CC BY
38
©Коллектив авторов, 2008
УДК 576.8.095.52:575.113:616-006.32:616.1
роль полиморфизма некоторых генов-кандидатов в контроле эндотелиальной функции у пациентов с сердечными микроаномалиями
А.В. Ягода, Ю.С. Жданов, Н.Н. Гладких
Ставропольская государственная медицинская академия
К настоящему времени сложилось определенное мнение, что лица с кардиальными проявлениями дисплазии соединительной ткани (ДСТ), в частности с пролапсом митрального клапана (ПМК), имеют риск неблагоприятного течения приобретенных сердечно-сосудистых заболеваний и развития весьма серьезных осложнений пролапса, таких как внезапная смерть, нарушения ритма и проводимости, инфекционный эндокардит, тромбоэмболии, сердечная недостаточность [1,13,17,19,21]. Учитывая, что ПМК нередко сочетается с аномалиями коронарных артерий, следует упомянуть о возможной триггерной роли последних в развитии стенозирующего атеросклероза коронарных сосудов и, как следствие, повышенном риске развития коронарной патологии [4,15].
Однако некоторые исследователи вообще не рассматривают малые аномалии сердца (МАС) как патологическое состояние в связи со значительной их распространенностью и с благоприятным в большинстве случаев клиническим течением [9].
Поэтому вопрос о клинической значимости и, особенно, о прогнозе у лиц с висцеральными проявлениями ДСТ остается открытым и требует решения с использованием современных методов, включая генетические. В кардиологической практике роль генетических характеристик, относящихся к немодифи-цируемым факторам, достаточно высока. В случаях ДСТ, в том числе при различных видах и комбинациях кардиальных дисплазий, установлена наиболее частая встречаемость HLA-специфичностей и ряда эритроци-тарных систем [2,3].
Особый интерес представляет выделение генетических предикторов, контролирующих эндотелиальную функцию. Хорошо изучены гены-кандидаты эндотелина-1 (END1), ангиотензин-конвертирующе-го фермента (ACE), ангиотензин-11-рецептора 1 типа (AGT2R1), предрасполагающие к развитию и оказывающие неблагоприятное течение на сердечно-сосудистые заболевания, такие как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца (ИБС), артериальная гипертензия, инсульты. Риск развития ИБС и инфаркта миокарда у людей с D/D генотипом гена ACE по сравнению с I/I
генотипом был значительно выше [24]. Наличие D аллеля гена ACE было связано с более высоким уровнем АД у мужчин [23]. СС-генотип гена AGT2R1 ассоциировался с повышенной вазоконстрикцией и неблагоприятным влиянием на ремоделирование сосудов [11]. Повышенный риск развития ИБС был установлен у носителей Asn-аллеля (p=0,025), причем у мужчин он оказался более выражен, чем у женщин (р=0,014) [16]. Лица с повышенной массой тела, гомозиготные по Asn-аллелю, имели более высокий уровень АД и более выраженную гипертоническую реакцию в ходе нагрузки на тредмиле [26].
Однако результаты клинических исследований, изучающих связь полиморфных маркеров упомянутых генов-кандидатов при ДСТ (в частности МАС), позволяющие установить их участие в формировании дисфункции эндотелия, единичны. [20, 25]. Вместе с тем оценка полиморфизма генов, контролирующих эндотелиальную функцию, представляет один из наиболее перспективных подходов для выделения группы повышенного риска развития сердечно-сосудистых осложнений у больных ДСТ
Целью исследования явилось установление ассоциации генотипов генов-кандидатов END1 (структурная мутация Lys198Asn), ACE (I/D полиморфизм) и AGT2R1 (А1166С полиморфизм) с рядом клиникофункциональных характеристик МАС и сердечно-сосудистой системы при ДСТ.
Материал и методы. Обследовано 70 пациентов русской национальности, постоянно проживающих в
днее количество шешних стигм Э *— М W Д Ot О) 6-5 IS
Ф Ш 11 а о ДСТ Контроль
Рис. Среднее число стигм дисморфогенеза у здоровых и больных.
