CC BY
13
Для корреспонденции
Козлов Андрей Игоревич - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник НИИ и Музея антропологии им. Д.Н. Анучина ФГБОУ ВО МГУ имени М.В. Ломоносова, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории исследований социальной интеграции ФГБОУ ВО НИУ ВШЭ Адрес: 125009, Российская Федерация, г. Москва, ул. Моховая, д. 11, стр. 1 Телефон: (495) 629-44-49 E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-6710-4862
Козлов А.И.1, 2, Вершубская Г.Г.1, Горин И.О.3, Пылев В.Ю.3, 4, Балановская Е.В.3
Распространенность генетических детерминант трегалазной энзимопатии в популяциях Сибири и Дальнего Востока России
1 Научно-исследовательский институт и музей антропологии им. Д.Н. Анучина, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», 125009, г. Москва, Российская Федерация
2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики», 101000, г. Москва, Российская Федерация
3 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова», 115478, г. Москва, Российская Федерация
4 Автономная некоммерческая организация «Биобанк хранения и научного исследования биологических образцов народонаселения Северной Евразии», 115201, г. Москва, Российская Федерация
1 D. Anuchin Institute and Museum of Anthropology, Moscow State University, 125009, Moscow, Russian Federation
2 National Research University - Higher School of Economics, 101000, Moscow, Russian Federation
3 Research Centre of Medical Genetics, 115478, Moscow, Russian Federation
4 Biobank of North Eurasia, 115201, Moscow, Russian Federation
К настоящему времени установлено, что в формировании трегалазной энзимопатии значительную роль играет генотип пациента: активность фермента снижается при замене аллелей G^A в локусе rs2276064 гена TREH. Для оценки распространенности этой мутации необходимы обширные популяционные исследования. Клинические наблюдения показывают, что в арктических популяциях сниженная активность трегалазы тонкой кишки встречается чаще, чем среди населения Европы.
Финансирование. Исследование выполнено в рамках исследовательской темы «Антропология евразийских популяций» (АААА-А19-119013090163-2) НИИ и Музея антропологии МГУ (медико-антропологический анализ) и Государственного задания для ФГБНУ «МГНЦ» (геногеографический анализ). Проведение биоинформатического определения частот аллелей в большинстве популяций поддержано грантом РНФ (проект № 21-14-00363).
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Козлов А.И., Балановская Е.В.; сбор, анализ материала - все авторы; написание текста - Козлов А.И., Вершубская Г.Г., Балановская Е.В.; редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи - все авторы.
Благодарности. Авторы благодарят всех доноров образцов, принявших участие в данном исследовании. Коллекция ДНК предоставлена АНО «Биобанк Северной Евразии».
Для цитирования: Козлов А.И., Вершубская ГГ., Горин И.О., Пылев В.Ю., Балановская Е.В. Распространенность генетических детерминант трегалазной энзимопатии в популяциях Сибири и Дальнего Востока России // Вопросы питания. 2023. Т. 92, № 2. С. 53-59. DOI: https://doi. org/10.33029/0042-8833-2023-92-2-53-59
Статья поступила в редакцию 23.01.2023. Принята в печать 01.03.2023.
Prevalence of trehalase enzymopathy genetic determinants in Siberian and Russian Far East populations
Kozlov A.I.1' 2, Vershubskaya G.G.1, Gorin I.O.3, Pylev V.Yu.3, 4, Balanovska E.V.3
Цель работы - анализ частот аллелей и вариантов гена трегалазы (rs2276064 TREH) в популяциях коренного малочисленного населения Сибири и Дальнего Востока России.
Материал и методы. С использованием биочипа Infinium iSelect HD Custom BeadChip на платформе iScan и методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени на амплификаторе Bio-Rad CFX96 Touch проведено геноти-пирование 1068 образцов ДНК, из которых 711 представляют 10 этносов коренных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока РФ. 2 референтные группы русских (n=311) и якутов (n=46) представляют «европеоидный» и «монголоидный» полюсы населения России.
Результаты. Детерминируемая гетерозиготным генотипом GA*TREH сниженная активность трегалазы может проявляться у 19,8-53,7% коренных северян. Выраженная мальабсорбция трегалозы у носителей генотипа AA*TREH может вызывать тошноту, боли в животе и другие диспептические явления после потребления грибов еще у 1,0-19,7%. Суммарный риск трегалазной энзимопатии в популяциях коренных северных народов азиатской части РФ очень высок и может достигать 60- 70%. Показан градиент частоты аллеля A*TREH среди малочисленных народов севера России с запада (ханты, манси, ненцы) на восток (народы Дальнего Востока).
