CC BY
43
Популяционно-генетический анализ распространенности ожирения в Чувашской Республике
К.м.н., доц. Т.Н. МАРКОВА1, к.м.н., доц. В.А. КИЧИГИН1, д.м.н., проф. И.В. МАДЯНОВ2, асс. Т.Н. СЕМЕНОВА1
Population-based genetic analysis of the prevalence of obesity in Chuvash Republic
T.N. MARKOVA, V.A. KICHIGIN, I.V. MADYANOV, T.N. SEMENOVA
'Кафедра внутренних болезней Чувашского государственного университета; 2Кафедра терапии и семейной медицины Института усовершенствования врачей, Чебоксары
Целью работы являлись изучение распространенности ожирения у 271 жителя Чувашской Республики с учетом пола, этнической принадлежности и проведение анализа генетической предрасположенности к ожирению по наличию или отсутствию данного признака у 955 кровных родственников I линии пробандов. Предрасположенность к ожирению оценивали по коэффициенту генетической детерминации Эдвардса и коэффициенту ассоциации. Отмечена более высокая распространенность ожирения у женщин по сравнению с мужчинами, у русских по сравнению с чувашами. Генетическая детерминация ожирения сильнее выражена у лиц чувашской национальности. Не выявлено зависимости генетической детерминации ожирения от пола и типа распределения жира. Риск развития ожирения значительно выше у пробандов, в семьях которых ожирением страдают оба родителя, по сравнению с пробандами, у которых ожирение имеется у одного из родителей.
Ключевые слова: ожирение, популяционная генетика, коэффициент генетической детерминации.
The objective of the present work was to study the prevalence of obesity among 271 residents of the Chuvash Republic taking account of their sex and ethnic background. Simultaneously, genetic predisposition to obesity was assessed from the presence or absence of this condition in 955 blood relatives of the probands using Edwards' coefficient of genetic determination and coefficient of association. Results of the study suggest higher prevalence of obesity in women than in men and in Russians compared with Chuvashes. Genetic determination of obesity was found to be independent of sex and type of fat distribution. The risk of developing obesity proved to be significantly higher in the probands from families in which both parents were obese than from those with only one obese parent.
Key words: obesity, population genetics, coefficient of genetic determination.
По данным Всемирной организации здравоохранения, около 30% населения планеты страдают ожирением [1]. У пациентов с ожирением существует высокий риск развития сердечно-сосудистых заболеваний из-за типичного для этих пациентов сочетания артериальной гипертензии с дислипиде-мией и нарушениями углеводного обмена, называемого метаболическим синдромом (МС) и впервые описанного как синдром Х G. Reaven в 1988 г. [2]. Риск развития сердечно-сосудистых заболеваний в популяции можно в определенной степени оценивать с учетом распространенности ожирения, являющегося облигатным компонентом МС.
В патогенезе ожирения принимают участие многие факторы: генетические, этнические, поведенческие, гормональные [3]. Значение каждой группы факторов продолжает изучаться. Возможно, что у конкретного пациента каждая из предполагаемых причин вносит вклад в развитие ожирения.
При проведении профилактических мероприятий, направленных на снижение распространенности ожирения, необходимо учитывать роль этнических и генетических факторов в детерминации данного состояния.
Вопрос о генетической предрасположенности ожирения изучается достаточно давно. Учитывая полигенный характер заболевания, роль генетических факторов лучше оценивать методами популяцион-ной генетики. Популяционная генетика позволяет оценить влияние таких факторов, как мутационный процесс, отбор, миграции, случайное изменение генных частот на реализацию законов Менделя в популяции.
Знание популяционной генетики необходимо для понимания эпидемиологии наследственных болезней, для планирования мероприятий по предупреждению неблагоприятного воздействия внешних факторов [4]. Из 3 ведущих методов популяционной генетики — клинико-генеалогического, близнецового и популяционно-генетического, последний является наиболее удобным для эпидемиологического исследования заболеваний с мультифакториальным патогенезом [5].
Цель исследования: изучить распространенность ожирения в свободной выборке популяции Чувашской Республики с учетом пола, этнической принадлежности и провести анализ генетической предрасположенности к ожирению по наличию или
© Коллектив авторов, 2010 16
'e-mail: [email protected]
отсутствию данного признака у кровных родственников I линии пробандов.
