CC BY
70
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Генетические аспекты развития диабетической фетопатии
Папышева О.В.1, Маяцкая Т.А.2
1 ГБУЗ «Городская клиническая больница № 7 им. С.С. Юдина» Департамента здравоохранения г. Москвы, Москва, Россия
2 ГБУЗ «Городская клиническая больница № 29 им. Н.Э. Баумана» Департамента здравоохранения г. Москвы, Москва, Россия
Цель - выявление причастности полиморфизмов генов PGCla, АСЕ и DRD2 к развитию ДФ и нарушениям углеводного обмена у новорожденных от матерей с гестационным сахарным диабетом (ГСД).
Материал и методы. Нами обследованы 107 беременных и их новорожденных, которых подразделили на 3 группы: 1-я - инсулинопотребный ГСД (37); 2-я - ГСД, не требующий инсулина (39); 3-я - контроль (31). У всех пациенток проведено генотипирование по генам PGCla, АСЕ и DRD2, а также изучены параметры углеводного обмена.
Результаты. Полиморфизмы генов PGCla, АСЕ и DRD2 были причастны к нарушениям углеводного обмена у беременных с ГСД, но не позволили идентифицировать тип диабета (инсулинопотребный или ди-етозависимый) и не влияли на вероятность развития ДФ. Диабетогенные аллели G (гена PGCla), I (АСЕ) и Т (DRD2) реже встречались у детей с ДФ, чем без нее. У плодов-носителей диабетогенного генотипа GLy/ GLy по гену PGCla максимально снижались уровни HbA1c по сравнению с носителями GLy/Ser и Ser/Ser.
Выводы. Полиморфизмы генов PGCla, АСЕ, причастны к нарушениям углеводного обмена у беременных с ГСД. Диабетогенные аллели G (гена PGCla), I (АСЕ) и Т (DRD2) плода на внутриутробном этапе развития выполняют защитную функцию.
Ключевые слова:
гестационный сахарный диабет, диабетическая фетопатия, PGC1a, АСЕ, DRD2
Для цитирования: Папышева О.В., Маяцкая Т.А. Генетические аспекты развития диабетической фетопатии // Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. 2019. Т. 7, № 3. Приложение. С. 63-70. (1Ы: 10.24411/2303-9698-201913908
Статья поступила в редакцию 31.10.2019. Принята в печать 01.12.2019.
Genetic aspects of diabetic fetopathy
Papysheva O.V.1, Mayatskaya T.A.2 1 City Clinical Hospital # 7 named after S.S. Yudin, Moscow, Russia
2 City Clinical Hospital # 29 named after N.E. Bauman, Moscow, Russia
Aim - to identify the involvement of PGC1a, АСЕ and DRD2 gene polymorphisms in the development of diabetic fetopathy and carbohydrate metabolism disorders in newborns from mothers with GDM.
Material and methods. We examined 107 pregnant women and their newborns, which are divided into
3 groups: I - insulin treated GDM (37), II - diet controlled gestational DM (39), III - control (31). All were genotyped for the PGC1a, АСЕ and DRD2 genes, and the parameters of carbohydrate metabolism were studied.
Results. PGC1a, АСЕ and DRD2 gene polymorphisms were involved in disorders of carbohydrate metabolism in pregnant women, but did not allow to identify the type of diabetes (insulin treated or diet controlled) and did not affect the development of diabetic fetopathy (DF). Diabetogenic alleles G (PGC1a gene), I (АСЕ) and T (DRD2) were less common in children with DF than without it. The levels of HbA1c was maximally decreased in the foetuses of the diabetogenic Gly/Gly genotype for the PGC1a gene, compared with Gly/Ser and Ser/Ser carriers.
Conclusion. PGC1a, АСЕ and DRD2 gene polymorphisms are involved in disorders of carbohydrate metabolism in pregnant women. Diabetogenic alleles G (PGC1a gene), I (АСЕ) and T (DRD2) of the fetus perform a protective function at the prenatal stage of development.
Keywords:
gestational diabetes mellitus, diabetic fetopathy, PGCla, ACE, DRD2
For citation: Papysheva O.V., Mayatskaya T.A. Genetic aspects of diabetic fetopathy. Akusherstvo i ginekologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Obstetrics and Gynecology: News, Opinions, Training]. 2019; 7 (3). Supplement: 63-70. doi: 10.24411/2303-9698-201913908 (in Russian)
Received 31.10.2019. Accepted 01.12.2019.
Сахарный диабет (СД) относится к числу наиболее распространенных эндокринных заболеваний, и каждые 10-15 лет число больных СД увеличивается в 2 раза. Гестационный сахарный диабет (ГСД) оказывает неблагоприятное влияние на течение беременности, приводя к осложнениям, отрицательно воздействуя на внутриутробное развитие плода и адаптационные возможности новорожденного [1].
Одним из основных осложнений СД во время беременности является диабетическая фетопатия (ДФ) - симптомо-комплекс болезней плода, развивающихся в конце раннего и в позднем фетальном периодах в ответ на гипергликемию у матери [2]. Наиболее типичным признаком ДФ является макросомия - увеличение массы тела новорожденного >4000 г при доношенной беременности или превышение 90-го перцентиля массы по таблицам внутриматочного роста плода при недоношенной беременности [3].
В настоящее время доказано, что развитие СД и ГСД является следствием генетической предрасположенности к заболеванию. К возникновению ГСД и СД типа 2 (СД2) причастны полиморфизмы тождественных генов, отвечающих за синтез и секрецию инсулина (INS, KCNJ11, АВСС8, TCF7L2, ND1), связанных с передачей инсулинового сигнала (INSR, IGF2, IRS1), регулирующих углеводный и липидный обмен (PPARG, PPARGC1A, ADRB3, GLUT1, ADIPOQ, FOXC2) и пр. [4].
В современной литературе появляется много исследований, посвященных изучению новых аспектов патогенеза СД2 и ГСД. Так, в работе [5] описан малоизученный подход к этой проблеме. Он основан на понимании 2 различных патогенетических механизмов развития СД2: центрального, связанного со снижением утилизации глюкозы мозгом («когнитивного» диабета), и периферического, обусловленного уменьшением потребления глюкозы мышечной тканью («спортивного»).
