CC BY
29
УДК 616.211-002(045)
ОСОБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИИ РИБОСОМНЫХ ГЕНОВ ПРИ АЛЛЕРГИЧЕСКОМ РИНИТЕ У ДЕТЕЙ
© 2016 Н. В. Горяинова 1, В. П. Иванов 2, Е. В. Трубникова 3 А. С. Белоус 4
1канд. биол. наук, ст. преподаватель кафедры биологии, медицинской генетики и экологии КГМУ 2докт. мед. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий каф. биологии, медицинской генетики и экологии КГМУ, гл. науч. сотрудник НИЛ «Генетика» КГУ 3докт. биол. наук, заведующая НИЛ «Генетика» КГУ e-mail: tr_e@list.ru 4канд. мед. наук, ст. научный сотрудник НИЛ «Генетика» КГУ e-mail: star_n@inbox.ru
Курский государственный университет, НИЛ «Генетика» Курский государственный медицинский университет
Получены данные, свидетельствующие о наличии взаимосвязи показателей функциональной активности рибосомных генов и некоторых клинических показателей у детей с аллергическим ринитом. Установлено, что при аллергическом рините наблюдается снижение активности рибосомных генов по сравнению с контрольной группой. Наличие взаимосвязи показателя периода заболевания и показателей функциональной активности рибосомных генов может являться дополнительной характеристикой при прогнозировании развития заболевания
Ключевые слова: аллергический ринит, функциональная активность рибосомных
генов.
Аллергические заболевания детского возраста - одна из актуальных проблем современной педиатрии. Они характеризуются широкой распространенностью, постоянно растет их количество и тяжесть течения. Это связано, прежде всего, с ухудшением экологической обстановки, увеличением выбросов выхлопных газов, отходов промышленных производств, появлением в быту множества синтетических материалов, красителей и других веществ, которые являются аллергенами, а следовательно, и способствуют распространению аллергических заболеваний. Широкое и бесконтрольное использование лекарственных препаратов также приводит к росту числа аллергических реакций. Повышенная чувствительность к лекарственным веществам часто возникает вследствие необоснованного применения одновременно нескольких препаратов, бесконтрольного приема антибиотиков, недостаточных знаний врачами фармакокинетики лекарственных препаратов. В возникновении аллергических заболеваний играет роль влияние климатических факторов, наследственности, общесоматической патологии, характера питания и др.
В патогенезе аллергопатологии многие вопросы остаются открытыми. Однако неоспоримым остается тот факт, что в основе его формирования лежит комплекс генетических, иммунных и средовых факторов. Большинство исследований в области детской аллергологии направлены на поиск таких показателей, которые могут быть связаны с наибольшим числом морфофункциональных систем организма. Одним из таких показателей может рассматриваться активность белоксинтезирующего аппарата,
отражением работы которого может служить функциональная активность рибосомных генов.
К настоящему времени накоплены работы по изучению функциональной активности рибосомных генов при различных мультифакториальных патологиях. Изучены изменения активности рибосомных генов, а также их взаимосвязь с фенотипическими проявлениями при различных опухолевых заболеваниях (злокачественных лимфомах, острых лейкозах), при язвенных поражениях желудка и двенадцатиперстной кишки, миомах матки, ревматоидном артрите и т.д.
В то же время в литературе крайне недостаточно освещены вопросы, касающиеся комплексной оценки работы белоксинтезирующего аппарата и фенотипических проявлений при аллергопатологии детского возраста.
Одной из самых распространенных аллергических патологий является аллергический ринит (АР). Это заболевание слизистой оболочки носа, основой которого является аллергическое воспаление, вызываемое причинно-значимым аллергеном, клинически проявляющееся обильной ринореей, назальной блокадой, зудом в полости носа, повторяющимся чиханием и нередко аносмией.
