CC BY
15
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
ВЫРАЖЕННОСТЬ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ И ТРАНСКРИПЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ЯДРЫШКООБРАЗУЮЩИХ РАЙОНОВ ХРОМОСОМ У ЖИТЕЛЕЙ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ
И.Н. Медведев, И.В. Амелина
Курский институт социального образования (филиал) РГСУ, Курск
Цель - изучить влияние транскрипционной активности ядрышкообразующих районов (ЯОР) хромосом на морфометрические показатели у коренных жителей Курской области.
Обследованы 215 добровольцев коренных жителей Курской области (150 женщин и 65 мужчин). Оценка активности ядрышкообразующих районов 10 акроцентрических хромосом (ЮЛдЯОР) велась по Howell [Howell, Denton, Piamons, 1975]. Учитывались длина тела, ширина плеча, ширина таза, обхват плеча, обхват бедер, обхват талии и масса тела. Статистическая обработка данных проведена критериями Стьюдента и Фишера.
Функциональная активность ЯОР хромосом среди коренных жителей Курской области в общем составляет 19.46 ± 0.13 у.е.: D-ЯОР достигает 11.68 ± 0.09 у.е., G-ЯОР - 7.78 ± 0.07 у.е. В общей структуре выборки группа индивидуумов с низким количеством ЮЛдЯОР (15-17.99 у.е.) составила 29%; со средним (18-20.49 у.е) - 41%; с высоким (> 20.5 у.е.) - 30%, от общего числа обследованных.
Соматометрические показатели достоверно возрастают по мере увеличения у обследуемых количества ЮЛдЯОР. При этом, степень взаимосвязи морфометрических характеристик и уровня функционирования ЯОР у женщин по всем учитываемым показателям проявляется сильнее, при наиболее выраженных различиях по росто-весовым показателям между группами с высоким и низким количеством ЮАдЯОР.
Можно считать, что индивидуумы со средней транскрипционной активностью ЯОР (18.520.49 у.е.) обладают более гармоничным развитием. Так, у женщин этой группы наиболее тонкая талия, средние значения отношения ее величины к обхвату бедер и максимальные величины обхвата плеча, ширины таза и плеч, во многом закладывая основу выживания индивида, успешности деторождения и заботы о потомстве.
У мужчин со средним количеством ЮАдЯОР отмечены средние величины массы тела, индекса массы тела, обхвата талии, обхвата бедер, их отношению при максимальной ширине плеч, являющиеся наиболее адаптивными морфометрическими признаками, определяющими наибольшие возможности для выживания.
Таким образом, индивидуальные особенности морфометрических признаков в длительно существующих человеческих популяциях во многом обусловлены имеющимися различиями активности в их клетках ЮАдЯОР.
Ключевые слова: ядрышкообразующие районы хромосом, Ад-полиморфизм, морфометричес-кие показатели, коренные жители Курской области
Формирование морфометрических характеристик зависит от наследственности и среды. Среди наследственных факторов большое значение имеет активность белоксинтетического аппарата клеток, в работе которого видную роль играет транскрипционная активность ядрышкообразующих районов (ЯОР) хромосом, являющихся матрицей для синтеза рРНК [Назаренко и др., 1990].
Транскрипционная активность этих районов традиционно изучается на цитологическом уров-
не с помощью метода селективной окраски серебром ЯОР хромосом [Ляпунова, 1990]. Суммарный размер АдЯОР десяти акроцентрических хромосом (ЮАдЯОР), выраженный в условных единицах (у.е.), рассматривается как критерий активности ЯОР [Ляпунова и др., 1988]. Сумма размеров 10АдЯОР характеризует транскрипционную активность ЯОР в клетке и служит основой для сравнения индивидуальных геномов по этому признаку (Ад - полиморфизм).
Считается, что ЯОР хромосом через синтез рРНК, участвующей в работе белоксинтезирующе-го аппарата, способны влиять на процессы роста и развития, участвуя в формировании устойчивости организма к неблагоприятным условиям внешней среды [Ляпунова, Еголина, Цветкова, 2000].
В литературе имеются лишь отрывочные сведения о проявлении функционального полиморфизма ЯОР при формировании соматотипа человека [Назаренко, Карташева, Соловьева, 1990], изменчивости некоторых его морфологических признаков [Ляпунова, 1990, Ляпунова и др., 1998]. Имеются предположения о существовании связи 10АдЯ0Р с весом, ростом и обхватом груди у женщин и отсутствие таковой у мужчин, а также, что активность ЯОР у человека оказывает модифицирующий эффект на выраженность отдельных физиологических признаков [Каралова, Аброян, Ако-пян, 2004]. Вместе с тем, в доступной литературе отсутствуют данные по фенотипическому эффекту транскрипционной активности ЯОР между полами в длительно существующих популяциях.
