Связь полиморфных вариантов генов-кандидатов АСЕ, AGT, AGTR1, MTHFR и NOS3 с артериальной гипертензией в рамках метаболического синдрома в коренной малочисленной популяции шорцев

ОБОСНОВАНИЕ

Артериальная гипертензия (АГ) остается актуальной проблемой кардиологии, занимая лидирующие позиции среди заболеваний сердечно-сосудистой системы из-за высокой распространенности [1]. В настоящее время значительный интерес представляет взаимосвязь данного заболевания с метаболическими нарушениями. Частое сочетание АГ с абдоминальным ожирением, нарушением углеводного и липидного обменов, наличие тесной патогенетической связи между ними послужило основанием для выделения понятия «метаболический синдром» (МС) [2]. Распространенность указанной патологии у европейцев составляет 20–30% с примерно равным распределением по полу [3]. В общей популяции она колеблется от 14 до 40%. В России МС встречается среди лиц до 40 лет у 18,6% мужчин и 7,3% женщин, в возрасте от 40 до 55 лет — у 44,4% и 20,8% соответственно [4]. Одним из наиболее часто встречающихся компонентов данного синдрома, по результатам многочисленных эпидемиологических исследований, является АГ. Распространенность АГ у больных с МС составляет 30,5% [5].

Проблема повышенного артериального давления (АД) как компонента МС является одной из значимых для современной медицины в связи с прогнозируемым ростом встречаемости данной патологии в будущем и возрастанием доли смертности от сердечно-сосудистой патологии. Патогенетические звенья АГ при МС определяются развитием гиперинсулинемии. Она, в свою очередь, активирует симпатикоадреналовую и ренин-ангиотензин-альдостероновую системы (РААС), пролиферативные процессы в гладкомышечных клетках сосудов, увеличивает реабсорбцию натрия в проксимальных и дистальных канальцах нефронов. Все это в конечном итоге приводит к спазму сосудов, повышению общего периферического сосудистого сопротивления и росту АД [2]. В свою очередь, метаболические нарушения усугубляют течение АГ. У пациентов с АГ в сочетании с абдоминальным ожирением регистрируются более высокие цифры как систолического, так и диастолического АД, выше риск кардиальной и васкулярной патологии. Сочетание повышенного АД с нарушениями углеводного и липидного обменов у женщин ассоциируется с увеличением риска сердечно-сосудистых заболеваний в 5,9 раза, а у мужчин — в 2,3 раза [5].

Пристальное внимание исследователи уделяют изучению молекулярно-генетических факторов МС, поиску генов и анализу ассоциации их полиморфизмов с различными компонентами синдрома. Выявлены этнические особенности предрасположенности к развитию МС, что подтверждает роль генетических факторов. Значимыми изменениями при АГ в рамках МС являются мутации генов, ответственных за баланс прессорных и депрессорных патогенетических звеньев. Наиболее актуальными считаются полиморфизмы генов ангиотензинпревращающего фермента (АСЕ), ангиотензиногена (AGT), рецептора 1-го типа к ангиотензиногену II (AGTR1), 5,10-метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), эндотелиальной NO-синтетазы 3 типа (NOS3). Различные полиморфные состояния указанных генов в определенной степени связаны с АГ, и эти ассоциации носят во многом автономный характер. Однако результаты многочисленных исследований указанных полиморфизмов при АГ неоднозначны, а зачастую и противоречивы. Поэтому популяционно-генетические исследования подчеркивают необходимость учета этнической принадлежности, а также географического района проживания исследуемых пациентов [6].

ЦЕЛЬ

Изучить частоту АГ в рамках МС в коренной малочисленной популяции Горной Шории и оценить связь уровня экспрессии генов-кандидатов АСЕ, AGT, AGTR1, MTHFR и NOS3 с данной патологией.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Место проведения. Исследование проведено на базе фельдшерско-акушерских пунктов поселков Ортон, Усть-Кабырза, Шерегеш Горной Шории.

Лабораторное тестирование выполняли на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» г. Кемерово. Генотипирование выполняли на базе Научно-исследовательского института терапии и профилактической медицины — филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», г. Новосибирск.