Заключение. Результаты согласуются с полученными ранее данными о повышенном носительстве мутантного аллеля A*TREH в монголоидных популяциях по сравнению с группами европеоидного происхождения. Выдвинута гипотеза, что на фоне исходной умеренно повышенной в монголоидных группах концентрации A*TREH адаптация к бедной сахарами белково-липидной «высокоширотной» диете привела к снижению контроля за поддержанием носительства предкового аллеля G*. Мальабсорбция трегалозы требует особого внимания специалистов в области нутрициологии, гастроэнтерологии, общественного здоровья, медицинской генетики, работающих в высокоширотных регионах. Ключевые слова: коренное население Севера; генетическая изменчивость; трегалоза; непереносимость; нарушение всасывания в кишечнике; усвоение дисахаридов; трегалаза
To date, it has been established that the patient's genotype plays a significant role in the formation of trehalase enzymopathy; the level of enzyme activity decreases when the G^A allele replacement occurs in the rs2276064 locus of the TREH gene. To assess the prevalence of trehalase deficiency, extensive population-based studies are needed. Clinical observations show that the reduced activity of bowel trehalase is more common in the Arctic than in European populations.
The aim of this research was to analyze the frequency of the alleles and variants of trehalase gene (rs2276064 TREH) in the indigenous small-numbered populations of Siberia and the Russian Far East.
Material and methods. Using the Infinium iSelect HD Custom BeadChip biochip on the iScan platform and real-time polymerase chain reaction on a Bio-Rad CFX96 Touch amplifier, genotyping of 1068 DNA samples was carried out, of which 711 represent 10 ethnic groups of the indigenous people of the North of Siberia and the Far East of the Russian Federation. Two reference groups of Russians (n=311) and Yakuts (n=46) represented the "Caucasoid" and "Mongoloid"poles of the Russian population. Results. The reduced trehalase activity that the heterozygous GA*TREHgenotype determines can manifest itself in 19.8-53.7% of indigenous northerners. An additional 1.0 to 19.7% of the population are carriers of the AA*TREHgenotype, which is associated with apparent trehalose malabsorption. The carriers may experience nausea, abdominal pain, and other dyspeptic symptoms after eating trehalose containing foods. The total risk of trehalase enzymopathy among the indigenous northerners in the Asian part of the Russian Federation is very high and can reach 60- 70%. There is a gradient in the A*TREH allele frequencies in the small-numbered indigenous northern groups of Russia from the west (Khanty, Mansi, Nenets) to the east (peoples of the Far East). Conclusion. The results are consistent with previously reported data on the higher carriage of the A*TREH mutant allele in Mongoloid populations compared to Caucasoid groups. It was hypothesized that, while the initial A*TREH allele prevalence in Mongoloid groups was moderately high, an adaptation to a low-sugarprotein-lipid "high-latitude" diet led to a weaker control over the maintenance of the carriage of the ancestral G allele. Trehalose malabsorption requires special attention of specialists in the field of nutrition, gastroenterology, public health, and medical genetics working in high-latitude regions.
Keywords: indigenous populations of the North; genetic diversity; trehalose; intolerance; intestinal malabsorption; disaccharide absorption; trehalase
Рост потребления углеводсодержащих продуктов и особенно входящих в состав сладостей ди- и полисахаридов ярко проявляется при «вестернизационных» изменениях питания коренных народов циркумполярной зоны [1-3]. Резкий сдвиг к высокоуглеводной диете
у северян ведет к быстрому распространению метаболических расстройств, избыточной массы тела и ожирения, особенно среди детей [4].
В данной работе рассматривается одно из характерных для коренных популяций метаболических расстройств -
Funding. The study was carried out within the framework of the research project Anthropology of Eurasian Populations (AAAA-A19-119013090163-2) of the Research Institute and Museum of Anthropology, Moscow State University (medical and anthropological analysis), and the State task for the Research Center of Medical Genetics (geno-geographical analysis). The bioinformatic determination of allele frequencies in most population groups was supported by the Russian Science Foundation (grant 21-14-00363). Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.
Contribution. The concept and design of the study - Kozlov A.I., Balanovska E.V.; collection, analysis of the material - all authors, writing the text -Kozlov A.I., Vershubskaya G.G., Balanovska E.V.; editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article - all authors.
