Ассоциация полиморфного маркера G276Т гена адипонектина с развитием метаболического синдрома у пациентов киргизской национальности

АД — артериальное давление

АН — адипонектин

АО — абдоминальное ожирение

ИА — индекс атерогенности

ИМТ — индекс массы тела

ИР — инсулинорезистентность

ЛПВП — липопротеиды высокой плотности

ЛПНП — липопротеиды низкой плотности

МС — метаболический синдром

ОБ — окружность бедер

ОТ — окружность талии

ОХС — общий холестерин

ОШ — отношение шансов

п.н. — пары нуклеотидов

СД-2 — сахарный диабет 2-го типа

СЖК — свободные жирные кислоты

ТГ — триглицериды

ХС — холестерин

ADIPOQ — ген адипонектина

Абдоминальное ожирение (АО) — основной компонент метаболического синдрома (МС) неизбежно ведет к инсулинорезистентности (ИР) [1]. При А.О. в гипертрофированных адипоцитах усиливается секреция свободных жирных кислот (СЖК) [2]. Повышенный уровень СЖК в плазме крови способствует чрезмерному поступлению их в клетки печени. Поступая в гепатоциты в избыточном количестве, СЖК становятся субстратом для усиленного синтеза триглицеридов и липопротеидов очень низкой плотности, а в итоге развивается дислипидемия [3]. В гепатоцитах увеличенный уровень СЖК и накопление промежуточных продуктов липидного обмена нарушает пути передачи инсулинового сигнала и как следствие транспорт глюкозы в клетки, что приводит к развитию ИР и гипергликемии [3].

Адипонектин (АН), секретирующийся в адипоцитах, защищает от развития ИР, повышая чувствительность скелетных мышц к инсулину [4, 5]. АН снижает поступление СЖК в печень и тем самым снижает синтез атерогенной фракции липопротеидов [6, 7].

При ожирении секреция АН снижается и вследствие этого защитная роль АН в отношении риска развития ИР, сахарного диабета 2-го типа (СД-2) и метаболических нарушений утрачивается [7—10].

Продукция и активность АН зависит от структуры его гена ADIPOQ, который локализован на 3-й хромосоме в локусе 3q27 [11]. В гене ADIPOQ имеется несколько полиморфных участков. Полиморфный маркер G276T гена ADIPOQ является наиболее изученным и клинически значимым, его аллельные варианты ассоциированы с развитием АО, ИР и СД-2 [8—10, 12].

Цель работы — анализ взаимосвязи полиморфного маркера G276T гена ADIPOQ и развития различных компонентов МС в киргизской популяции.

Обследовали 288 представителей киргизской национальности в возрасте 30—70 лет, из которых 171 с МС (80 женщин и 91 мужчина) и 117 (63 женщины и 54 мужчины) без признаков МС (группа контроля). МС диагностировали на основании модифицированных критериев АТР III [1].

У всех обследованных измеряли систолическое и диастолическое артериальное давление (АД), антропометрические показатели (масса тела, рост, окружность талии — ОТ, окружность бедер — ОБ). Индекс массы тела (ИМТ) рассчитывали по формуле: ИМТ = масса тела (кг)/рост² (м). Ожирение констатировали при ИМТ ≥30 кг/м². АО диагностировали у мужчин при ОТ более 102 см, у женщин — более 88 см, при ОТ/ОБ у мужчин при ≥0,95, а у женщин ≥0,85.

Образцы крови для биохимических исследований брали утром натощак после 14-часового голодания. В венозной крови определяли уровень глюкозы, общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), холестерина (ХС) липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) на биохимическом анализаторе Beckman. Индекс атерогенности (ИА) вычисляли по формуле (ОХС – ХС ЛПВП)/ХС ЛПВП. Содержание Х.С. липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) определяли по формуле Фридвальда [13]. Уровень лептина и иммунореактивного инсулина в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа в лаборатории Hospital Saint-Vincent De Paul (Париж, Франция). Индекс И.Р. НОМА-ИР высчитывали по формуле: НОМА = (инсулин в сыворотке крови (в мкМЕ/мл) · глюкоза в плазме (в ммоль/л))/22,5. ИР констатировали при НОМА-ИР 2,77 и выше.