Цель настоящего исследования - изучить влияние транскрипционной активности ЯОР хромосом на морфометрические показатели у коренных жителей Курской области.
Методы исследования
Материалом настоящего исследования послужили морфометрические показатели и периферическая кровь 215 добровольцев из случайной выборки жителей Курской области (150 женщин и 65 мужчин). Оценка транскрипционно активных яд-рышкообразующих районов хромосом велась по методу, предложенному W.M. Howell [Howell, Denton, Piamons, 1975 на световом микроскопе «Биолам» (увеличение 10х90). Активность ЯОР определяли путем визуальной оценки преципити-рования серебра в индивидуальных акроцентри-ческих хромосомах по 5-балльной системе от «0» (окраска отсутствует - данный ЯОР неактивен) до «4» у.е. (высоко интенсивная окраска) [Современные методы хромосомного анализа... 1985].
В число учитываемых морфометрических показателей вошли длина тела, ширина плеча, ширина таза, обхват плеча, обхват бедер, обхват талии, масса тела.
Статистическая обработка полученных данных проведена с использованием параметрических критериев Стьюдента и Фишера (уровень значимости принимали равный 0.05) [Лакин, 1990].
Результаты исследования
Функциональная активность ЯОР хромосом среди коренных жителей Курской области в общем составляет 19.46 ± 0.13 у.е. При этом средняя величина й-ЯОР достигает 11.68 ± 0.09 у.е., С-ЯОР - 7.78 ± 0.07 у.е. В общей структуре выборки группа индивидуумов с низким количеством ЮАдЯОР (15-17.99 у.е.) составила 29%; со средним (18-20.49 у.е) - 41%; с высоким (> 20.5 у.е.) -30%, от общего числа обследованных. Соматомет-рические показатели среди обследованных женщин и мужчин (жителей Курской области) в целом не отличались от средних российских показателей (табл. 1).
Для изучения фенотипического проявления активности ЯОР на организменном уровне, рассматриваемую выборку разделили на группы мужчин и женщин с низким, средним и высоким количеством ЮАдЯОР. Между группами был проведен сравнительный статистический анализ.
Полученные стандартные статистики и результаты сравнения указывают на то, что сомато-метрические показатели в большинстве случаев достоверно возрастали по мере увеличения количества ЮАдЯОР (табл. 2).
При сравнении групп обследуемых женщин с низким и средним количеством ЮАдЯОР наибольшие различия по соматометрическим показателям наблюдались по росту (1=11.69), индексу массы тела (1=8.15), отношениям обхвата талии к обхвату бедер (1=13.33), ширине таза (1=19.33) и плеча (1=20.62). Между группами женщин со средним и
Таблица 1. Морфометрические показатели у коренных жителей Курской области
Женщины, Мужчины,
Параметры п=150, X + Sx п=65, X + Sx
Рост (см) 160.06±0.59 172.00+0.12
Масса (кг) 68.51+1.22 72.63+0.22
Индекс массы тела 26.76±0.46 24.35±0.07
Обхват талии (см) 86.04±1Л7 87.49+0.17
Обхват бедер(см) ¡04.67+0,92 117.29+0.17
Обхват плеча(см) 29.19±0.32 28.44±0.40
Длина ноги (см) 86.99+0.57 90.49+0.07
ОТ/ОБ 0.81 ±0.01 0.91+0.001
Ширина плеч (см) 40.9410.28 42.96±0.06
Ширина таза (см) 34.20+0.31 33.49+0.40
Таблица 2. Сравнительным анализ морфометрических показателей между группами женщин с различной транскрипционной активностью ядрышкообразующих районов хромосом, п=150
Показатели соматометрии I, п=44 Xi + Sx II, п=64 X, ±Sx III, п=45 Х3± Sx I—II t Ii-HI t 1-1 II t I—II F II-III Г [-Ш F
Рост, см 158.71±0.15 160.23±0.11 161.05±0.14 11.69 6.56 16.14 1.22 1.14 1.06
Масса тела, кг 66.65±0.31 68.81±0.22 69.76±0.31 8.15 3.58 10.03 1.11 1.01 1.09