Материал и методы
Обследован 271 житель Чувашской Республики (пробанды), проживающий в районах с преимущественно чувашским (Канашский район) и русским (Алатырский район) населением. У всех обследуемых проводили антропометрию. Определяли массу тела, рост, объем талии и бедер. Диагноз ожирения взрослым выставляли при индексе массы тела (ИМТ) более 30, детям — при превышении 95-й процентили по таблицам ИМТ для соответствующего возраста и пола. Не включали в исследование пациентов, у которых количество жировой ткани в организме не могло быть точно оценено из-за избыточно развитой или атрофированной мускулатуры.
Проанализированы антропометрические показатели 955 кровных родственников I линии обследованных (родители, дети, сестры и братья). У 663 родственников пробандов проведена непосредственная антропометрия. О 172 умерших и 120 далеко проживающих родственниках сведения получены по анкетированию пробандов.
О типе распределения жира судили по соотношению окружности талии и окружности бедер. Абдоминальным распределение жира считали при значении этого соотношения более 0,90 у мужчин и более 0,85 у женщин.
Для вычисления генетической детерминации ожирения (г) использовали аппроксимирующую формулу Эдвардса [6]:
_ 0,57(1п д — Ыр)
г_ _1пр- 0,44(1п д - Ыр) - 0,26' где г — коэффициент генетической детерминации; q — распространенность ожирения среди кровных родственников больных ожирением (доля); р — распространенность ожирения в популяции (доля). Данная формула применялась для проведения популяционно-генетического анализа в работах и других авторов [7, 8].
Согласно общепринятым рекомендациям, в эпидемиологических исследованиях в качестве контроля (р) должна использоваться не вся популяция, а та ее часть, у которой изучаемый признак отсутствует [9]. В нашем случае за р целесообразно принимать распространенность ожирения среди кровных родственников пробандов без ожирения. Поэтому дополнительно вычисляли модифицированный нами коэффициент Эдвардса (гм), при этом р рассчитывали как распространенность ожирения среди кровных родственников пробандов без ожирения [10]. Генетическую детерминацию проводили и по формуле коэффициента ассоциации (Ка), так как построение таблицы взаимного распределения (табл. 1) позволяет оценить эпидемиологиче-
скую связь между наследственной отягощенностью по ожирению (2 признака) и наличием ожирения (1 признак):
где a — количество родственников с ожирением у пробандов, имеющих ожирение; b — количество родственников без ожирения у пробандов, имеющих ожирение; с — количество родственников с ожирением у пробандов, не имеющих ожирения; d — количество родственников без ожирения у пробандов, не имеющих ожирения.
Таблица 1. Матрица взаимного распределения частот для расчета генетической детерминации ожирения
Наличие наследственной отя- Ожирение Ожирения гощенности по ожирению есть нет
Родственники пробандов a b
с ожирением
Родственники пробандов c d
без ожирения
Статистическую значимость распределения частот в таблице оценивали по критерию х2. Вероятность ошибки указывали как р и считали приемлемой при рх2<0,05. Статистическая обработка материала проведена на персональном компьютере в программе Statistica for Windows 6.0.
Результаты и обсуждение
Ожирение в популяции выявлено в 31,4% случаев (у 85 из 271). Русские и чуваши составляли 81,5% изучаемой выборки (221 из 271), 50 (18,5%) обследуемых относилось к другим национальностям или родились от смешанных браков.
Общая распространенность ожирения в популяции среди чувашей составила 18,1% (у 17 из 94), среди русских — 31,5% (у 40 из 127). Различия по распространенности ожирения среди чувашей и русских были статистически значимыми (рх2<0,05). Сводные данные по распространенности ожирения с учетом пола и этнической принадлежности приведены ниже (табл. 2).
В общепопуляционной выборке среди родственников пробандов с ожирением данное состояние диагностировано в 45,9% случаев (у 134 из 292), среди родственников пробандов без ожирения — в 19,9% случаев (у 132 из 663). Коэффициент генетической детерминации составил +0,30; гм +0,48; Ка +0,50 (рх2<0,05). м
Выявлены значительные различия в генетической детерминации ожирения среди этнических групп. У чувашей среди родственников пробандов с ожирением данное состояние выявлено у 63,6% (28
Таблица 2. Распространенность ожирения в Чувашской Республике
Пол Русские Чуваши Другие национальности Всего
Мужчины 15,2% (5/33) 20% (5/25) 58,3% (7/12) 24,3% (17/70)
Женщины 39,2% (38/97) 17,4% (12/69) 51,4% (18/35) 33,8% (68/201)
Всего 31,5% (40/127) 18,1% (17/94) 56% (28/50) 31,4% (85/271)
Примечание. Здесь и в табл. 3: в скобках в числителе указано число обследованных с ожирением, в знаменателе — общее число обследованных.
