Различия полиморфизма гена ангиотензин-превращающего фермента у больных гипертонической болезнью в квартилях скорости Na+-Li+-противотранспорта в мембране эритроцита


Изучен I/D полиморфизм гена ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) в группах больных гипертонической болезнью (ГБ) и условно-здоровых лиц, представляющих общую популяцию населения Республики Татарстан, в общем и в зависимости от скорости Na+-Li+-противотранспорта (Na+-Li+-ПТ). Показано отсутствие значимых различий в распределении частот аллелей и генотипов, однако в группе больных ГБ отмечено повышение частоты гетерозиготного генотипа I/D и, реже, гомозиготного генотипа I/I. Обнаружен уникальный для каждого квартиля скорости Na+-Li+-ПТ характер распределения аллелей и генотипов гена АСЕ: у больных ГБ во II квартиле скорости Na+-Li+-ПТ доминирует генотип DD, в IV квартиле — генотип II.

Differences gene polymorphism of angiotensin-converting enzyme in hypertensive patients in quartiles speed Na+-Li+-countertransport in the erythrocyte membrane

It was investigated I/D polymorphism of angiotensin-converting enzyme (АСЕ) in groups of patients with essential hypertension (EH) and conventionally healthy individuals, representing population of the Republic of Tatarstan, in general and depending on the rate of Na+-Li+— countertransport (CT). The absence of significant differences in the distribution of alleles and genotypes was showed, but in the patients EH noted increased frequency of heterozygous genotype I / D and, more rarely, homozygous genotype I/I. Discovered unique for each quartile rate of Na+-Li+ — CT distribution of alleles and genotypes of ACE gene: patients with GB in the II quartile rate of Na+-Li+-CT dominanted genotype DD, the IV quartile — genotype II.

Введение. Гипертоническая болезнь (ГБ) — мультифакторное заболевание, развивающееся в результате взаимодействия генетических и средовых факторов с последующим изменением артериального давления. Согласно мета-анализу, посвященному изучению распределения генетических вариантов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, показано, что уровень и активность циркулирующего и тканевого ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) генетически детерминированы некоторыми полиморфизмами гена АПФ, в частности I/D полиморфизмом [1], однако данные, полученные для различных популяций мира, являются крайне противоречивыми.

Одним из перспективных направлений изучения ГБ является мембранная концепция развития ГБ Ю.В. Постнова [2], согласно которой в основе заболевания лежат мембранные нарушения (МН) — нарушения структуры и функции мембран клеток как возбудимого, так и невозбудимого типов. Тестируются МН по большúм скоростям облегченного переноса ионов через клеточную мембрану — скорости Na+-Li+-противотранспорта (Na+-Li+-ПТ) в мембране эритроцита (> 390 микромолей Li на 1 литр клеток (эритроцитов) в час).

В настоящее время определение скорости Na+-Li+-ПТ в мембране эритроцита используется для «интегральной» оценки структурно-функционального состояния клеточных мембран [3]. Скорость Na+-Li+-ПТ на 80% генетически детерминирована, и хотя физиологическое и биофизическое значение этого противотранспорта не ясно, тем не менее скорость Na+-Li+-ПТ является фактически единственным устойчивым промежуточным фенотипом, связывающим гены, имеющие отношение к регуляции АД, с конечным фенотипом — с артериальной гипертензией (АГ). В.Н. Ослоповым был показан продуктивный подход к изучению ГБ с позиций квартильного анализа популяционного распределения величин скорости Na+-Li+-ПТ [4]. Во многих работах по изучению средовых и генетических факторов, оказывающих влияние на развитие гипертонической болезни было обнаружено неравновесное «сцепление» этих факторов с квартилями (КВ) скорости Na+-Li+-ПТ. Это можно объяснить тем, что, вероятно, существует определенная ассоциация генов, кодирующих структурно-функциональное состояние клеточной мембраны, в которую встроен переносчик Na+-Li+-ПТ и от которого зависит его работа, и генов, обеспечивающих жизнедеятельность организма.


Цель данной работы — выявление вклада I/D полиморфизма гена АПФ в формирование генетической предрасположенности к гипертонической болезни у пациентов с различными скоростями Na+-Li+-противотранспорта (различными квартилями скорости Na+-Li+-ПТ) в мембране эритроцита.