Ученые определили гены, полиморфизм которых становится основой подключения одного из механизмов: 1) ген DRD2 рецептора дофамина, отвечающий за потребление глюкозы мозгом; 2) ген PGC1a, ответственный за интенсивность метаболизма в мышечной ткани, и ген ангиотензин-1-превращающего фермента [АПФ, англ. angiotensin-1 converting enzyme (АСЕ)], причастный к периферической гемодинамике.
Нас заинтересовала представленная учеными концепция, и мы решили оценить причастность перечисленных генов к развитию ГСД и диабетической фетопатии. В связи с перечисленным выше, целью нашего исследования стало определение распространенности генотипов по 3 генам (PGC1a,
АСЕ и DRD2) среди беременных с ГСД и их детей; выявление причастности полиморфизмов генов к нарушениям углеводного обмена у новорожденных, а также к возникновению ДФ.
Материал и методы
Для решения поставленных цели и задач нами обследованы 107 родильниц, родоразрешенных в 2017-2018 гг. в родильном отделении ГБУЗ «Городская клиническая больница № 29 им. Н.М. Баумана» Департамента здравоохранения г. Москвы, и 107 родившихся у них детей. Все беременные были распределены на 3 группы: 1-ю составили 37 наблюдаемых с инсулинопотребным ГСД; во 2-ю группу вошли 39 пациенток с ГСД, использовавших для лечения только диету; в 3-ю (контрольную) группу включена 31 здоровая беременная без нарушений углеводного обмена.
У всех 107 наблюдаемых в III триместре в сыворотке крови определялись: уровень гликированного гемоглобина (HbA1c), фруктозамина и уровень глюкозы натощак перед родами. Во время родов у 107 рожениц в пуповинной крови оценены: уровень HbA1c и фруктозамина. Все 107 детей были доношенными. У всех новорожденных в плазме определялся уровень фруктозамина.
Всем 107 мамам 1-3-й групп и их детям проведено гено-типирование по генам PGC1a, АСЕ и DRD2. Исследование проводили на базе ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии» (Москва). С этой целью из лейкоцитов периферической крови извлечена и оценена общая геномная ДНК. Генотипирование PGC1a (GLy482Ser, rs8192678, G>A, замена нуклеотида) и DRD2/ANKK1 (TaqlA, rs18000497, нуклеотидные изменения А1-Т и А2-С) проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном режиме времени на детектирующем амплифика-торе ДТ-322 («ДНК-технология», Россия) в агарозном геле (SibEnzyme Ltd, Россия) при использовании комплектов реагентов, основанных на принципах флюоресцентной детекции; либо с помощью готовых наборов для анализа экспрессии генов TaqMan® SNP Genotyping Assays. Для выявления инсерционно-делеционного (I/D) полиморфизма I/D в интроне 16 гена ACE применяли гелевую систему визуализации. Показания конечных точек анализировались в соответствии с инструкциями производителя.
Проведен сравнительный анализ исследуемых показателей в 3 группах беременных и их детей. Статистически значимые различия между сравниваемыми группами при нормальном распределении выборки выявляли с применением методов дисперсионного анализа и t-критерия Стью-
Папышева О.В., Маяцкая Т.А. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ ФЕТОПАТИИ
19,35%
28,30%
58,06%
41%
51,40%
22,58%
30,80%
27% 21,60%
29,03%
27,10%
41,94%
30,80% 30,80%
43,20%
Рис. 1. Распределение генотипов по гену PGCla среди мам (А) и детей (Б) 1-3-й групп
29,03%
38,40%
29,70%
Gly/Gly Gly/Ser Ser/Ser
дента, при ненормальном распределении - его непараметрического аналога (критерия Манна-Уитни). За критический уровень значимости принимали р<0,05. Использовали программу Statistika 13.
Результаты
Распределение генотипов мам и детей по группам представлено на рис. 1-3. Из данных рис. 1А и 2, а следует, что генотип GLy/GLy по гену PGCla чаще встречался при ГСД (в 1-й группе - у 28,3%, во 2-й - у 51,4%), чем в контрольной группе (у 19,35%). Генотип Т/Т по гену DRD2 обнаружен только у беременных с ГСД (у 26,6 и 8,1% соответственно). В связи с этим можно предположить, что G-и Т-содержащие аллели генов PGCla и DRD2 соответственно могут быть причастны к развитию ГСД. В этом мы планируем убедиться в ходе настоящего исследования. Данные рис. 3А не позволили судить о возможном участии полиморфизма гена АСЕ в возникновении ГСД, однако этот факт будет уточнен далее.
Для изучения генетических механизмов развития ГСД и ДФ нами проведен анализ различных клинико-лабора-торных параметров у 76 беременных с ГСД в зависимости от имеющегося генотипа.
Уровень HbAc у беременных с ГСД (I и II группы) варьировал от 4,5 до 7,63%, в среднем составляя 5,43+0,57%, что было достоверно ниже, чем в контрольной группе (5,27+0,55%) при р<0,05 (3-я группа). Различия в показателях HbA1c между 1-й и 2-й группами были недостоверными (р>0,05). Отмечено влияние на этот параметр полиморфизма 2 генов - PGCla и АСЕ. Так, носители генотипа GLy/GLy гена PGCla (рис. 4А) имели более высокий HbA1c (5,63+0,71%), чем генотипа GLy/Ser (5,27+0,44 при р<0,05) и Ser/Ser (5,34+0,41 при р>0,05). I-содержащие аллели гена
АСЕ (I/I и I/D) также ассоциировались с повышенным HbA1c (5,59+0,63 и 5,45+0,56%) по сравнению с D/D (5,19+0,48% при р<0,05).
