Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ХРОНИЧЕСКОГО СТРЕССА

Луцкий И.С. 1 Зяблицев С.В. 1 Луцкий Е.И. 1 Кишеня М.С. 1 Чернобривцев П.А. 1
1 Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького
Проведен анализ особенностей аллельного полиморфизма Т-786С просмотра гена еNOS при формировании артериальной гипертензии (АГ) в условиях действия хронического стресса (ХС). В качестве объекта влияния ХС обследовали 141 машиниста магистральных локомотивов (ММЛ), у которых длительность действия стресса ассоциировалась с частотой и тяжестью АГ. У 61 ММЛ с АГ и 50 без АГ определяли соотношение генотипов Т-786С просмотра гена еNOS. Получили следующее соотношение генотипов: в группе с АГ генотип ТТ встречался в 16,4 % случаев, генотип ТС – в 50,8 %, СС – в 32,8 %; в группе ММЛ без АГ соотношение составило 48, 46 и 6 % соответственно. Следовательно, у ММЛ с АГ более чем в 5 раз чаще встречается генотип СС, что определяет низкую продукцию оксида азота эндотелием сосудов и способствует повышению влияния вазоконстрикторных факторов. Оценка риска развития АГ у ММЛ показала, что при гомозиготном варианте СС риск статистически значимо выше (OR = 7,6 (2,12–27,6), р(F) < 0,001), чем при генотипе ТС (OR = 1,2 (0,573–2,566), р(F) = 0,133). Более того, генотипу СС соответствовали статистически значимо более высокие цифры систолического и диастолического артериального давления, уровни эндотелина-1 в сыворотке крови, большая толщина комплекса интима-медиа общей сонной артерии. Полученные результаты позволяют предположить, что действие ХС сопровождается экспрессией генотипа СС полиморфного варианта Т-786С просмотра гена еNOS, что повышает риск развития АГ у ММЛ. Данные исследования могут быть использованы для определения риска развития АГ в профессиях, подверженных ХС, а также при профессиональном отборе в профессии, связанные с длительным влиянием стрессоров.
хронический стресс
полиморфизм Т-786С промотора гена eNOS
артериальная гипертензия
1. Артериальная гипертония : руководство для врачей / под. ред. Р.Г. Органова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 192 с.
2. Генетические основы патогенеза эссенциальной артериальной гипертензии (обзор) / О.В. Шевченко, А.А. Свистунов, В.Б. Бородулин, А.В. Рута, Е.Н. Бычков // Сарат. науч.-медиц. журн. – 2011. – Т. 7, № 1. – С. 83–87.
3. Метельская В. А. Оксид азота: роль в регуляции биологических функций, методы определения в крови человека / В.А. Метельская, Н.Г. Гуманова // Лабораторная медицина. – 2005. – № 7. – С. 19–24.
4. Arrebola-Moreno A. L. Noninvasive assessment of endothelial function in clinical practice / A. L. Arrebola-Moreno, M. Laclaustra, J. C. Kaski // Rev. Esp. cardiol. – 2012. – Vol. 65, № 1. – P. 80–90.
5. Association of plasma nitricoxide concentration and endothelial nitricoxidesynthase T-786C gene polymorphismin coronary artery disease / S. Salimi, A. Naghavi, M. Firoozrai, H. Zand, H. Tavilani, A. Nakhaee, A. Mohebbi // Pathophysiology. – 2012. – Vol. 19, № 3. – P. 157–162.
6. Flammer A. J. Three decades of endothelium research: from the detection of nitric oxide to the everyday implementation of endothelial function measurements in cardiovascular diseases / A.J. Flammer, T.F. Lüscher // Swiss med. wkly. – 2010. – Vol. 1. – W. 13122.
7. Gender specific association of RAS gene polymorphism with essential hypertension: a case-control study / S.K. Dhanachandra, A. Jajodia, H. Kaur, R. Kukreti, M. Karthikeyan // Biomed. res. int. – 2014. Available at: http://www.hindawi.com/journals/bmri/2014/538053/ (accessed 15 December 2014).
8. Genetic contribution of the endothelial constitutive nitric oxide synthase gene to plasma nitric oxide levels / X.L. Wang, M.C. Mahaney, A.S. Sim, J. Wang, J. Blangero, L. Almasy, R. B. Badenhop, D. E. Wilcken // Arterioscler. thromb. vasc. biol. – 1997. – Vol. 17. – P. 3147–3153.
9. Global and regional burden of disease and risk factors, 2001: systematic analysis of population health data / A.D. Lopez, C.D. Mathers, M. Ezzati, D.T. Jamison, C.J. Murray // Lancet. – 2006. – Vol. 27, № 367 (9524). – P. 1747–1757.
10. Plasma nitric oxide concentrations and nitric oxide synthase gene polymorphisms in coronaryartery disease / Y. Yoon, J. Song, S. H. Hong, J.Q. Kim // Clin. chem. – 2000. – Vol. 46, № 10. – P. 1626–1630.
11. Synergistic interaction of T-786-- > C polymorphism in the endothelial nitric oxide synthase gene and smoking for an enhanced risk for coronary spasm / M. Nakayama, M. Yoshimura, T. Sakamoto, Y. Shimasaki, S. Nakamura, T. Ito, K. Abe, M. Yamamuro, Y. Miyamoto, Y. Saito, K. Nakao, H. Yasue, H. Ogawa // Pharmacogenetics. – 2003. – Vol. 13, № 11. – P. 683–8.
12. Taddei S. Endothelial dysfunction in essential hypertension: clinical implications / S. Taddei, A. Salvetti // J. hypertens. – 2002. – Vol. 20. – P. 1671–1676.
13. The T-786C and Glu 298Asp polymorphisms of the endothelial nitric oxide gene affect the forearm blood flow responses of Caucasian hypertensive patients / G. P. Rossi, S. Taddei, A. Virdis, M. Cavallin, L. Ghiadoni, S. Favilla, D. Versari, I. Sudano, A.S. Pessina, A. Salvetti // J. Am. Coll. Cardiol. – 2003. – Vol. 41, № 6. – P. 938–945.
14. Three endothelial nitric oxide (NOS3) gene polymorphismsin hypertensive and normotensive individuals: meta-analysis of 53 studies reveals evidence of publication bias / T.V. Pereira, M. Rudnicki, B. M. Cheung, L. Baum, Y. Yamada, P. S. Oliveira, A. C. Pereira // J. hypertens. – 2007. – Vol. 25, № 9. – P. 1763–1774.
15. Worldwide prevalence of hypertension: a systematic review / P.M. Kearney, M. Whelton, K. Reynolds, P.K. Whelton, J. He // J. hypertens. – 2004. – Vol. 22, № 1. – P. 11–19.