Таблица 1
Частота встречаемости генотипов генов в группе пациентов с МАС
Ген Генотип Группы обследованных, абс. (%) RR
ПМК 1-2 ст. (n =10) ПМК 1-2 ст. + АРХ (n = 52) ПМК + АПМП + АРХ (n = 8) МАС (n=70) контрольная (n=50)
I/I 4(40) 12(23) 2(25) 18(27) 32(64) 0,20
ACE I/D 3(30) 25(48) 3(37,5) 31(43) 15(21) 1,82
D/D 3(30) 15(29) 3(37,5) 21(30) 3(15) 5,89
Lys/Lys 5(50) 22(42) 5(62) 32(46) 39(78) 0,24
END-1 Lys/Asn 4(40) 26(50) 2(25) 32(46) 10(20) 3,25
Asn/Asn 1(10) 4(8) 1(13) 6(8%) 1(2) 3,32
A/A 5(50) 22(42) 5(62) 32(46) 37(74) 0,30
AGT2R1 A/C 5(50) 27(52) 1(13) 33(47) 13(26) 2,48
C/C - 3(6) 2(25) 5(7) - 8,48
Примечание. RR между общей группой МАС и контролем.
Ставропольском крае (42 мужчины, 28 женщин), в возрасте от 16 до 29 лет с эхокардиографически верифицированными МАС (пролапсом митрального клапана I-II степени, аномально расположенными хордами, аневризмами межпредсердной перегородки - АМПП), с внешними признаками дисморфогенеза и без сопутствующей органической патологии. Контрольную группу составили 50 практически здоровых людей (30 мужчин, 20 женщин) без признаков внешних и эхокардиографических аномалий аналогичной возрастной группы.
Выявление эхокардиографических критериев МАС проводилось по стандартной методике, включающей исследование в В- и М-режимах, ультразвуковую допплерографию в импульсном и постоянном режимах, цветное допплеровское картирование [5]. Артериальное давление (АД) измеряли в покое, на первой, третьей и пятой минутах после физической нагрузки в виде простой одномоментной функциональной пробы - 20 приседаний за 30 секунд. В зависимости от уровня АД после нагрузки пациентов распределили по типам реакции - нормотоническому и атипическим [6].
Для определения генотипов и аллелей END1, ACE, AGT2R1 геномную ДНК из лимфоцитов крови выделяли методом фенол-хлороформной экстракции с последующей амплификацией. Продукты ПЦР анализировали с помощью электрофореза в 2% агарном геле [8,22].
Статистическую обработку данных проводили с
помощью компьютерных программ «Microsoft Excel» и «Biostat». Рассчитывали частоту встречаемости генов. Ассоциативные связи полиморфизма генов с МАС устанавливали на основании вычисления степени относительного риска (RR, формула Holdene-Woolf). Достоверность определяли с помощью х2. Правильность распределения частот генотипов определялась соответствием равновесию Hardy-Weinberg. Для всех видов анализа статистически значимыми считали различия при p<0,05.
Результаты и обсуждение. Более чем у половины пациентов с МАС определен астенический тип конституции, тогда как у всех обследуемых контрольной группы - нормостенический. Мужчины основной и контрольной групп по сравнению с женщинами имели более высокие показатели роста, массы и площади поверхности тела, индекса окружность запястья/ длина II пальца. В основной группе пациентов исходный уровень АД был нормальным - систолическое АД составило 11б,2±4,4 мм рт.ст., диастолическое АД
- 74,6±5,6 мм рт.ст.
Наиболее распространенной эхокардиографической комбинацией МАС было сочетание ПМК 1-2 степени с аномально расположенными хордами (АРХ) левого желудочка - 74,3%. Изолировано ПМК 1-2 степени верифицировался в 14,3% случаев. Сочетание трех МАС (ПМК+АРХ+ АМПП) определялось у 11,4% пациентов. Среднее количество внешних стигм дис-морфогенеза у пациентов с МАС было достоверно больше по сравнению с контролем (рис.).
Таблица 2
Особенности реакции на физическую нагрузку в зависимости от генотипа ACE, END-1, AGT2R1
Ген Генотип Типы реакции
нормотонический гипертонический астенический
ACE I/I 11 7 -
I/D - 17 14
D/D 10 11 -
END-1 Lys/Lys 11 - 21
Lys/Asn 5 27 -
Asn/Asn - 6 -
AGT2R1 A/A 7 16 9
A/C 6 16 11
C/C - 5 -
Генетический анализ показал различную частоту встречаемости генотипов в группе пациентов с МАС и в контрольной (табл. 1 ).
Установлены отличия в частоте генотипов гена ACE между рассматриваемыми группами. У пациентов с МАС достоверно чаще встречался аллель D (р<0,05), что согласуется с данными ранее опубликованных исследований [20]. При этом относительный риск (RR) при генотипе D/D гена АПФ достигал 5,89, свидетельствуя об отчетливой связи с ПМК. У носителей генотипа I/I риск составил 0,20, что указывает на значительно более редкую встречаемость ПМК у больных с данным маркером.