Аллергический ринит - весьма распространенное заболевание, встречающееся во многих развитых странах мира и поражающее около 10-20% общей популяции. В последнее десятилетие отмечается увеличение частоты встречаемости АР в 4-6 раз. При этом показано, что наиболее часто АР встречается у детей 13-14 лет. При этом отмечаются гиподиагностика и поздняя диагностика АР (у большинства детей этот диагноз выставляется в 6-8 лет, тогда как первые его проявления отмечаются, как правило, уже со второго года жизни) [Hovell et al. 1975; Аллергический ринит... 2001, 2010].
Непосредственной причиной АР выступает сенсибилизация к аллергенам клещей домашней пыли (Dermatophagoides pteronyssinus и Dermatophagoides farinae), домашних животных и синантропных животных и насекомых, спорам плесневых грибов, распространенных в домах (Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Candida) и т.д. Также течение часто усугубляется сенсибилизацией к пыльце растений. Реже причиной обострения является сенсибилизация к пищевым и лекарственным аллергенам [Намазова и соавт. 2002; Аллергический ринит. 2001, Реброва 2006].
К основным факторам риска возникновения АР относят наследственную предрасположенность к аллергическим заболеваниям, курение матери во время беременности, а также пассивное курение детей, перенесение матерью во время беременности инфекционных заболеваний, неблагоприятная экологическая обстановка [Hovell 1977; Аллергический ринит. 2010].
Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что АР очень часто сочетается с бронхиальной астмой (по данным британских авторов, у 45% больных АР предшествует появлению астмы, 35% заболевают одновременно АР и бронхиальной астмой, и лишь у 20% астма появляется раньше ринита). Воспалительный ответ в слизистой оболочке как верхних, так и нижних дыхательных путей поддерживается и усиливается взаимосвязанными механизмами. При этом провокация бронхов может вызывать воспаление слизистой оболочки полости носа, а провокация носа ведет к воспалению бронхов [Eseverri et al. 1998; Hovell 1977; Аллахвердиева, Сафаралиева 2007].
Ринит является IgE-опосредованным заболеванием и относится к аллергическим реакциям немедленного типа.
Все вышеизложенное определило актуальность исследования показателей белоксинтезирующего аппарата при аллергическом рините на примере исследования функциональной активности рибосомных генов.
Целью представленной работы явилось изучение взаимозависимости показателей функциональной активности рибосомных генов и показателей клинической картины аллергического ринита.
Клиническая картина заболевания изучалась на выборке из 67 детей, постоянно проживающих на территории Курской области. Контрольную группу составили 50 относительно здоровых доноров.
Получение хромосомных препаратов проводили по стандартной методике полумикрометодом из лимфоцитов периферической крови человека. Методика получения цитогенетических препаратов включала ряд последовательных процедур: постановка культуры клеток на посев, колхицинизация, гипотонизация, фиксация, окрашивание. Для выявления районов ядрышковых организаторов использовался метод дифференциальной окраски хромосом нитратом серебра, предложенный Howell и Black с некоторыми модификациями [Ильина 2000; Сабанаева 1989; Урбах 1975].
Для каждого случая средний показатель суммарной активности 10 ЯОР рассчитывался без кариотипирования хромосом в 20 клетках. Количество активных РГ лимфоцитов периферической крови оценивалось визуально по пятибалльной шкале: 0 -отсутствие окраски; 1 - слабая окраска (размер преципитата серебра меньше ширины хроматиды); 2 - средняя степень окраски (размер преципитата серебра не больше ширины хроматиды); 3 - сильная (размер преципитата серебра больше ширины хроматиды); 4 - очень сильная (Ag-блоки представлены крупными конгломератами). Для анализа отбирались метафазные пластинки с завершенной Ag-окраской.
Помимо оценки общей функциональной активности рибосомных генов учитывались показатель активности рибосомных генов отдельно по хромосомам групп D и G. Отдельно подсчитывалось число активных рибосомных цистронов (число окрашенных метафазных хромосом). Также учитывалась ассоциативная активность. За ассоциацию принималась структура, состоящая из акроцентрических хромосом, взаимно ориентированных короткими плечами с расстоянием между ними менее толщины хроматиды. Для индивида подсчитывалось среднее число хромосом в ассоциациях и среднее число ассоциаций акроцентрических хромосом на одну клетку.
