CC BY
87
УДК 618.17-056.7:577.161.2
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО МЕТАБОЛИЗМА ВИТАМИНА Б В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ
1 2 12 Л.И. Герасимова , М.С. Денисов , Т.Г. Денисова'
1ГАУДПО «Институтусовершенствования врачей»Минздрава Чувашии г. Чебоксары, Россия, 428000
2ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» г. Чебоксары, Россия, 428000
Аннотация. Витамин D играет решающую роль в различных биологических процессах и большую роль приобретает в спектре патологических процессов. Поскольку рецепторы к витамину D и 1а-гидроксилазы обнаружены в репродуктивных тканях, включая яичники, матку, плаценту, яички и гипофиз, напрашивается ассоциация витамина D с функционированием репродуктивной системы. Проведено определение уровня витамина D и витамин-Б-связывающего белка в периферической крови девушек с нарушениями менструальной функции, а также генотипипрование некоторых генов, участвующих в физиологическом метаболизме витамина D в организме. У девушек с нарушениями менструальной функции выявлен дефицит витамина D и по генетическому маркеру они достоверно предрасположены к низкому уровню содержания витамина D. Исследование влияния дефицита витамина D на здоровье — большой потенциал для снижения уровня заболеваний, что может иметь огромное влияние на стратегию общественного здравоохранения в профилактике серьезных заболеваний.
Ключевые слова: физиологический метаболизм витамина D, дефицит витамина D, генотипирование, нарушения менструальной функции.
В настоящее время принято считать, что дефицит витамина Б является всемирной проблемой здравоохранения, которая затрагивает широкий спектр острых и хронических заболеваний [1; 2].
Активные формы витамина Б (1а, 25(ОН) 2Б3) играют решающую роль в различных биологических процессах, включая регуляцию клеточного роста, дифференцировки и метаболических модуляций. Большую роль приобретает витамин Б в спектре патологических процессов. Витамин Б (1а,25-дигид-роксивитамин Б3), оказывает свое действие
на клетки как генетически опосредовано, так и негенетическим путем. В свою очередь генетические воздействия опосредованы рецепторами витамина Б (УБЯ), которые при связывании гормона активируют участок ДНК, побуждающий к синтезу новых белков. Негенетическое действие опосредовано мембранным рецептором, который отличается от УБК Связывание 1а, 25(оН) 2Б3 с мембранным рецептором дает сигнал, активирующий, вторичные мессенджеры, которые по-тенциируют генетическое действие гормона
[3—5].
—--—
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Большинство реакций с участием витамина Б в пробирке происходит в течение от нескольких секунд до нескольких минут — такая быстрая реакция экспрессии генов контролируется УБК На молекулярном уровне, действие данного витамина обусловлено: 1) влиянием на метаболизм мембранных фос-фолипидов, 2) активацией кальциевых каналов и повышением цитозольного и ядерного уровня Са2+ [6].
В разнообразных тканях витамин Б оказывает свое действие путем связывания с рецептором витамина Б (УБЯ), стероидом ядерного рецептора и внутриклеточного фактора транскрипции. Регуляция экспрессии УБЯ является одним из основных механизмов, посредством которых клетки-мишени реагируют на кальцитриол так, что полиморфизмы этого рецептора изменяют обычный режим функционирования [7; 8].
За последние десять лет физиологическая роль 1а, 25 (ОН) 2Б3 широко исследуется, но не хватает данных о его роли в репродукции человека. Поскольку рецепторы к витамину Б и 1а-гидроксилазы обнаружены в репродуктивных тканях, включая яичники, матку, плаценту, яички и гипофиз, напрашиваются ассоциация витамина Б со многими результатами в области репродуктивного здоровья. Существуют доказательства ряда возможных неблагоприятных последствий для репродуктивного здоровья женщин, связанных с низкой обеспеченностью витамином Б [9; 10].
Цель исследования — определить уровень витамина Б и витамин-Б-связывающе-го белка в периферической крови девушек с нарушениями менструальной функции, а также провести генотипипрование некоторых генов, участвующих в физиологическом метаболизме витамина Б в организме.