Выделение ДНК и генетический анализ. ДНК выделяли из периферической крови стандартным фенольно-хлороформным методом. Полиморфизм G276T гена ADIPOQ определяли методом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов с использованием специфических праймеров (прямой — 5′-GGCCTCTTTCATCACAGACC-3′, обратный — 5′-AGATGCAGCAAАGCCAAAGT-3′). Для расщепления продуктов полимеразной цепной реакции использовали фермент BsmI. После рестрикции получены 3 генотипа: ТТ —196 пар нуклеотидов (п.н.), GT — 196+148+48 п.н. и GG — 148+48 п.н.

Статистический анализ. Обработку полученных данных проводили с помощью пакета программ Statistica v.7.0. (StatSoft) и GrapgPad Prism v 5.0. Количественные данные представлены как среднее ± стандартное отклонение, а также в виде медианы и интерквартильного размаха (25-й процентиль; 75-й процентиль), качественные — в виде числа больных с данным признаком и процента от их числа в группе. Силу связи между изучаемыми количественными показателями и ее направленность выражали через коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r).

Для оценки соответствия распределений генотипов ожидаемым значениям равновесия Харди—Вайнберга и для сравнения распространенность генотипов и аллелей в выборках больных и здоровых использовали критерий χ². Различия рассматривали как статистические значимые при р<0,05. Для описания относительного риска развития заболевания рассчитывали отношение шансов (OШ). Как отсутствие ассоциации рассматривали OШ 1, как положительную ассоциацию — OШ >1 и OШ <1 — как отрицательную ассоциацию аллеля или генотипа с заболеванием (пониженный риск развития патологии).

По результатам генотипирования полиморфизма G276Т гена ADIPOQ 53% киргизов являются носителями генотипа GG, 43% — носителями генотипа GT, доля носителей генотипа TT составляет 4%. Наблюдаемое распределение частот генотипов в контрольной группе соответствовало закону Харди—Вайнберга (χ²=0,39; p=0,52), тогда как у больных с МС наблюдалось отклонение (χ²=6,46; p=0,01). В общей популяции распространенность аллеля G (0,75) существенно выше, чем аллеля T (0,25). В целом распространенность аллелей G и T полиморфизма G276Т гена ADIPOQ в киргизской популяции такая же, как и в азиатских и европейских популяциях, — относительно высокая распространенность аллеля G (0,65—0,80) и низкая аллеля Т (0,20—0,35) [9, 12, 14].

В связи с тем что существуют различия по половым и клиническим проявлениям различных компонентов МС, анализ ассоциации генотипов полиморфного маркера G276Т гена ADIPOQ с развитием МС у мужчин и женщин проводили раздельно. Так как генотип Т/Т встречается относительно редко (менее 5%), для проведения дальнейшего статистического анализа лиц с аллелем Т объединили в одну группу (GT+ТТ).

При разделении группы больных МС и контрольной группы по половому признаку статистически значимые различия выявлены только среди женщин. Наблюдалась более высокая распространенность генотипов GT+ТТ (53% против 34%; χ²=5,942; р=0,014) и аллеля Т (30% против 19%; χ²=4,489; р=0,0341) в подгруппе больных женщин с МС по сравнению с таковой у женщин из контрольной группы (табл. 1). У женщин носительство аллеля Т полиморфного маркера G276Т гена ADIPOQ увеличивало риск развития МС в 1,82 раза (ОШ 1,82 при 95% ДИ от 1,04 до 3,19 для аллеля). В то же время установлена ассоциация аллеля G с пониженным риском развития МС (ОШ 0,55 при 95% ДИ от 0,31 до 0,96), что свидетельствует о корреляции носительства генотипа GG (ОШ 0,43 при 95% ДИ от 0,22 до 0,85) со сниженным риском развития МС.

У мужчин с МС и без МС существенных различий по распространенности генотипов и аллелей полиморфизма G276Т гена ADIPOQ не обнаружено. Таким образом, полиморфный маркер G276Т гена ADIPOQ в киргизской популяции ассоциирован с развитием МС у женщин.

В нашем исследовании в киргизской популяции ожирение и АО у женщин встречались статистически значимо чаще, чем у мужчин (84% против 55%; р=0,0064; и 67,6% против 46%; р=0,0001). По распространенности АГ, ИР и СД-2 мужчины и женщины существенно не различались.

Для выявления взаимосвязи полиморфного маркера G276T гена ADIPOQ с различными компонентами МС больных с МС разделили на 2 группы в зависимости от наличия или отсутствия аллеля 276 Т (табл. 2).