Содержание фруктозамина в плазме у беременных с ГСД (1-я и 2-я группы) варьировало в пределах 1,3-7,41 ммоль/л, в среднем составляя 2,7+0,88 ммоль/л, у здоровых беременных - 2,82+0,64 ммоль/л (3-я группа). Различия этого показателя между 1-3-й группами оказались недостоверными (р>0,05). Минимальным уровень фруктозамина был у носителей генотипа С/С гена DRD2 (2,36+0,45 ммоль/л). У пациенток с генотипами С/Т (2,91+1,17) и Т/Т (3,02+0,62), а также у беременных контрольной группы (2,82+0,64 ммоль/л) этот показатель был достоверно выше (р<0,05). Влияние полиморфизма генов PGC1a и АСЕ на концентрацию фруктозамина в крови у беременных с ГСД не обнаружено.
Также у всех 76 беременных с ГСД (1-я и 2-я группы) нами проанализирован уровень глюкозы натощак перед родами. Было установлено, что он варьировал в интервале 5,1-10 ммоль/л и в среднем составлял 7,19+1,16 ммоль/л. Показатели в 1-й группе (7,52+1,06) были достоверно выше, чем во 2-й (6,85+1,03) при р<0,05. Выявлено влияние полиморфизма гена АСЕ на концентрацию глюкозы: у носителей генотипа I/I (7,46+1,35) она была достоверно выше, чем у пациенток с генотипами I/D (7,02+1,24) и D/D (7,23+0,61) при р<0,05. Полиморфизм генов PGC1a и DRD2 не был связан с уровнем глюкозы в крови натощак перед родами при ГСД. Следовательно, в ходе проведенного исследования было доказано, что полиморфизмы генов PGC1a, АСЕ и DRD2 причастны к нарушениям углеводородного обмена у беременных с ГСД, однако они не влияют на возникновение того или иного типа ГСД (инсулинопотребного или диетозависимого).
Далее нами был оценен углеводный спектр у новорожденных 1-2-й групп и изучена связь его изменений с по-
II
90,32%
9,68% 6,45% 58,07%
III
35,48%
Т/Т
26,60% 35,90%
8,10% 51,40%
38,50%
40,50%
15,40%
51,30%
24,30% 40,60%
33,30%
35,10%
С/Т
С/С
Рис. 2. Распределение генотипов по гену ОНй2 среди мам (А) и детей (Б) 1-3-й групп
Ill
22,58%
51,61%
25,81%
64,52%
35,48%
D/D
23,10%
53,80%
23,10%
25,60%
56,50%
17,90%
I/D
13,50%
54,10%
32,40%
37,80%
40,60%
21,60%
Рис. 3. Распределение генотипов по гену АСЕ среди мам (А) и детей (Б) 1-3-й групп
лиморфизмом генов у матери. Установлено, что уровень фруктозамина у новорожденных 1-2-й групп в среднем составлял 3,29+1,71 ммоль/л (разброс - 1,72-12,12 ммоль/л) и был максимальным в крови у детей, матери которых были носителями генотипа GLy/GLy гена PGCla (3,35+ 1,32 ммоль/л) и I/I гена АСЕ (3,9+2,52 ммоль/л), что было достоверно выше, чем в контрольной группе (2,85+ 0,55 ммоль/л). Отмечены достоверные различия в показателях фруктозамина с носителями генотипов GLy/Ser (3,18+2,46) гена PGCla у матери и D/D (2,6+0,91) гена АСЕ при р<0,05, а также - Ser/Ser (3,24+0,74) и I/D (3,18+1,18) соответственно, при р>0,05.
Нами проведен анализ полиморфизмов генов PGCla и DRD2 и АСЕ у 107 детей (рис. 1-3Б). Было установлено, что генотипы по гену PGCla у новорожденных распределялись одинаково в разных группах (см. рис. 1Б). Генотип Т/Т по гену DRD,, причастный к нарушениям обмена у беременных с ГСД (рис. 2Б), чаще встречался среди новорожденных 1-й (у 24,3%) и 2-й (у 15,4%) групп, чем в контрольной группы (у 6,45%). Анализ распределения генотипов по гену АСЕ у детей продемонстрировал: исчезновение D/D из контрольной группы; отсутствие различий между мамами и детьми - в 2-й группе; увеличение частоты распространения генотипа D/D среди новорожденных по сравнению с их матерями (у 37,8 и 13,5%) - в 1-й группе.
Учитывая, что изучаемые нами гены (PGCla, DRD2 и АСЕ) причастны к нарушениям обмена веществ у беременных,
особый интерес представляло изучение влияния полиморфизма данных генов на особенности метаболизма новорожденных.
В ходе проведенного исследования была обнаружена связь между генотипами изучаемых генов у детей и некоторыми параметрами пуповинной крови, а также вероятностью развития диабетической фетопатии. Так, ДФ диагностирована у 24 из 76 (31,6%) детей, рожденных у матерей с ГСД. Было установлено, что генотип Т/Т по гену DRD2 у фетопатов встречается реже (у 8,7%), чем у детей без ДФ (у 25%), выполняя на внутриутробном этапе развития, вероятнее всего, защитную функцию (рис. 4А). Также у детей с ДФ чаще выявлялся генотип D/D по гену АСЕ, чем без ДФ (рис. 4Б).
Следовательно, защитными можно считать I-содержащие аллели (I/I и I/D) гена АСЕ у новорожденных от матерей с ГСД. При анализе распределения генотипов по гену PGCla установлено, что причастный к развитию ГСД G-содержащий аллель реже выявлялся у детей с ДФ, чем без нее: у 56 и 70% соответственно (рис. 4В). Полиморфизмы исследуемых генов матери (DRD2, АСЕ и PGCla) не влияли на развитие ДФ у новорожденного.
Оценив ряд показателей пуповинной крови, авторы смогли проанализировать механизмы, посредством которых осуществляется защита метаболизма плода. Так, уровень HbAc у новорожденных 1-2-й групп в среднем составлял 2,56+0,54% (разброс значений - 2,11-4,68%).