При изучении распределения генотипов гена AGT2R1 выявлено ожидаемое увеличение частоты встречаемости аллеля С [25] у пациентов с ПМК в отличие от более редкого его выявления в группе контроля (р<0,05). Показатель RR для генотипа С/С составил 8,48 в противовес RR=0,30 при генотипе А/А, что также расценивается как ассоциация аллеля С с патологией клапанного аппарата сердца.
При изучении гена END-1 достоверно чаще в группе пациентов с ПМК и при его сочетании с другими МАС определялся аллель Asn (р<0,05) и генотип Asn/Asn (RR=3,32) в отличие от более редко встречающегося генотипа Lys/Lys (RR=0,24).
При анализе уровня АД в ходе выполнения пробы с физической нагрузкой (табл.2) было установлено, что носители генотипа Asn/Asn и аллеля Asn гена END-1 отвечали на нагрузку преимущественно по гипертоническому типу (р<0,05). Кроме того, у пациентов, носителей аллеля Asn, наблюдалось более медленное восстановление уровня АД до исходного после физической нагрузки по сравнению с носителями генотипа Lys/Lys (р<0,05), вероятно, как следствие тесной связи аллеля Asn с более высокой концентрацией эндотели-на-1, оказывающего выраженное вазоконстриктивное действие и негативно влияющего на эндотелиальную функцию [12]. В свою очередь генотип Lys/Lys чаще встречался у пациентов с МАС, имеющих астенический и нормотический типы реакции на физическую нагрузку (р<0,05) и, соответственно, не имеющих гипертонического. Установлена достоверная ассоциация гиперреакторов с генотипом С/С гена AGT2R1 (р<0,05).
Гомозиготы I/I и D/D отвечали на нагрузку исключительно по нормо-либо гипертоническому типу, тогда как генотип I/D встречался только при патологических (гипертоническом, астеническом) типах реакции на физическую нагрузку (табл. 2).
Суммируя полученные результаты, следует отметить, что гены активно «участвуют» в функционировании сердечно-сосудистой системы, контролируя равновесие между факторами вазоконстрикции и ва-зодилатации. Аллели Lys, A и I, скорее всего, выступают протекторами в поддержании нормальной функции эндотелия. Генотипы Asn/Asn, С/С и D/D, напротив, являются генетическими маркерами в отношении пре-дикции развития сердечных заболеваний и формирования осложнений у пациентов с МАС. Соответственно наличие аллелей Asn, С, D следует учитывать при дифференцированном подходе к оценке прогноза у данной группы больных.
Хорошо известна роль ренин-ангиотензин-аль-достероновой системы в развитии внеклеточного матрикса, являющегося компонентом сердечных клапанов и состоящего преимущественно из коллагена [18, 27]. При этом ген ACE может участвовать в формировании ПМК через повышенную системную и локальную продукцию АПФ, контролирующего уровень ангиотензина II. Ген AGT2R1 способен реализовать
свой вклад в развитие данной патологии посредством гиперчувствительности к ангиотензину II и связанной с ним повышенной экспрессии факторов роста и пролиферации медии, а также дисфункции вегетативной нервной системы [25], роль которой в патогенезе ПМК не вызывает сомнений [1].
Таким образом, генетические исследования являются перспективным направлением прогнозирования и профилактики осложнений у пациентов с МАС. Связь отдельных генов с особенностями морфологии сердца и ответа на нагрузку позволяет рассматривать ДСТ как полигенно-мультифакториальное заболевание, а определенные полиморфизмы генов - как независимые предикторы развития более серьезных сердечнососудистых расстройств. Дальнейшие исследования в этой области позволят осуществлять дифференцированный подход к пациентам с МАС.
Выводы
1. Установлена более частая встречаемость у пациентов с МАС аллелей D, C и Asn и генотипов D/D C/C и Asn/Asn генов ACE, AGT2R1 и END-1 и более редкая их ассоциированность с генотипа I/I, A/A, Lys/Lys.
2. Преимущественно гипертонический тип ответа на физическую нагрузку был свойственен носителям генотипа Asn/Asn и аллеля Asn гена END-1 и генотипа C/C гена AGT2R1 с более продолжительными сроками восстановления уровня АД у носителей аллеля Asn.
3. Установлена связь генотипа I/D у больных МАС с патологическими (гипертоническим, астеническим) типами ответа на физическую нагрузку.