Acknowledgements. We thank all sample donors who participated in this study. The DNA collection was provided by "Biobank of Northern Eurasia". For citation: Kozlov A.I., Vershubskaya G.G., Gorin I.O., Pylev V.Yu., Balanovska E.V. Prevalence of trehalase enzymopathy genetic determinants in Siberian and Russian Far East populations. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2023; 92 (2): 53-9. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-2-53-59 (in Russian) Received 23.01.2023. Accepted 01.03.2023.
трегалазная недостаточность. Как и другие дисахариды, трегалоза (микоза, или «грибной сахар»), содержащаяся в лишайниках, водорослях, лимфе насекомых, дрожжах и высших грибах, способна всасываться через стенку кишки только после расщепления на более короткие моносахариды, в данном случае 2 молекулы глюкозы, с участием специфического фермента - трегалазы, относящейся к семейству ß-галактозидаз [5].
Активность трегалазы, как и других ферментов, генетически детерминирована: биохимическая активность фермента определяется носительством в локусе rs2276064 гена TREH аллелей G или A [6]. Это не означает, что чувствительность к трегалозе зависит только от генотипа, поскольку более или менее постоянное потребление содержащих «грибной сахар» продуктов способствует нарастанию штаммов активно расщепляющей этот дисахарид кишечной микрофлоры и снижает выраженность проявлений трегалазной энзимопатии. Однако при прочих равных условиях носители генотипа AA*TREH характеризуются почти в 3 раза сниженной активностью фермента (10,2 ед.) по сравнению с гомозиготами GG (29,3 ед.) при промежуточных показателях у гетерозигот AG (активность трегалазы 20,5 ед.) [7]. Учитывая специфику проявлений генотипа в фенотипе, далее мы только условно определяем генотип AA*TREH как детерминант мальабсорбции, а GA*TREH - как маркер генетически обусловленного снижения способности к усвоению трегалозы.
Предварительные оценки, основанные на очень малочисленных выборках, показали, что частота «рискового» аллеля rs2276064-A*TREH варьирует в различных популяциях [1, 5, 6]. Наши исследования образцов ДНК 1146 неродственных индивидов в 21 выборке населения России и некоторых сопредельных государств показали, что до 1% жителей европейской части РФ имеют генотип AA*TREH, а до 15% - GA*TREH. При этом частота носительства аллеля A*TREH нарастает с запада к востоку. Самые низкие частоты аллеля характерны для русских и финнов Северо-Западной Европы (0,01-0,03), с повышением до 0,07 в популяциях Центральной России и Поволжья и дальнейшим нарастанием к Южному Уралу (башкиры 0,15) и Сибири (0,19 у алтайцев, 0,30 у тувинцев и монголов). В популяциях азиатской части России (Сибирь, Алтай, Забайкалье) риск мальабсорб-ции (AA*TREH) составляет 12%, а сниженной активности трегалазы (GA*TREH) - 46% [8]. Учитывая генетическую, физиологическую и культурную специфику коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока России, мы вынесли за рамки указанной выше публикации рассмотрение материалов о частотах аллелей и генотипов TREH в этих аборигенных популяциях. Это связано с имеющимися в литературе указаниями на возможное своеобразие коренного населения Севера по распространенности трегалазной недостаточности. Первые сообщения о межэтнических различиях в частотах данной энзимопатии последовали именно после исследований в группе эскимосов (инуитов) Гренландии: сообщалось, что недостаточность трегалазы встречается
среди инуитов на порядок чаще, чем среди европейцев: 8-10 против 0,3% [9]. Долгое время оставалось неясным, чем обусловлена такая высокая частота трегалазной энзимопатии у коренного населения Гренландии и не является ли она проявлением эндемического заболевания, обусловленного спецификой традиционного питания. Только в последние годы появились данные о существенно более высоком носительстве аллеля A*TREH в арктических популяциях Дальнего Востока [10]. Это подтвердило предположения о том, что распространенность мальабсорбции трегалозы в популяциях коренного населения Севера может быть обусловлена генетически.
Цель данного исследования - изучить географическое распределение аллелей и частот генотипов трега-лазы (rs2276064 TREH) в популяциях коренного малочисленного населения Сибири и Дальнего Востока РФ.
Материал и методы
Общее число включенных в анализ образцов - 1068.
Основной массив данных получен при генотипиро-вании 711 образцов ДНК коренных малочисленных народов Сибири и Дальнего Востока РФ: хантов (n=97) и манси (n=86) Северного Приобья, ямальских ненцев (n=116), эвенов (n=61) и эвенков (n=87) Восточной Сибири, нанайцев (n=86) и нивхов Амура (n=44), а также ительменов (n=31), коряков (n=67) и чукчей (n=36) Северной Камчатки.
