CC BY
120
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
УДК: 575.113.1 : 616.379 - 008.64 (=512.157)
Л. Л. Алексеева, Л. Г. Гольдфарб, Х. Самбуугин, П. М. Игнатьев, В. Л. Осаковский, Ф. А. Платонов, Э. К. Хуснутдинова
АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНОГО ВАРИАНТА ГЕНА АДИПОНЕКТИНА (ADIPOQ) С РИСКОМ РАЗВИТИЯ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ У ЯКУТОК, БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ ТИПА 2
Впервые приведена достоверная ассоциация диабетической ретинопатии у якуток, страдающих сахарным диабетом типа 2, с полиморфным вариантом rs2241766 (45G/T) гена адипонектина. Наличие генотипа ADIPOQ *Т/*Т полиморфного варианта 45G/T гена адипонектина увеличивает риск развития и прогрессирования диабетической ретинопатии у якуток. Полученные результаты обеспечивают возможность прогнозирования, проведения скрининга и превентивной терапии с учетом индивидуальных физиологических особенностей пациенток с диабетической ретинопатией.
Ключевые слова: адипонектин, генетический полиморфизм, сахарный диабет типа 2, диабетическая ретинопатия, интраокулярный и ретробульбарный кровоток, объемный кровоток, атеросклероз, ремоделирование сосудистой сети, инсулинорезистентность.
L. L. Alexeyeva, L. G. Goldfarb, H. Sambuugin, P M. Ignatyev, V L. Osakovsky,
F. A. Platonov, E. K. Khusnutdinova
Analysis of adiponectin gene (ADIPOQ) polymorphic variant association with risk of diabetic retinopathy in Yakut female with sugar diabetes of type 2
It was considered trustworthy association of diabetic retinopathy in Yakut female with type 2 sugar diabetes with polymorphyc variant rs 2241766(45 G/T) of adiponectine gene.The presence of genotype ADIPOQ*T/*T of polymorphic variant 45 G/T adiponectine gene increases the risk of development and progress of diabetic retinopathy in women in the ethnic group of the Yakut. The obtained results will provide the possibility of forecast, screening and preventive therapy with consideration for individual physiologic peculiarities of the female patients with diabetic retinopathy.
Key words: adiponectine, genetic polymorphysm, 2 type sugar diabetes, diabetic retinopathy, intraocular postbulbar, blood circulation, blood flow, atherosclerosis, remodelling of vasculature, insulin resistance.
АЛЕКСЕЕВА Любовь Леонидовна - к. м. н., доцент, зам. директора ГБОУ «Якутский базовый медицинский колледж», г. Якутск, РФ.
E-mail: [email protected]
ГОЛЬДФАРБ Лев Герцевич - доктор медицины, зав. отделом нейрогенетики Национального института неврологических заболеваний (NIH/NINDS) Национальных институтов здоровья США, г. Бетезда, Мериленд, США.
САМБУУГИНХишге - д. б. н., н. с. отдела нейрогенетики Национального института неврологических заболеваний (NIH/ NINDS) Национальных институтов здоровья США, г. Бетезда, Мериленд, США.
ИГНАТЬЕВ Павел Михайлович - врач-эндокринолог высшей категории, заместитель главного врача ГУ «Якутский республиканский эндокринологический диспансер», МЗ РС (Я), г. Якутск, РФ.
ОСАКОВСКИЙ Владимир Леонидович - к. б. н., зав. лаб. НИИ здоровья ГОУ ВПО СВФУ.
ПЛАТОНОВ Федор Алексеевич - д. м. н., зав. отд. исследований вилюйского энцефаломиелита и нейродегене-ративных заболеваний мозга НИИ здоровья ГОУ ВПО СВФУ.
ХУСНУТДИНОВА Эльза Камиловна - член-корр. АН Республики Башкортостан, д. б. н., профессор, зав. отделом Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, г. Уфа, РФ.