Материал и методы. Генотипирование по I/D полиморфизму гена АПФ проведено у 105 человек (русско-татарская популяция): 50 — условно здоровые лица, 55 — больные ГБ (I-II стадии, 1-2 степени АГ). Скорость Na+-Li+-ПТ (в микромолях Li на 1 литр клеток (эритроцитов) в час — далее мкМ Li) определялась в мембране эритроцита по M. Canessa [5]. Статистический анализ полученных данных проводили с использованием построения 95%-ных доверительных интервалов для долей, вычисленных на основании биноминального распределения. При попарном сравнении частот генотипов и аллелей применяли точный критерий Фишера.

Результаты и обсуждение. Исследования ассоциации инсерционно-делеционного полиморфизма гена ангиотензин-превращающего фермента (I/D гена АСЕ), обусловленного вставкой или выпадением Alu-повтора (размером 287 п.н.), с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, и в первую очередь с ГБ, проводятся на протяжении многих лет как отечественными, так и зарубежными авторами. Согласно мета-анализу 185 исследований, посвященных изучению распределения генетических вариантов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы [1], выявлено, что уровень циркулирующего АПФ, а также активность тканевого фермента детерминированы генетически и связаны с полиморфизмом I/D гена АПФ. В частности, у пациентов, гомозиготных по аллелю D, уровень АПФ почти в 2 раза превышает таковой у гомозиготных носителей аллеля I. Однако при оценке вклада полиморфизма I/D гена АПФ в генетическую составляющую предрасположенности к ГБ получены крайне противоречивые результаты.

В нашем исследовании при сравнительном анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфизма I/D гена АСЕ между группами больных ГБ и условно здоровых лиц показано отсутствие достоверно значимых различий (р>0,05). Стоит отметить, что отсутствие значимых различий по данному полиморфизму показано и для лиц татарской национальности [7], в котором частоты аллелей I и D как в группе контроля, так и в группе больных ГБ составили примерно 0,5; при этом в группе больных ГБ частота генотипов DD и ID также была одинакова (0,36 и 0,37 соответственно), тогда как в группе контроля наблюдалось статистически недостоверное увеличение доли гетерозиготного генотипа ID. Интересно, что в московской популяции в группе больных ГБ обнаружено преобладание аллеля D и высокая распространенность генотипа DD [6].


В некоторых исследованиях данного полиморфизма выявлена зависимость от половой и расовой принадлежности [1]. Однако в нашей работе показано отсутствие достоверных различий по данному полиморфизму как у мужчин, так и у женщин (р>0,05). Кроме того, показано отсутствие влияния данного локуса на возраст манифестации ГБ.

В ряде работ исследовано влияние полиморфизма I/D гена АПФ на уровень АД. Результаты их противоречивы, во многом зависят от исследуемой популяции. В 3 работах обнаружена связь между аллелем D или генотипом DD и повышением АД у пациентов с АГ, в одной — аллель I оказалась связана с АГ, все остальные исследования зависимости полиморфизма гена АПФ и уровня АД не выявили. Одно из наиболее крупных исследований опубликовано в 2003 г. N. Samani et al. [11]. В нем обследовано 315 мужчин и 154 женщин из 13 стран, где изучалось влияние I/D полиморфизма на уровень систолического, диастолического и пульсового артериального давления, а также влияние других факторов на общий сердечно-сосудистый риск (возраст, пол, вес больного, курение, уровень глюкозы, холестерина, калия). Был сделан вывод о том, что генотип DD определял ассоциированное с возрастом повышение пульсового давления у мужчин, что может в совокупности с другими факторами влиять на сердечно-сосудистый риск. В то же время другое крупное исследование 1204 пациентов не подтвердило влияния полиморфизма гена АПФ на развитие АГ [12].

Таким образом, убедительной связи между инсерционно-делеционным полиморфизмом в 16 интроне гена АПФ и артериальной гипертензией не получено.

Скорее всего, противоречивость полученных данных связана с различиями в структуре исследуемых популяций, поэтому для более точной оценки ассоциации того или иного генетического локуса с риском развития заболевания необходимо наличие дополнительного биохимического критерия, который позволил бы более детально проводить анализ ассоциации в популяции. Одним из таких показателей может служить скорость Na+-Li+-ПТ в мембране эритроцита, которая является достаточно устойчивой биологической характеристикой индивидуума на протяжении всей жизни.

