Сравнительный анализ популяционногенетической структуры жителей центра России

Статья

по подразделениям. Задачей анализа является определение возможности компенсации финансовых потерь из-за простоя койки при одновременном сокращении средней длительности

пребывания больного в стационаре. Для расчетов экономических показателей использованы затраты на 1 койко-день пребывания больного в стационаре, включающие в себя расходы на заработную плату, медикаменты и питание. По больнице средние затраты на 1 койко-день по этим статьям расходов в 2003 году составили 68,5 рублей.

Экономическая эффективность (Эф) работы отделений рассчитывалась по следующей формуле:

Эф. = (Сг К1) + (Сг К2) + (Сг КЗ),

где Сг - затраты на 1 койко-день, К1 - койко-дни =

отклонение от плана койко-дней, К2 - койко-дни =

произведение числа плановых больных на разницу плановой и фактической средней длительности пребывания больного на койке, К3 - койко-дни = произведение числа больных,

пролеченных сверх плана на фактическую среднюю длительность пребывания больного на койке.

В результате расчетов получены 4 группы показателей, отражающих: суммы потерь, возникших в результате простоя коечного фонда, экономию средств за счет сокращения средней длительности пребывания больного, отражающая степень интенсификации лечебно-диагностического процесса, суммы дополнительно заработанных средств отделениями за счет сверхплановых больных или потери при невыполнении плана по пролеченным больным, суммы экономической выгоды и потерь, что позволяет в интегрированном виде оценить эффективность работы (или неэффективность) отделения, а также провести анализ в сравнении с другими отделениями, а в динамике - за аналогичные периоды. При имеющемся простое части коечного фонда, деятельность стационара является экономически

эффективной и имеются резервы для госпитализации.

УДК 575.17:314.144

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЖИТЕЛЕЙ ЦЕНТРА РОССИИ

Е.В. БАЛАНОВСКАЯ**, В.С. ВАЩИЛИН*, В.Ю. ПЕСИК*, Н.А. РУДЫХ*, М.И. ЧУРНОСОВ*

Введение. В последние годы все большее число исследователей в области популяционной генетики отдают предпочтение молекулярно-генетическим маркерам. Это связано с тем, что информационное содержание ДНК значительно выше

** Медико-генетический научный центр РАМН ГОУ ВПО Белгородский государственный университет

белкового (при сравнение с группой белков, применяемых для массового анализа), кроме того техника исследований маркеров ДНК сводиться практически к одному методу - полимеразной цепной реакции. Но самым важным преимуществом маркеров ДНК является наличие неограниченного числа генетических маркеров с полиморфизмом разного типа и значимости. Все ДНК-маркеры относительно популяционных исследований можно разделить на три группы: маркеры митохондриальной ДНК, маркеры У-хромосомы и аутосомные маркеры. Характер вариабельности каждого из типов по-разному отражает действие факторов микроэволюции (миграции, селекции, генетического дрейфа и мутаций) и результат этих процессов [1-3]. Ядерные аутосомные маркеры характеризуют сообщества в целом, не акцентируя внимание на особенности генетического вклада различных полов. Среди аутосомных маркеров выделяют диаллельные и мультиаллельные. Диаллельные маркеры представлены

однонуклеотидными заменами и инсерционно-делеционным полиморфизмом. Популяционные исследования с использованием диаллельных маркеров выявили значительные внутри- и межэтнические различия в частотах полиморфных фрагментов ДНК во многих регионах мира [2, 4-5], они успешно

использовались при изучении вопроса расовой дивергенции человека и филогенетических взаимоотношений популяций [1, 6-7].

Мультиаллельные маркеры относятся к гипервариабельным участкам генома и включают в себя тандемно-организованные повторяющиеся последовательности мини- и микросателлитов. Для минисателлитов характерны более длинные элементарные звенья от 10 п. н. и более. Длина элементарного звена у микросателлитов от 2 до 5 п.н. Вариабельность мини- и микросателлитов достигается тем, что у разных людей в локусе одной и той же хромосомы число тандемных повторов может различаться.

Цель работы - изучение структуры генофонда русских популяций Центральной России с использованием единого спектра аутосомных ДНК-маркеров с различным типом полиморфизма.