Артериальная гипертензия (АГ) является одним из наиболее распространенных заболеваний в мире [9]. Гипертония диагностирована у 37–55 млн жителей Европы [15]. АГ выступает основным сердечно-сосудистым фактором риска развития ишемического инсульта, ишемической болезни сердца, причиной увеличения общей смертности населения [1]. Многообразие патогенетических механизмов, участвующих в развитии АГ, и обусловливает полиморфность ее клинической картины. Наряду с нейрогуморальной, ренальной и другими концепциями патогенетических механизмов АГ, важное место отводится генетическим факторам [2, 7]. С позиций генетики данная патология характеризуется клинико-генеалогической неоднородностью, мультифакториальностью проявлений и наследования. Вместе с тем использование молекулярно-генетических методов, направленных на выявление и оценку генетического риска, прогнозирование осложнений заболевания является перпективным для дальнейшего изучения влияния генов-кандидатов на прогрессирование АГ.

При АГ изменяется морфофункциональное состояние стенки артерии, главным образом за счет развития эндотелиальной дисфункции (ЭД) [3, 4, 5]. ЭД связана с нарушением баланса медиаторов, обеспечивающих сосудистый тонус, в первую очередь, со снижением биодоступности оксида азота (NO). Это конкурентное подавление и снижение активности эндотелиальной NO-синтазы за счет эндогенного L-аргинина, который используется в неокислительной аргиназной реакции. Другой механизм развития ЭД – инактивация NO за счет увеличения продукции активных форм кислорода, таких как супероксид-анионы и др. [6]. Независимо от диаметра просвета и площади поперечного сечения стенки сосуда происходит утолщение комплекса интима-медиа (КИМ). В крупных артериях наблюдается увеличение образования коллагена и уменьшение содержания эластина в медии, что сопровождается снижением эластических свойств [1, 2].

В связи с этим интерес вызывает изучение генетических детерминант ЭД у больных АГ. Одним из генов, роль которого в развитии АГ и поражении органов-мишеней широко обсуждается, является ген эндотелиальной NO-синтазы (eNOS) [4, 14, 13]. Значение этого гена подтверждается экспериментальным исследованием: у мышей с разрушенным геном eNOS отмечали более высокие цифры АД, чем в контрольной серии [2, 3, 7].

