CC BY
13
Гены, ассоциированные с нарушениями липидного обмена и регуляции артериального давления, и психовегетативные изменения у молодых, относительно здоровых лиц
Шварц Ю. Г.1, Елькина А. Ю.1, Акимова Н. С.1, Мартынович Т. В.1, Федотов Э. А.2
!ГБОУ ВПО "Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского" Минздрава России. Саратов; 2ООО "Медицинский Di центр". Саратов, Россия
Цель. Изучить связь полиморфизма генов APOC3, PON1, AGT, AGTR1 и психовегетативных нарушений у молодых, относительно здоровых лиц.
Материал и методы. В исследовании приняли участие 75 здоровых добровольцев европеоидной расы в возрасте 20-25 лет. Психовегетативный статус оценивался с использованием тестов для выявления панических атак, оценки уровня тревоги, а также при помощи опросника для выявления вегетососудистой дистонии (ВСД). Критерием исключения было наличие органической патологии сердечно-сосудистой и центральной нервной систем. Полиморфизм генов идентифицировали методом пиросеквениро-вания дезоксирибонуклеиновой кислоты с помощью системы генетического анализа "PyroMark Q24".
Результаты. Наличие вегетососудистой дистонии, панических атак, а также повышенного уровня тревожности в большей степе-
ни было ассоциировано с присутствием в генотипе аллеля Т полиморфизма -482 C>T гена APOC3, аллеля М полиморфизма L55M А>Т гена PON1 и аллеля А — полиморфизма А1666С А>С гена AGTR1.
Заключение. Имеется связь полиморфизма генов, участвующих в обмене липидов и регуляции артериального давления, с психовегетативным статусом молодых, относительно здоровых лиц. Ключевые слова: генетический полиморфизм, панические атаки, вегетативная дистония.
Кардиоваскулярная терапия и профилактика, 2016; 15(6): 53-57 http://dx.doi.org/10.15829/1728-8800-2016-6-53-57
Поступила 22/03-2016 Принята к публикации 08/09-2016
The genes associated with lipid metabolism disorders and with blood pressure regulation, and psychovegetative changes in the young almost healthy persons
Shvarts Yu. G.1, Elkina A.Yu.1, Akimova N. S.1, Martynovich TV.1, Fedotov E. A.2
1V. I. Razumovskiy Research Institute of Cardiology of Saratov Medical University. Saratov; 2OOO "Medical Center Di". Saratov, Russia
Aim. To assess the relation of polymorphism of the genes APOC3, PON1, AGT, AGTR1 and psychovegetative disorders in young, relatively healthy persons.
Material and methods. Totally, 75 healthy volunteers included, white race, aged 20-25 y.o. Psychovegetative status was assessed with tests for panic attacks revealing, anxiety level assessment, as with the questionnaire for vegetovascular dystony. The inclusion criteria was organic pathology of cardiovascular and central nervous system. Genes polymorphism was identified with the method of pyrosequencing of desoxyribonucleic acid with the genetic analysis equipment "PyroMark Q24".
Results. The presence of vegetovascular dystony, panic attacks and increased level of anxiety was mostly associated with the presence of T polymorphism -482 C>T gene APOC3, allele M polymorphism L55M A>T gene PON1 and allele A — polymorphism A1666C A>C gene AGTR1. Conclusion. There is relation of genes polymorphism playing role in lipids metabolism and arterial pressure regulation, with psychovegetative status of the young, relatively healthy persons. Key words: genetic polymorhpism, panic attacks, vegetative dystony.
Cardiovascular Therapy and Prevention, 2016; 15(6): 53-57 http://dx.doi.org/10.15829/1728-8800-2016-6-53-57
АД — артериальное давление, ВСД — вегетососудистая дистония, ДНК—дезоксирибонуклеиновая кислота, SNP — Single-nucleotide polymorphism (полиморфизм единичных нуклеотидов), PHQ — Patient Health Questionnaire Panic Screening Questions — Опросник для выявления панических атак.