Исследования Na+-Li+-ПТ при ГБ привлекли к себе внимание в особенности после того, как были получены данные в отношении его генетической детерминированности: нормотензивные потомки больных эссенциальной гипертензией с высокими значениями скорости Na+-Li+-ПТ также имели повышенную скорость Na+-Li+-ПТ [5, 8].

В настоящем исследовании нами проведен анализ ассоциации I/D полиморфизма гена АПФ с риском развития ГБ во взаимосвязи с величинами скорости Na+-Li+-ПТ в мембране эритроцита — с квартилями популяционного распределения величин скорости Na+-Li+-ПТ: I КВ — 38-203, II КВ — 204-271, III КВ — 272-345, IV КВ –346-730 мкМ Li.

При сравнительном анализе распределения частот аллелей и генотипов выявлен уникальный для каждого из квартилей скорости Na+-Li+-ПТ характер распределения (рис. 1). Так, например, для I квартиля скорости Na+-Li+-ПТ, как у больных ГБ, так и у здоровых лиц, наблюдается увеличение доли аллеля D и генотипа DD на фоне снижения гомозиготного генотипа II и аллеля I.

Рисунок 1. Распределение частот аллелей и генотипов при разных скоростях Na+-Li+-ПТ. По оси Х — аллели и генотипы, по оси Y — частота встречаемости аллелей и генотипов.

Различия полиморфизма гена ангиотензин-превращающего фермента у больных гипертонической болезнью в квартилях скорости Na+-Li+-противотранспорта в мембране эритроцитаДля II квартиля скорости Na+-Li+-ПТ в группе контроля оба аллеля встречаются с равной частотой, тогда как в группе больных ГБ показано наличие только аллеля D и существенное увеличение частоты встречаемости гомозиготного по этому аллелю генотипа. Возможно, именно для этой группы людей со средней скоростью Na+-Li+-ПТ генотип DD является предрасполагающим к развитию ГБ.

В группе с умеренно высокой скоростью Na+-Li+-ПТ (III квартиль) характер распределения частот аллелей и генотипов схож с таковым, полученным для I квартиля скорости Na+-Li+-ПТ, однако в целом отмечается снижение доли аллеля D и генотипа DD и увеличение частоты аллеля I и генотипа II в группе здоровых доноров, тогда как в группе больных ГБ отмечается повышение доли гетерозиготного генотипа.

В группе с очень высокой скоростью Na+-Li+-ПТ (IV квартиль) у здоровых лиц выявлены оба аллеля и только 2 генотипа — гомозиготных по каждому из аллелей, которые встречаются в равной частотой. В группе больных ГБ отмечается существенное снижение (по сравнению с другими квартилями) доли генотипа DD и увеличение доли гомозиготного генотипа II на фоне высокой частоты встречаемости гетерозиготного генотипа.

Таким образом, в результате проведенного исследования нами выявлена тенденция к увеличению генотипа DD у больных ГБ со средней скоростью Na+-Li+-ПТ и гетерозиготного генотипа ID у больных ГБ с высокой скоростью этого показателя. Возможно, именно эти генотипы маркируют повышенный риск развития ГБ у таких пациентов.

Полученные данные, очевидно, имеют отношение и к лечению больных ГБ. Так, исследованиями Н.Р. Хасанова [9] было показано, что под влиянием эналаприла наименьшие и недостоверное снижение среднего систолического АД наблюдалось именно у больных ГБ — носителей DD генотипа (в сравнении с носителями других генотипов гена АПФ). При назначении метопролола практически не наблюдалось снижения САД у больных ГБ II квартиля скорости Na+-Li+-ПТ и была крайне низкой частота достижения целевого САД [9]. В то же время наличие генотипа II гена АПФ ассоциировалось с наибольшей степенью снижения и систолического, и диастолического АД и наибольших величин снижение АД достигало у больных ГБ IV квартиля скорости Na+-Li+-ПТ при назначении как ингибиторов АПФ, так и β-блокаторов, и антагонистов Ca2+ [10].

Выводы

1. Показано отсутствие ассоциации I/D полиморфизма гена АПФ с риском развития гипертонической болезни у лиц русско-татарской популяции в целом, однако отмечается тенденция к увеличению частоты встречаемости гомозиготного генотипа DD в группе больных.