Статистический анализ полученных данных проводился на ПК с использованием пакета прикладных программ Statist^a 6.0 фирмы StatSoft Inc. (США) и MS Excel.
Обработка данных осуществлялась по стандартным методикам вариационной статистики [Балаболкин и соавт. 1991; Детская аллергология 2006; Лакин 1990].
Распределение выборки соответствовало нормальному, поэтому при описании количественных признаков использовались параметры нормального распределения: среднее значение, среднеквадратичное отклонение, минимальные и максимальные значения признака, несмещенная дисперсия [Балаболкин и соавт. 1991; Лакин 1990]. При обработке качественных показателей вычислялись: размер выборочной доли в процентах и ошибка выборочной доли. Для проверки достоверности различий между совокупностями использовались параметрические критерии Стьюдента и Фишера [Лакин 1990]. Уровень значимости принимали р<0,05.
Для выявления связей между признаками использовался корреляционный анализ.
Исследование клинической картины детей с аллергическим ринитом показало следующие результаты.
Средний возраст манифеста заболевания составил 5,82 года. В среднем в первый год заболевания наблюдалось 4,51 обострения. Основными факторами, провоцирующими обострения, в большинстве случаев было перенесение ОРЗ (43,28%) и изменение метеоситуации (22,39%). Также у многих детей вызывали обострения пищевые аллергены и бытовая пыль (по 10,45% соответственно). Основными
триггерами в дебюте также в большинстве случаев служило ОРЗ (46,27%), перемена погоды (13,43%) и различные экологические воздействия (13,73%). В то же время в большинстве случаев обострения не были связаны с определенным временем года (59,70%), в 20,90% случаев они возникали осенью и в 11,94% случаев приходилось на весну.
Наибольшая сенсибилизация была выявлена к пыльцевым аллергенам (49,23%), что соответствует литературным данным. В 23,08% случаев отсутствовала сенсибилизация к какой-либо определенной группе аллергенов.
В качестве сопутствующих заболеваний в 20,90% случаев наблюдалась бронхиальная астма, в 17,91% случаев - атопический дерматит, в 14,93% случаев -аллергический конъюнктивит и также в 14,93% случаев - хронический бронхит.
В большинстве случаев заболевание протекало со средней степенью тяжести (82,09%), в легкой форме - в 16,42% случаев. В тяжелой форме заболевание протекало лишь в 1,49% случаев. По характеру течения заболевание протекало без изменений у 73,13% детей с АР, в 20,90% случаев наблюдалось улучшение течения заболевания. При этом на момент исследования большинство детей находились в состоянии неполной ремиссии (91,04%), в состоянии обострения находились 5,97% обследуемых и в состоянии полной ремиссии - 2,99%.
В 58,21% случаев наблюдалась периодическая заложенность носа, в 40,30% случаев - постоянная. Зуд носа наблюдался периодически в 64,18% случаев, постоянно - в 25,37% случаев, отсутствовал у 10,45% обследуемых. Изучение характера отделяемого показало, что в большинстве случаев оно носило слизисто-гнойный характер (86,57%), в 8,95% случаев - слизистый и в 4,48% случаев - гнойный.
Изучение иммунограммы показало, что содержание сывороточного иммуноглобулина Е у детей с АР составляет 301,60 МЕ. Также детям была проведена циториноскопия. При этом содержание лимфоцитов было 6,58%, нейтрофилов -76,68% и эозинофилов - 12,27%.