Помимо перечисленных фокусных выборок в исследование были включены 2 референтные группы, помогающие оценить изменчивость частот аллелей и генотипов TREH в рамках условных «европеоидного» и «монголоидного» масштабов. В первую вошли 311 представителей русского населения умеренной климатической зоны европейской части РФ и Сибири (согласно результатам предварительного анализа, по частотам A*TREH отдельные территориальные выборки не различаются). Вторая референтная группа представлена выборкой якутов (n=46) - народа, населяющего обширные регионы континентальной и арктической части Восточной Сибири и представляющего монголоидную расовую группу.
Основная часть образцов предоставлена Биобанком Северной Евразии и собрана от неродственных между собой представителей населения, которые в 3 поколениях (включая бабушек и дедов) относили себя к данной этнической группе и происходят из одной популяции. Сбор образцов проведен на основе добровольного участия и письменного информированного согласия под контролем этической комиссии ФГБНУ «МГНЦ» (Москва, Россия).
Генотипирование образцов ДНК проведено с использованием биочипа Infinium iSelect HD Custom BeadChip (Illumina, США) на платформе iScan (Illumina, США). Использовали кастомный (индивидуального дизайна) био-чип, включивший маркер активности трегалазы и ряд других генетических маркеров, для которых известны ассоциации с рядом фенотипов.
Таблица 1. Частоты аллелей и генотипов гена TREH (rs2276064) в популяциях коренных малочисленных народов Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации и референтных группах
Table 1. Allele and genotype frequencies of the TREH gene (rs2276064) in populations of indigenous peoples of Siberia and the Far East of the Russian Federation and reference groups
Группа обследованных Examined group n Частота / Frequency
аллель / allele генотип / genotype
G A GG GA AA
Коренные малочисленные народы Сибири и Дальнего Востока Indigenous peoples of Siberia and the Far East Манси / Mansi 86 0,890 0,110 0,791 0,198 0,012
Ханты / Khanty 97 0,876 0,124 0,763 0,227 0,010
Ненцы / Nenets 116 0,741 0,259 0,526 0,431 0,043
Эвенки / Evenki 87 0,626 0,374 0,368 0,517 0,115
Эвены / Evens 61 0,607 0,393 0,410 0,393 0,197
Нанайцы / Nanais 86 0,552 0,448 0,291 0,523 0,186
Нивхи / Nivkhs 44 0,614 0,386 0,386 0,455 0,159
Ительмены / Itelmens 31 0,597 0,403 0,387 0,419 0,194
Коряки / Koryaks 67 0,627 0,370 0,358 0,537 0,104
Чукчи / Chukchi 36 0,569 0,431 0,306 0,528 0,167
Референтные группы Reference groups Русские / Russians 311 0,976 0,024 0,958 0,035 0,006
Якуты / Yakuts 46 0,750 0,250 0,630 0,239 0,130
Доля успешно полученных генотипов (Call Rate), оцененная в программе Genome Studio, составила 0,99, что указывает на высокое качество генотипирования (рекомендуется признавать успешным показатель выше 0,97). Результаты генотипирования были переведены в формат PLINK и на основании данных о дизайне чипа обработаны таким образом, чтобы замены каждого маркера были указаны по положительному направлению (5'...>3') цепи ДНК и аллели совпадали с теми, которые обычно указаны в базах данных (в первую очередь наиболее широко используемой базе данных dbSNP). Затем с помощью того же программного обеспечения PLINK были рассчитаны значения частоты аллеля rs2276064*A в каждой популяции.
Кроме того, образцы ДНК русских Сибири, обских угров (хантов и манси) и ненцев были получены в рамках совместных исследований НИИ и Музея антропологии МГУ и ФГБОУ ВО КемГМУ Минздрава России, также с получением информированного согласия на участие в исследовании.
ДНК из биологических материалов выделяли методом фенол-хлороформной экстракции. Концентрацию ДНК определяли с использованием спектрофотометра NanoDrop 2000C. Генотипирование по панели ДНК-маркеров гена TREH (rs2276064) проводили полиме-разной цепной реакцией (ПЦР) в режиме реального времени на амплификаторе ПЦР «Bio-Rad CFX96 Touch» (Bio-Rad, США).
Методические отличия между анализом образцов Биобанка Северной Евразии и анализом образцов МГУ и ФГБОУ ВО КемГМУ Минздрава России были несущественными, поскольку и ПЦР в реальном времени, и генотипирование на биочипах являются высоконадежными технологиями, что подтверждается и хорошей согласованностью полученных частот аллелей.