Материалы и методы. В рамках изучения популяционногенетической структуры населения Центральной России в качестве объектов исследования были отобраны одиннадцать районных популяций восьми областей Центральной России: Яковлевский, Прохоровский и Красненский районы Белгородской обл., Пристенский и Черемисиновский районы Курской обл., Репьевский район Воронежской обл., Ливенский и Болховский районы Орловской обл., Спасский и Михайловский районы Рязанской обл., Барятинский и Боровский районы Калужсукой обл. и Петровский район Тамбовской обл. Общий объем выборки составил 1250 индивидуумов. При проведении экспедиционного обследования населения значительные и специальные усилия были направлены на формирование репрезентативных выборок из каждого района. Сбор образцов крови для выделения ДНК проводился не в каком-либо одном населенном пункте района, а в нескольких географически удаленных селах. Этот метод формирования выборки более трудоемкий, чем просто обследование населения в районном центре, но только такой подход позволяет сформировать полностью репрезентативную выборку и в полной мере отвечает требованиям, предъявляемым к популяционно-генетическим обследованиям. Забор образцов крови проводился согласно международным стандартам с письменного согласия обследуемых и под контролем Этической комиссии ГУ МГНЦ РАМН. Для каждого обследуемого заполнялась специальная анкета, в которую, наряду с информацией о фамилии, имени, отчестве, возрасте обследуемого, входили данные о месте рождения и этнической принадлежности предков пробанда не менее, чем в двух поколениях, а также письменное информированное согласие обследуемого на генетическое исследование. Для выборки были взяты неродственные лица (до третьей степени родства), все предки которых (на глубину трех поколений) относятся к русскому этносу и происходят из данной популяции. Такой подход к формированию выборки позволяет избежать влияний миграционного потока и учесть в выборке

Таблица

Статистический анализ работы коек

Отделения Число дней занятости койки (дни) Койко- дни Средняя длительность пребывания Число лечившихся больных

План Факт План Факт План Факт План Факт

Неотложной хирургии 310,0 318,7 5000 5693 15,0 12,6 400 451

Полостной хирургии 250,0 245,6 7000 7832 16,0 15,4 500 508

Нейрохир. 270,0 276,3 9500 9961 20,0 20,2 480 493

Офтальмол. 290,0 283,1 5800 5958 13,5 13,6 420 438

Гинекол. 210,0 218,7 2000 2193 9,0 8,9 240 246

Кардиол. 305,0 307,1 12200 11946 16,5 16,2 750 737

Пульмонол. 285,0 292,4 7800 8146 15,0 15,2 500 536

Эндокринол. 330,0 337,7 7500 7877 18,0 18,8 420 446

Нефрол. 280,0 278,0 6000 6285 24,0 26,9 250 233

Всего за больницу 275,0 282,4 222000 224878 18,5 18,3 12000 12301

Е.В. Балановская, В.С. Ващилин, В.Ю. Песик и др.

наиболее устойчивые миграции, генетический след которых сохранился в популяции по прошествии более чем трех поколений. Именно такие выборки дают наиболее полное представление о структуре генофонда русского народа, исторически складывавшегося в течение долгих веков [1, 7].

Материалом для исследования послужила венозная кровь в объеме 8-9 мл, взятая из локтевой вены пробанда. Забор венозной крови производили в пробирки с консервантом, содержащим 0,5М раствор ЭДТА (рН=8.0), тщательно перемешивали и хранили при температуре 4°С не более одной недели. ДНК выделяли из периферической крови методом фенольно-хлороформной экстракции. Выделение ДНК происходило в два этапа. На первом этапе к 4 мл крови добавляли 25 мл лизирующего буфера, содержащего 320мМ сахарозы, 1% тритон Х-100, 5мМ MgCl2, 10мМ трис-HCl (pH=7,6). Полученную смесь перемешивали и центрифугировали при 4°С, 4000 об./мин. в течение 20 минут. После центрифугирования надосадочную жидкость сливали, к осадку добавляли 4 мл раствора, содержащего 25 мМ ЭДТА (рН=8,0) и 75 мМ NaCl, ресуспендировали. Затем прибавляли 0,4 мл 10% SDS, 35 мкл протеиназы К (10мг/мл) и инкубировали образец при 37°С в течение 16 часов. На втором этапе из полученного лизата последовательно проводили экстракцию ДНК равными объемами фенола, фенол-хлороформа (1:1) и хлороформа с центрифугированием при 4000 об./мин. в течение 10 минут. После каждого центрифугирования производили отбор водной фазы. ДНК осаждали из раствора двумя объемами охлажденного 96% этанола. Сформированную ДНК растворяли в бидистиллированной, деионизованной воде и хранили при -200С. Выделенную ДНК использовали для проведения полимеразной цепной реакции синтеза ДНК.