Проведенное цитогенетическое исследование показало, что функциональная активность рибосомных генов (ФАРГ) при АР составляет 18,76 усл.ед., что ниже такового показателя в контрольной группе детей (различия достоверны, 1=2,31). При этом по остальным показателям ФАРГ различий между группой детей с АР и контрольной группой обнаружено не было. Описанные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительная характеристика показателей ФАРГ при аллергическом рините у детей и в норме
№ Показатель АР (N=67) Контроль (N=50) t F
X±Sx 2 О X±Sx 2 О
1 ФАРГ по 10 хромосомам 18,77±0,16 1,80 19,38±0,22 2,33 2,31* 1,29
2 ФАРГ по Э-хромосомам 11,27±0,15 1,48 11,66±0,17 1,46 1,72 1,01
3 ФАРГ по О-хромосомам 7,50±0,14 1,26 7,72±0,19 1,75 1,00 1,39
4 Число активных рибосомных цистронов 8,52±0,07 0,30 8,63±0,08 0,35 1,04 1,18
5 Число ассоциаций акроцентрических хромосом 0,82±0,04 0,12 0,81±0,05 0,13 0,12 1,06
6 Число акроцентрических хромосом, вступивших в ассоциации 1,81±0,10 0,64 1,77±0,12 0,69 0,26 1,08
* различия статистически достоверны при р<0,05
Для выявления более тесных различий в работе белоксинтезирующего аппарата клетки между группой детей с АР и контрольной группой был проведен корреляционный анализ (табл. 2).
Таблица 2
Матрица корреляций показателей функциональной активности рибосомных генов у детей с АР и контрольной группы
Группа детей с АР
1 2 3 4 5 6
1 1,00
2 0,61 1,00
3 0,50 -0,38 1,00
4 0,47 0,23 0,29 1,00
5 0,07 0,13 -0,06 0,13 1,00
6 0,06 0,14 -0,09 0,07 0,96 1,00
Выделены статистически значимые различия (р<0,05) Контрольная группа
1 2 3 4 5 6
1 1,00
2 0,55 1,00
3 0,65 -0,27 1,00
4 0,55 0,16 0,49 1,00
5 -0,10 0,06 -0,16 -0,02 1,00
6 -0,10 0,07 -0,18 -0,02 0,98 1,00
Выделены статистически значимые различия (р<0,05)
1 - ФАРГ, 2 - ФАРГ по Б-хромосомам, 3 - ФАРГ по О-хромосомам, 4 -количество активных рибосомных цистронов, 5 - число ассоциаций акроцентрических хромосом, 6 - число акроцентрических хромосом, вступивших в ассоциации
Анализ представленной матрицы свидетельствует о наличии тесной взаимосвязи показателей ФАРГ между собой.
Использование линейно-дискриминантного анализа позволило сравнить матрицы корреляций группы детей с АР и контрольной группы между собой. Величина полученного Б-отношения превышает табличное значение и свидетельствует о наличии статистически значимых различий в характере взаимодействия показателей ФАРГ между собой в группе детей с АР и контрольной группе (табл. 3).
Таблица 3
Величина Б-отношения между корреляционными матрицами показателей ФАРГ
в сравниваемых группах
Величина Б
Наблюдаемое значение 5,36*
Теоретически ожидаемое 2,21
* различия статистически достоверны при р<0,05
Уменьшение ФАРГ при АР по сравнению с контролем свидетельствует о существенных изменениях в работе белоксинтезирующего аппарата клетки.
Исходя из поставленной цели, необходимо было выявить взаимосвязи уровня экспрессии рибосомных генов и клинических особенностей течения АР.
Анализ взаимосвязи клинических характеристик с уровнем экспрессии РГ позволил выявить ряд корреляционных взаимосвязей на статистически значимом уровне между рассматриваемыми показателями. Так уровень общей ФАРГ коррелировал с показателем числа лимфоцитов по данным циториноскопии, связь носила прямой характер (г=0,28), с показателем количества лимфоцитов по данным циториноскопии в прямой корреляционной зависимости был уровень ФАРГ по Б-хромосомам (г=0,27). С количественным содержанием эозинофилов по данным циториноскопии в прямой корреляционной зависимости находился показатель ФАРГ по О-хромосомам (г=0,30). В то же время установлена корреляционная связь обратной направленности между количеством активных рибосомных цистронов и характером заложенности носа ребенка (г=-0,26). Также необходимо отметить статистически значимую корреляционную связь прямой направленности показателя периода заболевания ребенка с показателем числа хромосом, вступивших в ассоциации (г=0,29). Таким образом, на стадии ремиссии увеличивается экспрессия РГ (табл. 4).
