinia, một
số nơi tại Bắc Phi, và cao nguyên Anatolia. Quân đội của Đại đế
Alexander đã mang các biến thể beta đến vùng biển Lý hải
(Caspian
sea), vùng Trung đông, Trung Á, và tiểu lục địa Ấn độ (Grmek 1989).
Các nhóm dân có giao phối
cận huyết (inbreeding) sống cô lập là nhóm mang biến thể khuyết tật
beta với tần số cao nhất (Caffey 1957). Một nhóm hậu duệ của các bộ
tộc người Thrace cổ xưa sống biệt lập là nhóm Poak tại vùng
Thrace (Hi lạp), mang 1 biến thể đặc biệt là Hemoglobin O
Arập,
với tần số cao. Một biến thể tương tự cũng
gặp trong 1 nhóm dân sống ở sườn phía bắc
vùng núi Rhodopi xứ Bulgaria (Loukhopoulos 1986).
Bệnh lý Hemoglobin liên quan đến
Hemoglobin phôi thai dai dẳng
(Persistent Fetal Hemoglobin
Hemoglobinopathy = PFHH)
Thời gian ngắn ngũi mà trẻ sơ sinh
được Hemoglobin bào thai bảo vệ chống lại sốt rét có thể được kéo
dài về mặt di truyền. Sự đột biến bên trong phức hợp gamma globin,
thường thì bằng cách thay thế các chuỗi beta globin bị suy giảm hoặc
thiếu, có thể kéo dài được thời gian tồn tại của hemoglobin bào
thai. Đột biến này thường kết hợp với các hemoglobin
bị đột biến bất thường của bệnh thiếu máu vùng
biển và hồng cầu hình liền (Loukopoulos 1986 ; Kinney và
Ware 1994).
Các bất thường hỗn hợp Hemoglobin
Khi các nhóm dân khác nhau pha trộn
dẫn đến sự pha trộn của những bất thường về hemoglobin khác nhau. Có
nhiều kết hợp trong dị hợp tử của hemoglobin bệnh hồng cầu hình liềm, đi từ PFHH đến các biến dị bệnh thiếu máu vùng biển. Ít
gặp kết hợp giữa HbC và HbF (Kenney và Ware 1994),nhưng thiếu máu
vùng biển beta kết hợp với HbE rất thường xảy ra tại vùng Đông nam Á, là nguyên nhân gây thiếu máu tan máu nặng
(Winichagoon và cs.1990).Các kết hợp giữa HbC và thiếu máu vùng biển beta chỉ gây thiếu máu
nhẹ. Kết hợp giữa HbS và thiếu máu vùng biển alpha cũng gây thiếu
máu nhẹ (Loukopoulos 1986), và kết hợp HbS và HbC có thể gây
thiếu máu tiềm tàng vào tuổi trung niên.
Để kết luận
Sốt rét trở nên một bệnh quan trọng
của con người khi nông nghiệp và chăn nuôi súc vật trở thành cách sinh
sống trong suốt thời kỳ đồ đá mới tại Cựu thế giới. Muỗi mang mầm
KST sốt rét dễ dàng thích ứng với con người và các động vật được
họ thuần hóa. Sự can thiệp của con người vào đất đai và rừng cũng
đã làm cho nơi đẻ trứng của vectơ muỗi mở rộng thêm. Khi các cọng đồng
con người sống chen chúc tăng lên ngày càng nhiều, thì KST sốt rét
càng phát triển mạnh, và sự di chuyển của con người cùng với sự trao
đổi hàng hóa cũng làm cho bệnh và các đáp ứng di truyền mở rộng ra khắp
Cựu thế giới. Như vậy, hành vi của con người đã làm cho vấn đề sốt
rét trở nên nghiêm trọng hơn, lên xuống tùy theo những thay đổi về mật
độ dân số, các phương pháp canh tác, hoạt động buôn bán và hậu quả của
chiến tranh (Jones 1909).
Có nhiều khả năng
Plasmodium vivax là KST sốt rét đầu tiên đặt bước vào các trung
tâm dân cư ngày càng đông đúc, và vivax vẫn còn là tác nhân gây
bệnh chính cho đến ngày nay. Plasmodium malariae chỉ đóng vai trò nhỏ
trong sự lây truyền sốt rét, luôn đóng vai phụ so với loài vivax
vượt trội. Ưu thế của Vivax là có thể thích ứng với
các vùng ôn đới nơi ra đời của nhiều nền văn minh
cổ xưa.
Có nhiều khả năng là cả Pl.vivax
và Pl.malariae đều phát xuất từ vùng nam Á hoặc Đông nam Á
và sau đó lan về hướng đông và hướng tây khi con người gia tăng các
hoạt động buôn bán và di cư. Lúc mới du nhập vào quần thể con người, độc lực của vivax có thể cao hơn, gây ra bệnh nặng hơn so với
hiện nay.Một khi trở thành căn bệnh chính trong quần thể con người
cổ đại, vivax có thể đã tiến hóa thành một thể độc lực thấp qua sự thích
ứng của con người.
Các bộ hài cốt có bằng chứng
mắc bệnh thiếu máu vùng biển của nông dân trồng lúa tại 1 di chỉ
có niên đại 4000 năm tại Khok Phanom Di vùng duyên hải miền
trung Thái lan (Tayles 1996) cho thấy sốt rét đã có mặt tại Đông
nam Á thời đồ đá mới. Ghi chép của thầy tu Balamôn Susruta (Ấn độ)
đề cập đến triệu chứng bệnh sốt rét có liên quan đến muỗi trong suốt
thế kỷ thứ 6 trước CN tại Ấn độ cổ đại (Gillet 1971),
ủng hộ bằng chứng cổ bệnh học (paleopathological) là bệnh sốt rét đã
có từ thời xa xưa.
