«Анализ ассоциации молекулярно-генетических маркеров адаптации к гипоксии с уровнем адренореактивности»

Состояние гипоксии является стрессом для организма. Под влиянием стрессового фактора резко повышается секреция адреналина и норадреналина. Во время стресса эти гормоны играют важную регуляторную роль. При постоянных стрессорных воздействиях, которые встречаются часто в условиях современной жизни, повышенное содержание катехоламинов в крови может способствовать развитию некоторых заболеваний [2].

Важной ролью катехоламинов является влияние на систему крови, в частности, на функции эритроцитов. В условиях патологии изменяется степень агрегации эритроцитов. Это ведёт к ухудшению оксигенации тканей и способствует развитию ишемии и тромбоза [2].

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является органическим и функциональным поражением миокарда, вызванным недостатком или прекращением кровоснабжения сердечной мышцы (ишемией). ИБС является самой распространенной в мире причиной внезапной смерти, в том числе лиц трудоспособного возраста. Сильный стресс и нервное перенапряжение относят к возможным факторам развития данного заболевания [3, 4].

Ведущей причиной стресса является очень высокая напряженность труда, обусловленная совокупностью высоких интеллектуальных и эмоциональных нагрузок, а также нерациональным режимом труда и отдыха вследствие чрезвычайно высокой производственной нагрузки. Активация симпато-адреналовой системы (САС) относится к одному из наиболее хорошо изученных стресс-инициирующих факторов, формирующих опасность перехода от стадии устойчивой адаптации к дизадаптации, к возникновению деструктивных изменений на клеточном уровне и дисрегуляторных - на системном. Выявление начальных стадий дизадаптивных процессов может дать ценный материал для предупреждения последствий адаптационного срыва [5].

Адренореактивность эритроцитов (АРЭ) признаётся адекватной моделью системных показателей активности САС, показывая при этом общие принципы изменения мембранных и клеточных структур при воздействии на них катехоламинов. Реакция эритроцита в ответ на воздействие адреналина, находящаяся в зависимости от характеристик функционального состояния самих клеток, определяет степень нормального обеспечения организма кислородом [6].

Существенную роль в приспособлении человека к нехватке кислорода играют гены, кодирующие белки-регуляторы сердечно-сосудистой системы (ССС). Среди них такие гены как ген ангиотензинпревращающего фермента (ACE), эндотелиальной синтазы NO (eNOS3), ген рецептора к брадикинину 2 типа (BDKRB2) [1].

В связи с этим, целью данной работы является проведение анализа взаимосвязи полиморфных вариантов в генах сердечно-сосудистой системы ACE, BDKRB2 и eNOS3 с типом адренореактивности у индивидов для использования результатов в эффективной корректировке физических и психологических нагрузок и предотвращении формирования нарушений функционирования сердечно-сосудистой системы.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Определение типа адренореактивности у индивидов в исследуемых группах;

2. Анализ распределения частот генотипов и аллелей по полиморфным локусам в исследуемых выборках;

3. Анализ ассоциаций полиморфных вариантов по генам ACE, eNOS3 и BDKRB2 с результатами тестов на определение типов адренореактивности в исследуемых группах;

4. Разработка методических рекомендаций по применению теоретического и экспериментального материала выпускной

квалификационной работы в программе высшего учебного заведения.

Практическая значимость. Полученные сведения об ассоциации полиморфных вариантов генов, кодирующих белки основных нейрогуморальных систем, в том числе симпато-адреналовой системы, можно рекомендовать в практике медико-генетического консультирования для предотвращения развития патологий сердечно-сосудистой системы, таких как ишемическая болезнь, у людей. Данные исследования являются частью программы Центра молекулярно-генетических и инновационных исследований при кафедре генетики БГПУ им. М. Акмуллы по изучению генетических основ способностей человека.

Работа была исполнена в Центре молекулярно-генетических и инновационных исследований при кафедре генетики Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы.

При недостатке кислорода в миокарде способ энергетического обеспечения меняется, и в результате лактат становится основным источником энергии. Это становится причиной заметного уменьшения энергообеспечения миокарда. В ответ на воздействие гипоксии проявляются морфологические признаки ишемической болезни сердца, которая занимает ведущее место по своей медико-социальной значимости и влиянию на общую заболеваемость, нарушение трудоспособности, инвалидизацию во всех странах мира [8, 9].

По данным P. Heidenreich и соавт. [10], распространенность ИБС к 2030 г. увеличится на 9,3%, а прямые медицинские затраты возрастут на 198% по сравнению с таковыми в 2010 г. Таким образом, ИБС остается главной 9

причиной смертности и инвалидизации населения. Очевидно, что сложившаяся ситуация обусловливает необходимость улучшения лечебнопрофилактических мероприятий при этом заболевании [11].

К развитию гипоксии приводит большая часть экстремальных состояний организма и видов патологии. Большую роль в обеспечении адаптационных возможностей организма и активации его запасов играет симпато-адреналовая система (CAC). Увеличение познаний в области адренореактивности эритроцитов (АРЭ) это один из способов, с помощью которого можно судить о функциональном состоянии САС [1, 6].

