CC BY
49
КЛИНИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА В ДЕТСКОЙ КАРДИОЛОГИИ
© Коллектив авторов, 2010
С.В. Кузьмина1, О.А. Мутафьян1, В.И. Ларионова2
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ РЕНИН-АНГИОТЕНЗИН-АЛЬДОСТЕРОНОВОЙ СИСТЕМЫ И ОСОБЕННОСТИ СОСТОЯНИЯ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ С АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ
!ГОУ ДПО СПбМАПО Росздрава, 2ГОУ ВПО СПбГПМА Росздрава, Санкт-Петербург
Исследовано состояние вегетативной нервной системы (ВНС) и распределение аллелей и генотипов по полиморфизмам генов ренин—ангиотензин—альдостероновой системы: гена ангиотензинпревра-щающего фермента (АСЕ), гена ангиотензиногена (AGT), гена рецептора ангиотензина II 1-го типа (AGTR1) у 85 детей с артериальной гипертензией (АГ). Дисфункция ВНС выявлена у всех детей и подростков с АГ. Преимущественно определялась исходная симпатикотония и избыточный ответ симпатической нервной системы в условиях нагрузки. Обнаружено повышение частоты аллеля D полиморфизма I/D гена АСЕ у детей с исходной симпатикотонией и эйтонией, а также у детей с избыточным вариантом вегетативного обеспечения гемодинамики. Выявлено увеличение частоты аллеля 235Т М235Т полиморфизма гена AGT детей и подростков с АГ со всеми патологическими вариантами вегетативного обеспечения. Найдено увеличение частоты аллеля 1166С полиморфизма А1166С гена AGTR1 у детей с парасимпатической вегетативной реактивностью. Ключевые слова: дети, подростки, артериальная гипертензия, вегетативная нервная система, ренин-ангиотензин-альдостероновая система, полиморфизм генов.
State of autonomic nervous system (ANS) and distribution of alleles and genotypes and gene polymorphism of renin—angiotensin—aldosterone system genes were studied in 85 children with arterial hypertension (AH). Next genes were studied: gene of angiotensin-converting enzyme (ACE), gene of angiotensinogen (AGT), gene of angiotensin-II receptor type first (AGTR1). Autonomic system dysfunction occurred in all children and adolescents with AH. Initial hypersympatocotonia and excessive response of sympathetic system on load were main types of disorders. Rate of D-allele and I/D polymorphism of ACE gene were increased in children with initial hypersympatocotonia and in children with excessive autonomic provision of circulation. Rate of 235T-allele M235T polymorphism of AGT gene was increased in children and adolescents with all the variants of abnormal autonomic provision. Rate of allele 1166C polymorphism A1166C in AGTR1 gene was increased in patients with parasympathetic autonomic response.
Key words: children, adolescents, arterial hypertension, autonomic nervous system, renin-angiotensin-aldosterone system, gene polymorphism.
Артериальная гипертензия (АГ) у детей и подростков, по данным разных авторов, обнаруживается в 1-18% случаев [1, 2]. Известно, что ведущая роль в контроле артериального давления (АД) принадлежит симпатическому отделу вегетативной нервной системы (ВНС) и ренин-ангиотензин-альдостероновой системе (РААС). Установлено,
что нарушения в функционировании симпатической нервной системы ответственны за повышение АД в начальной фазе становления АГ [3]. Клинические исследования показывают, что у детей с АГ имеется дисфункция ВНС, как по сим-патикотоническому типу, так и по ваготоничес-кому типу [4-6]. В настоящее время изучаются
Контактная информация:
Кузьмина Светлана Владимировна - асс. каф. педиатрии и детской кардиологии
ГОУ ДПО СПбМАПО Росздрава
Адрес: 191015 г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41
Тел.: (812) 710-32-23, E-mail: svk0306@gmail.com
Статья поступила 29.04.10, принята к печати 25.06.11.
структурные полиморфизмы генов РААС [7, 8], а также, учитывая совместную регуляцию АД вегетативной нервной системой и РААС, исследуется ассоциация нарушений вегетативной регуляции АД с полиморфизмами генов РААС [9].
Целью работы явилась оценка состояния ВНС у детей с АГ, изучение распределения аллелей и генотипов по полиморфизмам генов РААС (гена ангиотензинпревращающего фермента (АСЕ), гена ангиотензиногена (AGT), гена рецептора ангио-тензина II 1-го типа (AGTR1)) в зависимости от вегетативного статуса, вегетативной реактивности и вегетативного обеспечения.