Индекс массы тела 26.51 ±0.12 26.84±0.08 26.88±0.11 3.30 * 3.22 1.12 1.03 1.08
Обхват талии, см 86.74+0.32 85.54±0.21 86.16±0.29 4.53 2.48 1.93 1.02 1.02 1.00
Обхват бедер, см 103.68+0.22 104.63±0.18 105.65+0.22 4.75 5.10 8.95 1.22 1.11 1.10
Обхват плеча, см 29.27±0.07 29.43±0.06 28.77±0.07 2.46 10.15 7.69 1.24 1.12 1.11
Длина НОГИ, СМ 86.67+0.15 86.92±0.09 87.37±0.15 2.08 3.75 5.83 1.04 1.10 1.13
ОТ/ОБ 0.84+0.002 0.82+0.001 0.81+0.001 13.33 10.00 20.00 1.04 1.37 1.42
Ширина плеч, см 40.13±0.08 41,29±0.04 41,04±0.07 19.33 4.54 12.14 1.05 1.18 1.12
Ширина таза, см 33.57±0.07 34.91 ±0.06 33.82±0.08 20.62 15.57 3.33 1.31 1.02 1.29
Примечания. Достоверные значения: t > 1.98; F > 1.25
I - группа с низким количеством ЮАдЯОР - 17.40 ± 0.12; D-ЯОР - 10.24 ± 0.12; G-ЯОР - 7.16 ± 0.11
II - группа со средним количеством 10АдЯ0Р - 19.38± 0.08; D-ЯОР ± 11.56 ± 0.08; G-ЯОР - 7.82 ± 0.07;
III - группа с высоким количеством ЮАдЯОР - 21.76 ± 0.14; D-ЯОР - 13.21 ± 0.13; G-ЯОР - 8.55 ± 0.11.
высоким количеством ЮАдЯОР выраженность различий по морфометрическим показателям была несколько ниже, но оставалась статистически значимой. Наибольшие различия по морфомет-рическим показателям наблюдались по росту (1=6.56), обхвату бедер (1=5.10), отношению обхвата талии к обхвату бедер (1=10.00), обхвату плеча (1=10.15) и его ширине (1=15.57). Вместе с тем, наиболее значимые различия по морфоометри-ческим показателям наблюдались при сравнении групп женщин с низким и высоким количеством ЮАдЯОР по росту (1=16.14), массе тела (1=10.03), обхвату талии (1=8.95), отношению обхвата талии к обхвату бедер (1=20.00) и ширине таза (1=12.14).
При сравнении групп обследуемых мужчин с низким и средним количеством ЮАдЯОР наибольшие различия по морфометрическим показателям наблюдались по росту (1=7.97), индексу массы тела (1=8.38), обхвату талии (1=7.81), длине ноги (1=12.90), отношению обхвата талии к обхвату бедер (1=12.00) и ширине таза (1=9.79) (табл. 3). Вместе с тем, между группами мужчин со средним и высоким количеством ЮАдЯОР различия по мор-фометрическим показателям были несколько ниже, чем у женщин, но также достигали уровня статистической значимости. При этом, максимальные различия по морфометрическим показателям наблюдались по массе тела(1=5.23), длине ноги (1=12.60), отношению обхвата талии к обхвату бедер (1=10.00), ширине таза (1=6.70) и плеча (1=9.69). Между груп-
пами мужчин с низким и высоким количеством ЮАдЯОР наиболее значимые различия по морфо-метрическим показателям наблюдались по массе тела (1=8.94), индексу массы тела (1=9.45), обхвату талии (1=8.46), отношению обхвата талии к обхвату бедер (1=13.33) и ширине плеча (1=7.53).
Обсуждение
У коренных жителей Курской области установлены достоверные морфометрические различия, связанные с активностью в их клетках ЯОР. Выяснено, что с ростом количества ЮАдЯОР отмечаются рост выраженности соматометрических показателей, что возможно объяснить нарастанием интенсивности синтеза белка и пролифератив-ной активности клеток при интенсификации работы рибосомных генов, расположенных в ЯОР [На-заренко, Карташева, Соловьева, 1990; Ляпунова, 1990]. При оценке морфометрических характеристик и уровня функционирования ЯОР установлено, что степень их взаимосвязи у женщин по всем учитываемым показателям проявляется сильнее, чем у мужчин. Причем наиболее выраженные различия по росто-весовым показателям наблюдаются между группами женщин с высоким и низким количеством ЮАдЯОР.
