CC BY
58
14. Martini P. Studien uber das bronchialatment 15. Vogel F. A guide to the treatment of lower
/ P Martini, H. Meuller // Dtsch. Arch F. Klin. Med. respiratory tract infections / F Vogel.- Drugs. — 1995.
- 1923. - Vol. 143. - P. 159. - Vol. 50. - P. 62-75.
Таблица 1.
Данные по специфичности и чувствительности разных методов индикации
изменений легких
Статистические Методы индикации изменений
методы по форме по форме интеграла по форме двойного
спектра спектра интеграла
Специфичность 81,6% 85,0% 98,3%
Чувствительность 100% . 58,3% 100%
І1Г ‘ у ~ :'*:£ i-'V-.'-r1
/'\ ї і— і-—г—т:
і N /і • і І ><* ‘ >Ш , 951» -ssa l£t їй* а ■няншнмвш $ •
Гтт ss ми і «81В };Z j/s\ І 03
*1 і\/ ~рЦ
о*»' dsc 1800 б " •іА« 1.0»
Рис. 1. Зоны перкуторных ударов задней поверхности груд- Рис. 2. Осцилограмма перкуторного удара здорового (а) и ной клетки (а) и передней поверхности грудной клет- патологически измененного (б) легкого,
ки (б). Обозначения: вертикальная ось - амплитуды сиг-
налов в процентах; горизонтальная ось - время в секундах.
Рис. 3. Спектр отклика акустического датчика. Зона 1.
Обозначения: вертикальная ось - напряжение сигнала (I)) в % от максимально возможного выхода сигнала усилителя; горизонтальная ось - частоты колебаний в Герцах (Нг). Масштаб амплитуд линейный.
УДК 616.711-007.5-07:575.113:577.121-053.6 Кочеткова Е.А., Гельцер Б.И., Бубнов О.Ю., Васильева Т.Г., Белых О.А., Лукьянов П.А.
АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗИ ГЕНОВ УОНЗ И СОИА1 С МАРКЕРАМИ КОСТНОГО МЕТАБОЛИЗМА У ПОДРОСТКОВ С НАРУШЕНИЕМ ОСАНКИ
Владивостокский филиал ГУ НИИ медицинской генетики ТНЦ СО РАМН Тихоокеанский институт биоорганической химии
Цель исследования заключалась в изучении связи полиморфизма гена УИЯ и СОЫА1 с биохимическими маркерами костного ремоделирования у подростков с нарушением осанки.
Материалы и методы: обследовано 45 подростков с нарушением осанки. О состоянии костного метаболизма судили по концентрации в сыворотке крови остеокальцина (ОКЦ) и ?CrossLaps (?CL). Аллели BsmI полиморфизма в гене рецептора витамина D3 (генотипы ВВ, ВЪ, bb) и Spl полиморфизма в гене COL1A1 (генотипы SS, Ss, ss) изучали с помощью ПЦР. Группу контроля составили 40 здоровых подростков аналогичного возраста и пола.
Результаты: у подростков с нарушением осанки обнаружены достоверные различия между средними значениями ОКЦ с генотипами ВВ, ВЬ и bb. (р<0,01). У подростков с нарушением осанки (генотипы Ss и ss гена COL1A1) отмечаются более высокие показатели сывороточного ?CL по сравнению с аналогичным у носителей SS генотипа.
Заключение: полученные результаты доказывают наличие ассоциации неполноценных аллелей рецептора витамина D и гена коллагена тип 1 с маркерами костного метаболизма у подростков с нарушением осанки.
Ключевые слова: гены-кандидаты, костный метаболизм, подростки, нарушение осанки, остепороз
ANALYSE RELATIONSHIP OF GENE-CANDlDATES VDR3 AND COL1A1 WITH BONE METABOLISM’S MARKERS IN ADOLESCENCES WITH CARRIAGE DISORDERS
E. A.Kochetkova, B.I.Geltser , O.Y.Bubnov, T.G.Vasileva, O.A.Beluh
Vladivostok department of Tomsk Institute Medical Genetic Siberian Branch of Russia
Academia of Medical Sciences
Objective of study was to study relation of VDR and COL1A1 gene's polymorphism in adolescences with carriage disorders.