Материалы и методы исследования
В исследование включены 85 детей и подростков с АГ в возрасте от 5 до 17 лет (75 мальчиков и 10 девочек, средний возраст 14,8±2,4 лет), находившихся на обследовании и лечении в ДГБ № 19 г. Санкт-Петербурга.
Диагноз АГ устанавливали согласно рекомендациям ВНОК и Ассоциации детских кардиологов России [10].
Вегетативный (исходный) тонус (ИВТ) оценивали с помощью таблиц А.М. Вейна, модифицированных Н.А. Белоконь, и данных кардиоинтервалографии (КИГ). Исходно определяли эйтонию, симпатикотонию и ваготонию. Вегетативное обеспечение деятельности (ВОД) оценивали с помощью клиноортостатичес-кой пробы (КОП). В зависимости от изменения ЧСС и АД в ходе выполнения пробы выделяли следующие варианты КОП: гиперсимпатикотонический, гипердиа-столический, асимпатикотонический, симпатикоасте-нический, астеносимпатический, а также нормальная реакция на КОП. Избыточное вегетативное обеспечение определяли при наличии гиперсимпатикотонического и астеносимпатического вариантов КОП, недостаточное - при наличии гипердиастолического, асимпатикото-нического, симпатикоастенического вариантов КОП. Вегетативную реактивность (ВР) определяли с помощью КИГ, выделяли гиперсимпатикотоничекий, ваго-тонический и нормальный виды ВР.
ДНК выделяли из венозной крови методом фенол-хлороформной экстракции [11]. Выделенную ДНК использовали для амплификации анализируемых участков изучаемых генов. Амплификацию ДНК выполняли путем полимеразно-цепной реакции (ПЦР) на автоматическом термоциклере «Biometra» (Germany).
Для амплификации I/D полиморфизма гена АСЕ использовали праймеры, фланкирующие полиморфный участок в 16-м интроне [12]. В случае отсутствия инсер-ции (D-аллель) образовывался ПЦР-продукт длиной 190 п.н., при наличии инсерции (I-аллель) длина ПЦР-продукта составляла 480 п.н. ПЦР-продукты визуализировали в УФ-свете после электрофореза в 1,5% агарозном геле.
Для идентификации А1166С полиморфизма AGTR1 гена использовали методику, предложенную A. Hingorani и M. Brown [13]. ПЦР проводили с соот-
ветствующими праймерами с последующим рестрикци-онным анализом. Присутствие после рестрикции фрагмента длиной 166 п.н. означало наличие АА-генотипа, фрагментов 139 и 27 п.н. - СС-генотипа, фрагментов 166, 139 и 27 п.н. - АС-генотипа.
Определение М235Т-поломорфизма гена ангиотензиногена выполняли с помощью рестрикции продуктов ПЦР [14], генотип ММ идентифицируется при наличии двух фрагментов из 73 и 31 п.н., генотип ТТ - при фрагменте из 104 п.н., гетерозиготы - фрагменты 104, 73 и 31 п.н. Продукты анализировали после электрофореза в 2,5% агарозном геле.
Статистическую обработку полученных данных производили на компьютере IBM PC P-IV с помощью статистической программы SPSS c использованием критерия х2.
Результаты и их обсуждение
При определении ИВТ у 41 (48%) детей с АГ выявлена симпатикотония, у 29 (34%) - вагото-ния, у 15 (18%) - эйтония. По данным КИГ, в 52% (44) случаев обнаружена гиперсимпатикотоничес-кая ВР, в 12% (10) - парасимпатикотоническая, в 36% (31) - нормальная ВР. Оценка ВОД выявила преобладание гиперсимпатикотонического варианта в 47% (40) случаев. В 21% (18) случаев обнаружен гипердиастолический вариант, в 14% (12) - астеносимпатический вариант, в 11% (9) - асимпатикотонический, в 7% (6) случаев выявлено достаточное ВОД. Симпатикоастенический вариант ВОД не был выявлен ни у одного ребенка с АГ. Таким образом, избыточное ВОД выявлено в 61% (52) случаев с АГ, недостаточное - в 32% (27), нормальное - в 7% (6).