Проводили типирование 2 диаллельных локусов и 6 мультиаллельных (всего 8 локусов). Диаллельные маркеры представлены инсерционно-делеционным полиморфизмом генов АСЕ и CCR5, мультиаллельные маркеры - VNTR-полиморфными участками генов eNOS, DAT1, hSERT, D1S80, PAH и ApoB. Выбор систем обусловлен выраженной полиморфностью локусов с существенной изменчивостью генных частот, их генетической независимостью, а также достаточно хорошей изученностью по другим популяциям [2]. Анализ всех локусов вели методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК. ПЦР проводилась на амплификаторе «Терцик-МС4» производства компании «ДНК-технология» с использованием ДНК-полимеразы Thermus aquaticus производства фирмы «Силекс-М» и

олигонуклеотидных праймеров, синтезированных НПФ «Литех». Идентификацию аллелей полиморфных локусов проводили методами вертикального или горизонтального электрофореза на электрофоретических ячейках, производства фирмы «Хеликон» (Россия). Визуализация фореграмм велась в темном боксе с трансиллюминатором фирмы UVP (Швеция).

Инсерционно-делеционный полиморфизм гена ангиотензин-превращающего фермента (.АСЕ). Ген АСЕ расположен на хромосоме 17q23, состоит из 26 экзонов общей длиной 4,3 тпн и кодирует белок из 1306 аминокислотных остатков, включая сигнальный пептид из 29 аминокислот. В интроне 16 гена расположен участок, полиморфизм которого обусловлен наличием или отсутствием (соответственно, инсерцией (от «insertion»-I) или делецией (от «deletion»-D)) участка длиной 287 пар нуклеотидов. После денатурации (5 мин при 95°С) выполняли 33 цикла амплификации по схеме: денатурация - 40 с при 94°С; отжиг праймеров - 40 с при 57° С; элонгация - 30 с при 72° С. Затем пробы выдерживали 6 мин при 72°С и охлаждали. Продукты амплификации анализировали в 2% агарозном геле, окрашенным бромистым этидием в течение 20 мин при 200V. Затем пробы идентифицировали в проходящем УФ-свете. При анализе амплифицируемых фрагментов применяли следующую номенклатуру аллелей: аллель I (490 пн) - наличие (инсерция) Alu-повтора, аллель D (190 пн) - его отсутствие (делеция) [5].

Делеция 32 пн в гене хемокинового рецептора ССЯ5. Структурный ген хемокинового рецептора (корецептора) СD4-белка Т-лимфоцитов и макрофагов расположен на коротком плече 3 хромосомы (3р21). Мутация связана с делецией 32 пн в кодирующей области гена CCR5, при этом происходит сдвиг

рамки считывания и синтезируется укороченный и функционально неактивный вариант корецептора. После денатурации

- дикий аллель, аллель Дссг5 (152 пн) - мутантный аллель (делеция) [2].

УМТЯ-полиморфизм гена эндотелиальной синтазы окиси азота

расположен на хромосоме 7q-36, содержит 26 экзонов и имеет размер 21 тпн. В 4 интроне гена расположен участок, характеризующийся наличием 27-членных нуклеотидных повторов. После денатурации (5 мин при 95°С) выполняли 30 циклов амплификации по схеме: денатурация - 1 мин при 94°С; отжиг праймеров - 1 мин при 56°С; элонгация - 1 мин при 72°С. Затем пробы выдерживали 5 мин при 72°С и охлаждали. Продукты амплификации анализировали в 2% агарозном геле, окрашенном бромистым этидием в течение 1 часа 30 мин при 100У. При анализе амплифицируемых фрагментов применяли: аллель А (393 пн) - 4 копии 27-членного повтора, аллель В(420 пн) - 5 копий 27-членного повтора, аллель С (447 пн) - 6 копий 27-членного повтора [5].