Расчет и последующую обработку результатов осуществляли при помощи программы 81а11в1юа 8.0 и указанных выше программ для анализа популяционно-гене-тических данных. При парном сравнении частот аллелей применяли критерий х2 с поправкой на максимальное правдоподобие. При множественном сравнении вводилась поправка Бонферрони.
Результаты
Частоты аллелей и генотипов гена ТЙЕИ (гв2276064) в выборках коренных народов северных регионов Сибири и Дальнего Востока и референтных группах (русские, якуты) представлены в табл. 1.
Попарное сравнение по группам показало, что по частотам аллелей А*ТРЕН при принятом уровне статистической достоверности ряд выборок не различается (р>0,05). При наличии такого сходства антропологически близкие группы объединяли, что за счет увеличения объема позволило повысить точность сравнений на следующих этапах исследования. В результате объединенная выборка обских угров включила хантов и манси, эвены и эвенки вошли в группу аборигенов таежной зоны Восточной Сибири, а ительмены, коряки и нивхи - в саха-лино-камчатскую группу народов.
Результаты сравнения частот аллеля А*ТРЕИ в укрупненных выборках представлены на рисунке. От референтной группы русских (европеоиды) все выборки коренного населения Сибири и Дальнего Востока, включая якутов, отличаются повышенным носительством А*ТРЕИ (р<0,0001). Доля носителей А*ТРЕИ в монголоидной референтной группе (якуты) равна частоте аллеля в выборке ненцев, выше (р<0,05), чем у западносибирских хантов и манси, но все остальные группы коренных народов Севера превосходят якутов по частоте носи-
1 2 3 4 5 Этнические группы / Ethnic groups
Частота встречаемости аллеля Д*ТВЕН в укрупненных выборках обследованного населения
* - статистически значимое (р<0,05) отличие от частоты аллеля А*ТЯЕИ в предыдущей выборке. Частоты А*ТЯЕИ в референтных
выборках якутов (----) и русских (........). Этнические группы:
1 - обские угры (ханты и манси); 2 - ненцы; 3 - эвенки и эвены; 4 - нанайцы; 5 - ительмены, коряки, нивхи; 6 - чукчи.
A*TREH allele frequencies in enlarged samples
* - difference from the A*TREH allele frequency in the previous sample (p<0.05). A*TREH frequencies in reference groups
of Yakuts (- —) and Russians (........). Ethnic groups: 1 - Ob Ugrians
(Khanty and Mansi); 2 - Nenets; 3 - Evenki and Evens; 4 - Nanais; 5 - Nivkhs, Koryaks, Itelmens; 6 - Chukchi.
тельства аллеля А*ТРЕИ (р<0,05). Достоверное (р<0,01 при последовательном попарном сравнении) нарастание частот аллеля проявляется в ряду от обских угров до объединенной группы эвенков и эвенов. Выборки народов Приамурья (нанайцы), нижнего течения Амура и Камчатки (нивхи, коряки, ительмены), а также чукчи, от коренного населения восточносибирской тайги (эвенков и эвенов) не отличаются.
Носительство «рискового» генотипа АА*ТРЕИ нарастает от 1% у обских угров до 18-20% у эвенов, эвенков и нанайцев и варьирует в пределах 10-19% у народов Нижнего Амура, Камчатки и Чукотки (см. табл. 1). Анализ распределения генотипов ТЯЕИ в укрупненных группах (табл. 2) подтвердил статистическую значимость отличий обских угров от всех остальных выборок малочисленных народов Сибири (р<0,0001), ненцев - от всех групп (р<0,05), кроме чукчей. Эти результаты в целом близки к полученным при анализе распределения ал-леля А*ТРЕИ (см. рисунок).
Обсуждение
Полученные данные согласуются с имеющимися материалами, характеризующими географическую и популя-ционно-антропологическую изменчивость детерминант генетического регулятора усвоения трегалозы - аллелей и генотипов ТЯЕИ (гэ2276064).
Ранее мы показали, что распространенность аллеля А*ТРЕИ в ряде этнических групп России нарастает в восточном направлении [8]. Эти предварительные наблюдения подтверждены исследованием более крупных выборок и более широким географическим охватом. Приведенные в табл. 1 и на рисунке результаты демонстрируют выраженное клинальное нарастание частот аллеля А*ТРЕИ в популяциях коренного населения северных регионов от Западной Сибири до забайкальской и приамурской тайги. То же относится и к распределению частот носительства генотипа АА*ТРЕИ (см. табл. 2).