I/I
34,80% 34,60%
56,50%
8,70% ДФ+
■ C/C
C/T
T/T
39,10%
ДФ+
28,80%
D/D
I/D
43,50%
30,40%
ДФ+
30,80%
40,40%
28,80%
Дф-
В
Ser/Ser
Gly/Ser
Gly/Gly
Рис. 4. Наличие или отсутствие диабетической фетопатии (ДФ+/ДФ-) в зависимости от полиморфизмов генов 0Я02 (А), АСЕ (Б), РйС1а (В) у новорожденных
I/I
Папышева О.В., Маяцкая Т.Д. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ ФЕТОПАТИИ
Различия в изученных показателях между 1-й и 2-й группами были недостоверными (р>0,05). Установлено, что в пуповинной крови у плодов-носителей генотипа GLy/ GLy был максимально снижен уровень HbA1c (2,44+0,24% ммоль/л) по сравнению с носителями GLy/Ser (2,61+0,68 ммоль/л, при р<0,05) и носителями Ser/Ser (2,59+0,51, при р<0,05), а также по сравнению с контрольной группой (2,66+0,20, при р<0,05). Снижение уровней HbA1c у плодов-носителей диабетогенного генотипа GLy/GLy по гену PGCla можно считать защитным механизмом.
Содержание фруктозамина в пуповинной крови у новорожденных 1-2-й групп в среднем составляло 2,19+ 0,7 ммоль/л (0,7-5,4 ммоль/л) соответственно, что было достоверно ниже, чем в контрольной группе (2,85+1,5 ммоль/л, при р<0,05). Было обнаружено, что дети с генотипом I/I имели максимальный уровень фруктозамина (2,41+ 1,01 ммоль/л) по сравнению с носителями I/D (2,07+ 0,53 ммоль/л, при р<0,05) и D/D (2,21+1,54 ммоль/л, при р>0,05). Была установлена прямая корреляция между содержанием фруктозамина в пуповинной крови и плазме беременных с ГСД (r=0,34). Следовательно, полиморфизмы гена АСЕ новорожденного воздействуют на уровень фруктозамин пуповинной крови, в то же время не исключено влияние на этот параметр метаболизма матери.
Обсуждение
Известно, что ключевыми регуляторами обмена углеводов являются рецепторы, находящиеся под воздействием про-лифераторов пероксисом (Peroxisome proliferator-activated receptor [PPAR]) [6]. На активность PPAR-белков влияет ко-активатор PGC-1a, кодирующийся геном PPARGC1A (локализован в хромосоме 4 (4p15.1)). Один из PPAR-белков -PGC-1a - запускает экспрессию ряда факторов транскрипции, влияет на активность образования митохондрий, окислительных процессов, содержание мышечных волокон, секрецию инсулина, глюконеогенез, липогенез и хондро-генез [7]. Уровень экспрессии гена PGCla резко возрастает при длительной физической нагрузке, что приводит к увеличению числа митохондрий в клетках и усилению окисления жирных кислот. Аллель GLy482 гена ассоциирован с проявлением скоростных и силовых качеств, высокой работоспособностью, мышечной и аэробной выносливостью, увеличением числа мышечных волокон и часто встречается в группе стайеров на длинные дистанции [8].
Среди многих вариаций в гене PGCla особый интерес представляет замена нуклеотида G на A в положении 1444 8-го экзона, которая приводит к замещению глицина на серин в положении 482 белка PGC-1a (GLy482Ser) [9]. Полиморфизм ассоциирован со снижением уровня экспрессии гена PGCla, уменьшением окислительных процессов и мито-хондриального биогенеза [6]. В настоящее время доказано, что полиморфизм GLy482Ser связан с инсулинорезистент-ностью (ИР) и изменением метаболизма липидов [7]. В то же время в более ранних работах показано отсутствие ассоциации между генотипом Ser/Ser и риском возникновения таких заболеваний, как СД [10]. N. Shaat и соавт. [11] убеждены, что полиморфизм GLy482Ser не вызывает развитие ГСД.
В нашем исследовании доказана связь между вариантами генотипов по гену PGCla и ГСД. Однако, в отличие от большинства перечисленных исследователей, нами при ГСД чаще, чем в контрольной группе (у 19,35%), определялся генотип GLy/GLy (в 1-й группе - у 28,3%, во 2-й - у 51,4%). Поэтому перед нами встал вопрос: почему аллель GLy, связанный с проявлением скоростных и силовых качеств, высокой работоспособностью, мышечной и аэробной выносливостью, в нашей работе чаще встречался при ГСД, а также приводил к нарушению углеводного обмена?
Ответ был найден в исследовании D.M. Davydov, M.K. Nur-bekov [5]. Клиницисты доказали, что у физически неактивных лиц, коими являются беременные, с высоким мышечным метаболизмом, обусловленным генетической предрасположенностью к интенсивной или тяжелой физической работе (аллель GLy), отмечается гиперэкспрессия гена в печени и ß-клетках, растет уровень глюкозы и возникает СД. Следовательно, у неспортивных беременных с генотипом GLy/GLy повышается риск развития ГСД, во избежание которого им необходима физическая активность.
Также нами выявлено негативное влияние «невостребованной» материнской глюкозы на метаболизм новорожденного. Установлено, что в крови у детей, матери которых являются носителями генотипа GLy/GLy, был максимальным уровень фруктозамина. Полученные результаты подчеркивают важность персонифицированного подхода к ведению ГСД в зависимости от генотипа женщины по гену PGCla для улучшения исходов беременности.
Ген ACE картирован в локусе 17q23. АПФ является ключевым ферментом в системе ренин-ангиотензин. Его эффекты включают катализацию превращения ангиотензина I в ангиотензин II и инактивацию сосудорасширяющего пептида брадикинина. Ген ACE имеет более 100 аллельных вариантов, из которых наиболее важным является I/D полиморфизм [12]. АСЕ, так же как PGCla, относится к разряду так называемых спортивных генов, так как снижение артериального давления (АД) у носителей генотипа I/I повышает выносливость [13]. Аллель I часто встречается среди триатлонистов, марафонцев, пловцов и гребцов [12].
В последнее время появилось много научных работ, подтверждающих роль полиморфизма I/D гена ACE в развитии СД2 [14]. В ряде исследований установлено, что D-генотип связан с более высоким уровнем экспрессии ACE, что приводит к повышению уровня ангиотензина II, развитию метаболических нарушений, ИР и СД, сопровождающихся повышением уровня глюкозы в крови [15], в том числе при беременности [16]. Однако в литературе имеется и противоположное мнение: ряд авторов доказали непричастность полиморфизма гена ACE к возникновению СД [17]. Z. DostáLová и соавт. [18] уверены, что полиморфизм I/D гена ACE нельзя считать генетическим маркером ГСД.