Актуальность изучения заболевания диабетической ретинопатией (ДР) в мире сохраняется вследствие ее тяжелых глазных осложнений у лиц трудоспособного возраста с сахарным диабетом (СД). СД типа 2 рассматривается как многофакторное заболевание с существенным генетическим компонентом [1].
В Республике Саха (Якутия) за последние 5 лет наблюдается интенсивный рост ДР среди коренного населения, преимущественно в сельских районах Центральной Якутии. Этническая группа якутов в этих районах составляет 82-97,2% [2].
Ранее было установлено, что у различных этносов наблюдаемые различия в частоте диабетических осложнений были обусловлены особенностями их популяционно-генетической структуры [3, 4, 5, 6, 7, 8]. В связи с этим изучение ассоциации диабетической ретинопатии с полиморфными вариантами генов-кандидатов и дальнейший поиск рисковых аллелей у жителей разных стран и этнических групп обеспечивают актуальность проводимых научных исследований в мире.
Якутская популяция, проживающая на территории Центральной Якутии, характеризуется низким уровнем генетического разнообразия по всем изученным до настоящего времени ДНК-локусам [5, 6] и представляет собой удобную модель для исследования генетики мультифакториальных болезней, в частности для определения спектра генетических диабетогенных факторов у якутов [4].
Установлено, что ДР характеризуется аномалиями ретинальной или хориоидальной сосудистой сети с поражением нейронов сетчатки. Несмотря на поддержку фоторецепторов хориоидеей, их дегенерация всегда сопровождается ослаблением ретинальных артериол. С возрастом развиваются взаимосвязанные альтерации нейральной и сосудистой сетей сетчатки, которые объективно проявляются в уменьшении фоторецепторов, изменении гемодинамики глаза и хориоидального кровотока [9]. Эти данные подтверждают результаты исследования гемодинамики интраокулярного кровотока и в бассейне внутренней сонной артерии у больных ДР при СД типов 1 и 2, проживающих в условиях Республики Саха (Якутия). Выявлено, что гемодинамические изменения в глазах с ДР у больных СД разных типов имеют некоторые различия. При СД типа 2, в отличие от СД типа 1, объемный кровоток в бассейне внутренней сонной артерии и интраокулярных сосудов значительно уменьшается с повышением их сосудистого тонуса по мере прогрессирования патологических ретинальных процессов и развития пролиферации сетчатки [10].
Возрастные изменения интраокулярного и
ретробульбарного кровотока связаны с ремоделированием сосудистой сети, которая ответственна за процессы увеличения сосудистого резерва, ауторегуляцию церебрального кровотока и развитие атеросклероза [11].
Установлено, что скорость кровотока в центральной артерии сетчатки с возрастом не изменяется, при этом снижается кровоток в задних цилиарных артериях с возрастанием индекса резистентности только у женщин [12].
Ранние диабетические осложнения при СД типа 2 у женщин связаны с гипоэстрогенией и андрогенией в период менопаузы и постменопаузы [13, 14].
Среди населения коренных национальностей Якутии (якуты, эвены, эвенки) широко распространены конституциональные и метаболические факторы хронических неинфекционных заболеваний. Данные литературы свидетельствуют об их возрастных и гендерных различиях. При этом у женщин показатели адипонектина, ИЛ-6, ХС ЛПВП, глюкозы выше, чем у мужчин (р=0,01). Частота индекс-массы тела, ожирения, абдоминального ожирения, гиперхолестеринемии,
метаболического синдрома увеличивается в старших возрастных группах [15].
До настоящего времени остаются практически неизученными вопросы, касающиеся вклада
полиморфных вариантов гена адипонектина в патогенез ДР у якутов с СД типа 2.
Адипонектин (ADIPOQ, также известен как
ACRP30, GBP28, APM1) - белок жировой ткани,
имеет молекулярную массу 30 kDa. Он секретируется адипоцитами и составляет около 0,01% от общего белка плазмы крови. Известно, что у женщин уровень содержания ADIPOQ выше, чем у мужчин, за счет разницы больших размеров адипоцитов и композиционного состава тела. Снижение уровня адипонектина рассматривается не как маркер жировой массы, а как предшественник и элемент развития инсулинорезистентности. При этом снижение продукции адипонектина у женщин в период менопаузы обусловлено повышением уровня андрогенов и сниженной продукцией глобулина, связывающего половые стероиды [12].