При изучении распределения аллелей и генотипов по полиморфизмам генов РААС у детей с АГ в зависимости от состояния ВНС получены следующие результаты. Не выявлено достоверных различий в распределении генотипов полиморфизма I/D гена АСЕ в зависимости от типа ИВТ (табл. 1). В группе детей с исходной симпатикотонией, а также в группе детей с исходной эйтонией аллель D гена АСЕ обнаруживался достоверно чаще, чем в группе детей с исходной ваготонией (p<0,05). Достоверных различий в распределении генотипов и аллелей полиморфизма M235T гена AGT и полиморфизма A1166C гена AGTR1 в зависимости от типа ИВТ у детей с АГ обнаружено не было.
Изучение распределения генотипов и аллелей полиморфизма I/D гена АСЕ и полиморфизма M235T гена AGT в зависимости от ВР не выявило статистически значимых различий между группами (табл. 2). При исследовании полиморфизма A1166C гена AGTR1 обнаружено, что у детей с парасимпатической реактивностью достоверно чаще выявлялся аллель 1166С по сравнению с детьми из группы с нормальной ВР (р<0,005).
Достоверных различий в распределении генотипов полиморфизма I/D гена АСЕ и в зависимос-
Таблица 1
Распределение генотипов и частота аллелей генов РААС в зависимости от ИВТ у детей с АГ
Генотипы генов РААС ИВТ
симпатикотония ваготония эйтония
II 7 12 3
АСЕ ГО 17 13 7
DD 10 4 5
I 0,46 0,64 0,43
D 0,54* 0,36 0,57*
ММ 9 4 3
АОТ М235Т МТ 19 14 8
ТТ 11 11 4
М 0,47 0,38 0,47
Т 0,53 0,62 0,53
АА 12 11 8
AGTR1 А1166С АС 15 11 3
СС 2 1 2
А 0,67 0,72 0,73
С 0,33 0,28 0,27
*р<0,05 при сравнении с детьми с исходной ваготонией.
Таблица 2
Распределение генотипов и частота аллелей генов РААС в зависимости от ВР у детей с АГ
Генотипы генов РААС Варианты ВР
гиперсимпатикотоническая парасимпатическая нормальная
АСЕ II 12 3 9
ГО 22 6 13
DD 9 1 9
I 0,53 0,6 0,5
D 0,47 0,4 0,5
AGT М235Т ММ 7 2 7
МТ 22 7 12
ТТ 14 1 12
М 0,42 0,55 0,42
Т 0,58 0,45 0,58
AGTR1 А1166С АА 16 3 12
АС 15 6 8
СС 4 1 0
А 0,67 0,6 0,8
С 0,33 0,4* 0,2
*р<0,005 при сравнении с детьми с нормальной ВР.
ти от варианта ВОД у детей с АГ обнаружено не было (табл. 3). Аллель D обнаруживался достоверно чаще у детей с гиперсимпатикотоничес-ким и астеносимпатическим вариантом ВОД, чем у детей, имеющих достаточное ВОД (р<0,05 и р<0,001 соответственно). Достоверных различий в распределении генотипов полиморфизма М235Т гена AGT в зависимости от варианта ВОД у детей обнаружено не было. Аллель 235Т обнаруживался достоверно чаще у детей со всеми вариантами нарушенного ВОД, чем у детей с достаточным ВОД. Достоверных различий в распределении генотипов полиморфизма А1166С гена AGTR1 в
зависимости от варианта ВОД у детей с АГ выявлено не было. У детей с асимпатикотоническим вариантом ВОД достоверно чаще обнаруживался аллель 1166С по сравнению с детьми из группы с гипердиастолическим вариантом ВОД (р<0,005).