Материалы и методы. Материалом исследования явилась периферическая кровь девушек с нарушениями менструальной функции (28 пациенток). Контрольную группу составили женщины с физиологическим менструальным циклом (32 пациентки). Было решено изучить уровень витамина Б и вита-
мин-Б-связывающего белка. Исследование уровня витамина Б и витамин-Б-связыва-ющего белка проводилось методом иммуно-ферментного анализа наборами фирмы В1О-МЕБГСАОтРРЕ (Германия).
Признанный критерий оценки экзогенной обеспеченности витамином Б — уровень 25-ОН Б в крови: нормальное содержание — 20—35 нг/мл, недостаток — 10—20 нг/мл, дефицит (гиповитаминоз) — 10 нг/мл и ниже, авитаминоз — ниже 5 нг/мл, гипервита-миноз Б — выше 70 нг/мл.
Также было проведено генотипирование следующих генов, участвующих в физиологическом метаболизме витамина Б в организме: ген вС, ге2282679; ген СУР2Ю, ге2060793; ген УБЯ, ге2228570. ген УБЯ, ге2228570. Генотипирование осуществляли методом ПЦР в реальном времени с использованием TaqMan зондов согласно протоколу фирмы-производителя (ООО «СибДНК», г. Новосибирск). Выделение ДНК проводили из лейкоцитов периферической крови методом фенол-хлороформной экстракции с последующим осаждением 96%-ным этанолом. После высушивания ДНК разводили в дистиллированной воде и использовали в качестве матрицы для постановки ПЦР.
Ген вС, гб2282679 представляет собой многофункциональный белок, он связывается с витамином Б и его метаболитами в плазме и транспортирует их к тканям, существуют генотипы С/С или А/С по генетическому маркеру могут быть более предрасположенными к низкому уровню содержания витамина Б по причине сниженной способности транспорта витамина Б в организме, а вариация А/А этого гена обеспечивает физиологический метаболизм витамина Б.
Ген СУР2Ю, гб2060793 кодирует члены суперсемейства цитохрома Р450 ферментов. Белки монооксигеназ цитохрома Р450, которые катализируют многие реакции, участвуют в метаболизме лекарств и синтезе холестерина, стероидов и других липидов. Этот фермент является микросомальной витамин-Б-гидроксилазой, которая преобразует вита-
—--—
,—> 2 ~—'
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999 e-ISSN 2226-7417
Герасимова Л.И., Денисов М.С., Денисова Т.Г. Генетические аспекты физиологического метаболизма...
-----
мин D в активный лиганд к рецептору витамина D. Существует С/Т вариация гена: Т/Т — фермент микросомальная витамин D гид-роксилаза, которая преобразует витамин D в активный лиганд к рецептору витамина D активно функционирует; при вариантах генотипа С/С или С/Т наблюдается снижение уровня витамина D, потому что снижена функция, преобразующая витамин D в активный лиганд к рецептору витамина D.
Ген VDR, rs2228570 наиболее изучен: генотип Т/Т обеспечивает физиологический уровень витамина D3; вариация гена С/Т обуславливает повышение риска снижения уровня циркулирующей активной формы витамина D более чем в 1,5 раза; вариация гена С/С приводит к повышению риска снижения уровня циркулирующей активной формы витамина D более чем в 3,7 раза.
Статистическую обработку результатов исследования проводили методами параметрической и непараметрической статистики (критерии Стьюдента, Манна—Уитни) с помощью пакетов программы Statistica for Windows (версия 6.1).
Результаты исследования. Нами было выявлено что у девушек с нарушениями менструальной функции обнаружен низкий уровень витамина D — 14,7 ± 1,7 нг/мл; у женщин контрольной группы уровень витамина D находился в пределах нормальной экзо-
генной обеспеченности и составлял 22,5 ± ± 1,8 нг/мл (р > 0,01).