Время исследования. Период 06.2013 г. — 08.2017 г.

Изучаемые популяции (одна или несколько)

Изучалась одна популяция шорцев, относящаяся к малочисленной коренной популяции юга Западной Сибири.

Критерии включения: возраст от 18 лет, принадлежность к когорте коренной малочисленной популяции — шорцам (к данной этнической группе относятся лица, у которых не менее двух поколений предков проживают на территории Горной Шории).

Другие критерии включения/невключения не применялись.

Способ формирования выборки из изучаемой популяции (или нескольких выборок из нескольких изучаемых популяций)

В поселках Ортон и Усть-Кабырза набор респондентов проводился сплошным методом на основании поименных списков, в поселке городского типа Шерегеш — механическим (систематическим) отбором каждого второго (четного) элемента генеральной совокупности.

Дизайн исследования

Проведено одноцентровое одномоментное интервенционное выборочное сравнительное исследование.

Описание медицинского вмешательства

Всем участникам проводилось измерение АД, выполнена антропометрия (измерение роста, массы тела, окружности талии), произведен забор крови из кубитальной вены натощак с оценкой липидного спектра и глюкозы, утренней порции мочи с оценкой альбумина. Определены полиморфизмы генов ACE (I/D, rs 4340), АGT (c.803T>C, rs699), AGTR1 (А1166С, rs5186), MTHFR (c.677С>Т, Ala222Val, rs1801133) и NOS3 (VNTR, 4b/4a). У респондентов, включенных в исследование, изучены органные поражения: гипертрофия миокарда левого желудочка (ГЛЖ) методом эхокардиографии, утолщение комплекса интима-медиа (КИМ) методом допплерэхокардиографии, альбуминурия (АУ).

Методы

После обследования все пациенты с АГ были разделены на две группы: 1-я группа — респонденты только с АГ; 2-я группа — респонденты с АГ в сочетании с абдоминальным ожирением и любым другим дополнительным компонентом МС.

МС диагностировали по основным критериям Международной Федерации по сахарному диабету (IDF — International Diabetes Federation, 2005 г.) при сочетании основного компонента — абдоминального ожирения (окружность талии >80 см у женщин и >94 см у мужчин) и дополнительных критериев — АГ (уровень систолического АД (САД) >130 мм рт. ст. и/или уровень диастолического АД (ДАД) >85 мм рт. ст. или антигипертензивная терапия), повышение уровня триглицеридов ≥1,7 ммоль/л или гиполипидемическая терапия, снижение уровня липопротеинов высокой плотности <1,03 ммоль/л у мужчин и <1,29 ммоль/л у женщин, повышение уровня глюкозы в плазме крови натощак >5,6 ммоль/л.

Измерение АД проводилось по методике ВНОК/РМОАГ (2010 г.) автоматическим прибором Omron. С интервалом не менее 1 мин выполнялось два измерения на каждой руке, производилось одно дополнительное измерение при разнице АД ≥5 мм рт. ст. Минимальное из трех измерений значение принималось за конечное. АГ характеризовалась наличием САД, равного 140 мм рт. ст. и выше, или ДАД, равного 90 мм рт. ст. и выше, или приемом антигипертензивных препаратов.

Исследование структурно-функционального состояния миокарда проводилось методом эхокардиографии (ЭхоКГ) и допплерэхокардиографии на аппарате Medison Sonoace PICO в М-модальном и двухмерном режимах. Согласно рекомендациям РМОАГ (2019 г.), критериями ГЛЖ считали индекс массы миокарда левого желудочка >115 г/м² у мужчин и >95 г/м² у женщин. Цветное дуплексное сканирование экстракраниальных отделов брахицефальных артерий проводили на аппарате Medison Sonoace PICO в положении лежа на спине, с головой, запрокинутой назад и повернутой на 45^o в сторону, противоположную обследуемой артерии. Согласно рекомендациям РМОАГ (2019 г.), утолщением интимо-медиальной стенки каротидных артерий считали толщину КИМ ≥0,9 и/или наличие бляшки. Анализ показателей биологического материала (мочи) производился селективным биохимическим анализатором «КонеЛаб 60I». Фотометрическим методом исследовали уровень альбумина мочи. Показатель альбуминурии более 30 мг/сут принимали за повышенный.