Проведенный нами анализ распределения генотипов по гену АСЕ не выявил различий между беременными с ГСД и контрольной группой. В то же время мы обнаружили влияние полиморфизма гена АСЕ на концентрацию глюкозы у беременных с ГСД: у носителей генотипа I/I (7,46+1,35) она была достоверно выше, чем у пациенток с гено-
типами I/D (7,02+1,24) и D/D (7,23+0,61). Уровень HbA1c был максимально высоким при генотипах I/I и I/D (5,59+0,63 и 5,45+0,56%) по сравнению с D/D (5,19+0,48%). Кроме того, у новорожденных, матери которых были носителями генотипа I/I по гену АСЕ (3,9+2,52 ммоль/л), оказался максимальным уровень фруктозамина.
Наши результаты противоречат данным большинства исследователей [15, 16], уверенных в причастности к развитию сахарного диабета D-генотипа. В то же время наши выводы согласуются с мнением L. Carranza-González и соавт. [19], что именно генотип I/I связан с высоким уровнем инсулина и ИР.
Учитывая тот факт, что ген АСЕ относится к разряду так называемых спортивных генов, мы согласны с заключением D.M. Davydov, M.K. Nurbekov [5], что при наличии генетической выносливости (генотипа I/I) у физически неактивных людей, в том числе беременных, избыток невостребованной глюкозы может появиться в плазме натощак. Следовательно, у неспортивных беременных с генотипом I/I по гену АСЕ повышается риск развития ГСД, во избежание которого им необходима физическая активность.
Переходя к оценке влияний на углеводный обмен другого гена DRD2, следует отметить, что он кодирует дофаминовый рецептор 2-го типа (D2), который располагается на поверхности дофаминергических нейронов, связан с G-белками и запускает каскад внутриклеточных реакций дофамина -ключевого гормона системы мотивации и вознаграждения [20]. В структуре DRD2 имеется значительное количество полиморфных локусов, среди которых наиболее изучен Taq1A (С32806Т, замена нуклеотидов С/Т, rs1800497). Он связан с развитием ряда нейропсихиатрических заболеваний, в первую очередь шизофрении [21, 22].
Другие авторы [23] установили связь между наличием аллеля DRD2 Taq1A (вариант Т) и риском развития СД2. B. Guigas и соавт. [24] идентифицировали DRD2 как ген восприимчивости к СД типа 2 у женщин. Нами подтверждено влияние полиморфизма Taq1A на уровень фруктозамина в крови у беременных с ГСД. У пациенток с генотипами С/Т (2,91+1,17) и Т/Т (3,02+0,62) этот показатель был достоверно выше, чем с генотипом С/С (2,36+0,45 ммоль/л).
Для объяснения полученной взаимосвязи между наличием локуса Taq1A и гипергликемией у беременных мы обратились к исследованиям ряда генетиков. Как выяснилось, полиморфизм Taq1A относится не к самому гену DRD2, а локализован рядом с ним в пределах другого гена - протеинки-назы PKK2 (Ankyrin Repeat And Kinase Domain Containing 1 -ANKK1) белка системы передачи пострецепторных внутриклеточных сигналов (современное обозначение локуса -DRD2/ANKK1 Taq1A) [20]. Кроме того, M. Heni и соавт. [25] установили взаимодействие между полиморфизмами гена ANKK1 (TaqlA) и гена FTO (rs9939609), отвечающего за чувствительность к инсулину [26]. Передача сигнала по до-фаминергическому пути оказывает решающее воздействие на регуляцию чувствительности всего организма к инсулину. M. Heni и соавт. [25] сделали вывод, что взаимодействие FTO и ANNK1 влияет на метаболические и поведенческие сети мозга.
Следовательно, мы согласны с выводами D.M. Davydov, M.K. Nurbekov [5]: если у людей с высоким уровнем кор-
тикального возбуждения, склонных к новизне и высокому уровню умственной деятельности (генотип A1A1 [Т/Т] гена DRD2), когнитивная активность снижается в течение длительного времени, избыток глюкозы остается невостребованным. Это могло вызывать рост уровня фруктозамина и приводить к развитию ГСД у наблюдаемых нами беременных.
Также нами проведен анализ полиморфизмов генов PGCla, DRD2 и АСЕ у детей, рожденных у матерей с ГСД, в зависимости от наличия или отсутствия ДФ. Было установлено, что причастные к развитию ГСД аллели G (гена PGCla), I (АСЕ) и Т (DRD2) реже встречались у детей с ДФ, чем без нее. Следовательно, эти аллели на внутриутробном этапе развития, вероятнее всего, выполняют защитную функцию.
В ходе нашего исследования выявлена взаимосвязь между полиморфизмом гена АСЕ новорожденного, а также уровнем фруктозамином пуповинной крови. Было установлено, что дети с диабетогенным генотипом I/I в пуповинной крови имели максимальные уровни фруктозамина (2,41+ 1,01 ммоль/л соответственно) по сравнению с носителями I/D и D/D, что подтверждает причастность I-содержащего аллеля к нарушениям углеводного обмена.
Заключение
Таким образом, полиморфизмы генов PGCla, АСЕ и DRD2 причастны к нарушениям углеводородного обмена у беременных с ГСД, однако они не влияют на возникновение того или иного типа ГСД (инсулинопотребного или диетозависи-мого). У беременных-носителей генотипов GLy/GLy и I/I (по генам PGCla и АСЕ соответственно) может развиться «спортивный» (периферический) ГСД, у носителей генотипа Т/Т (по гену DRD2) - «когнитивный» (центральный).
Полиморфизмы генов PGCla, АСЕ и DRD2 матери не влияют на вероятность развития ДФ у ребенка. Тем не менее доказано негативное влияние «невостребованной» материнской глюкозы на метаболизм новорожденного. Поэтому можно предположить, что носителям генотипов GLy/GLy и I/I (по генам PGCla и АСЕ соответственно) во избежание возникновения ГСД и его осложнений необходима физическая активность, носителям генотипа Т/Т (по гену DRD2) - познавательная деятельность и когнитивные нагрузки.