Таблица 1

Распределение генотипов и частоты аллелей гена АСЕ в популяциях Центральной России

Район

II ID DD I D

Михайловский (Рязан.) 83 19,3% 47,0% 33,7% 0,42 0,57 0,13; р>0,05

Спасский (Рязан.) 88 30,7% 43,2% 26,1% 0,52 0,47 1,59; р>0,05

Петровский (Тамбов.) 75 21,3% 49,3% 29,4% 0,46 0,54 >§ 5;

Барятинский (Калуж.) 75 28,0% 38,7% 33,3% 0,47 0,53 3,77; p>0,05

Боровский (Калуж.) 68 26,5% 39,7% 33,8% 0,46 0,54 2,76; р>0,05

Болховский (Орлов.) 80 21,3% 50,0% 28,7% 0,46 0,54 0,002; р>0,05

Ливенский (Орлов.) 126 23,8% 48,4% 27,8% 0,48 0,52 0,11; р>0,05

Пристенский (Курс.) 46 15,2% 67,4% 17,4% 0,48 0,52 5,58; р<0,05

Черемисиновский (Курс.) 59 23,7% 54,3% 22,0% 0,51 0,49 0,42; р>0,05

Репьевский (Воронеж.) 112 23,2% 54,5% 22,3% 0,50 0,50 0,89; р>0,05

Яковлевский (Белгор.) 140 25,0% 42,1% 32,9% 0,46 0,57 3,23; р>0,05

Прохоровский (Белгор.) 138 23,9% 52,2% 23,9% 0,50 0,50 0,26; р>0,05

Красненский (Белгор.) 147 35,4% 38,1% 26,5% 0,54 0,46 7,91; р<0,01

VNTR-полиморфизм гена переносчика дофамина (БАТ1). Ген переносчика дофамина локализован на коротком плече 5-й хромосомы в области р15.3. В 3'-нетранслируемой области гена имеется участок, полиморфизм которого обусловлен тандемными повторами длиной 40 пн с числом копий от 3 до 11. После денатурации (4 мин при 95°С) выполняли 32 цикла амплификации по схеме: денатурация - 30 с при 95°С; отжиг праймеров - 30 с при 68°С; элонгация - 1,5 мин при 72°С. Затем пробы выдерживали 10 мин при 72°С и охлаждали. Продукты

Е^. Балановская, B.Q Baщилин, B.Ю. Песик и др.

амплификации анализировали в 2% агарозном геле, окрашенном бромистым этидием, в течение 2 часов 30 мин при 60У. При анализе амплифицируемых фрагментов применяли: аллель 9 (440 п.н.) - 9 копий 40-членного повтора; аллель 10 (480 п.н.) - 10 копий 40-членного повтора; аллель 11 (520 п.н.) - 11 копий 40членного повтора [2, 4].

Таблица 2

Распределение частот генотипов и аллелей гена CCR5 в популяциях Центральной России

Район

II ID DD CCR5 Дссг5

Михайловский (Рязан.) 83 86,7 13,3 0 0,93 0,07 0,42; р>0,05

Спасский (Рязан.) 87 79,3 20,7 0 0,90 0,10 1,15; р>0,05

Петровский (Тамбов.) 73 76,7 23,3 0 0,88 0,12 1,26; р>0,05

Барятинский (Калуж.) 75 92 8 0 0,96 0,04 0,13; p>0,05

Боровский (Калуж.) 70 82,9 14,3 2,8 0,90 0,10 2,98; р>0,05

Болховский (Орлов.) 80 76,3 23,7 0 0,88 0,12 1,45; р>0,05

Ливенский (Орлов.) 117 76,1 23,1 0,8 0,88 0,12 0,46; р>0,05

Пристенский (КурсК.) 46 91,3 8,7 0 0,96 0,04 0,09; р<0,05

Черемисиновский (Курск) 61 85,2 14,8 0 0,93 0,07 0,38; р>0,05

Репьевский (Воронеж.) 112 85,7 14,3 0 0,93 0,07 0,66; р>0,05

Яковлевский (Белгор.) 136 76,5 22 1,5 0,87 0,13 0,01; р>0,05

Прохоровский (Белгор.) 146 75,3 24 0,7 0,87 0,13 1,01; р>0,05

Красненский (Белгор.) 146 83,6 15,7 0,7 0,91 0,09 0,01; р<0,01

Таблица З

Распределение частот генотипов и аллелей гена eNOS в популяциях русских Центральной России