Уровень витамин-Б-связывающего белка связан с метаболизмом витамина Б. Кроме того, витамин-Б-связывающий белок является маркером риска некоторых отклонений в организме. Его уровень в сыворотке у девушек с нарушениями менструального цикла — 463,4 ± 1,2 мкг/мл (р > 0,01). У женщин контрольной группы — 389 ± 1,6 мкг/мл (р > 0,01).
Было решено изучить некоторые генетические аспекты дефицита витамина Б — ге-нотипирование генов, участвующих в физиологическом метаболизме витамина Б (ген вС, ^2282679; ген СУР2Ю, ^2060793; ген УБЯ, ге2228570. ген УБЯ, ге2228570). Исследование генетических особенностей, влияющих на метаболизм витамина Б, у пациенток с нарушениями менструальной функции и выраженным дефицитом витамина Б выявило вариации генов вС, ^2282679; СУР2Ю, ге2060793; УБЯ, ге2228570, обуславливающих дефицит витамина Б, причем вариации всех трех генов способствовали развитию дефицита витамина Б. У большей части женщин контрольной группы выявлены вариации генов, обеспечивающих физиологический метаболизм витамина Б — вариация Т/Т гена УБЯ, вариация А/А гена вС, ^2282679 и вариация Т/Т гена СУР2Ю, ге2060793 (табл.).
Таблица
Результаты генотипирования пациенток групп исследования
Показатели Вит D (нг/мл) VDR, rs2228570 ген CYP2R1, rs2060793 ген GC, rs2282679
С/С С/Т Т/Т С/С С/Т Т/Т С/С А/С А/А
Девушки с нарушениями менструальной функции (28) 11,7 ± 1,8 11 14 3 10 16 2 11 16 1
Женщины контрольной группы (32) 22,5 ± 1,3 2 4 27 1 5 26 1 6 25
—--—
~ 3 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Мы сопоставили показатели уровня витамина D и витамин-О-связывающего белка с результатами генотипирования генов, участвующих в физиологическом метаболизме витамина D, и согласно результатам нашего исследования девушки с нарушениями менструальной функции с дефицитом витамина D по генетическому маркеру достоверно пред-расположенны к низкому уровню содержания витамина D по причине сниженной способности транспорта витамина D в организме, что указывает на целесообразность назначения препаратов витамина D.
Вывод. У девушек с нарушениями менструальной функции выявлен дефицит витамина D и по генетическому маркеру они достоверно предрасположены к низкому уровню содержания витамина D, что указывает на целесообразность назначения препаратов витамина D.
Исследование влияния дефицита витамина D на здоровье имеют большой потенциал для снижения уровня заболеваний, в том числе нарушений менструального цикла, что может оказать огромное влияние на стратегию общественного здравоохранения в профилактике серьезных заболеваний.
ЛИТЕРАТУРА
1. Holick M.F. Vitamin D and Healht: Evolution, Biologic, Functions, and Recommended Dietary
Intakes for Vitamin D // Clinic Rev. Bone. Miner. Metab. 2009. 7. Р. 2—19.
2. Hossein-Nezhad A., Holick M.F. Vitamin D for health: a global perspective // Mayo Clin Proc. 2013. 88. P. 720—755. doi: 10.1016/j.mayocp. 2013.05.011.
3. Биохимия: учебник для вузов / под ред. Е С. Северина. 5-е изд. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. URL: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN978597 0411957.html (дата обращения 25.07.2016).
4. Шварц Г.Я. Витамин D и D-гормон. М.: Анахарсис, 2005.
5. Gupta V. Vitamin D: Extra-skeletal effects // J Med Nutr Nutraceut. 2012. 1. P. 17—26.
6. Kebashni Thandrayen, John M. Pettifor. Endocrinology and Metabolism // Clinics of North Amer^. 2010. Vol. 39, Issue 2. Р. 303—320.
7. Hossein-Nezhad A., Holick M.F. Optimize dietary intake of Vitamin D: an epigenetic perspective // Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012. 15. P. 567— 579 [Links]. doi: 10.1097/MC0.0b013e3283594978.