Введение
Вегетативные и психологические расстройства у лиц молодого возраста, безусловно, сказываются на качестве жизни, и увеличивают риск развития артериальной гипертензии и проявлений атеро-
склероза [1]. Наряду с этим очевидна вероятность "обратного" влияния ведущих факторов кардиова-скулярного риска на проявление психовегетативных расстройств, при этом данные расстройства, в частности — вегетососудистая дистония (ВСД),
*Автор, ответственный за переписку (Corresponding author):
Тел.: +7 (987) 832-22-34
e-mail: [email protected]
[Шварц Ю. Г. д.м.н., профессор, зав. кафедрой факультетской терапии лечебного факультета, Елькина А. Ю.* — интерн кафедры, Акимова Н. С. — д.м.н., ассистент кафедры, Мартынович Т. В. — ассистент кафедры, Федотов Э. А. — зав. отделением лабораторной диагностики].
часто создают диагностические и лечебные проблемы для практикующего кардиолога.
Вероятно, одним из факторов, влияющих на психовегетативный статус, может быть метаболизм липидов, поскольку холестерин является важным структурным компонентом головного мозга, обеспечивающим его нормальное функционирование. Холестерин участвует в образовании клеточных мембран, миелиновых оболочек, синтезе ряда гормонов [2]. Лабильность артериального давления (АД), в частности наследственно обусловленная, также играет не последнюю роль в возникновении психовегетативных нарушений.
Перспективным направлением в этом контексте является изучение генома человека и идентификация генов, мутации которых предрасполагают к развитию психовегетативных и сосудистых нарушений, и, в частности исследование влияния полиморфизма генов, участвующих в обмене липидов и регуляции АД, на вероятность развития подобных расстройств.
Наиболее частой причиной различий в структуре генов являются точечные мутации — замены единичных нуклеотидов, или, так называемый, полиморфизм единичных нуклеотидов (SNP — single-nucleotide polymorphism) [3]. Появляется все больше сообщений, что именно SNP, за счет формирования специфических аллелей генов, вносят важный вклад в фенотипические различия между людьми, в т.ч. касающиеся психовегетативного статуса и предрасположенности к целому ряду заболеваний [4]. В этой связи анализ полиморфизма нуклео-тидов генов, ассоциированных с факторами кардио-васкулярного риска, при развитии психовегетативных нарушений может быть весьма интересен.
Цель исследования — изучить связь полиморфизма генов APOC3, PON1, AGT, AGTR1 и психовегетативных нарушений у молодых, относительно здоровых лиц.
Материал и методы
В исследовании после информированного согласия приняли участие 75 здоровых добровольцев в возрасте 2025 лет (средний возраст — 21,4 лет), из них 36 мужского пола. Результаты проведенного обследования сообщались участникам только по их желанию. Протокол исследования был одобрен этическим комитетом.
Учитывая индивидуальность генетической структуры различных популяций, в исследование включались только лица европеоидной расы. Психовегетативный статус оценивали с использованием тестов для выявления панических атак PHQ (Patient Health Questionnaire Panic Screening Questions), для оценки уровня тревоги, а также при помощи опросника для выявления вегетативных изменений (Вейн А. М., 1998г). Критерием исключения стало наличие органической патологии сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, выявление которой проводилось путем сбора жалоб, анамнеза и объективного обследования.
Полиморфизм генов идентифицировали методом пиросеквенирования дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) с помощью системы генетического анализа "PyroMark Q24". Пиросеквенирование — метод определения нуклеотидной последовательности в режиме реального времени, основанный на детекции высвобождающегося пирофосфата при элонгации цепи ДНК в результате синтеза второй цепи ДНК на матрице одноцепочечной ДНК. Высвобождающийся пирофосфат проходит серию ферментативных реакций, в результате чего регистрируется хемилюминесцентный сигнал. Совокупность сигналов соответствует нуклеотидной последовательности анализируемого генетического локуса [5].
Материалом для исследования являлась венозная кровь, взятая в вакуумную пробирку с антикоагулянтом К2ЭДТА. Для экстракции ДНК использовали набор реагентов "ДНК-сорб-В" (производство ЦНИИ Эпидемиологии, г. Москва, кат. номер 103-20) в соответствии с прилагаемой инструкцией.