Проведенное нами исследование выявило наличие вегетативной дисфункции у всех детей и подростков с АГ. Большинство детей имело патологические показатели всех трех параметров - ИВТ, ВР и ВОД. Почти все дети (93%) имели нарушения ВОД гемодинамики, что проявлялось в различной выраженности симпатоадреналовых реакций в ответ на нагрузку. Это указывает на
Таблица 3
Распределение генотипов и частота аллелей генов РААС в зависимости от ВОД у детей с АГ
Варианты ВОД
Генотипы генов РААС гипер-симпатико-тонический (п=40) гипер-диастолический (п=18) астено-симпатический (п=12) асимпатико-тонический (п=9) достаточное обеспечение (п=6)
II 12 5 1 3 3
АСЕ ГО 16 11 8 4 2
DD 11 2 3 2 1
I 0,51 0,58 0,42 0,56 0,67
D 0,49* 0,42 0,58*** 0,44 0,33
ММ 9 1 3 1 2
АОТ МТ 17 9 6 5 4
М235Т ТТ 13 8 3 3 0
М 0,45 0,31 0,5 0,39 0,67
Т 0,55** 0,69*** 0,5* 0,61*** 0,33
АА 13 9 3 2 4
AGTR1 АС 16 5 3 4 1
А1166С СС 1 1 1 1 1
А 0,7 0,77 0,64 0,57 0,75
С 0,3 0,23 0,36 0,43# 0,25
*р<0,05 при сравнении с детьми с нормальным ВОД; **р<0,005 при сравнении с детьми с нормальным ВОД; ***р<0,001 при сравнении с детьми с астеносимпатическим вариантом; #р<0,005 при сравнении с детьми с гипердиастолическим вариантом.
дисфункцию высших центров вегетативной регуляции, обеспечивающих адекватную деятельность сердечно-сосудистой системы. Преимущественно определялся избыточный ответ симпатической нервной системы в условиях нагрузки. Нарушения ИВТ выявлены у большинства детей с АГ (72%), в состоянии относительного покоя более чем у половины детей преобладала активность симпатической нервной системы. Несколько реже, в 64% случаев, у детей с АГ обнаруживались нарушения ВР, в основном выявлялась повышенная реактивность симпатического отдела нервной системы. Дети с исходной эйтонией также имели измененную ВР и/или ВОД. В этой группе преимущественно определялась гиперсимпатикото-ническая реактивность и избыточное ВОД. Детей с нормальными показателями всех трех параметров ВНС среди исследуемых не было. Группа детей, имеющих исходно ваготонию и/или избыточную парасимпатическую реактивность, малочисленна, у этих детей патогенез АГ трудно объяснить сим-патоадреналовым механизмом.
Изучение распределения аллелей и генотипов по полиморфизмам генов РААС в зависимости от состояния ВНС показало, что у детей с АГ, имеющих симпатикотонию и эйтонию, аллель D полиморфизма гена АСЕ обнаруживался достоверно чаще, чем у детей с исходной ваготонией. Также аллель D гена АСЕ обнаруживался чаще у детей с избыточным вариантом ВОД гемодинамики, чем у детей, имеющих достаточное ВОД.
Установлено, что у лиц с генотипом DD уровень АСЕ в крови вдвое выше, чем у людей с генотипом II, а у гетерозигот уровень фермента в крови является промежуточным [15]. Поэтому можно предположить, что наличие аллеля D гена АСЕ через повышение активности ангиотензинпревра-щающего фермента и синтеза ангиотензина II стимулирует симпатический отдел ВНС у некоторых детей с АГ.
У детей и подростков с АГ, имеющих нарушение ВОД, независимо от его варианта достоверно чаще обнаруживался 235Т аллель М235Т полиморфизма гена AGT. X. Jeunemaitre и соавт. [16] была выявлена повышенная концентрация анги-отензиногена в плазме крови у носителей генотипа ТТ гена AGT по сравнению с таковой у носителей генотипов ТМ и ММ. Ангиотензиноген является предшественником ангиотензина II, который стимулирует выделение норадреналина из симпатических терминалей и активирует симпатический отдел ВНС. Избыточный ответ ВНС на нагрузку у носителей аллеля 235Т можно объяснить повышением уровня ангиотензиногена в плазме с последующим увеличением концентрации анги-отензина II. Однако повышенная частота аллеля 235Т была выявлена и у детей с недостаточной активацией симпатической нервной системы. В этом случае, вероятно, ведущая роль в повышении АД принадлежит не столько симпатической нервной системе, сколько альтернативным механизмам регуляции АД.
У детей с парасимпатической реактивностью достоверно чаще выявлялся аллель С полиморфизма А1166С гена AGTR1 по сравнению с детьми из группы с нормальной ВР. Рецептор ангио-тензина II 1-го типа опосредует гипертензивные эффекты этого медиатора на клетку. Обнаружено, что аллель С гена AGTR1 связан с повышенным ответом рецептора на стимуляцию ангиотензи-ном II [17]. По данным некоторых исследователей, аллель С связан с развитием АГ [18]. Однако, в нашем исследовании частота аллеля С была выше у детей с избыточной парасимпатической активацией при нагрузках. Можно предположить, что активация парасимпатического отдела ВНС у носителей аллеля С полиморфизма А1166С гена AGTR1 выполняет протективную функцию в отношении развития АГ. Для оценки роли полиморфных маркеров РААС в генезе вегетативных
нарушений у детей с АГ требуется проведение исследований на больших выборках.