Таблица 3. Распространенность ожирения среди детей в зависимости от наличия ожирения у родителей
Распространенность ожирения среди детей
Наличие ожирения у отца и матери
отец -мать
нет нет
отец мать —
нет есть
отец — мать
есть нет
отец — мать
есть есть
Мужчины Женщины Всего
1,7% (1/58) 14,1% (28/198) 11,3% (29/256)
22,7% (5/22) 27,3% (6/22) 25% (11/44)
20% (6/30) 30,1% (31/103) 27,8% (37/133)
50% (9/18) 68,9% (31/45) 63,5% (40/63)
из 44), а среди родственников пробандов без ожирения — у 13,3% (33 из 249). Коэффициент генетической детерминации составил +0,80; гм +0,89; Ка +0,84 (рх2<0,001). М
У лиц русской национальности среди родственников пробандов с ожирением данное состояние выявлено у 40,1% (63 из 155), среди родственников пробандов без ожирения — у 22,1% (73 из 330). Коэффициент генетической детерминации составил +0,19; гм +0,35; Ка +0,41 (рх2<0,001).
Таким образом, генетическая детерминация ожирения сильнее у лиц чувашской национальности (коэффициент генетической детерминации +0,80 против +0,19), хотя распространенность ожирения у чувашей меньше, чем у русских. Это свидетельствует о мультифакториальности ожирения в популяции, в частности о том, что его развитие у русских в большей степени, чем у чувашей, определяется внешними факторами.
Проведена оценка генетической детерминации ожирения в зависимости от пола. Среди женщин с ожирением это состояние у родственников наблюдалось в 105 случаях из 236 (44,5%), у женщин без ожирения — в 80 случаях из 472 (16,9%). Коэффициент генетической детерминации составил +0,22; гм +0,50; Ка +0,59 (рх2<0,001).
Среди мужчин с ожирением это состояние у родственников наблюдалось в 26 случаях из 55 (47,3%), среди мужчин без ожирения — в 43 случаях из 191 (22,5%). Генетическая детерминация составила: г +0,44; гм +0,47; Ка +0,51 (рх2<0,001). Таким образом, существенные различия по генетической детерминации ожирения между мужчинами и женщинами отсутствуют.
Как следует из приведенных данных, применение в качестве частоты признака (р) не популяцион-ной распространенности, а частоты ожирения среди родственников пробандов без ожирения улучшает оценку генетической детерминации. Показатели гм
и Ка отличаются большей величиной и меньшей вариабельностью, чем г.
Проведена оценка генетической детерминации ожирения в зависимости от типа распределения жира. При абдоминальном типе распределения жира генетическая детерминация ожирения составила: г -0,17, гм +0,48; Ка +0,54 (рх2<0,001), при глю-теофеморальном типе — г +0,49; г +0,48; Ка +0,56 (рх2<0,001). м
При абдоминальном ожирении распространенность его среди кровных родственников пробандов составила 45,5% (87 случаев из 191), при глютеофе-моральном — 44% (44 случая из 100). Таким образом, генетическая детерминация ожирения не зависела от типа отложения жира.
Изучена распространенность ожирения у детей (пробанд, сестры и братья пробанда) в зависимости от наличия ожирения у родителей пробанда (табл. 3).
В случаях, когда ожирение имелось у одного из родителей, частота развития его у детей составила 27,1% (48 из 177). Однако, согласно первому закону Менделя, при доминантном наследовании эта частота составляет 50%. Соотношение между выявленной распространенностью ожирения и предполагаемой частотой по менделевскому наследованию равно 27,1%/50% = 0,54. Это свидетельствует о высокой реализации генетических факторов при развитии ожирения.
При отягощенной наследственности со стороны обоих родителей частота развития ожирения у детей должна составлять 75% при доминантном наследовании. Отношение между предполагаемой и фактической распространенностью ожирения (см. табл. 3) составляет 63,5%/75% = 0,85, что свидетельствует о значительном усилении роли генетических факторов в детерминации ожирения при наследственной отягощенности со стороны обоих родителей.