После экстракции ДНК проводили амплификацию исследуемых генетических локусов со специфическими биотинилированными праймерами. Использовали коммерческие наборы реагентов производства ЦНИИ Эпидемиологии, г. Москва "АмплиСенс Пироскрин ЛИПО-скрин-Д" и "АмплиСенс Пироскрин ТОНО-скрин" (кат. номера PMQ-013-50-F и PMQ-004-50-F, соответственно). Амплификацию проводили на приборе MAXYGENE (Axygen, США) по программе: 95° — 15 мин (1 цикл); 95° — 15 сек, 60° — 15 сек, 72° — 20 сек (45 циклов); 72° — 2 мин (1 цикл).
Продукты амплификации связывали с частицами сефарозы, покрытыми стрептавидином, для очистки и получения одноцепочечных фрагментов ДНК. Затем определяли нуклеотидную последовательность исследуемых генетических локусов в реакции пиросеквенирующе-го синтеза на приборе PyroMark Q24 (Qiagen, Германия) с использованием набора реагентов PyroMark Gold Q24 (Qiagen) и секвенирующих праймеров из соответствующих наборов "АмплиСенс Пироскрин" (указаны выше). При исследовании полиморфизмов применяли следующие последовательности для анализа: APOC3-455 C>T (rs2854116): CAC/TCCCCCAGCCCAAG APOC3-482 C>T (rs2854117): CT/CGGTCTTCTGT PON1 L55M A>T (rs854560): A/TGTCTTCAGA PON1 Q192R A>G (rs662): T/CGTAAGTAGG AGT T207M C>T (rs4762): G/ATGGACAGCA AGT M268T T>C (rs699): A/GTCAGGGAGCA AGTR1 A1666C A>C (rs5186): A/CTTAGCTACT
Поскольку объектом исследования являются охарактеризованные полиморфные локусы в геноме человека и положение однонуклеотидного полиморфизма известно, автоматическая обработка результата программным обеспечением прибора на основании относительной высоты пиков на пирограмме определяет гомо- или гетерозиготное состояние по полиморфному локусу со 100% специфичностью и чувствительностью.
Ген APOC3 кодирует аполипопротеин С3, который входит в состав липопротеинов очень низкой плотности, ингибирует липазы печени, тем самым участвуя в процессе распада триглицеридов и развитии атеросклероза и другой кардиоваскулярной патологии [6-9]. Анализировались две точечные мутации гена APOC3: -455 Т>С (rs2854116) и -482C>T (rs2854117).
Таблица 1
Взаимосвязь панических атак, уровня тревожности, наличия ВСД и полиморфных вариантов генов APOC3, PON1, AGT, AGTR1
APOC3 PON1 PON1 AGT AGT AGTR1
-482 C>T L55M A>T Q192R A>G T207M C>T M268T T>C A1666C A>C
rs2854117 rs854560 rs662 rs4762 rs699 rs5186
Панические атаки 0,372* 0,417* -0,133 -0,009 0,054 0,095
Уровень тревожности 0,561* 0,488* -0,318 0,128 -0,016 -0,428*
ВСД (Вейн) 0,467* 0,641* 0,232 -0,012 -0,132 -0,309
Примечание: * — статистическая значимость корреляции (p<0,05).
Ген PON1 кодирует фермент параоксоназу 1, ответственный за гидролиз широкого спектра фосфороргани-ческих соединений [10, 11]. Показано, что параоксоназа 1 обладает антиокислительным и антиатерогенным свойствами, препятствуя окислению липидов в липопротеины низкой плотности, дифференцировке моноцитов в макрофаги, захвату макрофагами окисленных липопротеи-нов низкой плотности и превращению их в пенистые клетки [12]. Изучался полиморфизм L55M A>T (rs854560) гена PON1.
Что касается гена, кодирующего ангиотензиновые рецепторы 1 типа (AGTR1), описано >50 его полиморфных вариантов, однако наибольшее клиническое значение имеет полиморфизм A1166C А>С (rs5186), который учитывался в настоящем исследовании.
