Оценка риска дефицита витамина D у жителей Российской Арктики в зависимости от полиморфизма rs9939609 гена

Авторы:
  • А. К. Батурин
    ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва, Россия
  • Е. Ю. Сорокина
    ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва, Россия
  • Э. Э. Кешабянц
    ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва, Россия
  • А. А. Сокольников
    ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва, Россия
  • И. В. Кобелькова
    ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва, Россия
Журнал: Профилактическая медицина. 2019;22(2): 57-61
Просмотрено: 321 Скачано: 164

В настоящее время выявлен ряд генетических полиморфизмов, который ассоциирован с уровнем в крови 25 (OH)D (25-гидроксихолекальциферол, или витамин D), а также с различными метаболическими нарушениями, связанными с дефицитом этого витамина. Характер и степень ассоциаций, частота встречаемости аллелей риска генетических полиморфизмов в значительной степени ассоциированы с расово-этническим происхождением обследуемых и регионом их проживания [1—3].

В целом ряде работ установлено, что дефицит витамина D наблюдается у лиц с избыточной массой тела и ожирением [4—6]. В связи с этим возникает вопрос о влиянии полиморфизма rs9939609 гена FTO, который, как показано ранее, ассоциирован с ожирением, на развитие дефицита этого витамина. В этом направлении проведены единичные исследования, результаты которых недостаточны для того, чтобы сделать обоснованные выводы о влиянии этого полиморфизма на обеспеченность витамином D [7].

Цель настоящего исследования — оценка риска дефицита витамина D у жителей Арктической зоны Российской Федерации в зависимости от полиморфизма rs9939609 гена FTO.

Материал и методы

Генотестирование было проведено в поселках Тазовский и Гыда Тазовского района муниципального образования на северо-востоке Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО). Обследованы 175 человек, проживающих на территории Арктической зоны РФ, из них 135 женщин и 40 мужчин в возрасте от 19 до 75 лет. Среди всех обследованных 81% представлен коренным населением Арктической зоны, 98% из которых — ненцы. Дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) выделяли из буккального эпителия стандартным методом с использованием многокомпонентного лизирующего раствора, разрушающего комплекс ДНК с белком, затем сорбировали на покрытые силикагелем магнитные частицы, осуществляли отмывку спиртом и на конечном этапе проводили элюцию в буферный раствор. ДНК выделяли с использованием набора реагентов РеалБест ДНК-экстракция 3 (ЗАО «Вектор-Бест», Россия) на автоматической станции epMotion 5075 («Eppendorf», Германия). Для генотипирования применяли аллель-специфичную амплификацию с детекцией результатов в режиме реального времени и использованием TaqMan-зондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК, c использованием реагентов («Синтол», Россия). Для амплификации использовали амплификатор CFX96 Real Time System («Bio-Rad», США).

Обеспеченность витамином D оценивали по уровню 25 (ОН)D в сыворотке крови, взятой натощак из локтевой вены. Концентрацию витамина определяли иммуноферментным методом с использованием наборов 25-Hydroxy Vitamin D EIA («Immunodiagnotic Systems Ltd.», Великобритания).

Исследования по типу случай—контроль проводили среди всех обследованных и отдельно среди пришлого и коренного населения изучаемого региона Арктической зоны Р.Ф. Группу контроля составили обследуемые с концентрацией 25 (OH)D в крови 20 нг/мл и более, группу «случай» — обследуемые с концентрацией 25 (OH)D в крови менее 20 нг/мл (дефицит витамина D).

Для статистической обработки полученных результатов использовали систему PASW Statistics 20. Тесты на соблюдение равновесия Харди—Вайнберга и выявление ассоциаций методом Пирсона χ2 проводили с помощью программы DeFinetti на сайте Института генетики человека (Мюнхен, Германия; https://ihg.gsf.de/cgi-bin/hw/hwa2.pl).

Результаты и обсуждение

Результаты исследований концентрации 25 (OH)D у обследуемых, проживающих в Арктической зоне РФ (ЯНАО), показали, что у лиц, страдающих ожирением, величина этого показателя статистически достоверно выше по сравнению с обследуемыми с индексом массы тела (ИМТ) менее 30 кг/м2. Это увеличение составило 22,6% у всех обследованных и 21,7% у коренного населения региона. В то же время концентрация 25 (OH)D у пришлого населения не изменялась в зависимости от ИМТ (табл. 1).