Оксид азота (NO) – основной эндотелиальный фактор релаксации гладкомышечной мускулатуры сосудов, участвующий в поддержании тонуса сосудистой стенки. NO синтезируется из L-аргинина с помощью семейства ферментов NO-синтетаз. NO участвует в патогенезе ишемической болезни сердца за счет способности NO угнетать пролиферацию гладкомышечных клеток, протективного эффекта в отношении агрегации тромбоцитов, свойству ингибировать адгезию лейкоцитов к эндотелию [11, 13]. Снижение активности eNOS приводит к недостатку NO и, как следствие, к ЭД, которой, согласно классической теории «ответ на повреждение», отводится основная роль в инициации атерогенеза [10, 12].

Целью работы явилось изучение роли полиморфизма Т-786С промотора гена eNOS в развитии АГ в условиях действия хронического стресса (ХС).

Материалы и методы исследования

В качестве объекта, подверженного воздействию ХС, обследовали 141 машиниста магистральных локомотивов (ММЛ). Сформировано 5 групп ММЛ в зависимости от возраста и стажа работы (СР). При этом СР выступал в качестве меры длительности воздействия ХС. 1 группу составили 28 ММЛ после окончания техникума, возраст 19,12 ± 0,89 (СР до 1 года); 2 группу – 28 ММЛ, возраст 27,54 ± 1,18 (СР 5–7 лет); 3 группу – 29 человек, возраст 37,41 ± 1,09 (СР 14–17 лет); 4 группу – 28 ММЛ, возраст 46,37 ± 1,06 (СР 21–24 года) и 5 группу – 28 человек, возраст 56,51 ± 1,02 (СР 30–34 года).

Динамику среднесуточного артериального давления (АД) в группах изучали методом холтеровского мониторирования АД с помощью аппарата «Кардиотехника 04», производства ИНКАРТ, Россия.

Толщину КИМ измеряли на ультразвуковом допплеровском аппарате VІVІD-3, компании GE (США), в режиме триплексного сканирования, датчиком 7 МГц. Измерение проводили в области задней стенки общей сонной артерии (ОСА) на расстоянии 1 см от ее бифуркации.

Cодержание ЭТ-1 определяли иммуноферментным методом в сыворотке крови с использованием реагентов фирмы DRG (США).

Исследовали полиморфизм T-786C промотора гена эндотелиальной NO-синтазы. Ген, кодирующий eNOS, находится в хромосоме 7q35–36 и состоит из 26 экзонов [11]. Промотор гена eNOS содержит несколько доменов, то есть, может регулироваться рядом факторов транскрипции [9, 11]. На сегодня описан полиморфизм гена eNOS в 11 местах, 8 из которых изучены в качестве возможных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний [8, 10].

Изучение аллельного полиморфизма Т-786С промотора гена eNOS проводили в отделе молекулярно-генетических исследований Центральной научно-исследовательской лаборатории Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького. ДНК выделяли из цельной крови с помощью реагента «Проба-рапид генетика» (ДНК-Технология, Россия). Анализ полиморфных ДНК-локусов выполняли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с помощью тест-системы «SNP-экспресс: Т-786С промотора гена eNOS» (НПФ Литех, Россия). ПЦР проводили на амплификаторе «GeneAmp PCR System 2400» (CША). Детекцию амплифицированных фрагментов осуществляли путем электрофореза в 3 %-м агарозном геле, окрашенном бромистым этидием, с последующей визуализацией в ультрафиолетовом трансиллюминаторе «TFX-20.M» («Vilber Lourmat», Франция).

Статистические расчеты осуществляли с применением программы «STATISTICA 6.1» (StatSoft, Inc.). Достоверность различий в распределении генотипов между группами, а также соответствие распределения закону Харди ‒ Вайнберга оценивали с помощью анализа таблиц сопряженности по критерию χ2. Степень ассоциации генотипа с наличием АГ рассчитывали по величине отношения шансов (ОR) с учетом 95 % доверительного интервала (ДИ). Влияние вариантов генного полиморфизма на клинико-функциональные показатели устанавливали с использованием дисперсионного анализа. Достоверность различий проводили на уровне значимости 5 % с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты среднесуточного мониторирования АД (СМАД) показали, что уже начальный период действия стрессоров сопровождается ростом цифр АД у ММЛ. При этом отмечается тенденция к увеличению количества ММЛ с АГ в зависимости от стажа работы (рис. 1).

pic_22.wmf

Рис. 1. Распределение обследованных ММЛ в зависимости от длительности воздействия ХС и наличия/отсутствия признаков АГ