Для обработки результатов использовались непараметрический корреляционный анализ (коэффициент Gamma), однофакторный и многофакторный дисперсионный анализы "ANOVA", посредством программы Statistica-6.0. Распределение частот генотипов изучаемых генов у обследуемых лиц проверялось на соответствие равновесию Харди-Вайнберга с помощью критерия X2.
Учитывая тот факт, что к изменению конечного продукта гена приводит наличие "мутантного" аллеля, находящегося в гомозиготном или гетерозиготном состоянии, а также относительно низкую частоту распространения в популяции гомозигот по "мутантному" аллелю, для статистической обработки полученных данных генотипы с наличием "мутантного" аллеля (гетерозиготы и гомозиготы) были объединены в одну группу, а дикие гомозиготы — в другую. Для корреляционного анализа гомозиготы по дикому гену кодировались как 1, гетерозиготы и гомозиготы по мутантному аллелю — 2.
Результаты
Распределение частот генотипов исследуемых генов у здоровых лиц соответствовало ожидаемому с учетом равновесия Харди-Вайнберга (p>0,98).
У обследуемых лиц с ВСД, панические атаки и повышенный уровень тревожности часто выявлялись одновременно. Такие расстройства встречались у 53,3%, 68% и 66,7% обследуемых, соответственно.
Тесную взаимосвязь между данными психовегетативными нарушениями подтверждает статистический (коэффициент Gamma колебался от 0,78 до 0,83) и клинический анализы. Частота указанных
нарушений в представленном исследовании была существенно выше, чем в популяции [13].
При корреляционном анализе были выявлены статистически значимые взаимосвязи наличия ВСД, панических атак, а также уровня тревожности с полиморфными вариантами изученных генов (таблица 1). Было установлено, что наличие в генотипе исследуемых мутантного аллеля Т полиморфизма -482 С>Т (^2854117) гена АРОС3 ассоциировано с более частой распространенностью ВСД, панических атак и повышенным уровнем тревожности у молодых, относительно здоровых лиц. Подобные результаты были выявлены и при наличии "аллеля риска" в генотипе полиморфизма L55M (ге854560) гена PON1. В то же время, наличие аллеля С полиморфизма А1666С А>С (ге5186) гена АЭТМ имело отрицательную корреляционную зависимость с уровнем тревожности. Достоверная взаимосвязь полиморфизма Т207М С>Т и М268Т Т>С гена АЭТ с наличием психовегетативных нарушений отсутствовала.
Результаты корреляционного анализа были дополнены и подтверждены анализом распределения частот полиморфных вариантов генов в зависимости от особенностей психовегетативного статуса. Наличие ВСД, панических атак, а также повышенного уровня тревожности в большей степени было ассоциировано с наличием в генотипе мутантных аллелей полиморфизма -482 С>Т гена АРОС3 и L55M А>Т гена PON1 и диких — полиморфизма А1666С А>С гена AGTR1 (таблица 2).
Обсуждение
Распределение частот полиморфизма -482 С>Т (^2854117) гена АРОС3; L55M (^854560) гена PON1; А1666С А>С (ге5186) гена АЭТВ.1 у обследованных позволяет считать выборку в основном репрезентативной. Типичность описываемого контингента также подтверждается взаимосвязью между ВСД, паническими атаками и уровнем тревожности. Высокая частота распространения психовегетативных изменений у обследуемых лиц по сравнению с распространенностью данных нарушений в популяции, возможно, связана с особенностью контингента, а именно: молодой возраст обследуемых,
Таблица 2
Взаимосвязь наличия панических атак, ВСД, повышенного уровня тревожности у лиц с "диким" и "мутантными" аллелями полиморфизма генов APOC3, PON1, AGTR1
Ген APOC3 -482 C>T rs2854117 Р PON1 L55M A>T rs854560 p AGTRl A1666C A>C rs5186 p
Аллель гена Дикий аллель Мутантный аллель Дикий аллель Мутантный аллель Дикий аллель Мутантный аллель
Панические атаки Отсутствие % 57,1 42,9 0,08 60,0 40,0 0,16 60,0 40,0 0,5
Наличие % 38,4 61,5 46,1 53,9 57,5 42,5
Уровень Отсутствие % 66,6 33,3 0,03 62,5 37,5 0,17 48,0 52,0 0,1
тревожности Наличие % 38,0 62,0 48,00 52,0 64,0 36,0
ВСД (Вейн) Отсутствие % 61,5 38,5 0,04 73,0 26,9 0,01 48,0 52,0 0,1
Наличие % 39,6 60,4 41,7 58,3 64,0 36,0
а также с нарастанием в последние десятилетия частоты психологических расстройств [14].