Геномная ДНК выделена из замороженной цельной крови (хранившейся в вакутейнерах с 3-замещенной калиевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты при температуре -20°С) методом фенол-хлороформной экстракции. Полиморфизмы генов определяли с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени (Real time PCR) (использовали зонды TaqMan, Applied Biosystems, USA) на приборе Applied Biosystems 7900HT (ABI 7900HT), проведение процедуры строго соответствовало протоколу фирмы-производителя (табл. 1). Характеристика генетического тестирования описана авторами в публикации [7].

Этическая экспертиза

Проведение одобрено локальным этическим комитетом ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», г. Кемерово (протокол №10 от 10.06.2015). До включения в исследование у всех участников получено письменное информированное согласие.

Статистический анализ

Принципы расчета размера выборки. Размер выборки был рассчитан по формуле, представленной Д. Сепетлиевым [8]:

n=t²×M×(100-М)/∆²,

где n — значение выборки; t — доверительный коэффициент, приблизительно равный 2 (1,96); М — полученный процент от общего объема обследованных; ∆ — размер неточности (5%). Результатом расчета формулы установлен нижний порог численности осмотренного коренного населения — 393 человека.

Методы статистического анализа данных. Анализ данных реализовывался с использованием программы Statistica 6.0. Проверка нормальности распределения выборки осуществлялась с помощью критерия Колмогорова–Смирнова. Применялись следующие статистические методы: стандартные описательные статистики (среднее и стандартное отклонение). Сравнение 2 групп проводилось t-критерием Стьюдента. Для сравнения частот определенных признаков использовался критерий χ². Для оценки отношения шансов (ОШ) применялась многофакторная модель бинарной логистической регрессии. Производился расчет 95-процентных доверительных интервалов (ДИ). Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в исследовании принимался р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты (участники) исследования

В эпидемиологическое исследование включен 901 человек (31,5% мужчин и 68,5% женщин). Средний возраст мужчин-шорцев оказался равным 48,2±16,0 года, женщин-шорок — 49,5±15,1 года. Выделена когорта пациентов с АГ — 367 человек (40,7%), которая в последующем разделена на две группы: 1-я группа — респонденты только с АГ (n=264); 2-я группа — респонденты с АГ и метаболическими нарушениями (n=103).

Основные результаты исследования

Ранее в опубликованных работах была представлена распространенность АГ у коренного населения Горной Шории — 40,7% (34,9% среди мужчин и 43,4% среди женщин) [7][9]. Доля пациентов с повышенным АД в сочетании с абдоминальным ожирением и любым другим дополнительным критерием МС составила 28,2%.

Клиническая характеристика исследуемых респондентов только с АГ и АГ в рамках МС представлена в таблице 2. По возрасту, длительности течения заболевания, показателям САД и ДАД сравниваемые группы не различались. Следует отметить статистически значимые различия по полу: во 2-й группе преобладали женщины (37,9%) в сравнении с мужчинами — 3,0% (р=0,0001). Анализ метаболических нарушений продемонстрировал выраженные изменения в группе пациентов с АГ в сочетании с абдоминальным ожирением. Показатели индекса массы тела и окружности талии, уровни глюкозы и липидного спектра, за исключением холестерина липопротеинов высокой плотности, оказались выше во 2-й группе (табл. 3).