Таблица 1. Концентрация 25 (OH)D в крови обследованных в зависимости от ИМТ, нг/мл Примечание. * — отличия от группы с ИМТ<30 кг/м2 статистически достоверны при р<0,05.
При анализе результатов по гендерному признаку выявлено, что у всех обследованных женщин и отдельно у женщин — коренных жительниц концентрация витамина D статистически достоверно выше при наличии ожирения (ИМТ≥30 кг/м2). У обследованных мужчин всех групп населения ЯНАО не наблюдалось статистически достоверной разницы по этому показателю. У пришлого населения обоих полов связь концентрации 25 (OH)D с ИМТ не обнаружена.

Результаты, полученные нами при обследовании населения ЯНАО РФ, отличаются от аналогичных показателей других этнических групп. Так, при обследовании американцев европейского происхождения разных возрастных групп показана достоверная связь между ИМТ и уровнем витамина D в крови. При этом более высокий ИМТ сопровождался снижением концентрации этого витамина как у мужчин, так и у женщин [4, 5, 8]. Показано также, что распространенность дефицита витамина D у детей из США европейского происхождения выше при наличии избыточной массы тела или ожирения по сравнению с детьми с нормальной массой тела [6]. Аналогичные результаты были получены в Турции: на их основании был сделан вывод, что уровень витамина D можно рассматривать в качестве независимого фактора риска ожирения у женщин [9]. Результаты исследований, проведенных в Центральном регионе РФ, показали, что уровень 25 (ОН)D и масса тела связаны обратной корреляционной зависимостью: дефицит витамина сопровождается высоким ИМТ [10]. Однако в ряде исследований, проведенных в европейских странах, продемонстрировано отсутствие связи дефицита витамина D и изменений массы тела [11]. Таким образом, вопрос о связи дефицита 25 (ОН)D и ожирения остается до конца не изученным. Полученные нами результаты подтверждают, что обеспеченность витамином D при наличии избыточной массы тела и ожирения зависит от этнической принадлежности обследуемых и региона проживания.

Для более детального изучения обеспеченности витамином D населения ЯНАО проведено исследование связи полиморфизма rs9939609 гена FTO с уровнем этого витамина в крови. Для этого полиморфизма доказана статистически значимая ассоциация (аллель А) с избыточной массой тела и ожирением для большинства этнических групп, в том числе из Центрального региона РФ [12—14].

При обследовании группы из ЯНАО РФ нами было обнаружено статистически значимое снижение концентрации 25 (OH)D у носителей генотипа АА полиморфизма rs9939609 гена FTO, составившее 28,1%, по сравнению с носителями генотипа Т.Т. При анализе результатов отдельно у мужчин и женщин мы выявили снижение концентрации витамина 25 (OH)D только у женщин — носителей генотипа АА по сравнению с носителями генотипа ТТ, составившее 38,9% (табл. 2).

Таблица 2. Концентрация 25 (OH)D в крови обследованных в зависимости от полиморфизма rs9939609 гена FTO, нг/мл Примечание. * — отличия от носителей генотипа ТТ статистически достоверны при р<0,05, ** — то же при р<0,001.

Анализ результатов генотестирования отдельно у коренного и пришлого населения показал, что снижение концентрации 25 (OH)D у носителей генотипа АА полиморфизма rs9939609 гена FTO наблюдается только у женщин, представляющих коренное ЯНАО, и составляет в среднем 31—33%. У пришлого населения не было выявлено связи изучаемого генетического полиморфизма с обеспеченностью витамином D.

При проведении исследования по типу случай—контроль была подтверждена статистически значимая связь между дефицитом витамина 25 (OH)D и АА генотипом полиморфизма rs9939609 гена FTO для всех обследованных и коренного населения ЯНАО (табл. 3).

Таблица 3. Распределение генотипов полиморфизма rs9939609 гена FTO в зависимости от уровня витамина D в крови обследованных с расчетом отношения шансов для генотипа АА Примечание. ОШ — отношение шансов, ДИ — доверительный интервал.
В то же время мы не обнаружили связь дефицита витамина D с изучаемым генетическим полиморфизмом у пришлого населения региона. В наших более ранних исследованиях было показано, что частота генотипа АА этого полиморфизма среди жителей региона составляет 11,4%, среди коренного населения региона — 9,2%, а среди пришлого — 21,2% [15]. В данной работе было выявлено, что среди всех обследованных с дефицитом витамина D частота генотипа АА полиморфизма rs9939609 гена FTO в 5,1 раза выше, чем среди обследованных с концентрацией витамина D 20 нг/мл и более. Среди коренного населения частота генотипа АА в 8,1 раза выше в группе с дефицитом витамина D.