В разных этнических группах мира проведены исследования по определению ассоциаций однонуклеотидных полиморфных вариантов (SNPs) гена ADIPOQ с СД типа 2. Риск развития ожирения и инсулинорезистентности, связанный с полиморфным вариантом 45G/T гена адипонектина, выявлен в европейской популяции Германии [16]. У японцев обнаружена ассоциация полиморфных маркеров rs2241766 (45G/T) и rs1501299 (276G/T) гена адипонектина с риском развития СД типа 2 [7]. У якутов, больных СД типа 2, вне зависимости от их пола выявлена ассоциация ДР с генотипом ADIPOQ*E/*E полиморфного варианта rs17366743 (Y111H, 331T/C) гена ADIPOQ [3].
Учитывая необходимость решения проблемы инвалидности, слабовидения и слепоты пациентов вследствие СД типа 2, стало актуальным изучение влияния и специфики генетических факторов на развитие
Л. Л. Алексеева, Л. Г. Гольдфарб, Х. Самбуугин, П. М. Игнатьев, В. Л. Осаковский, Ф. А. Платонов, Э. К. Хуснутдинова. АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНОГО ВАРИАНТА ГЕНА АДИПОНЕКТИНА (ADIPOQ) С РИСКОМ РАЗВИТИЯ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ У ЯКУТОК, БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ ТИПА 2
диабетической ретинопатии в отдельной этнической группе якутов. Это позволит определить основные этиологические звенья в развитии тяжелых сосудистых осложнений органа зрения, прогнозировать риск ДР и возможную профилактику ее последствий.
В данной работе нами приведен анализ ассоциации полиморфного варианта rs2241766 (45G/T) гена
адипонектина (ADIPOQ) с риском развития диабетической ретинопатии при сахарном диабете типа 2 у якутов.
Исследование проведено в рамках совместной научной программы «Клинико-генетические исследования сахарного диабета типа 2 в якутской популяции» (госзаказ Министерства науки и высшего профессионального образования РС (Я) №1.6.5. 2006 г.) по теме «Генетические исследования соматической патологии» Федерального Государственного Научного Учреждения (ФГНУ) «Институт здоровья РС (Я)» (г. Якутск) совместно с Отделением клинической генетики Института неврологических заболеваний США (NINDS/NIH) (г. Бетезда) по теме НИОКР «Клиникогенетическая характеристика сахарного диабета и его глазных осложнений в якутской популяции. Профилактика слепоты и слабовидения вследствие диабетической ретинопатии».
Нами обследованы коренные жители, принадлежащие к этнической группе якутов, проживающие в 5 районах Лено-Амгинского междуречья Республики Саха (Якутия): в Амгинском, Усть-Алданском, Таттинском, Чурапчинском, Мегино-Кангаласском.
Учитывая особые этические моменты, связанные с охраной права личности, осмотры и забор биологического материала проводились с заполнением специальных медицинских карт при добровольном согласии на участие в клиническом исследовании взрослого пациента или родителя несовершеннолетнего больного. Форма указанной медицинской карты одобрена Комитетом по этике при Якутском научном центре СО РАН РФ (Протокол № 5 от 21.06.2006).
В ходе работы исследованы 238 образцов ДНК этнических якутов. Группу исследования составили 78 больных ДР (Классификация E. Kohner, M. Porta, 1990) при СД типа 2 в возрасте выше 40 лет мужского и женского пола. Контрольная группа состояла из 160 добровольных доноров той же этнической и возрастной группы без клинических и лабораторных признаков сахарного диабета, не родственных между собой и не имеющих отягощенный семейный анамнез по сахарному диабету.