Персонифицированный подход позволит улучшить исходы беременности и нормализовать метаболизм у новорожденного. Однако целесообразно проведение дальнейших исследований для подтверждения подобных предположений. На развитие ДФ влияют полиморфизмы генов PGCla, АСЕ и DRD2 плода: G-, I- и T-содержащие аллели генов соответственно защищают его от развития ДФ.
Благодарность. Авторы благодарят Малика Кубанычбе-ковича Нурбекова, кандидата биологических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории регуляции репаративных процессов ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии» (Москва).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Папышева O.B., Mаяцкая Т.А. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ ФЕТОПАТИИ
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Папышева Ольга Виуленовна (Papysheva Olga V.) - кандидат медицинских наук, главный врач ГБУЗ «Городская клиническая больница № 7 им. С.С. Юдина» Департамента здравоохранения г. Москвы, Москва, Россия E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-1143-669X
Маяцкая Татьяна Александровна (Mayatskaya Tatyana A.) - врач-педиатр ГБУЗ «Городская клиническая больница № 29 им. Н.Э. Баумана» Департамента здравоохранения г. Москвы, Москва, Россия E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-8760-3231
ЛИТЕРАТУРА
1. Van Zyl H., Levitt N.S. Pregnancy outcome in patients with progestational and gestational diabetes attending Groote Schuur Hospital, Cape Town, South Africa // S. Afr. Med. J. 2018. Vol. 108, N 9. P. 772-776. doi: 10.7196/SAMJ.2018.v108i9.12992.
2. Ахметова Е.С., Ларева Н.В., Мудров В.А., Гергесова Е.Е. Особенности течения беременности при гестационном сахарном диабете и прогнозирование диабетической фетопатии // Журн. акуш. и жен. бол. 2017. Т. 66, вып. 4. С. 14-24.
3. Лысенко С.Н., Чечнева М.А., Петрухин В.А., Бурумкулова Ф.Ф., Ермакова Л.Б. Ультразвуковая диагностика диабетической фетопатии // Рос. вестн. акуш.-ги. 2016. Т. 16, № 3. С. 23-30.
4. Пакин В.С. Молекулярно-генетические аспекты гестационного сахарного диабета // Пробл. эндокринол. 2017. Т. 63, № 3. С. 204-207.
5. Davydov D.M., Nurbekov M.K. Central and peripheral pathogenetic forms of type 2 diabetes: a proof-of-concept study // Endocr. Connect. 2016. Vol. 5, N 2. P. 55-64. doi: 10.1530/EC-16-0009.
6. Balampanis K., Chasapi A., Kourea E., Tanoglidi A. et al. Inter-tissue expression patterns of the key metabolic biomarker PGC-1 a in severely obese individuals: implication in obesity-induced disease // Hellenic J. Cardiol. 2018 Aug 20. pii: S1109-9666(18)30252-5. doi: 10.1016/ j.hjc.2018.08.002.
7. Fang P., He B., Yu M., Shi M. et al. Treatment with celastrol protects against obesity through suppression of galanin-induced fat intake and activation of PGC-1a/GLUT4 axis-mediated glucose consumption // Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 2019 Feb 10. pii: S0925-4439(19)30045-6. doi: 10.1016/j.bbadis.2019.02.002.
8. Masuzawa R., Konno R., Ohsawa I., Watanabe A. et al. Muscle type-specific RNA polymerase II recruitment during PGC-1a gene transcription after acute exercise in adult rats // J. Appl. Physiol. (1985). 2018 Aug 16. doi: 10.1152/japplphysiol.00202.2018.
9. Ажибеков С.А., Путилова Н.В., Третьякова Т.Б., Пестряева Л.А. Влияние генов энергетического обмена на метаболизм липидов при беременности, осложненной формированием синдрома задержки роста плода // Рос. вестн. акуш.-гин. 2017. № 6. С. 9-13.
10. Okauchi Y., Iwahashi H., Okita K., Yuan M. et al. PGC-1alpha Gly482Ser polymorphism is associated with the plasma adiponectin level in type 2 diabetic men // Endocr. J. 2008. Vol. 55, N 6. P. 991-997.
11. Shaat N., Lernmark A., Karlsson E., Ivarsson S. et al. A variant in the transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene is associated with an increased risk of gestational diabetes mellitus // Diabetologia. 2007. Vol. 50, N 5. P. 972-979.
12. Gronek P., Gronek J., Lulinska-Kuklik E., Spieszny M. et al. Polygenic study of endurance-associated genetic markers NOS3 (Glu298Asp), BDKRB2 (-9/+9), UCP2 (Ala55Val), AMPD1 (Gln45Ter) and ACE (I/D) in Polish male half marathoners // J. Hum. Kinet. 2018. Vol. 64. P. 87-98. doi: 10.1515/hukin-2017-0204.
13. Местникова Е.Н., Махарова Н.В., Захарова Ф.А., Ахметов И.И. и др. Взаимосвязь полиморфизма генов ACE и NOS3 с уровнем артериального давления у спортсменов республики Саха (Якутия) // Педа-гогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2018. Т. 13, № 2. С. 243-250. doi: 10.14526/ 02_2018_332.
14. Raza S.T., Abbas S., Siddiqi Z., Mahdi F. Association between ACE (rs4646994), FABP2 (rs1799883), MTHFR (rs1801133), FTO (rs9939609) genes polymorphism and type 2 diabetes with dyslipidemia // Int.
J. Mol. Cell. Med. 2017. Vol. 6, N 2. P. 121-130. doi: 10.22088/acadpub. BUMS.6.2.6.
15. Al-Saikhan F.I., Abd-Elaziz M.A., Ashour R.H. Association between risk of type 2 diabetes mellitus and angiotensin-converting enzyme insertion/deletion gene polymorphisms in a Saudi Arabian population // Biomed. Rep. 2017. Vol. 7, N 1. P. 56-60. doi: 10.3892/br.2017.920.