Таблица 3. Сравнительный анализ морфометрических показателей между группами мужчин с различной транскрипционной активностью ядрышкообразующих районов хромосом, п=65
Показатели Соматометрии 1, п=20 Xi +Sx El, n=23 Хг + Sx IM, n=22 X., ± Sx I—II t II-Ш t НИ t 1-11 F ll-Ш F l-lll F
Рост, см 173.36±0.36 170.7310.30 I72.26±0.38 7.97 4.50 2.97 1.04 1.23 1.17
Масса тела, кг 69.1810.84 72.2710.66 75.5310.57 4.12 5.23 8.94 1.10 1.20 1.34
Индекс массы тела 22.8910.24 24.6510.18 25.1110.23 8.38 2.19 9.45 1.15 1.25 1.08
Обхват талии, см 84.1810.65 88.4010.42 89.0010.49 7.81 * 8.46 1.35 1.12 1.20
Обхват бедер, см 94.4510.49 97.210.31 98.1310.67 6.87 2.04 6.47 1.40 2.11 1.51
Обхват плеча, см 28.9110.15 28.0010.15 28.5310.14 6.07 3.65 2.62 1.13 1.13 1.01
Длина ноги, см 91.6410.26 88.9310.16 91.210.20 12.90 12.60 1.91 1.41 1.20 1.18
ОТ/ОБ 0.8810.003 0.9110.002 0.9210.003 12.00 4.00 13.33 1.08 1.19 1.06
Ширина плеч, см 42.0910.17 44.0010.22 42.6610.18 9.79 6.70 3.26 1.49 1.32 1.14
Ширина таза, см 32.9110.20 32.93±0. ! 1 34.1910.15 * 9.69 7.53 1.58 1.25 1.26
Примечания. Достоверные значения: t > 1.99; F > 1.25
I - группа с низким количеством ЮАдЯОР - 17.10 ± 0.19; D-ЯОР - 10.24 ± 0.12; G-ЯОР - 6.86 ± 0.11
II - группа со средним количеством ЮАдЯОР - 19.37± 0.12; D-ЯОР ± 11.56 ± 0.08; G-ЯОР - 7.81 ± 0.07;
III - группа с высоким количеством ЮАдЯОР - 21.73 ± 0.23; D-ЯОР - 13.21 ± 0.13; G-ЯОР - 8.52 ± 0.11.
Проведенное исследование дает основание считать, что индивидуумы со средней транскрипционной активностью ЯОР (18.5-20.49 у.е.) обладают более гармоничным развитием. Так, у женщин этой группы наиболее тонкая талия, средние значения отношения ее величины к обхвату бедер и максимальные величины обхвата плеча, ширины таза и плеч, что выгодно отличает их от представительниц групп с низкой и высокой транскрипционной активностью ЯОР. Вероятно, минимальная величина обхвата талии оказывает позитивное влияние на работу почек - небольшое количество жировой ткани в абдоминальной области создает наиболее «выгодные» условия почечного кровотока, понижая тем самым риск развития у этих женщин сердечно-сосудистых заболеваний. Наибольшая ширина таза у лиц этой группы также является важным адаптивным конституциональным признаком женского организма, во многом определяющим благополучие родов. Выраженная ширина плеч также может считаться значимым признаком высокой адаптации женского организма, поскольку определяет объем грудной клетки и, тем самым, жизненную емкость легких.
Можно предположить, что среднее количество ЮАдЯОР у женщин более адаптивно, т.к. сопровождается формированием признаков, во многом закладывающих основу выживания индивида, успешности деторождения и заботы о потомстве.
Между тремя различающимися по 10 АдЯОР группами мужчин также выявлены различия по всем учитываемым морфометрическим показателям. Максимальная связь у них наблюдалась между количеством ЮАдЯОР и величинами массы тела, индекса массы тела, обхватом талии и бедер и их отношением. При этом, у мужчин со средним количеством ЮАдЯОР отмечены наиболее адаптивные морфометрические признаки, определяющие наибольшие возможности для выживания организма: средние величины массы тела, индекса массы тела, обхвата талии, обхвата бедер, ОТ/ОБ при максимальной ширине плеч.
Таким образом, индивидуальные особенности морфометрических признаков в длительно существующих человеческих популяциях во многом обусловлены имеющимися различиями активности в их клетках 10АдЯОР.