ДНК экстрагировали из лейкоцитов с помощью системы очистки (Promega, Madison, WI).
Анализ полиморфного варианта rs2241766 (45G/ T) гена ADIPOQ проводили с помощью аллельной дифференциации Tagman универсальной средой ПЦР (no AmpErase UNG). Все реакции проводились на
системе АВ17300 с использованием программы SDS 1.2 (Applied Biosystems, Foster City, CA). Фрагменты ПЦР денатурировали при температуре 95° C в течение 5 минут с последующей ренатурацией понижением температуры до 25° C на протяжении 45 минут. Идентификация аллелей выполнена с использованием системы Wave Nuclear Acid Fragment Analysis System (Transgenomic, Omaha, NE). Результаты соответствовали прямым данным секвенирования.
Офтальмологическое обследование пациентов включало стандартные методы определения визометрии, офтальмотонуса, биомикроскопии, офтальмоскопии с применением универсальной линзы Гольдмана в условиях медикаментозного мидриаза при отсутствии противопоказаний.
Сравнительная клинико-социальная характеристика обследованных пациентов показала, что участники обеих групп не имели особых статистических различий по полу и возрасту. Основу обеих групп составили женщины в возрасте старше 50 лет. У пациентов с ДР отмечены повышенный индекс массы тела, уровень гликемии и артериального давления.
В результате офтальмологического обследования пациентов установлено, что длительность развития ДР варьировала в диапазоне от 1 года до 20 лет. ДР развилась в 62,8% случаев после установления СД типа 2 в течение первых 5 лет. Впервые выявленная ДР, преимущественно 1 и 2 стадии, установлена нами при сроке СД типа 2 на момент исследования и продолжительности основного заболевания до 1 года в 30% случаев. Данный факт подтверждает тяжесть диабетических микроангиопатий органа зрения, вызывающих слепоту и слабовидение пациентов в первые годы заболевания.
Статистический анализ данных проведен с использованием пакета Statistica 8.0 и SAS 7.0. При сравнении качественных данных использован критерий Пирсона X2 и точный критерий Фишера. Критическое значение уровня значимости принималось равным 5%. Относительный риск заболевания по каждому аллелю вычисляли как соотношение шансов (odds ratio
- OR) с расчетом доверительных интервалов (OR’). При OR=1 ассоциации нет, OR>1 - положительная ассоциация заболевания с аллелем и генотипом и OR<1
- отрицательная ассоциация.
В результате молекулярно-генетического исследования установлено, что эмпирическое распределение частот генотипов полиморфного варианта rs2241766 (45G/T) гена адипонектина в популяции якутов соответствует теоретически ожидаемому равновесию Харди-Вайнберга (x2 =0,066, Р=0,999).
Среди мужчин с ДР и здоровых лиц достоверные статистические различия по полиморфному варианту 45G/T гена адипонектина (ADIPOQ) не выявлены.
В результате анализа распределения частот генотипов и аллелей полиморфного варианта 45G/T
Таблица 1
Анализ ассоциации полиморфного варианта 45С/Т гена адипонектина с диабетической ретинопатией у якуток
Полиморфизм Генотипы / аллели Контроль Больные ДР Р OR J CI
%) Ox -н оГ %) Ох -н оГ
45T/G *T/*T 64.15±6.59 49.8 - 76.86 82.35±5.34 69.13 - 91.6 0.047 2.61 1.05-5.38
*T/*G 30.19±6.31 18.34 - 44.34 15.69±5.09 7.02 - 28.59 0.063 - -
*G/*G 5.66±3.17 1.18 - 15.66 1.96±1.94 0.05 - 10.45 0.448 - -
*T 79.25±3.94 70.28 - 86.51 90.2±2.94 82.71 - 95.2 0.617 2.41 1.08-5.38
*G 20.75±3.94 13.49 - 29.72 9.8±2.94 4.8 - 17.29 0.42 0.19-0.94
*Примечание: pi - частота генотипа (аллеля); sp - ошибка p^ P - вероятность; OR (odds ratio) - показатель соотношения шансов; CI (confidence interval) - 95% доверительный интервал
гена адипонектина (ADIPOQ) у женщин обнаружены статистически значимые различия среди больных ДР и в контрольной группе (табл.1).