Район

АА АВ ВВ ВС А В С

Яковлевский (Белгор.) 139 5,8 23 71,2 - 0,17 0,83 0 5,25; р<0,01

Прохоровский (Белгор.) 140 5,8 22,8 71,4 - 0,17 0,83 0 5,35; р>0,05

Красненский (Белгор.) 149 3,4 37,6 59 - 0,22 0,78 0 1,05; р>0,05

Пристенский (КурсК.) 46 0 34,8 65,2 - 0,17 0,83 0 2,03; р>0,05

Черемисиновский (КурсК.) 62 3,2 33,8 63 - 0,20 0,80 0 0,17; р>0,05

Ливенский (Орловская) 124 7,3 27,4 64,5 0,8 0,21 0,79 0,004 3,88; р<0,01

Репьевский (Воронеж.) 116 5,2 32,8 62 - 0,22 0,78 0 0,11; р>0,05

УМТЯ-полиморфизм гена переносчика серотонина (НЗБЯТ). У человека ген переносчика серотонина имеется на хромосоме 17 в области q11.1-q12. При анализе полиморфных вариантов гена нашли тандемные повторы участка длиной 17 пн, локализованные во 2-м интроне с двумя типичными (10 и 12 единиц повтора) и одним редким (9 единиц повтора) аллелями. После денатурации (4 мин при 95°С) делали 30 циклов

амплификации: денатурация - 30 с при 950С; отжиг праймеров -30 с при 570С; элонгация - 1,5 мин при 12°С. Затем пробы выдерживали 10 мин при 720С и охлаждали. Продукты амплификации разделяли в 6% полиакриламидном геле в течение 2 часов 30 минут при 200V. При анализе амплифицируемых фрагментов применяли: аллель 9 (п.н.) - 9 копий 17-членного повтора; аллель 10 (п.н.) - 10 копий 17-членного повтора; аллель 12 (п.н.) - 12 копий 17-членного повтора [2, 4].

Полиморфизм минисателлита D1SS0. Маркер расположен на хромосоме 1 и представляет собой тандемно организованный повторяющийся участок, длина элементарного звена которого составляет 16 пн. Аллельные варианты маркера варьируются по длине от 375 до 850 п.н. за счет разной повторяемости элементарного звена (от 15 до >40 повторов). После денатурации (5 мин при 950С) делали 25 циклов амплификации по схеме: денатурация - 1 мин при 950С; отжиг праймеров - 1 мин при 650С; элонгация - 1 мин при 720С. Затем пробы выдерживали 10 мин при 720С и охлаждали. Продукты амплификации разделяли в 6% полиакриламидном геле в течение 5 часов при 200V. Размеры аллелей определяли путем электрофореза с маркером молекулярной массы DNA LadderMix1000 («Fermentas»), содержащий фрагменты 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1030 и т.д. пар нуклеотидов [2].

VNTR-полиморфизм гена фенилаланингидроксилазы. Ген фенилаланингидроксилазы (ФАГ) раположен на 12 хромосоме в области q22-q24.1. Он имеет протяженность около 90 т.п.н. и включает 13 экзонов. С кодирующей ДНК протяженностью 2448 п.о. транскрибируется белок ФАГ, состоящий из 451 аминокислоты. Минисателлитный регион расположен между двумя постоянными HindIII сайтами на 3 т.п.о. ниже тринадцатого экзона гена ФАГ. Этот регион содержит непостоянное число тандемных повторов (variability of tandem repeat - VNTR) с длиной одной копии 30 п.н. Длина амплифицированных фрагментов колеблется от 380 п.н. до 710 п.н. После денатурации (4 мин при 950С) выполняли 29 циклов амплификации по схеме: денатурация - 45 с при 950С; отжиг праймеров - 45 с при 550С; элонгация - 1 мин при 720С. Затем пробы выдерживали 10 мин при 720С и охлаждали. Продукты амплификации разделяли в 7% полиакриламидном геле в течение

5 часов при 250V [4].

Полиморфизм гипервариабельного локуса гена аполипопротеина-В (АроВ). Ген аполипопротеина В расположен в коротком плече хромосомы 2 в регионе 2р23-р24. Он имеет размер 43 т.п.н. и состоит из 29 экзонов и 28 интронов. Гипервариабельный участок расположен вблизи 3 '-конца на расстоянии 100 п.н. от сигнала полиаденилирования. В состав этого вариабельного участка входят богатые аденином и тимином 14- и 16-членные тандемные повторы. После денатурации (10 мин при 950С) выполняли 31 цикл амплификации по схеме: денатурация

- 1 мин при 950С; отжиг праймеров - 1 мин при 600С; элонгация - 2 мин при 720С. Затем пробы выдерживали 10 мин при 720С и охлаждали. Продукты амплификации разделяли в 6% полиакриламидном геле в течение 7 часов при 200V. Размеры аллелей определяли путем одновременного электрофореза с маркером молекулярной массы DNA LadderMix1000 («Fermentas»), содержащий фрагменты 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1030 и т.д. пар нуклеотидов [2,4].