16. Aggarwal P., Agarwal N., Das N., Dalal K. Association of polymorphisms in angiotensin-converting enzyme gene with gestational diabetes mellitus in Indian women // Int. J. Appl. Basic Med. Res. 2016. Vol. 6, N 1. P. 31-37. doi: 10.4103/2229-516X.174006.
17. Jhawat V., Gupta S., Agarwal B.K., Roy P. et al. angiotensin converting enzyme gene insertion/deletion polymorphism is not responsible for antihypertensive therapy induced new onset of type 2 diabetes in essential hypertension // Clin. Med. Insights Endocrinol. Diabetes. 2019. Vol. 12. Article ID 1179551418825037. doi: 10.1177/1179551418 825037.
18. Dostálová Z., Bienertová-Vaskú A.J., Vasku A., Gerychová R. et al. [Insertion-deletion polymorphism in the gene for angiotensin-converning enzyme (I/D ACE) in pregnant women with gestational diabetes] // Ceska Gynekol. 2006. Vol. 71, N 5. P. 369-373.
19. Carranza-González L., León-Cachón R.B.R., González-Zavala M.A., Ríos-Ibarra C. et al. ACE, APOA5, and MTP gene polymorphisms analysis in relation to triglyceride and insulin levels in pediatric patients // Arch. Med. Res. 2018. Vol. 49, N 2. P. 94-100. doi: 10.1016/j.arcmed.2018.04. 013.
20. Кибитов А.О., Курылев А.А., Бродянский В.М., Чупрова Н.А. и др. Сочетание полиморфизмов генов дофаминового рецептора типа 2 (DRD2-141C INS/DEL) и протеинкиназы PKK2 (DRD2/ANKK1 TAQ1A) снижает генетический риск развития параноидной шизофрении // Соц. и клин. психиатрия. 2017. № 3 (27): 72-63.
21. Алфимова М.В., Голимбет В.Е., Коровайцева Г.И., Аксенова Е.В. и др. Ассоциация генов COMT и DRD2 со способностью больных шизофренией к пониманию психического состояния других людей // Журн. не-врол. и психиатр. 2013. № 8. С. 50-56.
22. Lawford B.R., Barnes M., Morris C.P., Noble E.P. et al. Dopamine 2 receptor genes are associated with raised blood glucose in schizophrenia // Can. J. Psychiatry. 2016. Vol. 61, N 5. P. 291-297. doi: 10.1177/ 0706743716644765.
23. Barnard N.D., Noble E.P., Ritchie T., Cohen J. et al. D2 dopamine receptor Taq1A polymorphism, body weight, and dietary intake in type 2 diabetes // Nutrition. 2009. Vol. 25, N 1. P. 58-65. doi: 10.1016/ j.nut.2008.07.01.
24. Guigas B., de Leeuw van Weenen J.E., van Leeuwen N., Simonis-Bik A.M. et al. Sex-specific effects of naturally occurring variants in the dopamine receptor D2 locus on insulin secretion and type 2 diabetes susceptibility // Diabet. Med. 2014. Vol. 31, N 8. P. 1001-1008. doi: 10.1111/ dme.12464.
25. Heni M., Kullmann S., Ahlqvist E., Wagner R. et al. Interaction between the obesity-risk gene FTO and the dopamine D2 receptor gene ANKK1/TaqIA on insulin sensitivity // Diabetologia. 2016. Vol. 59, N 12. P. 2622-2631.
26. Sevgi M., Rigoux L., Kühn A.B., Mauer J. et al. An obesity-predisposing variant of the FTO gene regulates D2R-dependent reward learning // J. Neurosci. 2015. Vol. 35, N 36. P. 12 584-12 592. doi: 10.1523/JNEU-ROSCI.1589-15.2015.
REFERENCES
1. Van Zyl H., Levitt N.S. Pregnancy outcome in patients with progestational and gestational diabetes attending Groote Schuur Hospital, Cape Town, South Africa. S Afr Med J. 2018; 108 (9): 772-6. doi: 10.7196/ SAMJ.2018.v108i9.12992.
2. Akhmetova E.S., Lareva N.V., Mudrov V.A., Gergesova E.E. Features of pregnancy with gestational diabetes mellitus and prediction of diabetic fetopathy. Zhurnal akusherstva i zhenskikh bolezney [Journal of Obstetrics and Women's Diseases]. 2017; 66 (4): 14-24. (in Russian)
3. Lysenko S.N., Chechneva M.A., Petrukhin V.A., Burumkulova F.F., Er-makova L.B. Ultrasound diagnosis of diabetic fetopathy. Rossiyskiy vestnik akushera-ginecologa [Russian Bulletin of Obstetrician-Gynecologist]. 2016; 16 (3): 23-30. (in Russian)
4. Pakin V.S. Molecular genetic aspects of gestational diabetes. Prob-lemy endokrinologii [Problems of Endocrinology]. 2017; 63 (3): 204-7. (in Russian)
5. Davydov D.M., Nurbekov M.K. Central and peripheral pathogenetic forms of type 2 diabetes: a proof-of-concept study. Endocr Connect. 2016; 5 (2): 55-64. doi: 10.1530/EC-16-0009.
6. Balampanis K., Chasapi A., Kourea E., Tanoglidi A., et al. Inter-tissue expression patterns of the key metabolic biomarker PGC-1 a in severely obese individuals: implication in obesity-induced disease. Hellenic J Cardiol. 2018; Aug 20. pii: S1109-9666(18)30252-5. doi: 10.1016/ j.hjc.2018.08.002.
7. Fang P., He B., Yu M., Shi M., et al. Treatment with celastrol protects against obesity through suppression of galanin-induced fat intake and activation of PGC-1a/GLUT4 axis-mediated glucose consumption. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019; Feb 10. pii: S0925-4439(19)30045-6. doi: 10.1016/j.bbadis.2019.02.002.
8. Masuzawa R., Konno R., Ohsawa I., Watanabe A., et al. Muscle type-specific RNA polymerase II recruitment during PGC-1a gene transcription after acute exercise in adult rats. J Appl Physiol. (1985). 2018; Aug 16. doi: 10.1152/japplphysiol.00202.2018.