По данным литературы, наличие в генотипе аллеля риска 482T гена АРОС3 играет важную роль в развитии атеросклероза и метаболического синдрома, а также в увеличении риска развития ишеми-ческой болезни сердца [6-9]. Возможно, ассоциированное с присутствием мутантного аллеля данного полиморфизма гена АРОС3 наличие ВСД, панических атак и повышенного уровня тревожности обусловлено его опосредованным влиянием на нервную систему, через участие в регуляции процесса распада триглицеридов.
Полиморфизм L55M A>T (rs854560) гена PON1 определяет содержание параоксоназы 1 в крови, а именно, наличие аллеля 55L в генотипе связано с более низким содержанием фермента по сравнению с вариантом 55М [10]. Однако более высокое содержание параоксоназы 1 у лиц-носителей аллеля 55М приводит к понижению стабильности параоксоназы 1, что может резко снижать ее активность, особенно под действием внешних факторов, например, таких, как курение [15]. Психовегетативные нарушения, ассоциированные с присутствием в генотипе 55М аллеля полиморфизма L55M A>T гена PON1, у обследованных лиц, вероятно, могут быть обусловлены меньшей стабильностью фермента параоксоназы в сыворотке крови, и, следовательно, снижением антиокислительных и антиатерогенных свойств данного фермента, что, в свою очередь, приводит к изменению функционирования нервной системы и развитию ее дисфункции. Необходимо отметить, что данных о непосредственной взаимосвязи этих полиморфизмов с какими-либо характеристиками центральной нервной системы в современной литературе обнаружить не удалось. Нельзя при этом исключить, что известное негативное значение тревожности в отношении прогноза развития кар-диоваскулярных катастроф реализуется опосредованно, в т. ч. за счет ассоциации психовегетативных
нарушений с указанными генетическими факторами риска.
Что касается генов, связанных с регуляцией АД, то логично было бы предположить, что наличие в генотипе молодых лиц аллелей риска генов АЭТ и АЭТШ, ассоциированных с повышенным содержанием ангиотензина II, что, как известно, негативно отражается на функции эндотелия и тонусе сосудов, может быть связано с повышенным уровнем тревожности, наличием панических атак, ВСД [16]. Однако полученные результаты свидетельствуют об обратной зависимости данных психовегетативных изменений от полиморфизма А1666С А>С гена АЭТШ. Возможно, при повышении активности рецептора, по механизму обратной связи, происходит снижение выработки ангиотензина II, что предупреждает появление психовегетативных нарушений в молодом возрасте. Очевидно, этот вопрос требует дальнейшего изучения, в т.ч. и с определением уровня ангиотензина II в сыворотке крови.
Учитывая сложность взаимодействия аллель-ных и неаллельных генов между собой, наличие множества средовых факторов, способных вносить изменения в психовегетативный статус и экспрессию генов, а также сложность формирования психовегетативных показателей, нельзя с уверенностью говорить о прямой зависимости данных характеристик от полиморфизма изучаемых генов. Вместе с тем, выявленные мутации могут являться маркером риска развития психовегетативных расстройств. Установленные в работе ассоциации — достаточное основание для дополнительных исследований механизмов развития сосудистой дистонии и артериальной гипертонии. С учетом числа обследованных эта работа может быть только "пилотной", но при этом весьма полезной для проведения более масштабных исследований клинико-генетических ассоциаций.