литература
1. Барт, Б.Я. Пролабирование митрального клапана в практике терапевта и кардиолога / Б.Я. Барт, В.Ф. Беневская // Терапевтический архив. - 2003. - №1. - С.10-15.
2. Гладких, Н.Н. Взаимосвязь конституциональных свойств и антигенов HLA-системы у пациентов с недифференцированной дисплазией соединительной ткани / Н.Н. Гладких, Я.М. Трубушкина, А.В. Ягода // Омский научный вестник. - 2005. - №5 (32). Приложение. - С.16-18.
3. Гладких, Н.Н. Клинико-иммунологическая характеристика пациентов с малыми аномалиями сердца /Н.Н. Гладких, Я.М. Трубушкина, А.В. Ягода // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия І1. - 2007. - №2.
- С. 22-24.
4. Гладких, Н.Н. Признаки дизэмбриогенеза и факторы развития инфаркта миокарда у молодых пациентов /Н.Н. Гладких // От исследований - к стандартам лечения: материалы Четвертого съезда кардиологов ЮФО. - Сочи, 2005. - С. 47-49.
5. Гнусаев, Н.Н. Эхокардиографические критерии диагностики и классификации малых аномалий сердца у детей / Н.Н. Гнусаев, Ю.М. Белозеров // Ультразвук. диагностика. - 1997. - №3. - С. 21-27.
6. Журавлев, А.Н. Спортивная медицина и лечебная физкультура. / А.Н. Журавлев, Н.Д. Граевская // Руководство для врачей. М., 1993. - 432 с.
7. Земцовский, Э.В. Соединительнотканные дисплазии сердца / Э.В. Земцовский. - СПб., 2000. - 115 с.
8. Минушкина, Л.О. Гены ангиотензинпревращающего фермента, NO-синтетазы и эндотелина-1 и гипертрофия миокарда левого желудочка у больных гипертонической болезнью коренных жителей Якутии / Л.О. Минушкина, И.Р Петрова, Т.А. Романова [и др.] // Кардиология.
- 2005. - №1. - С. 41-44.
9. Ревишвили, А.Ш. Неинвазивная топическая диагностика некоронарогенных желудочковых аритмий / А.Ш. Ревишвили, М.В. Носкова, Ф.Г. Рзаев, Е.А. Артюхина // Вестн. аритмологии. - 2004. - №35. - С. 5-15.
10. Яковлев, В.М. Терминология, определенная с позиций клиники, классификация врожденной дисплазии соединительной ткани / В.М. Яковлев, Г. И. Нечаева, И.А. Викторова [и др.] // Врожденные дисплазии соединительной ткани: тезисы симпозиума. - Омск, 1990. - С. 3-5.
11. Amant, C. The angiotensin II type 1 receptor gene polymorphism is associated with coronary vasoconstriction. / C. Amant, M. Hamon, C. Banters [et al.] // Am. Coll. Cardiollogy J. - 1997. - Vol. 29. - P. 486-490.
12. Barden, A.E. Association between the endothelin-1 gene Lys198Asn polymorphism blood pressure and plasma en-dothelin-1 levels in normal and pre-eclamptic pregnancy / A.E. Barden, C.E. Herbison, L.J. Beilin [et al.] // J. Hyper-tens. - 2001. - Vol. 19(10). - P. 1775-1782.
13. Blum, A. Mitral valve prolapse and thromboembolic events. / A. Blum, Y. Shapira, S. Yeganh, M. Rabinkov // Isr. Med. Assoc. J. - 2001. - Vol.3 (4). - P 282-283.
14. Boudoulas, H. Mitral valve prolapse and the mitral valve prolapse syndrome: a diagnostic classification and pathogenesis of symptoms / H. Boudoulas, A.J. Kolibach, P. Baker [et al.] // Am. Heart J. - 1989. - Vol. 118. - P. 796-818.
15. Bouknight, D.P Current management of mitral valve prolapse (see comments) / D.P. Bouknight // Am. Fam. Physician. - 2000. - Vol. 61, № 11. - P. 3343-3354.
16. Cai, H. The Glu298-->Asp (894G-->T) mutation at exon 7 of the endothelial nitric oxide synthase gene and coronary artery disease. / H.Cai, D.E Wilcken., X.L. Wang // Mol. Med. J. - 1999. - Vol. 77(6). - P 511-514.