9. Azhibekov S.A., Putilova N.V., Tretyakova T.B., Pestryaeva L.A. Influence of energy exchange genes on lipid metabolism during pregnancy complicated by the development of fetal growth restriction. Rossiyskiy vestnik akushera-ginecologa [Russian Bulletin of Obstetrician-Gynecologist]. 2017. (6): 9-13 (in Russian)
10. Okauchi Y., Iwahashi H., Okita K., Yuan M., et al. PGC-1alpha Gly482Ser polymorphism is associated with the plasma adiponectin level in type 2 diabetic men. Endocr J. 2008; 55 (6): 991-7.
11. Shaat N., Lernmark A., Karlsson E., Ivarsson S., et al. A variant in the transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene is associated with an increased risk of gestational diabetes mellitus. Diabetologia. 2007; 50 (5): 972-9.
12. Gronek P., Gronek J., Lulinska-Kuklik E., Spieszny M., et al. Polygenic study of endurance-associated genetic markers NOS3 (Glu298Asp), BDKRB2 (-9/+9), UCP2 (Ala55Val), AMPD1 (Gln45Ter) and ACE (I/D) in Polish male half marathoners. J Hum Kinet. 2018; 64: 87-98. doi: 10.1515/ hukin-2017-0204.
13. Mestnikova E.N., Makharova N.V., Zkharova F.A., Akhmetov 1.1., Pinigina I.A. Interconnection of ACE and eNOS genes polymorphism with the level of arterial pressure among athletes of the Sakha (Yakutia) Republic. Pedagogiko-psikhologicheskie i medico-biologicheskie problemy fizicheskoy kul'tuty i sporta [Pedagogico-Phycological and Medico-Bio-
logical Problems of Physical Culture and Sports]. 2018; 13 (2): 243-50. doi: 10.14526/02_2018_332. (in Russian)
14. Raza S.T., Abbas S., Siddiqi Z., Mahdi F. Association between ACE (rs4646994), FABP2 (rs1799883), MTHFR (rs1801133), FTO (rs9939609) genes polymorphism and type 2 diabetes with dyslipidemia. Int J Mol Cell Med. 2017; 6 (2): 121-30. doi: 10.22088/acadpub.BUMS.6.2.6.
15. Al-Saikhan F.I., Abd-Elaziz M.A., Ashour R.H. Association between risk of type 2 diabetes mellitus and angiotensin-converting enzyme insertion/deletion gene polymorphisms in a Saudi Arabian population. Biomed Rep. 2017; 7 (1): 56-60. doi: 10.3892/br.2017.920.
16. Aggarwal P., Agarwal N., Das N., Dalal K. Association of polymorphisms in angiotensin-converting enzyme gene with gestational diabetes mellitus in Indian women. Int J Appl Basic Med Res. 2016; 6 (1): 31-7. doi: 10.4103/2229-516X.174006.
17. Jhawat V., Gupta S., Agarwal B.K., Roy P., et al. angiotensin converting enzyme gene insertion/deletion polymorphism is not responsible for antihypertensive therapy induced new onset of type 2 diabetes in essential hypertension. Clin Med Insights Endocrinol Diabetes. 2019; 12: 1179551418825037. doi: 10.1177/1179551418825037.
18. Dostálová Z., Bienertová-Vasku A.J., Vasku A., Gerychová R., et al. [Insertion-deletion polymorphism in the gene for angiotensin-converning enzyme (I/D ACE) in pregnant women with gestational diabetes]. Ceska Gy-nekol. 2006; 71 (5): 369-73.
19. Carranza-González L., León-Cachón R.B.R., González-Zavala M.A., Ríos-Ibarra C., et al. ACE, APOA5, and MTP gene polymorphisms analysis in relation to triglyceride and insulin levels in pediatric patients. Arch Med Res. 2018; 49 (2): 94-100. doi: 10.1016/j.arcmed.2018.04.013.
20. Kibitov A.O., Kurylev A.A., Brodyanskiy V.M., Chuprova N.A., et al. Combination of dopamine receptor D2 (DRD2-141C INS/DEL) and protein kinase PKK2 (DRD2/ANKK1TAQ1A) gene polymorphisms reduces genetic risk of paranoid schizophrenia. Sotsial'naya i klinicheskaya psihiatriya [Social and Clinical Psychiatry]. 2017; 27 (3): 72-63. (in Russian)
21. Alfimova M.V., Golimbet V.E., Korovaitseva G.I., Aksenova E.V.,. et al. The association of COMT and DRD2 gene polymorphisms with a cognitive ability to understand others in schizophrenic patients. Zhurnal nev-rologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova [S.S. Korsakov's Journal of Neurology and Psychiatry]. 2013; (8): 50-6. (in Russian)
22. Lawford B.R., Barnes M., Morris C.P., Noble E.P., et al. Dopamine 2 receptor genes are associated with raised blood glucose in schizophrenia. Can J Psychiatry. 2016; 61 (5): 291-7. doi: 10.1177/0706743716644765.
23. Barnard N.D., Noble E.P., Ritchie T., Cohen J., et al. D2 dopamine receptor Taq1A polymorphism, body weight, and dietary intake in type 2 diabetes. Nutrition. 2009; 25 (1): 58-65. doi: 10.1016/j.nut.2008.07.01.
24. Guigas B., de Leeuw van Weenen J.E., van Leeuwen N., Simonis-Bik A.M., et al. Sex-specific effects of naturally occurring variants in the dopamine receptor D2 locus on insulin secretion and type 2 diabetes susceptibility. Diabet Med. 2014; 31 (8): 1001-8. doi: 10.1111/dme.12464.
25. Heni M., Kullmann S., Ahlqvist E., Wagner R., et al. Interaction between the obesity-risk gene FTO and the dopamine D2 receptor gene ANKK1/TaqIA on insulin sensitivity. Diabetologia. 2016; 59 (12): 2622-31.
26. Sevgi M., Rigoux L., Kühn A.B., Mauer J., et al. An obesity-predisposing variant of the FTO gene regulates D2R-dependent reward learning. J Neurosci. 2015; 35 (36): 12 584-92. doi: 10.1523/JNEU-ROSCI.1589-15.2015.