Библиография
Каралова Е.М., Аброян Л.О., Акопян Л.О. Поведение ядер и ядрышкообразующих районов хромосом лимфоцитов на разных стадиях развития периодической болезни. // Цитология, 2004. Т. 46. № 4.С. 376-380. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. Ляпунова Н.А. Полиморфизм ядрышкообразующих районов хромосом человека: структурные и функциональные аспекты // Второй всесоюзный съезд медицинских генетиков: тезисы докладов. М., 1990. С. 537-538.
Ляпунова, H.A., Еголина H.A., Мхитарова Е.В. Межиндивидуальные и межклеточные различия суммарной активности рибосомных генов, выявляемые Ад-окраской ядрышкообразующих районов акроцентрических хромосом человека // Генетика, 1988. № 7. С. 1282-1287. Ляпунова, H.A., Еголина H.A., Цветкова Т.Г. Рибосом-ные гены в геноме человека: вклад в генетическую индивидуальность и фенотипическое проявление дозы гена // Вестник Российской академии медицинских наук, 2000. № 5. С. 19-23.
Ляпунова, H.A., Кравец-Мандрон И.А., Цветкова Т.Г. Ци-тогенетика ядрышкообразующих районов (ЯОР) хромосом человека: выделение четырех морфофункциональ-ных вариантов ЯОР их межиндивидуальное и межхромосомное распределение // Генетика, 1998. № 9. С. 1298-1306.
Назаренко С.А., Карташева О.Г., Соловьева С.Ю. Фе-нотипический эффект функционирования ядрышкообразующих районов хромосом человека // Генетика, 1990. № 5. С. 2058-2063.
Современные методы хромосомного анализа в клини-ко-цитогенетических исследованиях // Т.А. Залетаева, Н.П. Кулешов, Д.В. Залетаев, О.Б. Барцева: Российская мед. акад. последип. образ. М.: Медицина, 1994. Howell, W.M., Denton T.E., Piamons I.R. Differential staining of the satellite of human acrocentric chromosomes // Experientia. 1975. Vol. 31. P. 260-265.
Контактная информация:
Медведев Илья Николаевич: 305035, г. Курск, ул. Пирогова,
д. 12б. E-mail: zsyu@046.ru;
Амелина Ирина Валерьевна: e-mail: zsyu@046.ru.
EXPRESSIVENESS OF MORPHOMETRIC TRAITS
AND TRANSCRIPTIONAL ACTIVITY OF NUCLEUS ORGANIZING
REGIONS IN INHABITANTS OF THE ^RSK AREA
I.N. Medvedev, I.V. Amelina
Kursk Institute of Social Education, branch of the Russian State Social University
The purpose - to study the influence of transcriptional activity of nucleus organizing regions (NOR) of chromosomes on morphometric indicators in aboriginals of the Kursk area.
215 volunteers from the Kursk area (150 women and 65 men) were surveyed. The activity of NOR of 10 acrocentric chromosomes (lOAgNOR) was evaluated by Howell W.M. [1977]. Body length and weight, shoulder and pelvic breadth, arm, hips and waist circumferences were measured. Student's and Fisher criteria were used.
Functional activity of NOR of chromosomes among aboriginals of the Kursk area in general equals 19,46 ± 0.13 c.u.: D-NOR reaches 11.68 ± 0.09 c.u., G-NOR - 7.78 ± 0.07 c.u. In the general structure of the studied sample, the group of individuals with low quantity 10AgNOR (15-17.99 c.u.) made up 29%; with the average quantity (18-20.49 y.e) - 41 %; with high quantity (> 20.5 c.u.) - 30%, from the total number of surveyed individuals.
Somatometric indicators significantly increased parallel to the increase of WAgNOR. The degree of connections between morphometric characteristics and the level of NOR functioning was stronger in women.
It is possible to consider that individuals with average transcriptional activity of NOR (18.5-20.49 c.u.) possess more harmonic development. Thus, women of this group have most slender waist, average values of the waist/hip ratio, maximal values of arm circumference, pelvic and shoulder breadth, which probably suggests success in child-bearing and nurture.
In men with average quantity of WAgNOR average values of weight, body mass index, waist, hips circumferences, are noted together with the maximal values of width shoulder width, which can be considered as the most adaptive morphometric traits defining the greatest possibilities for survival.
Thus, specific features of morphometric traits in human populations in many respects are caused by distinctions in the activity of 10Ag NOR in their cells.
Keywords: nucleus organizing regions (NOR), Ag-polymorphism, antropometric traits, aboriginals of the Kursk area
