АГ - артериальная гипертония

АД - артериальное давление

АФК - активные формы кислорода

ДИ 95% - доверительный интервал

ОШ - отношение шансов

CAT - каталаза

Артериальной гипертонией (АГ) страдают около 20% населения. АГ - один из основных факторов риска развития инсульта, инфаркта миокарда и почечной недостаточности [1]. С точки зрения медицинской генетики АГ - мультифакторное заболевание, в развитие которого вовлечены генетические и средовые факторы риска. Известно, что вклад генетических факторов в вариабельность артериального давления (АД) достигает 30%, а индивидуальный генетический риск развития АГ колеблется от 15 до 35% [2]. Несмотря на то что генетику АГ изучали в течение десятилетий, гены предрасположенности до сих пор исследованы не в полной мере. Это связано с рядом сложностей и ограничений: большим числом генов, вовлеченных в регуляцию АД, их аддитивным эффектом, степенью индивидуального вклада в предрасположенность к заболеванию, потенциалом генетического полиморфизма каждого гена, фенотипической неоднородностью пациентов, а также различными средовыми, в том числе экологическими факторами, влияющими на уровень АД [3, 4].

Известно, что избыток активных форм кислорода (АФК) и создаваемый в результате нарушения их утилизации окислительный стресс приводят к развитию АГ [5-8]. Каталаза (CAT) - важный антиоксидантный фермент, физиологическая роль которого состоит в разложении гидроперекиси (Н₂О₂) до кислорода и воды. Таким образом, САТ нивелирует неблагоприятные эффекты АФК [9]. В связи с физиологической ролью САТ ее ген является очень привлекательным для исследования его в аспекте взаимосвязи с развитием А.Г. Так как CAT экспрессируется в большинстве органов и тканей, а уровень ее экспрессии варьирует в разных тканях [10], исследование полиморфизмов, локализованных в промоторном регионе, особенно актуально. Полиморфизм -844G>A, локализованный в промоторе гена САТ, - один из привлекательных в плане генетических исследований, поскольку влияет на функциональную активность фермента [11].

В литературе описаны два исследования по поиску взаимосвязи полиморфизма -844G>A и уровня АД [12, 13]. Однако исследования ассоциации полиморфизма -844G>A с риском развития АГ не проводились.

Целью данной работы служила оценка генетического вклада полиморфизма -844G>A гена САТ в предрасположенность к развитию АГ, а также исследовании сочетанного влияния полиморфизма -844G>A гена САТ и курения на риск развития АГ.

Материалом для исследования послужила выборка неродственных индивидуумов (2339 человек), проживающих в Курской области. Сбор материала для исследования осуществляли в 2 этапа: в исследование вошли пациенты, которые находились на стационарном лечении в кардиологическом отделении Курской областной клинической больницы и городской больницы скорой медицинской помощи Курска в период с 2007 по 2010 г. [14, 15], а также пациенты, проходившие лечение в Региональном сосудистом центре Курской областной клинической больницы в 2012-2013 гг. [16, 17]. Диагноз А.Г. устанавливался квалифицированными кардиологами в соответствии с критериями Всемирной организации здравоохранения. Все пациенты с АГ не имели клинических, лабораторных признаков и симптомов, указывающих на наличие у них вторичной А.Г. Контрольную группу составили 770 относительно здоровых добровольцев с нормальным А.Д. Все группы пациентов русской национальности и проживали на территории Курской области. Средний возраст больных АГ (687 мужчин, 582 женщины) составил 56,5±10,3 года, контрольной группы (385 мужчин, 385 женщин) - 56,2±8,9 года. Обследуемые группы (больных АГ и контроля) сопоставимы по полу и возрасту. Каждый пациент заполнял специально разработанный опросник, который включал подробную информацию о средовых факторах риска, в том числе курении.

У всех обследуемых брали образцы венозной крови. Геномную ДНК выделяли стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции. Генотипирование полиморфизма -844 G>A (rs769214) гена САТ осуществляли методом полимеразной цепной реакции в реальном времени путем дискриминации аллелей с помощью зондов TaqMan на амплификаторе CFX96 (Bio-Rad) с использованием олигонуклеотидных праймеров и зондов, описанных в литературе [18] и синтезированных компанией «Синтол» (Москва). Результаты генотипирования оценены двумя независимыми исследователями. Повторное генотипирование 5% случайно выбранных образцов показало 100% воспроизводимость изначальных результатов.

Для оценки ассоциаций аллелей и генотипов с риском развития АГ использовали критерий χ² и отношение шансов (ОШ) с 95% доверительным интервалом (ДИ). Статистическую обработку данных проводили с использованием программных пакетов Statistica for Windows 8.0 («StatSoft», США).

В группе больных АГ и контрольной группе отклонения частот аллелей и генотипов полиморфизма -844G>A гена САТ от уравнения Харди-Вайнберга не наблюдалось. Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов исследуемого полиморфизм гена САТ в группах больных АГ и здоровых индивидуумов представлен в табл. 1. Видно, что статистически значимые различия по частотам аллелей и генотипов между группами отсутствовали.