СД-2 у женщин с аллелем Т встречался достоверно чаще, чем у женщин с аллелем G (55,8% против 32%; р=0,03) (см. табл. 2). У женщин носительство аллеля Т полиморфного маркера G276Т гена ADIPOQ увеличивает риск развития СД-2 в 2,63 раза (ОШ 2,63 при 95% ДИ от 1,05 до 6,56). У женщин с аллелем Т по сравнению с женщинами с аллелем G выявлен более высокий уровень глюкозы в плазме (7,7±3,3 ммоль/л против 6,8±2,2 ммоль/л; р=0,018). Таким образом, у женщин киргизской национальности аллель Т полиморфного маркера G276Т гена ADIPOQ можно рассматривать как генетический маркер повышенного риска развития СД-2.

В обследованной нами выборке больных с МС выявлены значительные нарушения липидного обмена, проявляющиеся в увеличении содержания ОХС до 5,4±1,14 ммоль/л, ТГ до 2,17±1,67 ммоль/л, ХС ЛПНП до 3,22±1,07 ммоль/л, ИА до 4,90±1,62, снижением уровня ХС ЛПВП до 1,06±0,32 ммоль/л.

В группе женщин с МС с аллелем T полиморфного локуса G276T гена ADIPOQ по сравнению с женщинами с аллелем G статистически значимо чаще встречались лица с высокими уровнями ХС ЛПНП (76% против 54%), ТГ (37,2% против 16,2%), ХС ЛПНП (76% против 54%) и низким уровнем ХС ЛПВП (58% против 32%). У женщин при наличии аллеля Т полиморфного маркера G276Т гена ADIPOQ троекратно увеличивался риск развития гипертриглицеридемии (ОШ 3,06 при 95% ДИ от 1,05 до 8,93), 2,8 раза гипер-ЛПНП-емии (ОШ 2,80 при 95% ДИ от 1,07 до 7,31) и в 2,9 раза гипо-ХС ЛПВП-емии (ОШ 2,9 при 95% ДИ от 1,15 до 7,24). Таким образом, аллель Т полиморфного локуса G276Т гена ADIPOQ у женщин с МС ассоциирована с дислипидемией.

В группе мужчин статистически значимых различий по распространенности АГ, СД-2, ожирения, АО, метаболических нарушений между носителями аллелей Т и G полиморфизма G276T гена ADIPOQ не отмечалось.

У больных с МС по сравнению с контрольной группой наблюдались существенно высокие уровни инсулина — 11,03 мкМЕ/мл (6,60; 13,9) против 6,90 мкМЕ/мл (3,73; 8,21; р=0,0035), глюкозы (7,41±3,02 мкмоль/л против 5,27±0,39 мкмоль/л), индекса HOMA-IR (3,2±2,13 против 1,9±2,03) и лептина — 13,2 нг/мл (5,7; 18,7) против 8,6 нг/мл (4,0; 11,0; р=0,001).

В целом в группе женщин по сравнению с мужчинами уровень лептина выше — 15,4 нг/мл (9,1; 19,8) против 5,6 нг/мл (2,60;7,1; p=0,001), что согласуется с данными литературы, в которых показано, что у мужчин продукция лептина подавляется тестостероном [15]. Женщины с аллелем Т по сравнению с женщинами с аллелем G отличаются более высоким уровнем лептина 16,3 нг/мл (9,7;21,0) против 14,7 нг/мл (8,6;19,6; р=0,0034). Таким образом, у женщин аллель Т полиморфного локуса G276T гена ADIPOQ ассоциируется с высоким уровнем лептина.

В результате корреляционного анализа установлена статистически значимая положительная связь между уровнем лептина и ОТ, ОБ, ИМТ. Выявлена положительная связь уровня лептина с уровнем инсулина и индексом HOMA-ИР. Полученные результаты свидетельствуют о связи жировой ткани с продукцией лептина и развитием ИР (табл. 3). Одной из причин гиперлептинемии при МС может быть повышенная экспрессия гена лептина, обусловленная инсулином [16].