1.2. Адренореактивнось организма

Показателем, являющимся прогнозирующим и описывающим нормальную реакцию организма при не меняющихся условиях труда, которые не вызывают возникновение стресса у организма, является адренореактивность [12].

При ситуациях, являющихся экстремальными, к которым относятся гипоксия, эмоциональное перенапряжение, физическое переутомление, гипотермия, происходит увеличенное освобождение катехоламинов. В сравнении с показателями при уровне покоя их количество может повыситься больше чем в 10 раз [13]. Одновременно с этим исследователи утверждают, что если соблюдать обычные для этого человека условия труда и отдыха, то показатели в—АРМ будут стабильны [14, 15, 16].

Симпатикотония и защитная десенситизация адренорецепторов будут отражаться повышенными значениями в—АРМ (более двадцати усл. ед.) и увеличенной ЧСС. Ваготонический тип управления может проявляться низкими величинами показателей в—АРМ и ЧСС, они говорят о увеличенной чувствительности адренорецепторов к катехоламинам эндогенного происхождения [12].

Если вследствие взаимодействия с внешними факторами активность САС будет регулярно повышаться, у клеточных мембран будет прогрессировать защитная десенситизация, тогда величины в-АРМ могут повышаться до 60 усл. Ед [14, 15, 16].

О возможно существующей сильной взаимной связи между состоянием организма и изменениями в морфологии эритроцитов говорит то, что различные перестройки в функции жизненной клетки организма влияют на качество эритроцитов, их функциональные характеристики и находятся в зависимости от их состояния. Изменения адренореактивных свойств разных тканей в организме (например под влиянием катехоламинов изменение в клетках и мембранных составляющих) и эритроцитов имеют однонаправленный характер [17].

К развитию гипоксии приводит большая часть экстремальных состояний организма и видов патологии. Большую роль в обеспечении адаптационных возможностей организма и активации его запасов играет симпато-адреналовая система. Адренореактивность эритроцитов признаётся правдивой моделью системных показателей активности симпато-адреналовой системы, показывая при этом общие принципы того, как изменяются мембранные и клеточные структуры при воздействии на них катехоламинов [1, 6].

К генам определяющим факторы адаптации к гипоксии относят гены сердечно-сосудистой системы ACE, BDKRB2 и eNOS3. Все эти гены связаны с адаптацией организма к стрессорным влияниям.

Данное исследование посвящено анализу генетических ассоциаций аллельных вариантов генов ACE, BDKRB2 и eNOS3 с различными типами адренореактивности эритроцитов. Был проведен анализ распределения частот генотипов и аллелей по локусам данных генов в группах имеющих различный тип адренореактивности эритроцитов.

В данной работе показано, что генотип D/D гена ACE достоверно чаще встречается в группе с антиагрегационным типом АРЭ, а генотип I/I и аллель *1 в группах с агрегационным и ареактивным типами АРЭ в выборке больных ИБС.

Генотип -9/-9 гена BDKRB2 достоверно реже встречается в группе с антиагрегационым типом адренореактивности эритроцитов, чем в группе с ареактивным типом в выборке здоровых, что подтверждается и в выборке больных с антиагрегационным типом адренореактивности эритроцитов, где наблюдается также достоверное понижение частоты генотипа + 9/+9 и повышение частоты генотипа + 9/-9 по сравнению с группами больных с ареактивным и агрегационым типами и с группой здоровых с антиагрегационным типом адренореактивности эритроцитов. В группе больных с агрегационным типом адренореактивности эритроцитов

достоверно чаще встречается генотип -9/-9, чем в группе здоровых с агрегационным типом. А в группе больных с ареактивным типом адренореактивности эритроцитов достоверно чаще встречается генотип -9/-9 и реже +9/-9, чем в группе здоровых с ареактивным типом.

Генотип G/G гена eNOS3 достоверно чаще встречается в группах с агрегационным и ареактивным типами адренореактивности эритроцитов, чем в группе с антиагрегационным типом в выборке здоровых. Наблюдается достоверное повышение частот генотипа G/T и аллеля *Т в группе с антиагрегационным типом адренореактивности эритроцитов, чем в группах с агрегационным и ареактивным в выборке здоровых. В группе больных с антиагрегационным типом адренореактивности эритроцитов также подтверждается достоверное увеличение частоты аллеля *Т, чем в группах больных с агрегационным и ареактивным типами. В группе больных с агрегационным типом достоверно чаще встречается генотип G/T, чем в группе больных с антиагрегационным типом. Генотип T/T достоверно чаще встречается в группе больных с антиагрегационным типом, чем в группе здоровых с антиагрегационным типом адренореактивности эритроцитов.

помощью факторов, активирующих стресс-лимитирующие системы : автореферат дис. доктора биологических наук : 14.00.16. - Москва, 1994. - 49 с. : ил.

5. Иванов С. А. и др. Исследование симпатоадреналовой системы и

критерий прогноза индивидуальной стрессоустойчивости у врачей хирургического профиля //Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2015. - Т 20. - №. 2.

+ еще 41 источник