Таблица 4
Матрица корреляций клинических и цитогенетических характеристик детей с аллергическим ринитом
Период заболевания Заложенность носа Циторино-скопия лимфоцитов, % Циторино-скопия эозинофилов, %
ФАРГ по 10 хромосомам 0,28
ФАРГ по D-хромосомам 0,27
ФАРГ по G-хромосомам 0,30
Число активных рибосомных цистронов 0,26
Число акроцентрических хромосом, вступивших в ассоциации 0,29
Полученные данные свидетельствуют о вовлеченности экспрессии рибосомных генов в патогенез аллергического ринита в детском возрасте. Таким образом,
1) при аллергическом рините наблюдается снижение уровня функциональной активности рибосомных генов по сравнению с контрольной группой; при этом также выявлены различия в характере взаимодействия показателей ФАРГ между собой в контрольной и экспериментальной группах;
2) обнаружены корреляционные взаимосвязи показателей ФАРГ и клинических характеристик детей с АР. Связи носят слабо выраженный и умеренный характер;
3) наличие корреляционной взаимосвязи периода заболевания и одного из показателей ФАРГ может являться дополнительной характеристикой при прогнозировании развития заболевания.
Библиографический список
Eseverri J.L. Epidemiology and chronology of allergic diseases and their risk factors / J.L. Eseverri, М. Cozzo, А.М. Marin et al. // Allergol. Immunopathol. 1998. Vol.26, №3. P. 90-97.
Howell W.M. Differential staining of the satellite of human acrocentric chromosomes / W.M. Howell, T.E. Denton, I.R. Piamons // Experientia. 1975. Vol. 31. P. 260-265.
Howell W.M. Visualization of ribosomal gene activity: silver stains proteins associated with rRNA transcribed from oocyte chromosomes // Chromosome. 1977. Vol. 62, №4. P.1234-1238.
Аллахвердиева Л.И., Сафаралиева Э.С. Цитокиновый мониторинг у детей с аллергическим ринитом // Аллергология и иммунология. 2007. Т. 8, №1. С. 29-30.
Намазова Л.С. Аллергический ринит / Л.С. Намазова, Н.И. Вознесенская, Р.М. Торшхоева, НЕ. Эфендиева // Consilium Medicum. 2002. Т.5, №10. URL: http://old.consilium-medicum.com/media/consilium/02_10c/22.shtml (дата обращения: 13.08.2016).
Аллергический ринит и его влияние на астму, 2008 г. Ч. 3 // Российский аллергологический журнал. 2010. №1. С. 74-87.
Аллергический ринит и его влияние на течение астмы // Аллергология. 2001. №3. С. 45-56.
Балаболкин И.И. Влияние экологических факторов на распространенность и течение аллергических заболеваний у детей / И.И. Балаболкин, А.А.Ефимова, М.М. Бржовский и др. // Иммунология. 1991. №4. С. 34-37.
Детская аллергология. Руководство для врачей. / под ред. А.А. Баранова, И.И. Балаболкина. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. 688 с.
Ильина Н.И. Аллергический ринит // Consilium Medicum. 2000. Т.1, №1. URL: http://old.consilium-medicum.com/media/consilium/00_08/338.shtml (дата обращения: 13.08.2016).
Лакин Г.Ф. Биометрия: учеб. пособие для биол. спец вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. школа, 1990. 352 с.
Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: МедиаСфера, 2006. 312с.
Сабанаева Е.В. Специфичность окрашивания ядрышковых организаторов азотнокислым серебром // Цитология. 1989. Т.31, №1. С. 5-14.
Урбах В.Ю. Статистический анализ в биохимических и медицинских исследованиях. М.: Медицина, 1975. 296 с.
