Варианты полиморфизма отдельных генов и особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы и метаболизма у больных гипертонической болезнью

Актуальность проблемы.

В настоящее время принято считать, что гипертоническая болезнь (ГБ) является болезнью века, так как медицинская статистика свидетельствует о чрезвычайно широком распространении данного заболевания: ГБ поражает приблизительно 20% взрослой популяцииартериальное давление (АД) повышено у 24% взрослого населения США, что составляет 43 млн. человек. В России распространенность ГБ среди мужчин составляет 39,2%, а среди женщин — 41,1% (Шальнова С.А., 1999). Наблюдаются опасные тенденции к росту частоты встречаемости артериальной гипертензии (АГ) среди детей и подростков (Ощепкова Е.В., 2002).

Распространенность АГ отчетливо увеличивается с возрастом, независимо от пола (Burt V.L. et al., 1995; Гогин Е. Е., 1997; Константинов B.B. и др., 2001; Волков B.C. и др., 2001). Более половины (54,3%) всех посещений поликлиник лицами старшего возраста связаны с АГ (Кобалава Ж.Д. и др., 2001). Сердечно-сосудистые заболевания являются причиной высокой временной нетрудоспособности. В 2004 году число дней на 100 работающих по причине нетрудоспособности, связанной с гипертонической болезнью, составило — 42,8 дня или 43,7%.

Гипертоническая болезнь вносит основной вклад в частоту развития сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений (Оганов Р.Г., 2002; Ольбинская Л. И., 2002; Шальнова С. А. и др., 2002). Возросло число госпитализаций (до 51,4%) больных ГБ по неотложным показаниям (Базина И.Б., 2002). Из общего числа больных с диагнозом, установленным впервые в жизни, 633 тыс. человек, или 23,7% (в 2000 г. — 20,4%), составляли больные с болезнями, характеризующимися повышенным артериальным давлением.

Высокая смертность, инвалидизация и большой социально-экономический ущерб (Ощепкова Е.В., 2002) обусловили необходимость принятия Федеральной целевой программы «Профилактика и лечение артериальной гипертонии в РФ в 2002;2008 гг.». Целями программы являются: комплексное решение проблем профилактики артериальной гипертонии, диагностики, лечения и реабилитации больных с ее осложнениямиснижение уровней заболеваемости населения артериальной гипертонией, инвалидности и смертности от ее осложнений (инсульт, инфаркт миокарда). В федеральном бюджете только на 2004 год на реализацию программы было предусмотрено 56,15 млн. рублей.

Гипертоническая болезнь представляет собой актуальную проблему не только в мирное, но и в военное время. В период ведения локальных войн (1999;2000г.) только госпитализация по поводу АГ составила 0,3% (Багмет А.Д. и др., 2001).

Развитие исследований по проблеме ГБ, фундаментальные открытия и широкомасштабные эпидемиологические и клинические исследования привели к кризису рутинных представлений о природе заболевания, что потребовало пересмотра многих положений и взглядов на этиологию и патогенез этой патологии.

У 20% - 40% больных ГБ носит семейный характер. В пользу существования особой формы ГБ — семейной свидетельствуют наблюдаемая агрегация больных ГБ в семьях, высокая конкордантность по уровню артериального давления и заболеваемости среди монозиготных близнецов, а также частота развития заболевания у ближайших родственников больных ГБ (Бубнов Ю.И. и соавт., 1997).

На основании исследований популяций близнецов убедительно показано, что высокие цифры АД на 35% обусловлены генетическими факторами, на 15% зависят от факторов внешней среды и на 50% связаны с индивидуальной реакцией человека.

В настоящее время организация первичной и вторичной профилактики сердечно-сосудистых заболеваний у лиц с АГ находится на достаточно низком уровне (Волков В.С. и др., 2001), что предопределяет необходимость дальнейшего поиска путей оптимизации лечения и профилактики данного заболевания. Предпринимаются лишь отдельные попытки разработки популяционно-генетических основ профилактики и лечения ГБ (Терентьев В.П. и др., 2001; Шляхто Е. В., Конради А. О., 2002; Turner S.T. et al., 2001).

