ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА АПФ I/D В РАЗВИТИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ПАТОЛОГИЙ

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются одной из основных проблем здравоохранения в связи с высоким уровнем заболеваемости и смертности. Ключевым элементом, обеспечивающим бесперебойную работу сердечно-сосудистой системы является нормальное артериальное давление, уровень которого должен быть достаточен для поддержания нормальной пропускной способности сети капилляров системного сосудистого русла [2] В регуляции уровня артериального давления участвуют две взаимодействующие системы прессорного и депрессорного действия. Обе системы включают в себя вазодилататоры и вазоконстрикторы - биологически активные вещества эндотелии сосудов и многокомпонентную ренин-ангиотензиновую систему. Главным в биохимии ренин-ангиотензиновой системы является ангиотензин II, в образовании которого основную роль играет ангиотензинпревращающий фермент (АПФ) [7]. Получено множество доказательств генетического контроля уровня АПФ в сыворотке крови человека [11, 13]. Показано, что для носителей D-аллеля гена АПФ характерно высокое содержание АПФ в сыворотке крови [6, 9]. Проблема взаимосвязи между полиморфным вариантом гена АПФ и повышением артериального давления является наиболее изученной, однако, результаты исследований для различных популяций довольно противоречивы

Цель исследований: изучить частоту инсерционно-делеционного полиморфизма гена ангиотензин превращающего фермента и его роль в развитии нарушений работы сердечно-сосудистой системы.

Материал и методы исследований.

Материалом исследования явилась венозная кровь, собранная у здоровых доноров (n=74) и пациентов с проблемами сердечно-сосудистой системы и нарушениями мозгового кровообращения (n=116). От всех пациентов было получено информированное согласие.

ДНК выделяли по инструкции компании-производителя (ООО «Изоген», Россия) с использованием коммерческого набора реагентов DiatomTM DNA Prep 200.

Молекулярно-генетический анализ полиморфного варианта в промоторной области гена ACE проводили с помощью аллельспецифической ПЦР. Полученные аликвоты ДНК в трех пробирках хранили в морозильной камере при -20°С.

Для генотипирования полиморфных вариантов использовали готовые мастер-миксы набора DNA-Core, с нанесенными на дно смесью олигонуклеотидов. Реакционную смесь готовили путем внесения в каждую пробирку по 10 мкл ПЦР-разбавителя, 5 мкл смеси аллель-специфических праймеров и 5 мкл ДНК. 

Ампликоны затем проверяли электрофоретическим способом. Визуализация результатов проходила в проходящем ультрафиолете.

Результаты исследования и обсуждение.

Результаты генотипирования представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Частота генотипов полиморфизма I/D гена АПФ в группе здоровых людей и пациентов с повышенным АД

Наиболее распространенным среди здоровых участников эксперимента оказался гетерозиготный генотип I/D гена ACE. Его частота составила 51,35%. 36,49% имели гомозиготный по инсерции генотип I/I. Гомозиготный по делеции генотип D/D отмечался в 12,16% случаев. В тоже время в группе лиц с проблемами сердечно-сосудистой системы и мозгового кровообращения наблюдалось преобладание генотипа I/I. Он отмечался у 37,5% респондентов. Частота генотипа D/D составила немногим меньше - 35,42%. Носителями делеционного полиморфизма оказались 27,08% пациентов.

Сравнительный анализ, показывает, что гомозиготы по инсерции встречались в обеих группах практически равномерно: 36,49% и 37,5%, соответственно. Частота гетерозигот в группе здоровых лиц превалирует над таковой в группе пациентов: 51,35% против 27,08%. Различия носят достоверный характер (p<0.009). Гомозиготный по делеции генотип встречался в значимо чаще (p<0.005) в выборке больных, по сравнению со здоровыми людьми: 35,42% против 12,16%

Нами был проведен анализ сопряженности делеционного генотипа с риском развития отклонений в работе сердечно-сосудистой системы (рис.1.) 

Рисунок1. Сравнительный анализ распределения частоты генотипов гена АПФ в группе здоровых респондентов и в группе пациентов

Результаты ассоциативного анализа показывают что, риск развития артериальной гипертензии, сопровождающейся инфарктом и инсультом достоверно возрастает у обладателей гомозиготного генотипа D/D (P = 0.003). Отношение шансов (OR) составляет 3.96 при 95% доверительном интервале от 1.60 до 9.81

В тоже время вероятность остаться здоровым в отношении развития сбоя в работе ССЗ у гетерозиготных носителей делеционного полиморфизма намного больше, чем при других возможных генотипах (p=0.001). При 95% доверительном интервале от 1.50 до 5.37 отношение шансов составило 2.84

Таким образом, результаты нашего исследования демонстрируют значимый вклад полиморфного варианта гена АПФ в развитие ССЗ. Подобные результаты получены в ряде аналогичных исследований. В частности, показано, что наличие D-аллеля гена АПФ является фактором риска для развития ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда [1]. Вместе с тем, необходимо признать, что результаты исследований в этой сфере научной деятельности отличает крайняя противоречивость. Показателен в этом смысле пример I/D полиморфизма гена АПФ (более 1,5 тысяч цитирований в электронной базе данных PubMed, Национальная медицинская библиотека, США). Так, по мнению авторов [3] среди больных с инфарктом миокарда в сравнении со здоровой популяцией значительно увеличена доля носителей DD генотипа данного гена. Другие исследователи утверждают, что указанные различия минимальны, либо вообще отсутствуют или, напротив, частота DD генотипа среди пациентов с инфарктом значительно ниже, чем у здоровых людей [8].  Подобные противоречия наблюдаются и при анализе ассоциации ID полиморфизма гена АПФ с последствиями инфаркта миокарда. I/D полиморфизм гена АПФ и, в частности его DD генотип, является фактором риска развития большинства ССЗ, а также во многом определяет прогноз течения заболеваний и осложнений. У больных с DD генотипом гена АПФ, перенесших инфаркт миокарда, значительно чаще развивается сердечная недостаточность III-IV ФК (функциональный класс) (по NYHA)[12].