Существенный факт, что частоты аллелей и генотипов ТЯЕИ в изучаемых группах распределяются в соответствии с локализацией областей, объединяющих народы с общим происхождением. Характеристики референтных групп, русских и якутов (см. табл. 1), соответствуют показателям, установленным для родственных им европеоидов Восточной Европы (украинцев, белорусов) и центральноазиатских монголоидов (монголов, тувинцев) [8]. Также закономерно с точки зрения физической антропологии группируются частоты А*ТРЕИ в выборках, представляющих народы западносибирской (обские угры и ненцы), сибирско-амурской (эвенки, эвены, нанайцы) и чукотско-камчатско-сахалинской (нивхи, коряки, ительмены, чукчи) антропологических общностей [11]. Отметим, что указанный ряд антропологических общностей характеризуется нарастанием (с запада на восток) признаков монголоидной расовой группы. При этом, судя по скудным пока данным о распределении генетических детерминант активности трагалазы в различных регионах мира, именно монголоидные популяции отличаются высоким носительством аллеля А*ТРЕИ [7, 8, 10].
Важно также, что рассматриваемые аборигенные популяции представляют население удаленных регионов, сохранявшее традиционный образ жизни и питания вплоть до первой четверти XX в. Присущий коренным северянам комплекс адаптаций к условиям Арктики и северной тайги включал и специфические особенности метаболизма. В условиях низких среднегодовых температур и при ограниченном доступе к углеводным продуктам у северных аборигенов сложился белково-липидный тип питания, основанный на продукции оленеводства, охоты, рыболовства и морского зверобойного промысла. При крайне малом вкладе моно- и дисахари-дов в традиционные диеты северян, сахаридазы играли второстепенную роль, что могло ослабить генетический контроль за поддержанием функциональной активности расщепляющих ди- и полисахариды ферментов, включая трегалазу [1, 10].
Можно предположить, что очень высокий процент носителей генотипа трегалазной недостаточности (самый высокий из зафиксированных на сегодня в мире) у коренного населения Севера и Дальнего Востока РФ обусловлен ослаблением отбора на носительство пред-кового аллеля G*TREH в монголоидных популяциях с изначально повышенной концентрацией мутантного аллеля А*.
Таблица 2. Достоверность различий укрупненных групп по распределению генотипов TREH Table 2. Significance of TREH genotype distribution differences in enlarged groups
Группа обследованных / Examined group Обские угры / Ob Ugrians Ненцы / Nenets
Ненцы / Nenets 0,0002 -
Эвенки, эвены / Evenki, Evens <0,0001 0,022
Нанайцы / Nanais <0,0001 0,0008
Нивхи, коряки, ительмены / Nivkhs, Koryaks, Itelmens <0,0001 0,0247
Чукчи / Chukchi <0,0001 >0,05
Результаты популяционно-генетических исследований согласуются с данными, полученными специалистами в смежных областях. Этнографические материалы свидетельствуют, что содержащие трега-лозу грибы, несмотря на их доступность и изобилие в тундровой зоне, у арктических народов от Чукотки до Кольского полуострова считались малопригодным и даже опасным продуктом и не употреблялись в пищу. В этих традиционных обществах грибы как «оленья еда» (действительно, любимый корм северного оленя Rangifer tarandus), противопоставлялись еде «настоящей», «человеческой» [1, 10]. Такое культурное размежевание «сырого и приготовленного» как один из классических этнологических сюжетов [12] в данном случае получает серьезное медико-генетическое подкрепление. Согласно нашим данным (см. табл. 1) в популяциях северян сниженная способность к усвоению трегалозы (при носительстве генотипа GA*TREH) может проявляться в 20-54%, а мальабсорбция «грибного сахара» (генотип AA*TREH), вызывающая тошноту, боли в животе и другие диспептические явления после употребления грибов, - еще у 1-20%. В такой ситуации естественно возведение обществом культурного барьера, снижающего риск неблагоприятных последствий при потреблении такого доступного местного продукта, как грибы.
В медицинском и нутрициологическом аспектах ценно, что наши результаты подтверждают данные немногочисленных пока клинических наблюдений. При гистохимических исследованиях биоптатов тонкой кишки трегалазная энзимопатия диагностировалась у коренного населения высокоширотных регионов (в частности, инуитов Гренландии) почти в 30 раз чаще, чем у европейцев - этнических датчан и шведов [9]. Согласующиеся с этими оценками популяционно-генетические материалы (см. табл. 1) свидетельствуют о необходимости проведения и расширения комплексных исследований,
сочетающих клинические, гистохимические и молеку-лярно-генетические подходы. Это позволит получить данные для изучения эпидемиологии трегалазной эн-зимопатии как специфической формы заболевания в различающихся по этнической принадлежности, образу жизни и питанию группах населения.