Таким образом, результаты проведенных нами исследований выявили ряд особенностей связи концентрации витамина D в крови с ожирением и полиморфизмом rs9939609 гена FTO у жителей ЯНАО. В этом регионе наличие ожирения у обследованных не связано с дефицитом витамина D, как это было показано в других регионах мира и Р.Ф. Наоборот, уровень этого витамина в крови статистически достоверно выше у лиц, страдающих ожирением, по сравнению с лицами с ИМТ <30 кг/м2.

В наших исследованиях выявлена статистически значимая ассоциация генотипа АА полиморфизма rs9939609 гена FTO с дефицитом витамина 25 (OH)D, хотя этот генотип, как показано в ряде работ в разных этнических группах, связан с риском ожирения [12—14]. В исследованиях, проведенных в южных широтах (Южная Америка), показано, что степень ассоциации этого полиморфизма с избыточной массой тела и ожирением наиболее выражена у лиц с дефицитом витамина D, что не согласуется с результатами наших исследований, проведенных у жителей Арктической зоны РФ [16].

В ходе наших более ранних исследований выявлен ряд особенностей фенотипического проявления полиморфизма rs9939609 гена FTO у жителей Арктической зоны РФ. В результате этих исследований не было обнаружено ассоциации полиморфизма rs9939609 гена FTO с избыточной массой тела и ожирением [15]. Кроме того, частота аллеля, А этого полиморфизма была на 15% ниже в этом регионе, чем в европейских популяциях и центральных регионах России.

Заключение

Результаты исследований концентрации витамина D у коренного населения, проживающего в Арктической зоне РФ (ЯНАО), показали, что у лиц, страдающих ожирением, величина этого показателя статистически достоверно выше по сравнению с обследуемыми с ИМТ <30 кг/м2, причем это увеличение не наблюдалось у пришлого населения этого региона. Выявленная связь обеспеченности витамином D с ожирением наблюдалась только у женщин.

При обследовании коренного населения ЯНАО выявлена статистически достоверная связь генотипа АА полиморфизма rs9939609 гена FTO с дефицитом витамина D, причем эта ассоциация характерна только для женского населения региона.

При проведении исследования по типу случай—контроль была подтверждена статистически значимая связь между дефицитом 25 (OH)D и АА генотипом полиморфизма rs9939609 гена FTO для коренного населения ЯНАО. В то же время не выявлена связь дефицита витамина D с изучаемым генетическим полиморфизмом у пришлого населения региона.

Научно-исследовательская работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013—2020 гг. (тема № 0529−2016−0024).

Участие авторов:

Концепция и дизайн — Е.С., Э.К., А.Б.

Сбор и обработка материала — Э.К., И.К.

Биохимические исследования (витамин D) — А.С.

Генотипирование образцов биологического материала — Е.С.

Статистическая обработка данных, написание текста — Е.С., Э.К.

Редактирование — А.Б.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

*Батурин Александр Константинович, д.м.н., проф. [Alexander K. Baturin, MD, PhD, Professor]; адрес: 109240, Россия, Москва, Устьинский проезд, д. 2/14 [address 2/14 P. Ustyinsky passage, Moscow, 109240 Russia]; https://orcid.org/0000-0002-7455-2372; eLibrary SPIN:8779-5240; е-mail: baturin@ion.ru

Сорокина Елена Юрьевна, к.м.н., в.н.с. [Elena Yu. Sorokina, MD, PhD]; https://orcid.org/0000-0002-6530-6233; eLibrary SPIN:6369-2605; е-mail: sorokina@ion.ru

Кешабянц Эвелина Эдуардовна, к.м.н., с.н.с. [Evelina E. Keshabyants, MD, PhD]; https://orcid.org/0000-0001-9762-2647; eLibrary SPIN:1141-9666; е-mail: evk1410@mail.ru

Сокольников Андрей Арнольдович, к.б.н., с.н.с. [Andrey A. Sokolnikov, MD, PhD]; https://orcid.org/0000-0003-1808-652Х; eLibrary SPIN:1628-7384; e-mail: sokolnikov@ion.ru

Кобелькова Ирина Витальевна, к.м.н., с.н.с. [Irina V. Kobelkova, MD, PhD]; https://orcid.org/0000-0002-1237-5147; eLibrary SPIN:1190-1096; e-mail: kobelkova@ion.ru

Список литературы:

  1. Gilbert R, Bonilla C, Metcalfe C, et al. Associations of vitamin D pathway genes with circulating 25-hydroxyvitamin-D, 1,25-dihydroxyvitamin-D, and prostate cancer: a nested case-control study. Cancer Causes Control. 2015;26:205-218. https://doi.org/10.1007/s10552-014-0500-5
  2. Jakubowska-Pietkiewicz E, Mlynarski W, Klich I, et al. Vitamin D receptor gene variability as a factor influencing bone mineral density in pediatric patients. Mol Biol Rep. 2012;39(5):6243-6250. https://doi.org/10.1007/s11033-012-1444-z
  3. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Вржесинская О.А. и др. Изучение связи генетического полиморфизма rs2228570 гена VDR c обеспеченностью витамином D у жителей Российской Арктики. Вопросы питания. 2016;86(4):77-84. http://vp.geotar.ru/ru/jarticles_diet/567.html?SSr=470133ee8e12ffffffff27c__07e206160c2f11-41f9
  4. Vimaleswaran KS, Berry DJ, Lu C, et al. Causal Relationship between Obesity and Vitamin D Status: Bi-Directional Mendelian Randomization Analysis of Multiple Cohorts. PLoS Med. 2013;10(2):e1001383. PLoS Med. 10(2):e1001383. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1001383
  5. Snijder M. Adiposity in relation to vitamin D status and parathyroid hormone levels: a population-based study in older men and women. J Clin Endocrinol Metab. 2005;90(7):4119-4123. https://doi.org/10.1210/jc.2005-0216
  6. Turer CB, Lin H, Flores G. Prevalence of Vitamin D Deficiency Among Overweight and Obese US Children. Pediatrics. 2013;131:e152-e161. https://doi.org/10.1542/peds.2012-1711
  7. Lourenço BH, Qi L, Willett WC, Cardoso MA. FTO Genotype, Vitamin D Status, and Weight Gain During Childhood Diabetes. 2014;63:808-814. https://doi.org/10.2337/db13-1290
  8. Robinson C, Chiang M, Thompson SN, Sondike SB. Occurrence of vitamin D deficiency in pediatric patients at high risk in West Virginia. South Med J. 2012;105:504-507. https://doi.org/10.1097/SMJ.0b013e3182675e8a
  9. Тamer G, Mesci B, Tamer I, Kilic D, Arik S. Is vitamin D deficiency an independent risk factor for obesity and abdominal obesity in women? Endocrynol Pol. 2012;63(3):196-201. https://pdfs.semanticscholar.org/2998/57f408f0e7ef3bada901b0f6bff68efd94ad.pdf
  10. Каронова Т.Л., Гринева Е.А., Михеева Е.П. и др. Уровень витамина D и его взаимосвязь с количеством жировой ткани и содержанием адипоцитокинов у женщин репродуктивного возраста. Проблемы эндокринологии. 2012;58(6):19-23. https://www.mediasphera.ru/issues/problemy-endokrinologii/2012/6/030375- 9660201264 (https://www.mediasphera.ru/issues/problemy-endokrinologii/2012/6/030375-9660201264)
  11. Sneve M, Figenschau Y, Jorde R. Supplementation with cholecalciferol does not result in weight reduction in overweight and obese subjects. Eur J Endocrinol. 2008;159:675-684. https://doi.org/10.1530/EJE-08-0339
  12. Harbron J, Merwe L, Zaahl MG, et al. Fat mass and obesity-associated (FTO) gene polymorphisms are associated with physical activity, food intake, eating behaviors, psychological health, and modeled change in body mass index in overweight/obese caucasian adults. Nutrients. 2014;6:3130-3152. https://doi.org/10.3390/nu6083130
  13. Hinney A, Nguye TT, Schera A, et al. Genome wide association (GWA) study for early onset extreme obesity supports the role of fat mass and obesity associated gene (FTO) variants. PLoS One. 2007;2(12):1-5. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001361
  14. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Погожева А.В., и др. Региональные особенности полиморфизма генов, ассоциированных с ожирением (rs9939609 гена FTO и Trp64arg гена ADRB3) у населения России. Вопросы питания. 2014;83(2):35-41. http://vp.geotar.ru/ru/jarticles_diet/261.html?SSr=470133ee8e12ffffffff27c__07e206160c2f11-41f9 (http://vp.geotar.ru/ru/jarticles_diet/261.html?SSr=470133ee8e12ffffffff27c__07e206160c2f11-41f9)
  15. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Погожева А.В., и др. Изучение ассоциации полиморфизмов rs993609 гена FTO и rs659366 гена UCP2 с ожирением у населения Арктической зоны Российской Федерации. Вопросы питания. 2017;86(3):33-39. http://vp.geotar.ru/ru/jarticles_diet/546.html?SSr=470133ee8e12ffffffff27c__07e206160c2f11-41f9
  16. Lourenço BH, Qi L, Willett WC, Cardoso MA. FTO Genotype, Vitamin D Status, and Weight Gain During Childhood. Diabetes. 2014;63:808-814. https://doi.org/10.2337/db13-1290