Заключение
ВСД, панические атаки, а также повышенный уровень тревожности, вероятно, ассоциированы
с наличием в генотипе мутантных аллелей полиморфизма -482 C>T гена APOC3 и L55M А>Т гена PON1 и диких — полиморфизма А1666С А>С гена AGTR1, что может свидетельствовать о прямом или опосре-
Литература
1. Allgulander C. Anxiety as a risk factor in cardiovascular disease. Pub Med 2016; 29(1): 13-7.
2. Cathcart K, Patel A, Dies H, et al. Effect of Cholesterol on the Structure of a Five-Component Mitochondria-Like Phospholipid Membrane. Pub Med; 2015; 5(4): 664-84.
3. Wang Z. SNP's, protein structure and disease. Hum Mutat 2001; 17: 263-70.
4. Otowa T, Hek K, Lee M, et al. Meta-analysis of genome-wide association studies of anxiety disorders. JAMA Psychiatry 2015; 72(7): 642-50.
5. Mironov KO, Dunaeva EA, Dribnohodova OP. Detection of genetic polymorphisms using genetic analysis systems based on pyrosequencing. Modern medical technologies 2011; 3: 39-41. Russian (Миронов К. О., Дунаева Е. А., Дрибноходова О. П. Детекция генетических полиморфизмов с помощью систем генетического анализа на основе пиросеквенирования. Современные медицинские технологии 2011; 3: 39-41).
6. Olivieri O, Martinelli N, Girelli G, et al. Apolipoprotein C III predicts cardiovascular mortality in severe coronary artery disease and is associated with an enhanced thrombin generation. J Thromb Haemost 2010; 8: 463-71.
7. Barrett HR, Chan DC, Ooi EMM, et al. Apolipoprotein C III: understanding an emerging risk factor. Clin Sci 2008; 114: 611-24.
8. Crosby J, Peloso GM, Auer PL, et al. Loss-of-function mutations in APOC3, triglycerides, and coronary disease. N Engl J Med 2014; 371(1): 22-31.
9. Mendivil CO, Rimm EB, Furtado J, et al. Low-density lipoproteins containing apolipoprotein C-III and the risk of coronary heart disease. Circulation 2011; 124(19): 2065-72.
дованном влиянии на регуляцию сосудистого тонуса и психовегетативный статус полиморфизма генов, участвующих в обмене липидов и контроле АД у молодых, относительно здоровых лиц.
10. Kurdjukov ID. Paraoxonase-1: genetic, biochemical and toxicological aspects. Toxicological Review 2011; 1:48-55. Russian (Курдюков И. Д. Параоксоназа-1: генетические, биохимические и токсикологические аспекты. Токсикологический вестник 2011; 1: 48-55).
11. Aviram M, Rosenblat M. Paraoxonases and cardiovascular disease: pharmacological and nutritional influences. Curr Opin Lipidol 2005; 16(4): 393-9.
12. Mackness MI, Arrol S, Durrington PN. Paraoxonase prevents accumulation of lipoperoxides in low-density lipoprotein. FEBS Lett 1991; 286(1): 152-4.
13. Fursova MV. Complex treatment of panic disorder. Medical Scientific J 2006; 3: 84-6. Russian (Фурсова М. В. Комплексное лечение панического расстройства. Медицинский научно-практический журнал 2006; 3: 84-6).
14. Terri L, Kathryn P. The Experience of Panic Symptoms across Racial Groups in a Student Sample. J Anxiety Disord 2010; 24(8): 873-8.
15. Mouhamed HD, Ezzaher A, Mechri A, et al. Effect of cigarette smoking on paraoxonase 1 activity according to PON1 L55M and PON1 Q192R gene polymorphisms. Environ. Health Prev Med 2012; 17(4): 316-21.
16. Sethupathy P, Borel C, Gagnebin M, et al. Human microRNA-155 on chromosome 21 differentially interacts with its polymorphic target in the AGTR1 3' untranslated region: a mechanism for functional single-nucleotide polymorphisms related to phenotypes. Am J Hum Genet 2007; 81(2): 405-13.