Заключение
Популяционно-генетические исследования показывают, что риск обусловленных трегалазной энзимопа-тией абдоминальных расстройств у представителей малочисленных народов Севера и Дальнего Востока РФ очень высок.
Выдвинута гипотеза: на фоне исходного умеренно повышенного в монголоидных группах носительства мутантного аллеля A*TREH адаптация к бедной углеводами белково-липидной «высокоширотной» диете привела к снижению контроля за поддержанием носитель-ства предкового аллеля G*.
Сниженная активность фермента, детерминируемая носительством генотипа GA*TREH, проявляется у 19,8-53,7% представителей популяций коренных северян и до 20% членов популяции (генотип AA*TREH) имеют риск выраженной мальабсорбции трегалозы с диспептическими явлениями после потребления трега-лозосодержащих продуктов, в частности грибов. Таким образом, суммарный риск трегалазной энзимопатии в популяциях коренных северных народов азиатской части РФ может достигать 60-70%.
Полученные материалы позволяют заключить, что мальабсорбция трегалозы - недооцененная проблема, требующая особого внимания работающих в высокоширотных регионах специалистов в области нутрицио-логии, гастроэнтерологии, общественного здоровья, медицинской генетики.
Сведения об авторах
Козлов Андрей Игоревич (Andrey I. Kozlov) - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории антропоэкологии НИИ и Музея антропологии им. Д.Н. Анучина ФГБОУ ВО МГУ имени М.В. Ломоносова, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории исследований социальной интеграции ФГБОУ ВО НИУ ВШЭ (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-6710-4862
Вершубская Галина Григорьевна (Galina G. Vershubskaya) - научный сотрудник лаборатории антропоэкологии НИИ и Музея антропологии им. Д.Н. Анучина ФГБОУ ВО МГУ имени М.В. Ломоносова (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-2452-1532
Горин Игорь Олегович (Igor O. Gorin) - научный сотрудник лаборатории популяционной генетики человека ФГБНУ «МГНЦ» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-9532-8954
Пылев Владимир Юрьевич (Vladimir Yu. Pylev) - научный сотрудник лаборатории популяционной генетики человека ФГБНУ «МГНЦ», генеральный директор АНО «Биобанк Северной Евразии» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-9541-8319
Балановская Елена Владимировна (Elena V. Balanovska) - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией популяционной генетики человека ФГБНУ «МГНЦ» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-3882-8300
Литература
Козлов А.И. Связанные с потреблением углеводных продуктов нутрициологические и генетические риски развития ожирения у коренных северян // Вопросы питания. 2019. Т. 88, № 1. С. 5—16. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10001 Hill C., Nash S.H., Bersamin A., Hopkins S.E., Boyer B.B., O'Brien D.M. et al. Seasonal variation in added sugar or sugar sweetened beverage intake in Alaska native communities: An exploratory study // Int. J. Circumpolar Health. 2021. Vol. 80, N 1. Article ID 1920779. DOI: https://doi.org/10.1080/22423982.2021.1920779 Little M., Hagar H., Zivot C., Dodd W., Skinner K., Kenny T. et al. Drivers and health implications of the dietary transition among Inuit in the Canadian Arctic: A scoping review // Public Health Nutr. 2021. Vol. 24, N 9. P. 2650-2668. DOI: https://doi.org/10.1017/ S1368980020002402
Козлов А.И., Вершубская Г.Г. Избыточная масса и ожирение у сельских школьников российской Арктики и Севера в 1994— 2019 гг. // Экология человека. 2022. Т. 29, № 5. C. 357—366. DOI: https://doi.org/10.17816/humeco105293
Richards A.B., Krakowka S., Dexter L.B., Schmid H., Wolterbeek A.P., Waalkens-Berendsen D.H. et al. Trehalose: A review of properties, history of use and human tolerance, and results of multiple safety studies // Food Chem. Toxicol. 2002. Vol. 40, N 7. P. 871—898. DOI: https://doi. org/10.1016/s0278-6915(02)00011-x
De Leusse C., Roman C., Roquelaure B., Fabre A. Estimating the prevalence of congenital disaccharidase deficiencies using allele fre-
quencies from gnomAD // Arch. Pediatr. 2022. Vol. 29, N 8. P. 599—603.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.arcped.2022.08.005
Muller Y.L., Hanson R.L., Knowler W.C., Fleming J., Goswami J.,
Huang K. et al. Identification of genetic variation that determines
human trehalase activity and its association with type 2 diabetes //
Hum. Genet. 2013. Vol. 132. P. 697—707. DOI: https://doi.org/10.1007/
s00439-013-1278-3
Козлов А.И., Балановский О.П., Вершубская Г.Г., Горин И.О., Балановская Е.В., Лавряшина М.Б. Генетически детерминированная недостаточность трегалазы в различных группах населения России и сопредельных стран // Вопросы питания. 2021. Т. 90, № 5. С. 96—103. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-5-96-103
Gudmand-Hoyer E., Fenger H.J., Skovbjerg H., Kern-Hansen P., Mad-sen P.R. Trehalase deficiency in Greenland // Scand. J. Gastroenterol. 1988. Vol. 23. P. 775—778.