Заключение
У детей и подростков с АГ выявлена дисфункция ВНС. Преимущественно дети и подростки с АГ имели исходную симпатикотонию и избыточный ответ симпатической нервной системы в условиях нагрузки. Обнаружено повышение частоты аллеля D полиморфизма гена АСЕ у детей с исходной симпатикотонией и эйтонией, а также у детей с избыточным вариантом ВОД гемодинамики. Выявлено увеличение частоты аллеля 235Т М235Т полиморфизма гена AGT детей и подростков с АГ со всеми патологическими вариантами ВОД. Найдено увеличение частоты аллеля 1166С полиморфизма А1166С гена AGTR1 у детей с парасимпатической ВР.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брязгунов И.П. Первичная артериальная гипертензия у детей и подростков. Вопр. совр. пед. 2003; 2: 68-71.
2. Кисляк ОА. Артериальная гипертензия в подростковом возрасте. М: Миклош, 2007.
3. Кушаковский М.С. Гипертоническая болезнь (эссенци-альная гипертензия). СПб.: Сотис, 1995.
4. Ровда Ю.И. Факторы риска и их значимость в развитии артериальной гипертензии у детей: Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. Кемерово, 1995.
5. Бимбаев А.Б. Прогностические маркеры эссенциальной артериальной гипертензии у подростков разных этнических групп, проживающих на территории Республики Бурятия: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Иркутск, 2004.
6. Морено Е.Г. Вегето-соматические и метаболические аспекты первичной артериальной гипертензии у детей и подростков: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. М., 2004.
7. Barbae M, Ska^-Jur^ T, Cambien F, et al. Gene polymorphisms of the renin-angiotensin system and early development of hypertension. Am. J. Hypertens. 2006; 19: 837-842.
8. Jiang X, Sheng H, Li J, et al. Association between renin-angiotensin system gene polymorphism and essential hypertension: a community-based study. J. Hum. Hypertens. 2009; 23: 176-181.
9. Nishikino M, Matsunaga Т, Yasuda К, et al. Genetic Variation in the Renin-Angiotensin System and Autonomic Nervous System Function in Young Healthy Japanese Subjects. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2006; 91: 4676-4681.
10. Рекомендации ВНОК и Ассоциации детских кардиологов России по диагностике, лечению и профилактике арте-
риальной гипертензии у детей и подростков. М.: ВНОК, 2004.
11. Blin N, Stafford DW. A general method for isolation of high molecular weight DNA from eukaryotes. Nucleic Acid Res. 1976; 3: 2303-2308.
12. Ribichini F, Steffenino G, Dellavalle A, et al. Plasma activity and insertion/deletion polymorphism of angiotensin I-converting enzyme: a major risk factor and a marker of risk for coronary stent restenosis. Circulation. 1998; 97: 147-154.
13. Hingorani A, Brown M. A simple molecular assay for the C1166 variant of the angiotensin II type receptor gene. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995; 213: 725-729.
14. Morise T, Takeuchi Y, Takeda R. Rapid detection and prevalence of the variants of the angiotensinogen gene in patients with essential hypertension. J. Intern. Med. 1995; 237: 175180.
15. Rigat B, Hubert C, Alhenc-Gelas F, et al. An insertion/ deletion polymorphism in the angiotensin I-converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels. J. Clin. Invest. 1990; 86: 1343-1346.
16. Jeunemaitre X, Lifton R, Hunt S, et al. Absence of linkage between the angiotensin converting enzyme locus and human essential hypertension. Nature Genet. 1992; 1: 72-75.
17. van Geel PP, Pinto YM, Voors AA, et al. Angiotensin II type 1 receptor A1166C gene polymorphism is associated with an increased response to angiotensin II in human arteries. Hypertension. 2000; 35: 717-721.
18. Palatini P, Ceolotto G, Dorigatti F, et al. Angiotensin II type 1 receptor gene polymorphism predicts development of hypertension and metabolic syndrome. Am. J. Hypertens. 2009; 22: 208-214.
4