2. Генотипы гена АПФ неодинаково представлены в квартилях скорости Na+-Li+-ПТ больных ГБ: генотип DD максимально представлен у больных ГБ II квартиля скорости Na+-Li+-ПТ, генотип II максимально представлен у больных ГБ IV квартиля скорости Na+-Li+-ПТ. Возможно, именно эти генотипы маркируют развитие ГБ у больных с фенотипически разной скоростью Na+-Li+-ПТ в мембране эритроцита.

3. Обнаруженные особенности распределения генотипов гена АПФ у больных ГБ с разным фенотипом мембранного противотранспорта позволяют объяснить различный ответ на антигипертензивные препараты у больных ГБ разных квартилей скорости Na+-Li+-противотранспорта.

 

В.Н. Ослопов, Т.С. Федосеева, Е.Ю. Кальчева, А.Р. Масуд, О.А. Кравцова

Казанский государственный медицинский университет

Казанский федеральный университет

Городская поликлиника № 10, г. Казань

Ослопов Владимир Николаевич — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней

 

 

Литература:

1.    Фролова С.Ю. Вклад генов синтаз оксида азота и генов системы гемостаза в развитии инсульта / С.Ю. Фролова, В.М. Алифирова, И.А. Гончарова и др. // Сборник статей по материалам V конгресса молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» / под ред. Л.М. Огородовой, Л.В. Капилевича. — Томск, СибГМУ. — 2004. — 413 с.

2.    Постнов Ю.В., Орлов С.Н. Первичная гипертензия как патология клеточных мембран. — М.: Медицина, 1987. — 191 с.

3.    Ослопов В.Н. Значение мембранных нарушений в развитии гипертонической болезни. Дисс. на соиск. ученой степени докт. мед. наук. — Казань, 1995. — 492 с.

4.    Ослопов В.Н., Федосеева Т.С. Мембранная теория гипертонической болезни Ю.В. Постнова и практика популяционных и клинических исследований гипертонической болезни с позиций этой теории. Сниженная осмотическая резистентность эритроцитов — новая характеристика мембранных нарушений. Материалы III российской научно-практической конференции «Здоровье человека в XXI веке». — Казань, 2011. — С. 82-95.

5.    Canessa M., Adragna N., Solomon H.S., Conolly T.M., Tosteson D.C. Increased sodium-lithium countertransport in red cells of patients with essential hypertension // N. Engl. J. Med. — 1980. — V. 302. — P. 772-776.

6.    Никитин Ю.П. Гипертрофия левого желудочка: популяционное и молекулярно-генетическое исследование / Ю.П. Никитин, С.К. Малютина, М.М. Долгих и др. —  Кардиология. — 1999. — № 6. — С. 27-32.

7.    Хасанов Н.Р., Хасанова Д.Р., Ослопов В.Н., Сломинский П.А. Генетический полиморфизм Na+-Li+-каналов мембраны эритроцитов у больных гипертонической болезнью. — Казанский медицинский журнал. — 2010. — Т. 91. — № 4. — С. 445-448.

8.    Kammerer С.М. Sodium-Lithium сountertransport аctivity is linked to chromosome 5 in Baboons / C.M. Kammerer, L.A. Cox, M.C. Mahaney, J. Rogers, R.E. Shade // Hypertension. — 2001. — Vol. 37. — P. 398-402.

9.    Хасанов Н.Р., Ослопов В.Н. Эффективность монотерапии эналаприлом, нифедипином и метопрололом у больных с эссенциальной гипертензией различной скоростью облегченной ионной диффузии. — Казанский медицинский журнал. — 2010. — Т. 91. — № 6. — С. 755-758.

10.    Ослопов В.Н., Хасанов Н.Р. Эффективность гипотензивной терапии у больных гипертонической болезнью с различной скоростью трансмембранного ионного транспорта. — Казанский медицинский журнал. — 2010. — Т. 91. — № 4. — С. 455-459.

11.    Samani N.J. Genome scans for hypertension and blood pressure regulation. // Am. J. Hypertens. — 2003. — Vol. 16. — P. 167-171.

12.    Province M.A., Kardia S.L., Ranade K. et al. A meta-analysis of genome-wide linkage scans for hypertension: the National Heart, Lung and Blood Institute Family Blood Pressure Program // Am. J. Hypertens. — 2003. — Vol. 16 (2). — P. 144-147.