Действительно, частота ожирения при наследственной отягощенности со стороны обоих родителей была более чем в 2 раза выше по сравнению с таковой в семьях, где ожирением страдал только один из родителей: 63,5% против 27,1% (рх2<0,001).
При сопоставимых коэффициентах генетической детерминации ожирения у мужчин и женщин частота его у женщин выше, чем у мужчин, во всех случаях (см. табл. 3). Популяционная частота ожирения у женщин также превосходила таковую у мужчин — 33,8% (68 случаев из 201) против 24,3% (17 случаев из 70). Таким образом, в развитии ожирения у женщин по сравнению с мужчинами более значимую роль оказывают средовые факторы.
Популяционно-генетический анализ ожирения позволил выявить, что данная патология является типичным примером полигенного наследования. Так, в группе с меньшей распространенностью ожирения (чуваши) коэффициент генетической детерминации значительно выше, чем в группе с более высокой распространенностью заболевания (русские).
Можно полагать, что наследственность является ведущим этиологическим фактором ожирения, но для фенотипического проявления необходимо влияние внешних факторов. Аналогичным образом происходит развитие сахарного диабета 2-го типа [5], являющегося одним из компонентов МС и часто сочетающегося с ожирением.
У отдельных этнических групп (чуваши) генетические факторы имеют более весомое значение в развитии ожирения по сравнению со средовыми.
Средовые факторы в этом случае могут влиять только на выраженность симптомов болезни.
Представляет интерес, что, несмотря на различный патогенез двух фенотипов ожирения: абдоминального и глютеофеморального, в частности наличие и отсутствие инсулинорезистентности, наследуемость их практически одинаковая. Об этом свидетельствуют сходные коэффициенты генетической детерминации и сопоставимая распространенность ожирения среди кровных родственников пробандов с различными фенотипами ожирения.
Выводы
1. Распространенность ожирения зависит от этнической принадлежности (31,5% у русских против 18,1% у чувашей) и пола (33,8% у женщин против 24,3% у мужчин).
2. К развитию ожирения имеется существенная генетическая предрасположенность, которая сильнее у лиц чувашской национальности; в развитии ожирения у русских более значимую роль оказывают внешние факторы.
3. Генетическая детерминация ожирения не зависит от пола и типа распределения жира.
4. Вероятность развития ожирения у пробанда в отсутствие данного признака у родителей ниже популяционной (11,3%), при наличии у одного из родителей — близка к популяционной (27,1%), при наличии у обоих родителей — значительно возрастает (63,5%).
ЛИТЕРАТУРА
1. Seidell J.S. The worldwide epidemic of obesity. In: Progress in obesity research. 8th International congress of obesity. B. GuyGrand, G. Aikhaud, eds. London: John Libbey & Company Ltd 1999; 661—668.
2. Reaven G.M. Banting. Diabetes 1988; 37: 1595—1607.
3. Ворохобина Н.В., Барановский А.Ю., Волкова Е.А. Ожирение: этиология, патогенез, клиника и лечение. В кн.: Ожирение (клинические очерки). Под ред. проф. А.Ю. Барановского, проф. Н.В. Ворохобиной. Ст-Петербург: Диалект 2007.
4. Фогель Ф. Генетика человека: В 3 томах. Т. 2. Пер. с англ. М: Мир 1990.
5. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М: ГЭОТАР-Мед 2002.
6. Edwards J.H. Familial predisposition in men. Br Med Bull 1969; 25: 1: 58—64.
7. Сироткин В.М., Чупрун В.Ф. Опыт популяционно-генетиче-ского анализа в микроочагах эндемического зоба. Пробл эн-докринол 1979; 4: 21—27.
8. Фадеев В.В., Абрамова Н.А. Генетические факторы в патогенезе йоддефицитного зоба. Пробл эндокринол 2004; 1: 51 — 55.
9. Флетчер Р.Э., Флетчер С., Вагнер Э. Клиническая эпидемиология. М: Медиа Сфера 1998.
10. Кичигин В.А., Маркова Т.Н., Мадянов И.В. Способ оценки генетической детерминации ожирения: рационализаторское предложение. Удостоверение на рационализаторское предложение № 1149 от 30 октября 2008 г., выданное Чувашским государственным университетом имени И.Н. Ульянова 31.10.2008 г.
11. Каминский Л.С. Статистическая обработка лабораторных и клинических данных. Л: Медицина 1964.