Малярчук Б.А., Деренко М.В. Полиморфизм гена трегалазы (TREH) у коренного населения Сибири // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21, № 8. С. 964—968. DOI: https://doi. org/10.18699/VJ17.320
Алексеев В.П., Гохман И.И. Антропология азиатской части СССР. Москва : Наука, 1984. 208 с.
Леви-Строс К. Мифологики. Т. 1. Сырое и приготовленное. Москва; Санкт-Петербург : Университетская книга, 1999. 406 с.
References
7
2
8
3
9
6
Kozlov A.I. Carbohydrate-related nutritional and genetic risks of obesity for indigenous northerners. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (1): 5-16. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10001 (in Russian)
Hill C., Nash S.H., Bersamin A., Hopkins S.E., Boyer B.B., O'Brien D.M., et al. Seasonal variation in added sugar or sugar sweetened beverage intake in Alaska native communities: An exploratory study. Int J Circumpolar Health. 2021; 80 (1): 1920779. DOI: https://doi.org/10.1 080/22423982.2021.1920779
Little M., Hagar H., Zivot C., Dodd W., Skinner K., Kenny T., et al. Drivers and health implications of the dietary transition among Inuit in the Canadian Arctic: A scoping review. Public Health Nutr. 2021; 24 (9): 2650-68. DOI: https://doi.org/10.1017/S1368980020002402 Kozlov A.I., Vershubskaya G. Overweight and obesity among rural schoolchildren of the Russian Arctic and North in 1994-2019. Ekologi-ya cheloveka [Human Ecology]. 2022; 29 (5): 357-66. DOI: https://doi. org/10.17816/humeco105293 (in Russian)
Richards A.B., Krakowka S., Dexter L.B., Schmid H., Wolterbeek A.P., Waalkens-Berendsen D.H., et al. Trehalose: A review of properties, history of use and human tolerance, and results of multiple safety studies. Food Chem Toxicol. 2002; 40 (7): 871-98. DOI: https://doi. org/10.1016/s0278-6915(02)00011-x
De Leusse C., Roman C., Roquelaure B., Fabre A. Estimating the prevalence of congenital disaccharidase deficiencies using allele frequencies
from gnomAD. Arch Pediatr. 2022; 29 (8): 599-603. DOI: https://doi. org/10.1016/j.arcped.2022.08.005
Muller Y.L., Hanson R.L., Knowler W.C., Fleming J., Goswami J., Huang K., et al. Identification of genetic variation that determines human trehalase activity and its association with type 2 diabetes. Hum Genet. 2013; 132: 697-707. DOI: https://doi.org/10.1007/s00439-013-1278-3
Kozlov A.I., Balanovsky O.P., Vershubskaya G.G., Gorin I.O., Bala-novskaya E.V., Lavryashina M.B. Genetically determined trehalase deficiency in various population groups of Russia and neighboring countries. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2021; 90 (5): 96-103. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-5-96-103 (in Russian)
Gudmand-Hoyer E., Fenger H.J., Skovbjerg H., Kern-Hansen P., Madsen P.R. Trehalase deficiency in Greenland. Scand J Gastroenterol. 1988; 23: 775-8.
Malyarchuk B.A., Derenko M.V. Polymorphism of the trehalase gene (TREH) in native populations of Siberia. Vavilovskiy zhurnal gene-tiki i selektsii [Vavilov Journal of Genetics and Selection]. 2017; 21 (8): 964-8. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ17.320 (in Russian) Alekseev V.P., Gokhman I.I. Anthropology of the Asian part of the USSR. Moscow: Nauka, 1984: 208 p. (in Russian) Levi-Strauss C. Mythologiques. Vol. 1. Raw and cooked. Moscow; Saint Petersburg: Universitetskaya kniga, 1999: 406 p. (in Russian)
7
2
8
4.
9
6