8. Carter G.D., Phinney K.W. Assessing Vitamin D Status: Time for a Rethink? // Clinical Chemistry. 2014. Vol. 60, no. 6. P. 809—811.
9. Васильева Э.Н., Денисова Т.Г., Шамито-ва Е.Н., Ассанский В.Г. Обеспеченность витамином Д пациенток с преэклампсией // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 3.
10. Halloran B.P., De Luca H.F. Effect of vitamin D deficiency on fertility and reproductive ability in the female rat // J. Nutr. 1980. Vol. 110, N 8. P. 1573—1580.
GENETIC ASPECTS
OF THE PHYSIOLOGICAL VITAMIN D METABOLISM IN REPRODUCTIVE SYSTEM FUNCTIONING
1 2 12 L.I. Gerasimova , M.S. Denisov , T.G. Denisova
1SAI "Postgraduate Doctors' Training Institute " Cheboksary, Russia
2FBSEISVE "The Chuvash State University named after I.N. Ulyanov" Cheboksary, Russia
Annotation. Vitamin D is essential for various biological processes and in spectrum of pathological processes. Since vitamin D and la-hydroxylase receptors are detected in reproductive tissues, including the ovaries, uterus, placenta, testicles and pituitary gland, it leads to the association of vitamin D and reproductive system func-
— 4 —
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999 e-ISSN 2226-7417
Герасимова Л.И., Денисов М.С., Денисова Т.Г. Генетические аспекты физиологического метаболизма...
-----
Honing. It has been revealed vitamin D level and vitamin D binding protein in the peripheral blood of the girls with menstrual dysfunction and also genotyping of some genes involved in physiological metabolism of vitamin D. In the girls with menstrual dysfunction it has been detected vitamin D deficiency and according to genetic markers they will be predisposed to vitamin D low level. Studies the influence of vitamin D deficiency on health are essential for reducing diseases and correspondingly for public health strategy of serious diseases prevention
Key words: physiological vitamin D metabolism, vitamin D deficiency, genotyping, menstrual dysfunction.
REFERENCES
1. Holick M.F. Vitamin D and Healht: Evolution, Biologic, Functions, and Recommended Dietary Intakes for Vitamin D. Clinic Rev. Bone. Miner. Metab, 2009, 7, pp. 2—19.
2. Hossein-Nezhad A., Holick M.F. Vitamin D for health: a global perspective. Mayo Clin Proc, 2013, 88, pp. 720—755. doi: 10.1016/j.mayocp. 2013.05.011.
3. Biohimija: uchebnik dlja vuzov. Ed. E.S. Se-verina. 5-e izd. Moscow, GJeOTAR-Media, 2009. Available at: http://www.studmedlib.ru/book/ ISBN9785970411957.html.
4. Shvarc G.Ja. Vitamin D i D-gormon. Moscow.: Anaharsis, 2005.
5. Gupta V. Vitamin D: Extra-skeletal effects. J Med Nutr Nutraceut, 2012, 1, pp. 17—26.
6. Kebashni Thandrayen, John M. Pettifor. Endocrinology and Metabolism. Clinics of North America, 2010, vol. 39, issue 2, pp. 303—320.
7. Hossein-Nezhad A., Holick M.F. Optimize dietary intake of Vitamin D: an epigenetic perspective. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2012, 15, pp. 567—579. [Links]. doi: 10.1097/MC0.0b013e32 83594978.
8. Carter G.D., Phinney K.W. Assessing Vitamin D Status: Time for a Rethink? Clinical Chemistry, 2014, vol. 60, no. 6, pp. 809—811.
9. Vasil'eva Je.N., Denisova T.G., Shamito-va E.N., Assanskij V.G. Obespechennost' vitaminom D pacientok s prejeklampsiej. Sovremennye problemy nauki i obrazovanija, 2015, no. 3.
10. Halloran B.P., DeLuca H.F. Effect of vitamin D deficiency on fertility and reproductive ability in the female rat. J. Nutr., 1980, vol. 110, no. 8, pp. 1573—1580.