Material and methods: We investigated 45 adolescences with carriage disorders. Condition of bone metabolism was estimated on blood osteocalcini (ОС) and ?CrossLaps (?CL) concentration by immunoassay method. BsmI polymorphism of length of restrictive fraction VDR3 (genotypes BB, Bb, bb) and Spl polymorphism COLIA1 (genotypes SS, Ss, ss) was studied Using PCR. Control group was consisted by 40 health adolescences similar ages and sex.
Results: we discovered significant different between average indices of ОС level in adolescences with carriage disorders with genotypes BB, Bb and bb (Bsml-polymorphism) (p<0.01). The difference between CL levels is found only for SS and ss genotypes (p<0.01).
Conclusion: a polymorphism VDR3 and COLIA1 gene has intimately relation with bone metabolism markers in adolescences with carriaqe disorders and it is key qenes in development of osteopenic syndrome.
Key words: gene-candidates, bone metabolism, adolescences, carriage disorders, osteoporosis
В настоящее время интенсивно обсуждается взаимосвязь различных вариантов костного метаболизма в детском возрасте с развитием остеопо-роза (ОП) у взрослых [4]. Известно, что подростковый период характеризуется максимальным повышением минеральной плотности костной ткани [5]. На накопление костной массы в этом периоде влияют как наследственные, так и средовые факторы. К последним относят снижение физической активности, неадекватное потребление кальция и витамина Б, недостаточная инсоляция, курение и др. [11]. Именно подростковый возраст является решающим в отношении реакции различных экзогенных и эндогенных стимулов на формирование пика костной массы и, следовательно, риска развития остеопенического синдрома в будущем.
В пользу генетической природы ОП свидетельствуют половые и расовые различия в частоте и тяжести его проявлений [13], семейная предрасположенность к привычным переломам, высокая конкордантность заболевания у монозиготных близнецов [9]. Так, различные исследования показывают, что около 70-80 % изменчивости минеральной плотности костной ткани в популяции определяется генетическими факторами. [6]. Это утверждение основано на сравнении минеральной костной плотности среди монозиготных и дизи-готных близнецов, а также между близнецами и неблизнецовыми сибсами [9, 13]. Существенный вклад в изучение наследственных факторов ОП внесли работы по идентификации генов, вовлечен-
ных в процесс остеогенеза [7, 10, 13]. Среди многих генов-кандидатов, участвующих в регуляции костного метаболизма и детерминирующих минеральную плотность костной ткани, важная роль принадлежит гену рецептора витамина БЗ (\ТЖЗ) и гену коллагена тип 1 (СОЫА1) [8, 12]. Показано наличие определенной зависимости между снижением минеральной костной плотностью, костным обменом и функционально неполноценными аллелями генов УТЖЗ и СОЫА1 [8]. Нарушение костного метаболизма и снижение минеральной плотности костной ткани у подростков, особенно в период их интенсивного роста, встречается достаточно часто [4], поэтому особый интерес представляет изучение полиморфизма генов-кандидатов предрасположенности к остеопорозу именно в этой возрастной группе, в частности, с патологией опорно-двигательного аппарата [3]. Несмотря на то, что изучению аллельной связи генов УБЯЗ и СОЫА1 с минеральной костной плотностью посвящено большое количество работ, их взаимосвязь с костным обменом обсуждается только в единичных исследованиях.
Цель настоящего исследования заключалась в изучении связи полиморфизма гена УЕЖ и СОЫА1 с биохимическими маркерами костного ремоделирования у подростков с нарушением осанки.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Обследовано 45 детей подросткового возраста (средний возраст 16,2±1,4 года) с различными ти-
пами нарушений осанки, которые диагностировались с помощью клинического осмотра на основании клинических критериев (по Штоффелю). Мальчиков было 25 и девочек — 20.