По данным ангиографических исследований риск развития инфаркта значительно повышается у больных с DD генотипом гена АПФ. Причем, это не является результатом более тяжелого атеросклеротического поражения коронарных артерий, а следствие более высокого уровня АПФ в крови, который, возможно, может способствовать разрывам небольших бляшек и/или вазоконстрикции коронарных артерий [10].

Данными последних исследований показано, что полиморфизм гена АПФ ассоциирован с развитием не только большинства ССЗ, но и может быть связан с развитием инсулинорезистентности [4]. Группа исследователей из ряда стран Европы на основании анализа 145 сообщений, включавших исследование 50000 больных пришла к заключению, что D-аллель гена АПФ связан с повышенным риском атеросклероза коронарных сосудов, возникновения инфаркта миокарда, кровоизлияния и диабетической нефропатии, однако D-аллель не связан с гипертонией. Это не касалось злокачественной формы гипертонии, при которой отмечалась связь D-аллелей с риском заболевания. DD-генотип АПФ при злокачественной форме встречался в три раза чаще, чем при доброкачественной форме [10].

Таким образом, возможно, один из механизмов развития и прогрессирования ССЗ заложен в генетически обусловленном повышении уровня антиотензина II в крови, и следственно, активности этого фермента, наиболее значимого в случае сочетания ССЗ и метаболического синдрома. Изучение этого вопроса на сегодняшний день представляет большой научно-практический интерес в связи с необходимостью раннего выявления метаболических нарушений. Определение полиморфизма гена АПФ методом ПЦР можно впоследствии рекомендовать для скрининга с целью выявления лиц с повышенным генетическим риском развития метаболического синдрома и связанных с ним осложнений. Это позволит разрабатывать индивидуальные программы профилактики для пациентов из групп высокого риска.

Список литературы:

1. Благосклонная Я.В., Красильникова Е.И., Бабенко А.Ю. Ожирение и его потенциальная роль в развитии метаболического синдрома //Новые Санкт-Петербургские врачебные ведомости. -1998.-Т. 4., № 6,- С. 43-48.Киселева, Н.М. Особенности лечения β - блокаторами артериальной гипертензии / Н.М. Кисилева, Л.Г. Кузьменко / / Лечащий врач. - 2005. - № 9. - С. 58-61.
2. Малыгина Н.А., Костомарова И.В., Водолагина Н.Н., Мелентьев И.А., Мелентьев А.С. Гена атеросклероза и сердечно-сосудистые заболевания //Клиническая медицина.- 2011.-№3.
3. Мартынович Т.В.  Анализ генетических факторов у больных хронической сердечной недостаточностью Т.В. Мартынович //Международный медицинский журнал, 2014, № 1. – С. 21-29
4. Полупанов А.Г., Халматов А.Н., Ческидова Н.Б., Пак О.А., Романова Т.А., Джумагулова А.С. Функция эндотелия и I/D-полиморфизм гена ангиотензинпревращающего фермента у больных эссенциальной гипертензией//Кардиология.-2007.-№6.-С.22-29
5. Чистяков Д.А., Демуров Л.М., Кондратьев Я.Ю. и соавт. Полиморфизм гена ангиотензин I превращающего фермента при артериальной гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваниях в московской популяции // Молекулярная биология.-1998.-Т.З.-№32.-С.410-415.
6. Kannel W.B. Bishop lecture. Contribution of the Framingham Study to preventive cardiology// J. Am. Coll. Cardiol. -1990.-15: 206-217.
7. Lau Y.K., Woo K.T., Chong H.L. et al. ACE-gene polymorphism and disease progression of IgA-nephropathy in Asians in Singapore. Nephron .- 2002.- 91: 499-503.
8. Malik F.S., Lavie C.J., Mehra M.R., et al. Renin-angiotensin system: Genes to bedside. American Heart J. -1997.- 134: 514-526.
9. Moutzouri E Pharmaceutical modulation of the Renin Angiotensin aldosterone system for stroke prevention: a review of experimental and clinical evidence / Moutzouri E, Daios G, Elisaf M, Milionis HJ. // CNS Spectr. – 2010. – Vol. 15, N 11. – P. 619–629.
10. Papp F., Friedman A.L., Bereczki С et al. Renin-angiotensin gene polymorphism in children with uremia and essential hypertension // Pediatr. Nephrology. - 2003. -Vol. 18.-P.150-154.
11.  Pera J ACE I/D polymorphism in different etiologies of ischemic stroke /Pera J, Slowik A, Dziedzic T, Wloch D, Szczudlik A.//Acta Neurol Scand. 2006. - №114(5). – Р.320-322
12. Petrovic D., Bidovec M., Peterlin B. Gene polymorphisms of the renin-angiotensin-aldosterone system and essential arterial hypertension in childhood // Folia Biol. (Krakow). -2002. -Vol. 50, № 1-2. -P. 53-56.
13. Welin L., Eriksson H., Larsson В., Ohlson L.O., Svardsudd K., Tibblin G. Hyperinsulinemia is not a major coronary risk factor in elderly men: the study of men born in 1913. Diabetologia. -1992.-35:766-770