Функциональные регуляторные системы АД и МС генетически детерминированы. В связи с этим в настоящем исследовании в когорте шорцев определены генетические маркеры АГ в рамках МС (табл. 4). Часть результатов данного исследования была опубликована в виде тезисов на XVI Всероссийском конгрессе по АГ [10]. Из генов-кандидатов РААС (АСЕ, AGT и AGTR1) с данной патологией ассоциировался полиморфизм только гена АСЕ. Среди носителей генотипа D/D указанного гена АГ в рамках МС встречалась чаще по сравнению с изолированной АГ: 25,5% против 12,3% случаев (р=0,035). Таким образом, высокий риск развития АГ в сочетании с абдоминальным ожирением определялся носительством аллеля D [ОШ=2,45; 95% ДИ 1,05–5,72]. Аллель I рассматривался в качестве протективного в отношении появления АГ в сочетании с компонентами МС [ОШ=0,36; 95% ДИ 0,12–0,98]. Среди носителей генотипа I/I чаще встречались лица только с АГ (48,4%), чем пациенты с АГ в рамках МС — 23,4% (р=0,003). Полиморфизм генов AGT, AGTR1, MTHFR и NOS3 не ассоциировался с АГ в рамках МС.

Дополнительные результаты исследования

Далее в коренной этнической группе оценили частоту поражения органов-мишеней у респондентов с АГ в сочетании с абдоминальным ожирением и обследованных с АГ. В когорте шорцев с АГ в рамках МС ассоциировались более частые органные поражения в виде ГЛЖ [ОШ=1,69; 95% ДИ 1,05–2,68] и утолщения КИМ [ОШ=2,71; 95% ДИ 1,43–5,12] [10]. Так, частота ГЛЖ у пациентов с АГ составила 45,1%, у больных с АГ и абдоминальным ожирением — 58,0% (р=0,029); увеличенной КИМ соответственно — 67,0% и 81,9% (р=0,007). Средние значения индекса массы миокарда левого желудочка и КИМ также оказались в 1-й группе ниже по сравнению со 2-й: 102,4±33,8 г/м² против 111,8±34,8 г/м² (р=0,048) и 1,02±0,26 см против 1,08±0,22 см (р=0,043) соответственно. Распространенность АУ, как и средние значения альбумина, в обеих группах не различались: 19,5% против 21,6% (р=0,553), 26,8±48,7 мг/л против 29,9±54,4 мг/л (р=0,437).

Нежелательные явления

Отсутствовали.

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме основного результата исследования

У коренного населения Горной Шории отмечалось более тяжелое течение АГ при сочетании с компонентами МС. У данной категории пациентов чаще встречались органные поражения сердца и сосудов. Установлены ассоциативные связи полиморфизма гена-кандидата АСЕ, кодирующего компоненты РААС, с АГ в рамках МС в когорте шорцев.

Обсуждение основного результата исследования

Медико-социальная значимость АГ в рамках МС заключается в том, что комбинация факторов приводит к более высокому риску развития сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2-го типа. Сочетание АГ с метаболическими нарушениями у женщин ассоциируется с увеличением риска болезней системы кровообращения в 5,9 раза, у мужчин — в 2,3 раза [5]. С другой стороны, МС является обратимым состоянием, и при соответствующем лечении и усилении профилактических мероприятий можно добиться исчезновения или уменьшения выраженности его проявлений [11]. В Российской Федерации одним из доминирующих компонентов МС является АГ [12].

В зависимости от возраста, пола и этнического фактора в различных популяциях существенно варьирует распространенность МС при АГ. У коренных жителей Горной Шории МС у пациентов с АГ встречался в 28,2% случаев. Аналогичные результаты получены в исследовании, проведенном в Италии, — 34% [13]. При обследовании населения Греции распространенность метаболических нарушений среди больных с повышенным АД оказалась равной 23,6% [14]. Близкие к приведенным результаты получены и в популяционных исследованиях Испании, Турции, США, где частота МС колебалась в пределах 20–40% [5].