В формировании гемодинамической доминанты заболевания участвуют генетические механизмы, а также четко прослеживается влияние факторов окружающей среды. У родственников больных ГБ отмечается повышенная реактивность сердечно-сосудистой системы на различные стрессы, повышенная симпатоадреналовая активность, большая толщина стенок левого желудочка (Шляхто Е.В., 2001; Franken R.A. et al., 2004). Выявлено нарушение микроваскулярной дилатации, а также уменьшение плотности вазокапиллярной сети, что рассматривается как дефект ангиогенеза у лиц, предрасположенных к развитию ГБ. Этому феномену придается ключевая роль в формировании АГ у родственников больных ГБ (Noon J.P. et al., 1997).

Выявленные нарушения, приводящие к функциональным сдвигам в организме, принято определять как «промежуточные фенотипы» (Кошечкина Е.В., 1995). Гипертензиогенные промежуточные фенотипы наследуются, создают риск развития АГ и могут возникать задолго до стойкого повышения АД. Фенотипы независимы друг от друга, детерминированы мутацией одного гена или сложным взаимодействием различных сочетаний генов с факторами внешней среды и распространены среди больных ГБ и их близких родственников.

Одной из причин развития ГБ является генетически детерминированная избыточная активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), калликреин-кининовой системы (ККС), предрасположенность к установлению симпатической доминанты, функциональное состояние трансмембранных электролитных каналов и насосов клеточных структур, дисфункция эндотелия, нарушение устойчивости почечного баростаза и другие факторы (Постнов Ю.В., 1998; Duka А. et al., 2006; Wolff В. et al., 2005).

Нельзя умалить нарушения метаболизма в генезе ГБ. Лица с так называемым «метаболическим синдромом» значительно чаще страдают повышенным артериальным давлением и сердечно-сосудистая летальность в этой группе достоверно выше (Isomaa A. et al., 2001; Dunstan D.W. et al., 2002; Chobanian A.V. et al, 2003; Nesto R.W. et al., 2003; Carr D.B. et al., 2004). Имеются данные о возможной генетической детерминированности метаболических нарушений при ГБ (Виноградова С. В, 2005).

Проводимое в течение последнего десятилетия изучение роли генетических маркеров в развитии ГБ (Нефедова Ю. Б, 1999; Shlyakhto E.V. et al, 2001; Fossum E. et al, 2001) привело к получению разноречивых результатов, которые во многом обусловлены недостаточной рандомизацией групп по полу и возрасту обследуемых (Бойцов С .А, 2002), учетом этнических факторов, метаболических нарушений, аналитическим, характером проводимых генетических исследований (Takahashi N. et al, 1999), отсутствием стандартизации статистической обработки полученных результатов (Binder А, 2006).

Таким образом, проведение одновременной комплексной оценки взаимосвязи между генетически детерминированными нарушениями в функционировании РААС, ККС, эндотелия, структурно-функционального состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) и метаболического статуса, а также эффективности гипотензивной терапии в зависимости от варианта полиморфизма генов будет способствовать оптимизации лечению и профилактики ГБ и снижению кардиоваскулярного риска.

Все вышеуказанное и предопределило актуальность настоящего исследования.

Цель исследования.

Изучить частоту распределения, а также сочетание отдельных вариантов полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента у больных ГБ 1-П стадии, зависимость параметров структурно-функционального состояния сердечно-сосудистой системы, метаболизма и эффективности гипотензивной терапии от различных генотипов.

Задачи исследования.

1. Изучить частоту распределения вариантов полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента у больных ГБ 1-П стадии.

2. Исследовать изменение параметров суточного мониторирования АД и эхокардиографии у больных ГБ при различных генотипах генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента.

3. Изучить состояние метаболизма у больных ГБ при различных вариантах полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента.

4. Исследовать эффективность антигипертензивной терапии у больных ГБ — гомозигот по генам рецептора брадикинина 2 типа и ангиотензиногена.

Научная новизна исследования.

Впервые проведена комплексная оценка структурно-функционального состояния сердечно-сосудистой системы и метаболического статуса у больных ГБ в зависимости от полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента.

Показана частота распределения вариантов полиморфизма вышеуказанных генов у больных ГБ 1-П стадии, а также наиболее частые их комбинации. Установлена встречаемость отдельных генотипов с учетом половой принадлежности больных.