Длительность влияния стрессоров определяло тяжесть формирующейся АГ: с увеличением сроков действия ХС усиливалась степень тяжесть АГ, в первую очередь это происходило за счет сокращения количества ММЛ с нормальными значениями АД (рис. 2).

pic_23.wmf

Рис. 2. Степень тяжести АГ у ММЛ в зависимости от длительности действия ХС: НАД – нормальное АД; ВНАД – высокое нормальное АД

Генетические факторы занимают особое место в процессах ремоделирования сосудистой стенки, так как их влияние может реализовываться при участии как гемодинамических, так и нейрогуморальных механизмов. Для оценки роли генетических факторов в развитии АГ в условиях действия ХС машинисты были разделены на две группы. В первую группу вошел 61 ММЛ с различной степенью тяжести АГ. Вторую группу – контрольный контингент (КК) – составили 50 ММЛ с нормальными цифрами АД.

Результаты генетических исследований Т-786С промотора гена eNOS у ММЛ с АГ показали следующее соотношение генотипов: ТТ – 16,4 %, ТС – 50,8 % и СС – 32,8 %. В группе КК это соотношение составило 48; 46 и 6 % (рис. 3). Наблюдаемое распределение частоты выявляемости генотипов и аллелей гена eNOS в группе обследованных ММЛ с наличием АГ и в группе КК соответствовало равновесию Харди – Вайнберга.

Таким образом, в группе ММЛ с АГ примерно в 5,5 раза чаще, чем в группе КК, выявляли гомозиготы с генотипом СС промотора гена eNOS (соответственно 32,8 и 6,0 %, p(F) < 0,001). Полученные данные позволяют предположить патогенетическое значение данного полиморфизма в развитии АГ в условиях действия ХС. По данным экспериментальных исследований [10, 13], наличие аллеля С в положении 786 промотора гена eNOS приводит к снижению активности фермента eNOS вполовину, а формирующийся в результате этого его недостаток является причиной снижения синтеза и высвобождения оксида азота и дисфункции эндотелия. Снижение синтеза NO сопровождается нарушением тонической вазодилатации сосудов, приводит к преобладающему влиянию вазоконстрикторных регуляторов и стойкому вазоспазму как одному из патогенетических звеньев формирования АГ. Доказано, что у людей с генотипом СС и ТС промотора гена eNOS увеличен тонус коронарных артерий и повышена склонность к коронароспазму [4, 14].

pic_24.wmf

Рис. 3. Полиморфизм Т-786С промотора гена eNOS у ММЛ с признаками АГ и в группе КК

При анализе генотипических и фенотипических особенностей ММЛ с АГ установлено, что риск развития АГ при гомозиготном варианте СС (odds ratio (OR) = 7,6 (2,12 – 27,6), р < 0,01) выше, чем при гетерозиготном варианте ТС ((OR) = 1,2 (0,573 – 2,566), р = 0,133). Генотип СС является независимым фактором риска развития АГ. В ходе проведенного исследования показано (табл. 1), что сам факт наличия аллеля С является фактором риска развития АГ (OR = 3,4 (1,9 – 5,98), р = 0,0001) при сравнении с аллелем Т.

Проведенное исследование показало, что у ММЛ с наличием АГ КИМ ОСА претерпевает более выраженные изменения, чем у ММЛ с нормальными значениями АД. Так, разница толщины КИМ ОСА у ММЛ с признаками АГ и нормальным АД в группе 1 составила 9,4 %, в группе 3 – 10,5 %, группе 4 – 23,1 % и в группе 5 разница достигла 24,3 %. Увеличение толщины КИМ ОСА указывает на прогрессирующие структурно-функциональные изменения, связанные с замещением мышечно-эластического компонента сосудистой стенки на пролиферирующие грубоволокнистые соединительнотканные элементы, уменьшение микрососудистого аппарата и нарушение трофики оболочек сосудов.

Связь полиморфизма гена eNOS с показателями АД, КИМ и ЭТ-1 была изучена у ММЛ с признаками АГ. Результаты представлены в табл. 2. Получены статистически значимые различия при оценке показателей систолического АД (САД), диастолического АД (ДАД), КИМ ОСА и уровня ЭТ-1 в циркулирующей крови. Обследованные с генотипом ТС и СС имели более высокие значения САД и ДАД в сравнении с лицами с генотипом ТТ (р < 0,05). Толщина КИМ ОСА была больше у пациентов с генотипом ТС в сравнении с ММЛ с генотипом ТТ (р < 0,05). Еще большая разница получена в значениях КИМ ОСА у обследуемых с генотипами ТТ и СС (р < 0,01).