Из материалов таблицы 1 видно, что с наибольшей частотой в группе женщин, больных ДР, по сравнению с женщинами контрольной группы представлен генотип ADIPOQ*Т/*Т (82,35% против 64,15%, Р=0,047).
Относительный риск (ОЯ) генотипа ADIPOQ*Т/*Т составил 2,61 (С195%
1,05-5,38). Частоты других генотипов и аллелей достоверно не различаются.
Таким образом, выявленный генотип ADIPOQ*Т/*Т полиморфного варианта 45G/T гена адипонектина является маркером повышенного риска развития диабетической ретинопатии при сахарном диабете типа 2 у якуток.
Клинические особенности ДР при СД типа 2 с генотипом ADIPOQ *Т/*Т полиморфного варианта 45G/T гена адипонектина у якуток представлены в табл. 2.
Как видно из материалов табл. 2, наличие генотипа ADIPOQ*Т/*Т полиморфного варианта 45G/T гена адипонектина у якуток с СД типа 2 увеличивает риск развития ретинального поражения с прогрессированием всех стадий ДР при продолжительности заболевания более 6 лет, преимущественно в период менопаузы. Одновременное носительство генотипа ADIPOQ*Н/*Н полиморфного варианта Y111H ADIPOQ у большей доли больных якуток с СД типа 2, вероятно, усугубляет патологические процессы в сетчатке и обеспечивает их кумуляцию в развитии ДР. Средний возраст выявленных больных ДР 50-59 лет.
Полученные данные отличаются от результатов ранее установленной ассоциации полиморфного варианта 45G/T гена адипонектина с СД типа 2 у якутов, где была выявлена взаимосвязь основного заболевания с рисковым
аллелем ADIPOQ*Т независимо от пола больных [17]. Это указывает на возможную автономность патологических процессов, происходящих в сосудистой и невральной ткани при диабетическом поражении глазного дна.
Полученные результаты будут способствовать своевременному прогнозированию и выявлению группы риска по диабетической ретинопатии среди якуток и помогут определить тактику ведения пациента с предрасположенностью к диабетической ретинопатии с использованием индивидуального комплекса профилактических и лечебных мероприятий.
Таким образом, у якуток, страдающих сахарным диабетом типа 2, наличие генотипа ADIPOQ*Т/*Т полиморфного варианта 45G/T гена адипонектина увеличивает риск развития и прогрессирования диабетической ретинопатии, что позволит прогнозировать возникновение заболевания, проводить скрининг и превентивную терапию с учетом индивидуальных физиологических особенностей пациента.
Таблица 2
Клинические особенности ДР при СД типа 2 с полиморфным вариантом 45С/Т гена адипонектина у якуток
Клинический профиль больных ДР при СД типа 2 С наличием генотипа ADIPOQ*Т/*Т
Стадии ДР:
Непролиферативная (I) 78%
Препролиферативная (II) 17%
Пролиферативная (III) 5%
Средний возраст больных ДР, лет 50-59
Вариативная продолжительность ДР при СД типа 2, лет Первично выявленная - 23,0
Средняя продолжительность ДР при СД типа 2, лет 6,3
Доля носительства Встречается в 80,4% случаев. Одновременное носительство генотипа ADIPOQ*Н/*Н полиморфного варианта rs17366743 (У11Ш) гена ADIPOQ - 75,7%.
Л. Л. Алексеева, Л. Г. Гольдфарб, Х. Самбуугин, П. М. Игнатьев, В. Л. Осаковский, Ф. А. Платонов, Э. К. Хуснутдинова. АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНОГО ВАРИАНТА ГЕНА АДИПОНЕКТИНА (ADIPOQ) С РИСКОМ РАЗВИТИЯ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ У ЯКУТОК, БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ ТИПА 2
Л и т е р а т у р а
1. Дедов И. И. Сахарный диабет: развитие технологий в диагностике, лечении и профилактике // Сахарный диабет.