Установлена зависимость параметров суточного мониторирования АД, эхокардиографических параметров и показателей отдельных звеньев метаболизма от вариантов полиморфизма отдельных генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, калликреин-кининовой системы и эндотелиальной оксида азота синтетазы.

Показано, что при одних сочетаниях аллелей имеет место, как изменение параметров АД, так и эхокардиографических показателей, при других — отсутствует взаимосвязь между гемодинамическими и структурно-функциональными параметрами сердца, т. е. изменения тех или иных параметров носят изолированный характер.

Впервые научно обоснован и доказан различный по степени выраженности антигипертензивный эффект эналаприла и лозартана при разных вариантах полиморфизма генов рецептора брадикинина 2 типа и ангиотензиногена.

Практическая значимость.

Обосновано определение вариантов полиморфизма отдельных генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, калликреин-кининовой системы и эндотелиальной оксида азота синтетазы с целью теоретического обоснования изменений параметров суточного мониторирования АД, особенностей ремоделирования левого желудочка и изменений метаболизма у больных ГБ.

У больных ГБ 1−1Г стадии оценен вклад структурно-функциональных изменений сердечно-сосудистой системы и метаболических параметров в клиническую картину заболевания при различных генотипах.

Доказано, что наличие отдельных генотипов у больных ГБ может обуславливать степень выраженности АГ, повышать риск развития ремоделирования левого желудочка и различных изменений метаболизма.

Взаимосвязь вариантов полиморфизма генов с показателями свертываемости позволит выделить те сочетания аллелей, при которых риск развития сердечно-сосудистых осложнений особенно высок.

Знание вариантов полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента позволит скорректировать уже имеющиеся нарушения метаболизма и проводить профилактику потенциально возможных.

Изучены молекулярно-генетические аспекты эффективности лечения ГБ лозартаном и эналаприлом.

Установлены варианты полиморфизма генов рецептора брадикинина 2 типа и ангиотензиногена, при которых эналаприл и лозартан оказывают наибольшее гипотензивное действие.

Положения, выносимые на защиту:

1. У больных ГБ I-II стадии наиболее часто встречались следующие варианты полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента — Glu/Glu, 0/+9, М/Т и I/D. С наименьшей частотой выявлялись генотипы — Asp/Asp, 0/0, Т/Т и I/I.

2. Выявлена зависимость параметров структурно-функционального состояния сердечно-сосудистой системы от генотипа. В большей степени изменения наблюдались при различных вариантах полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа и ангиотензиногена. Наибольшая степень выраженности артериальной гипертензии и эхокардиографических параметров имели место при различных сочетаниях аллелей генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента и при одном и том же варианте полиморфизма гена рецептора брадикинина 2 типа -+91+9.

3. Отдельные варианты полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента характеризовались особенностями метаболизма. Наибольшие изменения касались показателей липидного, углеводного, азотистого обмена и калия.

4. Полиморфизм генов влияет на степень снижения АД у больных ГБ III стадии. Так, выраженность гипотензивного эффекта эналаприла и лозартана зависела от варианта сочетания аллелей генов рецептора брадикинина 2 типа и ангиотензиногена. Наибольшее антигипертензивное действие эналаприл оказывал при генотипе +91+9, а лозартан — при сочетании аллелей Т/Т.

Реализация и внедрение полученных результатов.

Определение полиморфизма генов эндотелиальной оксида азота синтетазы, рецептора брадикинина 2 типа, ангиотензиногена и ангиотензинпревращающего фермента используется на кафедре пропедевтики внутренних болезней ВМедА имени С. М. Кирова для прогнозирования тяжести течения ГБ, а также эффективности проводимой гипотензивной терапии. Результаты работы используются в определении тактики ведения больных ГБ 1-Й стадии.

Материалы диссертации используются в лекционном цикле и практических занятиях со слушателями факультетов переподготовки и повышения квалификации ВМедА имени С. М. Кирова, при написании учебно-методических пособий.

Апробация и публикация материалов исследования.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Основные положения диссертации представлялись в виде тезисов на международном симпозиуме «Центральная нервная система и патология органов кровообращения» (Санкт-Петербург, 2006 г.), в журнале.