Как у мужчин, так и у женщин уровень инсулина положительно коррелировал с ОТ, ОБ и уровнем ТГ, что свидетельствует о роли степени ожирения в развитии гиперинсулинемии при МС (табл. 4). Выявлена положительная корреляция между уровнем инсулина и ИА, уровнем ТГ и отрицательная корреляция между уровнем инсулина и содержанием ХС ЛПВП. Как показано в табл. 3 и 4, уровень инсулина с ИМТ, ОТ и ОБ коррелировал менее тесно, чем с лептином.

При сопоставлении количества и силы корреляций выявлено, что у женщин с Т аллелем полиморфного маркера G276T гена ADIPOQ по сравнению с женщинами с аллелем G выявлено наибольшее количество (как позитивных, так и негативных) корреляций между уровнем инсулина и антропометрическими показателями, между уровнем инсулина и показателями углеводного и жирового обмена (см. табл. 3, 4). У женщин с аллелем G выявлено наименьшее количество взаимосвязей, среди которых только корреляции между инсулином и ИМТ, ТГ и лептином.

У мужчин выявлены такие же корреляции, как у женщин, однако они в большей степени связаны с аллелем G полиморфизма G276T гена ADIPOQ.

Полученные результаты повышения уровня лептина и инсулина на фоне нарушений углеводного и жирового обменов свидетельствуют о дисфункции жировой ткани и взаимосвязях метаболических и гормональных изменений у пациентов с МС.

Молекулярный механизм участия гена ADIPOQ в развитии МС и его компонентов связан с уменьшением транскрипции гена ADIPOQ и как следствие, снижением уровня АН в крови [17, 18]. По данным литературы установлена сильная обратная корреляция между лептином и АН [16]. Фактором, угнетающим экспрессию гена ADIPOQ, может быть α-фактор некроза опухоли и интерлейкин-6, синтез которых при ожирении усиливается [19].

В нашем исследовании в киргизской популяции аллель Т полиморфного маркера G276T гена ADIPOQ ассоциирован с развитием МС и такими его составляющими, как СД-2, гипергликемия и дислипидемия. Данная ассоциация также выявлена в большинстве других исследований. Так, в исследовании S. Yu и соавт. [14] аллель Т и генотип ТТ полиморфизма G276T гена ADIPOQ связаны с повышенным риском развития ожирения и СД-2 у корейцев. У больных СД-2 с генотипом ТТ на фоне существенного снижения концентрации АН отмечалось повышение уровня С-реактивного белка, фибриногена, индекса HOMА. Генотип GG отрицательно коррелировал с ИМТ, ОТ и О.Б. На основании полученных результатов авторы делают вывод об ассоциации аллеля Т и генотипа TT с гипоадипонектинемией, СД-2 и ожирением. Ассоциация аллеля Т и генотипа ТТ с низким уровнем АН, высоким риском развития ИР, ожирения, СД-2, МС подтверждено и в других работах, проведенных среди европейских и азиатских популяций [15, 17, 18].

Вместе с тем в других работах, проведенных в популяции русских, японцев, немцев и французов, показано, что аллель Т, генотипы GT и TT играют протективную роль в развитии ИР и ожирения, а носительство генотипа GG и аллеля G связано с низким уровнем АН, липидными нарушениями, ИР, ожирением, СД-2, МС [20—24]. Возможно, такие противоречивые результаты обусловлены различным генетическим фоном популяции, климатогеографическими особенностями региона проживания и особенностями питания популяции.

В проведенном нами исследовании в группе этнических киргизов впервые определена распространенность аллелей и генотипов полиморфизма G276Т гена ADIPOQ.

Обнаружена ассоциация полиморфного маркера G276Т гена ADIPOQ с развитием МС. В киргизской популяции распространенность неблагоприятного аллеля Т полиморфного локуса G276Т гена ADIPOQ, ассоциированного с развитием МС, СД-2, высоким уровнем лептина, гипергликемией и дислипидемией, составляет 25%. В нашем исследовании ассоциация аллеля Т полиморфного маркера G276Т гена ADIPOQ с повышенным риском развития МС, СД-2 и липидными нарушениями отмечены лишь у женщин.

С практической точки зрения генотипирование и выявление лиц, генетически предрасположенных к развитию различных компонентов МС, позволяет на самой ранней стадии, с помощью профилактических мер предотвратить развитие симптомов этих болезней.

Авторы выражают благодарность E. Heier из Muséum National d’Histoire Naturelle — Centre National de la Recherche Scientifique (Париж, Франция) за определение в сыворотке крови концентрации лептина и инсулина.