CC BY
14УДК 575.164
Николаева Е.Ю., студент, Ахунова Д.Ф., студент ФГБОУВО «БГПУ им. М. Акмуллы» Кочетова О.В., канд.биол.наук, научный сотрудник ИБГ УФИЦРАН
(Уфа, Россия)
ВЗАИМОСВЯЗЬ ГЕНОВ ADIPOQ И PPARG2 С РАЗВИТИЕМ ОЖИРЕНИЯ
Аннотация. Темой данного обзора является анализ научной литературы последних лет для выяснения роли генов адипонектина (ADIPOQ) и гамма - рецептор, активируемый пролифераторами пероксисом типа 2 (PPARG2) в патогенезе и этиологии ожирения.
Ключевые слова: ожирение, индекс массы тела, ген, гормон, PPARG2, ADIPOQ.
Введение. Под термином ожирение понимают гетерогенное хроническое системное заболевание, которое сопровождается отложением жира в организме. Это развивается в результате дисбаланса потребления и расхода энергии у людей, преимущественно с генетической предрасположенностью [6]. По данным Всемирной Организации Здравоохранения примерно 30% людей на планете живут с избыточной массой тела, из которых 14,9 % мужчины, а женщин 16,8%. Также существует статистика, по которой численность людей, страдающих ожирением, увеличивается каждые 10 лет на 10 % [5]. В России, по данным Всемирной Организации Здравоохранения, либо ожирение, либо повышенный индекс массы тела имеют 26,5% мужчин, и женщины 51,7% [21]. По расчетам, к 2025 году в мире от ожирения будут страдать 40% мужчин и 50% женщин [18].
Повышение индекса массы тела и ожирение являются значительными факторами риска атеросклероза, ишемической болезни сердца, ишемического инсульта, артериальной гипертонии, сахарного диабета 2 типа, мужского и женского бесплодия [13,2]. Все перечисленные нарушения, к которым приводит ожирение, объединены в понятие метаболический синдром. Компоненты метаболического синдрома приводят к ухудшению качества жизни, ранней инвалидизации и преждевременной смертности [7,10].
Genome Wide Association Studies - это идентификация болезней человека и генетических расстройств, который основан на разделении генома на тысячи нуклеотидов. Программа помогает найти конкретную последовательность, характерную для определенных наследственных болезней [15,18].
Некоторые генетические особенности проявляются под действием низкой физической активности или нерациональной диеты [2]. Но развитие ожирения связано с возрастными физиологическими изменениями регуляторных и гомеостатических систем организма человека [22]. Также болезнь наблюдается у женщин, у которых он
ассоциирован со становлением, осуществлением и угасанием репродуктивной функции [8,9].
При помощи клинического показателя индекс массы тела проводится диагностика ожирения. Формула для вычисления:
ИМТ= m/h2,
где ИМТ- индекс массы тела, m- масса тела (кг), h- рост (м2). У людей индекс массы тела равное менее 25 кг/м2 говорит о нормальной массе тела, 25-29 кг/м2 говорит о наличии избыточной массы тела, а 30 кг/м2 и более - об ожирении 1, 2, 3 степени [5].
Таблица 1
Классификация ожирения с учетом значения индекса массы тела (Всемирная Организация
Здравоохранения, 1997)
Масса тела ИМТ, кг/м2 Риск сопутствующих заболеваний
Дефицит массы тела <18,5 Имеется риск других заболеваний
Нормальная масса 18,5- Обычный
тела 24,9
Избыточная масса 25-29,9 Повышенный
тела
Ожирение I степени 30-34,9 Высокий
Ожирение II степени 35-39,9 Очень высокий
Ожирение III степени >40 Чрезвычайно высокий
Одним из основных биомаркеров ожирения является адипонектин. Гормон оказывает влияние на углеводный и липидный обмен. Уровень содержания адипонектина в сыворотке крови при ожирении снижается [4].
Жировая ткань является активным эндокринным органом, который секретирует ряд биологически активных молекул, то есть адипоцитокинов. Одним из таких является адипонектин. Гормон АН был открыт в 1998 году и представляет собой полипептид из 244 аминокислот [14]. По результатам работы Беляева О.Д. и др. (2009 г.) были выявлены гендерные различия в уровне АН в сыворотке крови. Как оказалось, у женщин он был выше, чем у мужчин [1].