- 2010. - № 3. - С. 6-13.
2. Игнатьев П. М. / Игнатьев П. М., Алексеева Л. Л., Кривошапкин В. Г., Осокина И. В., Платонов Ф. А. Проблемы поздней диагностики сахарного диабета типа 2 у якутов // Якутский медицинский журнал. - 2009. - № 1. - С. 79-82.
3. Алексеева Л. Л. / Игнатьев П. М., Осаковский В. Л., Платонов Ф. А., Самбуугин Х., Гольдфарб Л. Г. Ассоциация полиморфных маркеров гена адипонектина с диабетической ретинопатией при сахарном диабете типа 2 у якутов // Якутский медицинский журнал. - 2011. - № 1.- С. 37-40.
4. Платонов Ф. А., Гольдфарб Л. Г. Приоритетные
направления развития медицинской науки: клинико-
генетические исследования болезней со сложным наследованием // Якутский медицинский журнал. - 2004. - № 2(6). - С. 4-6.
5. Пузырев В. П. / Степанов В. А., Голубенко М. В. Линии мтДНК и Y хромосомы в популяции якутов // Г енетика. - 2003.
- Т. 39. - С. 975-981.
6. Федорова С. А., Хуснутдинова Э. К. Этническая геномика населения Республики Саха (Якутия) // Якутский медицинский журнал. - 2009. - № 2(26). - С. 34-36.
7. Berg A. H. The adipocyte-secreted protein Acrp30 enhances hepatic insulin action // Nat. Med. - 2001. - V. 17. - P. 947953.
8. Yoshida S., Carter T., Hiriyanna S. Identification of Genes Altered in Aging Retina Using Gene Microarrays // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. -2002. - Vol. 43. E-Abstract ARVO 3921.
9. Hansen R. M., Eklund S. E., Benador I. Y. Retinal degeneration in children: dark adapted visual threshold and arteriolar diameter // Vis.Res.2008. V. 48. P. 325-331.
10. Алексеева Л. Л., Ноева А. П. Гемодинамические изменения при диабетической ретинопатии у больных сахарным диабетом // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. - 2010. - Том 7. - № 4.
- С. 27-31.
11. Зуева М. В. Старение сетчатки (часть 2) // Российский офтальмологический журнал. - 2010. - № 3. - С. 54-62.
12. Harris A., Harris M., Biller J. et al. Aging affects the retrobulbar circulation differently in woman and men // Arch. Ophthalmol. 2000. V. 118. P. 1076 -1080.
13. Kaseta J. R. Cardiovascular disease in the diabetic woman // J/ Clin. Endocrin. Metab. - 1999. - Vol. 84, № 6. - P. 124-132.
14. Moghadasian M. H. Statins and menopause // Drugs. - 2002.
- Vol. 62, № 17. - P. 2421-2431.
15. Балтахинова М. Е. / Климова Т. М., Балтахинова М. Е.,
Федорова В. И. Конституциональные и метаболические факторы риска неинфекционных заболеваний среди коренной популяции Якутии // Метаболический синдром: современные подходы диагностики, профилактики и лечения у жителей Якутии: Мат-лы межрегиональной научно-практической
конф., посв. 10-летию создания Якутского научного центра комплексных медицинских проблем Сибирского отделения РАМН. - Якутск. - 2011. - С. 21-23.
16. Hara K. Genetic variation in the gene encoding adiponectin is associated with an increased risk of type 2 diabetes in the Japanese population // Diabetes. - 2002. 51:536-540.
17. Игнатьев П. М. Эпидемия сахарного диабета типа 2 в Якутии / Ред.коллегия С. И. Семенов, Ф. А. Платонов, Л. Г. Г ольдфарб, Л. Л.Алексеева. - Новосибирск: Наука, 2011. - 147 с.