У 17 пациентов наблюдалась сколиотическая осанка, характерными клиническими признаками которой было отклонение линии остистых отростков во фронтальной плоскости, сопровождающееся легкой ассиметрией надплечий, углов лопаток, треугольников талии и позиций таза. Ассиметрия исчезала при горизонтальном положении и наклоне вперед. У 15 подростков диагностирована сутулость (клинически определялось усиление грудного кифоза на фоне нормального или сглаженного поясничного лордоза). 13 детей подросткового возраста были с круглой спиной, что проявлялось тотальным пологим кифозом с каудально смещенной вершиной кифоза. Физиологический поясничный лордоз отсутствовал.
Всем пациентам выполнялась рентгенография грудного и поясничного отделов позвоночника в двух проекциях для исключения структурных деформаций позвоночника.
Оценка антропометрических данных осуществлялась вычислением индекса массы тела (ИМТ) по формуле: ИМТ = масса тела (кг) / рост2 (м).
При проведении опроса пациентов особое внимание уделялось анамнезу, наследственности и характеру диеты. У обследованных проводился ретроспективный анализ частоты переломов, регистрировались их количество и локализация. До начала обследования пациенты не получали анти-резорбтивную терапию для профилактики или лечения ОП. Подростки находились на обычном режиме питания без добавления препаратов кальция в течение всего периода наблюдения. Из обследования были исключены лица, имеющие другие сопутствующие заболевания, которые могли оказывать самостоятельное влияние на метаболизм костной ткани.
О состоянии костного метаболизма судили по концентрации в сыворотке крови биохимических маркеров костного формирования (остеокальцина
— ОКЦ — неколлагенового протеина, синтезируемого ОБ, специфичного для костной ткани) и маркера резорбции кости (bCrossLaps — PCL — компонента С-терминального телопептида коллагена I типа, продукта деградации разрушенной молекулы коллагена). Содержание концентрации ОКЦ, CL в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом с помощью наборов фирмы «HOFFMAN LA ROSHE» (Швейцария) на аппарате «ELECSIS» той же фирмы.
У всех пациентов исследовали также базальную секрецию паратиреоидного гормона (ПТГ) в сыворотке крови, которую определяли иммуноферментным методом с помощью набора фирмы «HOFFMANN LA ROCHE» (Швейцария) на аппарате «ELECSIS» той же фирмы.
Анализировали частоты нормальных нормальных (В и S) и функционально неполноценных (Ь и s) аллелей VDR3 и COL1A1. Частоту аллелей BsmI
полиморфизма в гене рецептора витамина D3 (генотипы ВВ, Bb, bb) и Spl полиморфизма в гене COL1A1 (генотипы SS, Ss, ss) изучали методом анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ). Геномную ДНК выделяли из лимфоцитов периферической крови стандартным методом фенолхлороформной экстракции с использованием протеиназы К. Нормальные и патологические аллели идентифицировали при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующей рестрикцией эндонуклеазами Spl (COL1A1), BsmI (VDR3). Аллели В и S соответствовали отсутствию сайтов рестрикции для соответствующих эндонук-’ леаз, при наличии аллелей b и s продукты ПЦР-' амплификации содержали сайты рестрикции для этих эндонуклеаз.
Контрольную группу составили 40 подростков аналогичного возраста и пола с I и II группами здоровья [1].
Статистическая обработка всех полученных цифровых данных проводилась на персональном компьютере по программе «Статистика 2» с подсчетом следующих показателей: средняя арифметическая (М), среднее квадратичное отклонение (о), средняя ошибка средней арифметической (^га), коэффициент достоверности показателя (t) и различий (t и р), коэффициент линейной корреляции (±г), ошибка и достоверность коэффициента корреляции.