Артериальная гипертензия" (Т. 12, № 2, 2006 г.) — Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Некоронарогенные заболевания миокарда: диагностика, лечение, проблемы профилактики» (Санкт-Петербург, 2006 г.), в журнале «Кардиология СНГ» (Т. 4, № 1, 2006 г.) — VIII Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения в многопрофильном лечебном учреждении» (Санкт-Петербург, 2007 г.), в журнале «Вестник академии" — статья в журнале «Артериальная гипертензия» (Т. 12, № 1, 2007 г.).

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 171 листе машинописного текста и иллюстрирована 19 рисунками, 21 таблицей. Диссертация состоит из введения, 6 глав, из которых 5 содержат результаты собственных исследований и их обсуждение, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Библиография включает в себя 66 отечественных и 140 иностранных источников литературы.

ВЫВОДЫ:

1. У больных ГБ 1-Й стадии частота встречаемости отдельных генотипов распределилась следующим образом: варианты полиморфизма гена эндотелиальной оксида азота синтетазы — Glu/Glu — 63%, Asp/Asp — 12%, Asp/Glu — 25%- рецептора брадикинина 2 типа — 0/0 — 34%, 0/+9 — 41%, +91+9 -25%- ангиотензиногена — Т/Т — 19%, М/Т — 45%, М/М — 36%- ангиотензин-превращающего фермента — D/D — 30%, I/D — 47%, I/I — 23%.

2. Наибольшая степень выраженности артериальной гипертензии наблюдалась при вариантах полиморфизма Asp/Glu, +9/+9 и Т/Т. Наименьшие цифры АД наблюдались при генотипах Glu/Glu, 0/0 и М/М. Зависимости показателей суточного мониторирования АД от полиморфизма гена ангио-тензинпревращающего фермента выявлено не было.

3. Более выраженные признаки ремоделирования левого желудочка определялись при генотипах Asp/Asp, +9/+9 и D/Dзначения индекса массы миокарда левого желудочка при данных вариантах полиморфизма составили соответственно 128,91 ± 16,61 г/м2, 126,23 ± 14,43 г/м2 и 124,60 ± 11,67 г/м2. Из вариантов полиморфизма 4-х генов в большей степени на величину индекса массы миокарда левого желудочка влияли генотипы эндотелиальной оксида азота синтетазы и рецептора брадикинина 2 типа.

4. Содержание метаболитов в крови у больных ГБ изменялось в зависимости от варианта полиморфизма генов: протромбин и фибриноген были наибольшими при генотипе Asp/Glu. Самый высокий средний уровень глюкозы имел место при сочетании аллелей 0/0 — 5,72 ±2,76 ммоль/л, креатинина и мочевой кислоты — при генотипе D/Dкоэффициент атерогенности — 3,90 ± 1,44 при варианте полиморфизма М/Т.

5. При анализе эффективности гипотензивного действия эналаприла среди гомозигот по сочетанию аллелей гена рецептора брадикинина 2 типа установлено, что в большей степени снижение АД имело место при варианте полиморфизма — +9/+9, наименьший антигипертензивный эффект зарегистрирован у больных ГБ с генотипом — 0/0.

6. При оценке антигипертензивного действия лозартана у больных ГБ — гомозигот по гену ангиотензиногена выявлено, что наибольший гипотензивный эффект имел место при генотипе Т/Т, в меньшей степени снижение АД имело место при варианте полиморфизма — М/М.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Вторичную профилактику АГ, поражения сердца и метаболических нарушений у больных ГБ целесообразно проводить с учетом структурного полиморфизма генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, калликреин-кининовой системы и эндотелиальной оксида азота синтетазы.

2. Больным ГБ 1-Н стадии с вариантом полиморфизма гена рецептора брадикинина 2 типа — +9/+9 с целью наибольшего гипотензивного эффекта целесообразно назначать эналаприл. При генотипе 0/0 использование эналаприла в качестве антигипертензивного средства менее эффективно.

3. У больных ГБ 1-П стадии при варианте полиморфизма гена ан-гиотензиногена Т/Т целесообразно применять лозартан. Значительно меньшее гипотензивное действие лозартан оказывает при сочетании аллелейМ/М.