Адипонектин является белковым гормоном, который модулирует метаболические процессы, включая уровень глюкозы и окисление жирных кислот. АН оказывает влияние на энергетический гомеостаз, а также имеет противовоспалительный и антиатерогенный эффекты [11]. Ген ADIPOQ локализован на 3 хромосоме, в локусе q27.3 [12].
Полиморфный маркер Т817366743 гена адипонектина это замена тимина на цитозин в 111 кодоне экзона 3, в результате чего происходит замена тирозина на гистомин в белке
(Y111H). Многие авторы говорят о нарушении пространственной организации и функции молекулы адипонектина [11].
В исследовании, которое проводилось в Южной Индии, была показана роль вариантов генов адипонектина. Гаплотип же вносит вклад с генетическим риском развития ожирения, сахарного диабета 2 типа. Также в популяции восточных индусов, которая состояла из 1100 пациентов, полиморфизм Y111H был связан с гипоадипонектинемией [16].
Также в патогенезе ожирения изучают ген гамма - рецептор, активируемый пролифераторами пероксисом (PPARG) [23]. Ген PPARG кодирующий рецептор ядерных гормонов, внутриклеточный транскрипционный фактор, играет важную роль в адипогенезе [19]. Ген расположен на 3 хромосоме, в локусе 3p25, который состоит из 9 экзонов и 8 интронов. У PPARG есть 2 изоформы: PPARG 1 и PPARG2. Различия состоят в экспрессии этих изоформ. PPARG2 экспрессируется в жировой ткани, а PPARG1 - во всех тканях организма. Существует мутация гена PPARG, которая является однонуклеотидной заменой цитозина на гуанин в 12-кодоне. Это приводит к замене пролина на аланин (Pro12Ala) в белке PPARG2, что влечет за собой снижение активности рецептора. Установлено, что полиморфизм Pro12Ala ассоциирован с ожирением [23]. Мутантная 12Ala аллель в гомозиготном и гетерозиготном состоянии влияет на активность рецептора и способствует снижению уровня триглицеридов, повышению общего холестерина и чувствительности тканей к инсулину [3].
Исследование, в котором обследовано 150 пациентов с тяжелым ожирением из Центральной Бразилии было выявлено, что больные с полиморфизмом Pro12Ala имеют более высокую степень ожирения и кровяное давление [17].
Заключение. Подводя итог обзору научной литературы, можно сделать вывод, что ожирение имеет генетическую составляющую, которая влияет на качество жизни человека.
Несомненно, что требуется дальнейшие исследования в выяснении генетической предрасположенности к ожирению. Несмотря на простоту диагностики ожирения и определенные знания в лечении, приоритетом становится разработка новых комплексных подходов нарушений в системе энергетического обмена.
ЛИТЕРАТУРА
1. Беляева О.Д., Баженова Е.А., Березина А.В., Большакова О.О., Чубенко Е.А., Гаранина А.Е., Баранова Е.И., Беркович О.А., Шляхто Е.В. Уровень адипонектина, показатели липидного и углеводного обменов у пациентов с абдоминальным ожирением// Артериальная гипертензия 2009; Том 15, № 3. - С. 309-313.
2. Бирюкова Е.В. Молекулярно-генетические, гормонально-метаболические и клинические аспекты метаболического синдрома: авт. дис... докт. мед. наук. - М.: 2009.
74
3. Бондарь И.А., Филипенко М..Л., Шабельникова О.Ю. и др. Ассоциация полиморфных маркеров rs7903146 гена TCF7L2 и rs1801282 гена PPARG (Pro12Ala) с сахарным диабетом 2 типа в Новосибирской области // Сахарный диабет. - 2013. - № 4. -С. 17-22.
4. Бутыгина, В.Л. Адипонектин и лептин в сыворотке крови крупновесных новорожденных детей с различной прибавкой массы тела в первый месяц жизни [Электронный ресурс]/ В.Л. Бутыгина, А.В. Солнцева, А.В. Сукало, А.Н. Горячко. -Режим доступа: https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0CCcQFjAC&url =http%3A%2F%2Fww.bsmu.by%2Ffiles0/o2Fde553ff7d54691c029a2209ee7d937500/o2F&ei=r hjyVI21K43VaqalgpAJ&usg=AFQjCNE7aejaCRSLYFdi8GYr9iIQ950ksw&sig2=pKqUOfIq0n fPDf_WrjF mkg&bvm=bv.87269000,d.d2s
5. Бурко, И. Проблемы лишнего веса: развитие ожирения и подходы к его лечению// И. Бурко// научно-парктический журнал «Наука и инновации». - 2013. - № 10 (128). - С. 4-7.
6. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Фадеев В.Ф. Эндокринология. - М.: ГЭОТАР- Медиа, 2007. - 432 с.: ил. ISBN 978-5-9704 - 0529-1.
7. Дедов И.И., Мельниченко Г.А. Ожирение: этиология, патогенез, клинические аспекты. - 2002. - С.92.
8. Пинхасов Б.Б., Шорин Ю.П., Скосырева Г.А., Селятицкая В.Г. Гинекологическая заболеваемость и репродуктивные возможности женщин с ожирением // Вестн. НГУ. 2010. 2. (2). 62-67.
9. Пинхасов Б.Б., Шорин Ю.П., Скосырева Г.А., Селятицкая В.Г. Характер ожирения и скорость старения у женщин с нарушениями репродуктивной функции // Успехи геронтол. 2010. - 23. (4). 564-569.).
10. Ровда Ю.И., Миняйлова Н.Н., Сундукова Е.Л. Толщина эпикардиального жира как маркер висцерального жироотложения и ранних кардиоваскулярных осложнений ожирения у детей и подростков. Педиатрия. - 2010. - № 89 (5). - С. 51-56.
11. Сметнев С.А., Мешков А.Н., Роль пептидных гормонов (адипонектин, лептин, инсулин) в патогенезе атеросклероза//Рациональная Фармакотерапия в Кардиологии 2015;11(5). - С .521-528.
12. Das K., Lin, Y., Widen E., et al. Chromosomal localization, expression pattern, and promoter analysis of the mouse gene encoding adipocyte-specific secretory protein Acrp30. Biochem Biophys Res Commun 2001; 280 (4):1120-9.
13. Eckel R.H., York D. A, Rossner S. et al. Prevention Conference VII: Obesity, a worldwide epidemic related to heart disease and stroke: executive summary. Circulation. 2004; 110 (18): 2968e2975.
14. Nakano Y., Tobe T., Choi-Miura N. et al. Isolation and characterization of GBP28, a novel gelatin-binding protein purifi ed from human plasma // J. Biochem. - 1996. -Vol. 120. - P. 803-812.
15. Pi-Sunyer F.X. The obesity epidemic: pathophysiology and consequences of obesity. Obes. Res. 2002; 10 (2): 97-104.
16. Ramya K.,Ayyappa K.A., Ghosh S., et al. Genetic association of ADIPOQ gene variants with type 2 diabetes, obesity and serum adiponectin levels in south Indian population. Gene 2013; 532(2):253-62.
17. Rodrigues APDS, Rosa LPS, da Silva HD, Silveira-Lacerda EP, Silveira EA. The Single Nucleotide Polymorphism PPARG2 Pro12Ala Affects Body Mass Index, Fat Mass, and Blood Pressure in Severely Obese Patients. J Obes. 2018;2018:2743081. Published 2018 Dec 12. doi:10.1155/2018/2743081
18. Speakman J.R. Obesity: the integrated roles of environment and genetics. J. Nutr. 2004; 134 (8): 2090e2105.).
19. Tanja Dujic et al. Effects of the PPARG gene polymorphisms on markers of obesity and the metabolic syndrome in bosnian subjects //J Med Biochem. - 2014. - T. 33. - №. 4. - C. 323-332
20. Towfighi A., Zheng L., Ovbiagele B. Weight of the obesity epidemic: rising stroke rates among middle-aged women in the United States. Stroke.2010; 41 (7): 1371e1375.
21. Wourld Health Organisation. Global Health Risks: mortality and burden of disease attributable to selected major risks (2009). http://www.int/healthinfo/global_burden_disease/global_health_risks/en/index.html
22. Wu C-H., Heshka S., Wang J. et al. Truncal fat in relation to total body fat: influences of age, sex, ethnicity and fatness // Int. J. Obes. (Lond.). 2007. 31. (9). 1384-1391.).
23. Yao Y.S., Li1 J., Chen Y., et al. Associations between these ppar-y2 Pro12Ala polymorphism and obesity: A meta-analysis. Mol Biol Rep. 2015; Vol. 42: 38.