РЕЗУЛЬТАТЫ
При анализе костного метаболизма нами установлено, что средние значения сывороточного ОКЦ (86,47 ±1,7 ng/ml), являющегося специфическим маркером костеобразования, у лиц молодого возраста с нарушением осанки были достоверно ниже по сравнению с аналогичным показателем в контроле (р<0,01), что свидетельствует о снижении функциональной способности клеток остеобластического ряда у подростков с нарушением осанки. В целом по группе пациентов с нарушением осанки концентрация PCL имела лишь тенденцию к повышению (в среднем 1,32±0,02 ng/ml), достоверно не отличаясь от показателей здоровых сверстников (р>0,05). При этом нами выявлена корреляционная связь средней силы между ИМТ и уровнем ОКЦ в сыворотке крови (г = 0,64, р<0,01). Так, в группе подростков с нарушением осанки и пониженным питанием концентрация маркера формирования была достоверно ниже по сравнению с подростками с нормальным значением ИМТ (р<0,01). При этом отсутствие сбалансированности важнейших составляющих костного ремоделирования (остеосинтеза и резорбции) у лиц молодого возраста с нарушением осанки с преобладающим снижением процессов формирования приводит к нарушению костного обмена и, как следствие, развитию остеопенического синдрома в будущем. В нашем исследовании у подростков с нарушением осанки уровень ПТГ находился в диапазоне нормативных значений, но был ниже аналогич-
ного показателя у лиц контрольной группы (р<0,05). Внутригрупповой анализ показал различия между базальной секрецией ПТГ и половой принадлежностью пациентов. Примечательно, что у мальчиков с нарушением осанки уровень паратгормона был выше по сравнению с девочками (р<0,05).
Интерес к изучению связи именно полиморфизма Вбгп1 в гене рецептора витамина БЗ и Бр1 полиморфизма в гене С01ЛА1 с костным мета-болйзмом не случаен. Так, на сегодняшний день установлено, что витамин Б и его активные метаболиты являются главными компонентами системы, регулирующий кальций-фосфорный обмен. УБЫЗ, как ядерный рецептор, выступает в роли посредника в передаче биологического действия 1,25-дигидрооксивитамина БЗ, влияя на экспрессию различных генов-мишеней [2]. Появление функционально неполноценного аллеля Ь приводит к нарушению гомеостаза кальция в организме. Напротив, коллаген типа 1 является основным структурным белком костной ткани, аминокислотная структура которого кодируется генами С01ЛА1 и СОЫА2 [10]. Полиморфизм в регуляторной области гена СОЫА1 приводит к увеличению уровня транскрипции этого гена, к изменению соотношения а1 и а2 цепей белка и, как следствие, к нарушениям структуры коллагена кости, что может быть причиной как снижения минеральной костной плотности, прогрессирующего уменьшения костной массы, так и усиления костной резорбции, что иллюстрируется увеличением уровня маркеров резорбции.
Таким образом, оба гена УТШЗ и СОЫА1 непосредственно вовлечены в процесс остеогенеза, несмотря на определенные различия молекулярных механизмах их действия.
Нами проанализировано распределение частоты аллелей генотипов и аллелей генов УБ113 и С01ЛА1 у подростков с нарушением осанки и лиц контрольной группы. Частоты генотипов и аллей гена УБЯЗ для подростков с нарушением осанки распределились следующим образом: 24,3% — генотип ВВ, 42,4 % — ВЬ, 33,3 % для генотипа ЬЬ и 39,8 % для В аллеля гена УБЫЗ и 60,2 % — Ь аллеля. В контрольной группе распределение частоты генотипов УВЯЗ (ВВ и ВЬ) составило, соответственно, 67,3 % и 32,7%. Примечательно, что гомозигот по Ь аллелю в группе здоровых подростков выявлено не было. Таким образом,‘при анализе аллелей гена УБЯЗ установлены достоверные различия в распределении генотипов между подростками с нарушением осанки и индивидуумами контрольной группы: более высокие частоты функционально неполноценного Ь аллеля Втз1 полиморфизма (ВЬ и ЬЬ генотипы) зарегистрированы у подростков с нарушением осанки.
Распределение частот нормального (5) и неполноценного (б) аллелей гена СОЫА1 в группе подростков с нарушением осанки составило 65,2 % (Б) и 34,8 % (б), а соответствующих генотипов — 67,2
% (ББ), 23,4 % (Бб), 9,4 % (бб). В то время как в контрольной группе процентное распределение частот аллелей Бр1 полиморфизма и генотипов по гену С01ЛА1 было следующим: 76,3 % (Б) и 23,7 % (б), 75,6 % (ББ) и 24,4 % (Бв). Необходимо отметить, что мы не выявили подростков, гомозиготных по функционально неполноценному аллелю б, в контроле. Таким образом, частоты аллелей и генотипов генов УБЯЗ и СОЫА1 достоверно отличались у подростков с нарушением осанки и здоровых лиц молодого возраста.