Таблица 1

Аллельный полиморфизм Т-786С промотора гена eNOS у ММЛ и в группе контроля

Генотипы

ММЛ с АГ (N = 61)

НАД (N = 50)

р (F)

OR

±5 %

χ2

df

p (χ2)

n

%

n

%

ТТ

10

16,4

24

48

0,0001

0,212

0,088–0,51

18,608

2

0,0001

ТС

31

50,8

23

46

0,133

1,213

0,573–2,566

     

СС

20

32,8

3

6

0,0001

7,642

2,117–27,59

     

Т

51

41,8

71

71

0,0001

0,293

0,167–0,515

18,924

1

0,00001

С

71

58,2

29

29

0,0001

3,408

1,943–5,98

     

Таблица 2

Сравнительная характеристика значений АД, структурно-функциональных показателей эндотелия у лиц с признаками артериальной гипертензии в зависимости от полиморфизма Т-786С промотора гена eNOS

 

ТТ

ТС

СС

10

31

20

САД (мм рт. ст.)

140,3 (135,6–143,7)

145,3 (141,7–148,8)*

153,8 (146,5–162,1)#

ДАД (мм рт. ст.)

83,4 (77,2–89,9)

90,6 (85,2–94,4) *

97,5 (93,2–101,7)#°

КИМ ОСА (мм)

0,62 (0,55–0,70)

0,77 (0,70–0,84) *

0,87 (0,79–0,94) #

ЭТ-1 (пмоль/л)

13,49 (9,85–16,34)

9,43 (6,41–11,85)

52,54 (17,06–87,09)#°

Примечания: р < 0,05: ТТ – ТС – *; ТТ – СС – #; ТС – СС –°.

Интересной оказалась выявленная зависимость распределения уровня ЭТ-1 в группах ММЛ с признаками АГ с разными генотипами. В группе ММЛ с генотипом ТС содержание ЭТ-1 снизилось по сравнению с исследуемой группой с генотипом ТТ. Вероятно, имела место активация eNOS с гиперпродукцией NO и усилением реакции с вазоактивным действием NO. Можно предположить, что наличие протективного аллеля Т у пациентов с гетерозиготным вариантом генотипа сопровождается увеличением каталитической активности eNOS и синтеза NO, что опосредованно ведет к подавлению и уменьшению синтеза ЭТ-1. В группе ММЛ с генотипом С отмечалось значительное увеличение содержания ЭТ-1, что указывало на снижение активности eNOS и выработки NO. Носители СС генотипа eNOS имели более высокие показатели АД и толщины КИМ. Угнетение активности синтеза NO сопровождается увеличением продукции ЭТ-1, который обладает широким спектром патологических эффектов, в частности вызывает пролиферацию фибробластов, избыточную продукцию внеклеточного матрикса.

Заключение

Таким образом, воздействие ХС способствует экспрессии генотипов СС и ТС полиморфного варианта Т-786С промотора гена eNOS у ММЛ, что приводит к изменению секреции вазоактивных веществ эндотелием сосудов в сторону увеличения продукции вазоконстрикторов (ЭТ-1) и снижению образования основного вазодилататора NO. Это способствует формированию АГ, процессов ЭД, активирует процессы ремоделирования сосудистой стенки с увеличением размеров КИМ ОСА, что определяет повышенный риск возникновения атеросклероза и сосудисто-мозговых событий. Внедрение данных клинико-генетических исследований в клиническую практику позволит специалистам различного профиля своевременно формировать группы повышенного риска возникновения АГ, разрабатывать и индивидуализировать мероприятия по превентивной коррекции возможного развития АГ.

В перспективе генетическое тестирование, в частности полиморфного варианта 786С промотора гена eNOS, может быть использовано при отборе в профессии, связанные с воздействием ХС, с целью выявления лиц с высоким риском развития АГ.

Рецензенты:

Туровская Т.В., д.м.н., профессор кафедры внутренней медицины № 1 Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького, г. Донецк;

Багрий А.Э., д.м.н., профессор кафедры внутренних болезней, общей практики семейной медицины УНИПО Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького, г. Донецк.

Работа поступила в редакцию 29.12.2014.


Библиографическая ссылка

Луцкий И.С., Зяблицев С.В., Луцкий Е.И., Кишеня М.С., Чернобривцев П.А. КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ХРОНИЧЕСКОГО СТРЕССА // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 10-9. – С. 1753-1758;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36507 (дата обращения: 16.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074