Анализ ассоциаций полиморфизма -844G>A с риском развития АГ у курящих и некурящих индивидуумов показал, что у курильщиков аллель -844A ассоциировался с повышенным риском АГ (ОШ 1,31 при 95% ДИ от 1,04 до 1,64; р=0,02) (табл. 2). Мы также наблюдали увеличение частоты гомозигот -844AА у больных АГ (ОШ 1,41 при 95% ДИ от 1,02 до 1,94; р=0,03). У некурящих индивидуумов ассоциация исследуемого полиморфизма с развитием АГ не наблюдалась (табл. 3).

В рамках настоящего исследования впервые обнаружено, что курильщики с генотипом -844AA в гене САТ имеют повышенный риск развития АГ, в то время как у некурящих индивидуумов взаимосвязь с риском развития заболевания не выявлена. Эта находка может свидетельствовать, что носительство генотипа -844AA не сопряжено с формированием АГ, однако при влиянии компонентов сигаретного дыма - источника АФК данный генотип может рассматриваться как фактор риска развития заболевания. Имеется большое число публикаций, в которых установлены подобные генно-средовые взаимодействия, ассоциированные с развитием сердечно-сосудистой и другой патологии. Проведенные нами ранее исследования показали, что курение является провоцирующим фактором развития диабетической ангиопатии у носителей генотипа 677ТТ гена MTHFR [19]; ген флавиновой монооксигеназы-3 ассоциирован с развитием АГ также только у курящих индивидуумов [16]. При анализе ассоциации полиморфизма E298D гена NOS3 с развитием мозгового инсульта мы также обнаружили, что данный полиморфизм ассоциирован с заболеванием только у курильщиков [20]. Установлено влияние курения на риск развития бронхиальной астмы у носителей генотипа -21AA гена САТ [21].

Доказано, что сигаретный дым содержит огромное количество оксидантов (примерно 1·10¹⁴ свободных радикалов) [22]. Известно, что повреждение клеток, вызванное избытком АФК, участвует в патогенезе многих заболеваний, в том числе А.Г. Избыток АФК приводит к дисфункции эндотелия, повышению сократительной способности гладких мышечных клеток, их гипертрофии, инвазии моноцитов, перекисному окислению липидов, воспалению и избыточному накоплению белков внеклеточного матрикса - основным механизмам повреждения сосудистой стенки при АГ [23]. В проведенным нами ранее исследовании также обнаружено, что гены ферментов антиоксидантной системы связаны с показателями жесткости стенки артериол [24]. Многочисленные исследования доказали, что окислительный стресс связан с предрасположенностью к АГ [5-8].

Защиту от свободных радикалов осуществляют главным образом антиоксидантные ферменты [25]. Каталаза является ключевым ферментом, осуществляющим разложение гидроперекиси до кислорода и воды [9]. Примечательно, что исследования доказали возможную роль CAT в развитии AГ. Больные А.Г. по сравнению со здоровыми людьми имеют повышенный уровень перекиси водорода в плазме крови [5], а это может быть объяснено недостатком активности или уровня CAT. Данное предположение подтверждается тем, что у пациентов с АГ обнаружен низкий уровень активности антиоксидантных ферментов, в том числе CAT [26].

Ген CAT курирован на хромосоме 11p13 и состоит из 13 экзонов [27]. В соответствии с базой данных NCBI в различных регионах гена обнаружены и описаны 245 однонуклеотидных полиморфизмов [28]. Полиморфизм -844G>A локализован в промоторной области гена, включает многочисленные транскрипционные факторы и существенно влияет на транскрипционную активность гена САТ [11, 29]. В частности, аллель -844G связан с эффектами транскрипционных факторов MZF1 и AP2, в то время как -844A-аллель сопряжен с влиянием факторов транскрипции Ikaros-2 и LYK-1. Кроме того, показано, что ген САТ связан с фактором транскрипции PAX6 [29], в присутствии которого аллель -844А подавляет транскрипционную активность гена CAT [11]. R. Nadif и соавт. [30] при исследовании ассоциации этого полиморфизма с активностью фермента CAT обнаружили, что у носителей генотипа АА отмечалась более низкая активность фермента по сравнению с таковой у генотипа CC. Мы полагаем, что у носителей генотипа АА курение является провоцирующим фактором риска развития АГ вследствие снижения экспрессии гена САТ и нарушения его активности - это может приводить к избыточному накоплению гидроперекисей и связанному с ним окислительному повреждению сосудов, дисфункции эндотелия и нарушению регуляции сосудистого тонуса.

Есть два исследования, в которых оценивали взаимосвязь полиморфизма -844G>A и уровня АД. В исследовании, проведенном в Китае, обнаружено, что у гомозигот -844АА наблюдается высокий уровень систолического АД [12]. В работе японских исследователей также обнаружена ассоциация исследуемого полиморфизма с уровнем АД [13].

Проведенное нами исследование показало, что ген САТ, а именно полиморфизм -844G>А, по всей видимости, играет значительную роль в формировании предрасположенности к развитию А.Г. Однако для проявления данного эффекта необходимо провоцирующее влияние средового фактора риска АГ - табачного дыма.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 15−15−10010).

Конфликт интересов отсутствует.