В ряде исследований показана значимая роль генетических факторов в процессах обмена костной ткани. Выявлено, что у женщин-близнецов репродуктивного возраста межиндивидуальная изменчивость по маркерам костеобразования и резорбции на 65 % определяется генетическими факторами [9]. Мы провели анализ взаимосвязи аллелей Вбш1 полиморфизма в гене УБЯЗ и Бр1 полиморфизма в гене С01ЛА1 с маркерами формирования и резорбции костной ткани. Установлено, что у подростков с нарушением осанки обнаружены достоверные различия между средними значениями ОКЦ и генотипами ВВ, ВЬ и ЬЬ (122,2±3,2 пд/ш1, 84,7±1,3 пд/т1 и 5б,8±1,1 пд/ш1, соответственно, р<0,01), что указывает на связь Вшб1 полиморфизмом гена УБИ с уровнем маркера костного формирования в изученной выборке пациентов.
Таким образом, аллель В в гомо- и гетерозиготном состоянии ассоциируется с более низкими средними показателями концентрации ОКЦ. Максимальный уровень ОКЦ отмечается у ВВ-гомозигот как у подростков с нарушением осанки, так и в контрольной группе.'Кроме того, с этим же аллелем связан и более высокий уровень (ЗСЬ в сыворотке крови. Так, максимальное снижение концентрации ОКЦ и повышение уровня (ЗСЬ ассоциируется с гомозиготным генотипом ЬЬ, что свидетельствует о снижении процессов формирования и интенсификации разрушения коллагена костной ткани у ЬЬ гомозигот, чем у носителей генотипа ВВ.
Аналогичная зависимость прослеживалась и в отношении функционального аллеля Б. Несмотря на отсутствие достоверных различий между уровнем маркера костной резорбции РСЬ в сыворотки крови у подростков с нарушением осанки и здоровых индивидуумов, в группе с максимальным значением (ЗСЬ частота функционально Неполноценного аллеля б оказалась достоверно выше. У подростков с нарушением осанки — носителей генотипов Бб и бб гена С01ЛА1 отмечаются более высокие показатели сывороточного (ЗСЬ по сравнению с данным показателем у носителей ББ генотипа. При этом достоверных различий между Бб и бб генотипами и концентрацией маркера костной резорбции не выявлено (р>0,05).
Распределение аллелей у подростков с нарушением осанки позволяет рассчитать относительный риск нарушения костного метаболизма в зависимости от генотипов генов УБ113 и С01ЛА1. Так, у подростков, гомозиготных по функцио-
3 Заказ 6663
нально неполноценным аллелям генов УБИЗ и СОЫА1 (суммарный генотип ЬЬзв), отмечается резкое нарушение костного ремоделирования, что иллюстрируется более низкими показателями ОКЦ и максимальным повышением (ЗСЬ. Аналогичная картина характерна и для носителей генотипов ВЬвв, ЬЬБб, ВВбб, ассоциируемых с нарушением костного метаболизма.
Частота гетерозигот (генотип ВЬ) среди подростков с нарушением осанки и сниженным уровнем ОКЦ составила 37,4 %, что достоверно выше по сравнению с контрольной группой. Все подростки исследуемой группы с генотипом ЬЬ имели низкий уровень ОКЦ. Сходный характер распределения генотипов наблюдался и в отношении функционально неполноценного аллеля э гена СОЫА1. Частота патологических гомозигот ээ в группе подростков с нарушением осанки и дисфункцией костного ремоделирования составила 9,4 %. В контроле генотипы ЬЬ и ээ не регистрировались.