17. Carolei, A. A prospective study of cerebral ischemia in the young. Analysis of pathogenic determinants. / A. Carolei, C. Marini, E. Ferranti [et al.] // The National Research Council Study Group. Stroke. - 1993. - Vol. 24(3). - P. 362-367.
18. Castellano, M. Angiotensin II type 1 receptor A/C1166 polymorphism: relationships with blood pressure and cardiovascular structure / M. Castellano, L. Muiesan, M. Beschi [et al.] // Hypertension. - 1996. - Vol. 28 - P. 1076-1080.
19. Chesler, E. The myxomatous mitral valve and sudden death / E. Chesler, R.A. King, J.E. Edwards // Circulation. - 1983.
роль полиморфизма некоторых генов-кандидатов в контроле эндотелиальной функции у пациентов С СЕРДЕЧНЫМИ микроаномалиями
а.в. ягода, ю.с. Жданов, н.н. гладких
В ходе исследования по принципу «случай-контроль» у 70 пациентов с МАС изучена частота встречаемости генотипов и аллелей генов эндотелина-1, ангиотензин-конвертирующего фермента, ангиотензин-11-рецептора 1 типа и определен их вклад в дисрегуляцию сердечно-сосудистой системы. Выявлено, что генотипы Asn/Asn, С/С и D/D данных генов являются неблагоприятными генетическими маркерами и могут выступать как независимые предикторы развития более серьезных сердечно-сосудистых расстройств.
Ключевые слова: пролапс митрального клапана, полиморфизм генов, генетические предикторы
- Vol. 67, № 3. - P. 632-639.
20. Chou, H.T Association between angiotensin I-converting enzyme gene insertion/deletion polymorphism and mitral valve prolapse syndrome / H.T. Chou, Y.T. Chen, Y.R. Shi, FJ. Tsai // Am. Heart. J. - 2003. - Vol. 145(1) - P. 169-173.
21. Garret, M. Arrythmias in patients with mitral valve prolapse / M. Garret, D.T Mason, G. Lu [et al.] // Med. J. North. Amer.
- 1984. - Vol. 64, № 5. - P. 1039-1049.
22. Hingorani, A.D. A simple molecular assay for the C1166 variant of the angiotensin II type 1 receptor gene / A.D. Hingorani, M.J. Brown // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1995.
- Vol. 213. - P 725-729.
23. O’Donnell, C.J. The ACE Deletion Insertion Polymorphism and Hypertension: an Association Analysis in the Framingham Heart Study // C.J. O’Donnell, K. Lindpaintner [et al.] // College Cardiology, 46-th An. Scientific Session 1997: Abstr: 724-734.
24. Staessen, J.A. The deletion/insertion polymorphism of the angiotensin converting enzyme gene and cardiovascular-renal risk / J.A. Staessen, J.G. Wang, G. Ginocchio [et al.] // J. Hypertens. - 1997. - Vol. 15. - P 1579-1592.
25. Szombathy, T. Angiotensin II Type 1 Receptor Gene Polymorphism and Mitral Valve Prolapse Syndrome. / T Szombathy, L. Junoskill, Cs Szalai [et al.] // Am. Heart. J. - 2000. - Vol. 139(1). - P 101-105.
26. Tiret, L. The Lys198Asn polymorphism in the endothelin-1 gene is associated with blood pressure in overweight people / L. Tiret, O. Poirier, V. Hallet [et al.] // Hypertension. - 1999.
- Vol. 33. - P. 1169-1174.
27. Zdrojewski, T.R. Renin-aldosterone regulation during upright posture in young men with mitral valve prolapse syndrome. / T.R. Zdrojewski, B. Wyrzykowski, B. Krupa-Wojciechowska // J. Heart. Valve Dis. - 1995. - Vol. 4. - P 236-241.
ROLE OF POLYMORPHISM OF SOME GENES
- CANDIDATES IN CONTROL OF ENDOTELIAL FUNCTION IN PATIENTS WITH HEART MICRO ANOMALIES
YAGODA A.V., ZHDANOV YU. S., GLADKIKH N.N.
During research by a principle “case- control” in 70 patients with heart micro anomalies (HMA) frequency of occurrence of genotypes and genes alleles of endoteline -1, angiotensinconverting enzyme, angiotensin-II-receptor of 1-st type is investigated, and their contribution to cardiovascular system disregulation is determined. It is revealed, that genotypes Asn/ Asn, С/С and D/D of the given genes are adverse genetic markers and can act as independent development predicators of more serious cardiovascular frustrations.
Key words: mitral valve prolapse, polymorphism of genes, genetic predicators