Còn sốt rét falciparum nguy
hiểm hơn đã lan từ châu Phi nhiệt đới sang khắp vùng lòng chảo Địa
trung hải, và theo hướng đông đến các khu vực Tây Á và Đông nam Á.Tài liệu của các triều đại cổ đại cho biết sốt rét falciparum đã
có mặt tại vùng thung lũng sông Nile (de Zuleta 1980), do muỗi
A.gambiae và người nhiễm KST bắt nguồn từ vùng Trung Phi theo sông
Nile truyền đến vùng này.Các thử nghiệm làm trên xác ướp Ai cập và xứ
Nubia (Sudan ngày nay) cho thấy rằng Pl.falciparum đã lên
tới vùng Bắc Phi thời cổ đại (Miller và cs. 1994).
Có bằng chứng thuyết phục
về đáp ứng di truyền đối với sốt rét như bệnh thiếu máu vùng biển
đã được ghi nhận trên những bộ hài cốt 6000 năm vùng Bắc Phi
(Hershkovits và Edelson 1991), vùng tây Anatolia, và bắc Hi lạp (Angel 1966), chứng tỏ có sự kết hợp từ lâu với sốt rét tại vùng
phía đông Địa trung hải.Tài liệu của Hippocrates từ thế kỷ thứ 4
trước CN dựa theo các công trình có từ trước đã mô tả các triệu chứng
của cả sốt rét vivax và falciparum (de Zuleta 1973). Bệnh thiếu máu
vùng biển xảy ra với tần số cao tại nhiều vùng ở Hi lạp
(Grmek
1989), và người Hi lạp cổ đại đã gieo rắc các
gen đột biến của họ và bệnh sốt rét đến nhiều nơi
trong vùng lòng chảo Địa trung hải trong quá trình
chiếm đất làm thuộc địa.
Sự bành trướng của đế quốc La
mã sau đó đã phát tán sốt rét đến nhiều vùng Tây Âu, và đi đến đâu
họ cũng đều mang theo sốt rét. Bệnh sốt rét luôn
là 1 vấn đề nghiêm trọng tại vùng Địa trung hải mãi cho đến
đầu thế kỷ 20 khi các biện pháp hiện đại được triển khai
để tiêu diệt bệnh này (Carter và Mendis 2002; Jones 1909).
Vấn đề sốt rét thay đổi theo
từng vùng, tùy theo hành vi của con người và các tác động vào môi
trường tại nơi đó. Một số dân tộc thời cổ đại đã thành công khi
tháo khô vùng đầm lầy làm cho muỗi không còn chỗ đẻ trứng. Các nông
trại của người Estrucan cổ đại tại Ý đã xử lý hầu như không còn sốt
rét mãi cho đến cuối thế kỷ thứ 2 trước CN khi họ bị các địa chủ La mã
chiếm đóng và cho phá hủy các hệ thống cũ, khiến cho các vùng đầm
lầy tha hồ phát triển, làm cho số người mắc sốt rét tăng lên
(Trentori và Marinucci 1986).
Sốt rét vivax lan rộng về phía
bắc lên mãi tới vùng cực của nước Nga, và được mang sang châu Phi
qua con đường mua bán nô lệ, tại đây sốt rét lan đến tận miền nam
Canada. Sốt rét vivax biến khỏi Tây Âu vào năm 1921, khi điều
kiện nhà ở được cải thiện, súc vật được nuôi xa nhà ở và thay đổi
cách canh tác (Horsfall 1972; Russel và cs. 1943). Nó cũng biến khỏi
Bắc Mỹ và Nga vào khoảng 1950. Sốt rét falciparum hiện diện khắp vùng
nhiệt đới và bán nhiệt đới và vẫn là 1 vấn đề toàn cầu, mặc dù
chương trình tiêu diệt sốt rét toàn cầu của tổ chức Y tế thế giới
(WHO) bắt đầu vào năm 1956. Việc sử dụng rộng rãi DDT vào giữa thế
kỷ 20 mang lại một số thành công, nhưng không có hiệu quả
lâu dài bởi vì các chương trình phòng chống bị xao nhãng
nhiều năm do xáo trộn chính trị tại nhiều quốc gia đang phát
triển.
Sốt rét đang rộ trở lại tại
nhiều nơi trên thế giới, chủ yếu là do thiếu các chương trình tiêu
diệt hiệu quả nhằm chặt đứt chu trình muỗi, con người và môi trường.
Vùng Đông nam Á vốn bị sốt rét tăng nhiều nhất (Beck và Davies
1981), và sốt rét do Pl.falciparum ngày càng trở nên khó điều trị
vì KST đã kháng với thuốc sốt rét (Beaver và Jung,1985). Hàng năm
trên thế giới có trên 500 triệu ca sốt rét, gây ra khoảng 2 triệu tử
vong, chủ yếu là trẻ em (Tishkoff và cs.2001). Dân số tăng, kéo
theo nghèo khó và thiếu ăn, và quản lý đất đai kém tại các vùng có
sốt rét, cùng với sự lơ là trong công tác phòng chống sốt rét, đã tạo
ra 1 vấn đề nghiêm trọng cho y tế toàn cầu hiện nay./.