Следовательно, учитывая, что Ь и б аллели полиморфизма генов 'УТЖЗ и СОЫА1 связаны с маркерами костного обмена, играющими ключевую роль в костном обмене и развитии остеопеничес-кого синдрома, можно сделать вывод о функциональной значимости данных аллелей в развитии остеопенического синдрома.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Полученные результаты доказывают наличие ассоциации неполноценных аллелей рецептора витамина Б и гена коллагена тип 1 с маркерами костного метаболизма у подростков с нарушением осанки. Особый интерес для генетического тестирования наследственной предрасположенности к ОП представляют подростки с нарушением осанки, гомозиготные по функционально неполноценным аллелям обоих генов УТЖЗ и СОЫА1 (ЬЬвэ), а также носители генотипов ВЬээ, ЬЬБэ, ВВвв. Тестирование генов УТЖЗ и СОЫА1 в детском и подростковом возрасте открывает реальные возможности для определения предрасположенности к развитию остеопенического синдрома в будущем
ЛИТЕРАТУРА:
Приказ N 60 от 14.03.95 об утверждении инструкции по проведению профилактических осмотров дошкольного и школьного возраста на основе медико-экологических нормативов. М3 и Мед. промышленности, РФ, М.
1. Зазерская, И.Е. Анализ ассоциации генов VDR3 и COL1A1 с постменопаузальным остеопо-розом / И.Е., Зазерская И.Е., М.В. Асеев, Л.В. Кузнецова // Остеопороз и остеопатии. — 2002. — N 2. - С. 2-6.
2. Калб, Т.Л. Проблемы нарушения осанки и сколизов у детей. Причины возникновения, возможности диагностики и коррекции / Т.Л. Калб / / Вестн. новых медицинских технологий. — 2001.
- N 4. - С. 62-64.
3. Короткова, Т.А. Влияние генетических и внешнесредовых факторов на формирование пика костной массы у подростков / Т.А. Короткова // Остеопороз и остеопатии. — 2004. — N 3. — С. 34-37.
4. Семичева, Т.В. Особенности формирования костной ткани в период пубертата (обзор литературы). / Т.В. Семичева, Т.Д. Баканова // Остеопороз и остеопатии. — 2002. — N 1. — С. 28-31.
5. Beavan, S. Differences in vitamin D receptor genotype and geographical variatiion in osteoporosis / S. Beavan // Lancet. - 1996. - Vol. 348. - P. 136-137.
6. Gong, G. The association of bone mineral density with vitamin D receptor gene polymorphisms / G. Gong, H.S. Stern, S.C. Cheng et al. // Osteoporosis Int. — 1999. — Vol. 9. — P. 55-64.
7. Grant, S.F. Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Spl binding site in the collagen type I alpha I gene / S.F. Grant, D.M. Reid, G. Blake // Nat Genet. — 1996. — Vol. 14, N 2. - P. 203-205.
8. Harris, S.S. Genetic and environmental correlation between bone formation and bone mineral density: A twin study / S.S. Harris, T.V. Nguyen, P.J. Kelly et al. // Bone. - 1998. - Vol. 22. - P. 141-145.
9. Hobson, E. Functional effects of a polymorphism of collagen (I) alpha 1 gene (COL1A1) in osteoporosis / E. Hobson, V. Dean, S.F.A. Grant / / J. Med. Genet. - 1998. - Vol. 35. - P. 32-37.
10. Mora, S. Biochemical markers of bone turnover and the volume and the density of bone in children at different stages of sexual development / S. Mora, P. Pitukcheewanont, F.R. Kaufman // J Bone Miner. Res. - 1999. - N 14. - P. 271-275.
11. Morrison, N.A. Prediction of bone density from vitamin D receptor alleles / N.A. Morrison, J.C. Tokita, P.J. Kelly // Natur. - 1994. - Vol. 367. -P. 284-287.
12. Ralston, S.H. The genetic of osteoporosis / S.H. Ralston // Bone - 1999. - Vol. 25, N-l.- P. 85-86.
УДК: 616.98:579.834.114.
А.И. Симакова, А.Ф. Попов
КЛИНИКО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИКСОДОВОГО КЛЕЩЕВОГО БОРРЕЛИОЗА В ПРИМОРСКОМ КРАЕ
Владивостокский Государственный медицинский университет, г. Владивосток