Субклинические поражения органов-мишеней в виде ГЛЖ, утолщения КИМ, АУ являются важными маркерами, определяющими прогноз у пациентов с АГ. Одни авторы утверждают, что наличие самого МС является менее значимым предиктором органных изменений, чем специфические индивидуальные компоненты, в частности АГ и ожирение; другие, напротив, свидетельствуют, что МС усиливает воздействие каждого компонента на состояние сердца, сосудов и почек [15]. При обследовании шорцев в настоящем исследовании установлен рост доли респондентов с ГЛЖ и увеличенной толщиной КИМ в группе пациентов с АГ в рамках МС по сравнению с группой с изолированной АГ. Сходные результаты получены на американской выборке (n=356): с увеличением числа компонентов МС возрастала частота выявления ГЛЖ и атеросклеротических бляшек [15][16]. В итальянском исследовании (n=354) у пациентов с АГ и МС оказались выше АУ (измеренная как отношение альбумина к креатинину) и индекс массы миокарда левого желудочка [15][17]. При обследовании работников офисов Санкт-Петербурга в возрасте от 20 до 65 лет установлен рост процента выявления атеросклеротических бляшек при увеличении метаболических нарушений среди больных с АГ [15].

Так как формирование АГ в рамках МС может зависеть от генетических факторов, вовлеченных в процессы регуляции АД, в исследовании Горной Шории изучен вклад генов-кандидатов системы РААС и функции эндотелия в развитие указанной патологии. В когорте шорцев определялся высокий риск метаболических нарушений у пациентов с АГ — генотип D/D гена АСЕ. В работе Procopciuc L.M. и соавт. (2010) из генов РААС с повышенным АД в фокусе на МС оказался связан только полиморфизм гена АСЕ [18]. Аналогичные данные по увеличению риска развития МС у носителей аллеля D получены Xi B. и соавт. (2012) в Китае [19], Mittal G. и соавт. (2011) в Индии [20], Fiatal S. и соавт. (2011) в Венгрии [21], Herrera C.L. и соавт. (2016) в Чили [22]. При обследовании 417 человек из Колумбии выявлены ассоциации полиморфизма гена АСЕ с инсулинорезистентностью (ОШ=2,79; 95% ДИ 1,58–4,91) [23]. У корейских детей с генотипом D/D гена ACE отмечались высокое САД и низкий уровень холестерина липопротеинов высокой плотности в крови, что может определять склонность к развитию МС [24]. Однако не все исследования подтверждают высокую предрасположенность к развитию АГ с метаболическими нарушениями среди носителей аллеля D в гомозиготном состоянии. На примере турецкой популяции данная связь не выявлена [25]. В работе Zotova T.Y. и соавт. (2016) ни один из генов РААС (ACE, AGTR1 и AGT) не ассоциировался с изучаемой патологией [26].

Ограничения исследования

Настоящее исследование имело ряд ограничений. Так, в работе оценивалась распространенность АГ в рамках МС только у представителей коренного этноса, в то время как в когорте некоренной национальности не изучалась. Из генов-кандидатов системы РААС рассматривались только три полиморфизма, не анализировались ген-генные взаимодействия. В связи с этим требуется проведение дальнейших исследований по оценке роли метаболических нарушений в реализации генетической предрасположенности к АГ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Высокая частота распространения повышенного АД в рамках МС подтверждает то, что АГ реже проявляется изолированно, чаще сочетается с другими компонентами МС — абдоминальным ожирением или нарушениями углеводного и липидного обменов. У коренного населения Горной Шории частота АГ в рамках МС составила 28,2%. Высокий риск развития данного патологического состояния определялся носительством аллеля D гена ACE. Установленная генетическая предрасположенность к развитию АГ в рамках МС в конкретной малочисленной когорте шорцев, несомненно, поможет при разработке и реализации популяционных программ профилактики. С одной стороны, оценка частоты МС способствует оказанию своевременных профилактических мероприятий в группе респондентов с высоким риском развития ССЗ, с другой стороны, МС возможно привлечь в качестве контроля коррекции отдельных его компонентов при лечении пациентов с АГ.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Работа выполнена при поддержке Государственного задания на базе ФГБНУ НИИ КПССЗ (регистрационный номер 0546-2019-001).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Мулерова Т.А. — проведение обследования пациентов, разработка концепции и дизайна исследования, анализ результатов, написание статьи; Цыганкова Д.П. — проведение обследования пациентов, составление базы данных пациентов, анализ литературы; Огарков М.Ю. — разработка концепции исследования, редактирование текста статьи. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.