Расчет фенотипических генных частот проводили стандартными методами [6]. Для оценки соответствия распределения ожидаемому, исходя из равновесия Харди -Вайнберга использовали критерий х2 Для оценки генетических характеристик разнообразия популяций использовали показатели генной идентичности (IT), генного разнообразия (Нт), его внутрипопуляционного компонента (гетерозиготность субпопуляций - Н ) и межпопуляционного компонента (DST) и коэффициента генной дифференциации (GST) [8,9]. Кластерный анализ,

многомерное шкалирование и факторный анализ проводили с пакетом программ Statistica (вер. 6.0).

Результаты. В табл. 1 представлены результаты

распределения частот аллелей и генотипов I/D-полиморфного участка гена АСЕ. Вариабельность аллельных частот

Е.В. Балановская, В.С. Ващилин, В.Ю. Песик и др.

рассматриваемого генетического маркера сопоставима с изменчивостью частот, наблюдаемой в ранее изученных европеоидных и азиатских популяциях [2, 5].

При оценке аллельного полиморфизма выявлено преобладание аллеля I у населения Спасского района Рязанской обл. (0,52), Черемисиновского района Курской обл. (0,51)и Красненского района Белгородской обл. (0,54). В Репьевском районе Воронежской обл. и Прохоровском районе Белгородской обл. аллели I и D имели частоту 0,50 В оставшихся 8 популяциях частота аллеля D преобладала. Максимальная частота аллеля D была в популяции Михайловского района Рязанской обл. и Яковлевского района Белгородской обл. (0,57), а минимальная - в популяции Пристенского района Курской обл. и Ливенского района Орловской обл. и составила 0,52.

В табл. 2 представлено распределение частот аллелей и генотипов в гене рецептора хемокинов ССЯ5 в русских популяциях Центральной России. Частота мутантного аллелея, содержащего делецию 32 пн Дссг5 варьировалась в пределах от 0,04 в популяциях Барятинского района Калужской обл. и Пристенского района Курской обл. до 0,13 в популяциях Яковлевского и Прохоровского районов Белгородской обл. Гомозиготы по делеции 32 пн с максимальной частотой (2,8%) были обнаружены в Боровском районе Калужской обл, они были выявлены во всех исследованных районах Белгородской обл. с частотой 0,7% в Прохоровском и Красненском районах и 1,5% в Яковлевском районе, а также в Ливенском районе Орловской обл. с частотой 0,8%.

Результаты изучения генотипов и частот аллелей ДНК-локуса €N08 представлены в табл. 3. Нами было

идентифицировано 3 аллелея с числом повторов 4 (аллель А), 5 (аллель В) и 6 (аллель С). Во всех популяциях частота аллеля В

превосходила частоту аллеля А. Аллель еN08*C был идентифицирован у 1 индивидуума Ливенского района и его частота составила 0,004.. Вариабельность частоты аллеля В была незначительной и составила от 0,78 в Репьевском районе Воронежской обл. и Красненском районе Белгородской обл. до 0,83 в Яковлевском и Прохоровском районах Белгородской обл. и Пристенском районе Курской обл.

В целом у русского населения Центральной России обнаружено 7 VNTR-генотипов гена ЭДТ1 (табл. 4), из которых наиболее частыми были гомозиготы 10/10 с частотой встречаемости от 50% в Ливенском районе Орловской обл. до 65,5% в Яковлевском районе Белгородской обл. При анализе аллельного полиморфизма локуса ЭДТ1 имеет место преобладание аллеля с 10 единицами повтора во всех исследованных районных

популяциях. Частота данного аллеля колебалась от 0,71 в популяции Ливенского района до 0,79 Яковлевского района. Вторым по концентрации был аллель, содержащий 9 единиц повтора. Его частота варьировалась от 0,18 в Пристенском районе Курской обл. до 0,29 в Ливенском районе Орловской обл.. Редкий аллель с 11 единицами повтора был идентифицирован в 5 районных популяциях, кроме популяций Ливенского района Орловской обл. и Прихоровского района Белгородской обл., с частотой от 0,0045 в Репьевском районе Воронежской обл. до 0,03 в Пристенском районе Курской обл. Редкий аллель с 8 единицами повтора с частотой 0,01 был идентифицирован только в Прохоровском районе Белгородской обл.При изучении аллельного Таблица 5 полиморфизма было выявлено три аллеля VNTR-участка 2-го интрона транспортера серотонина,

содержащих 9, 10 и 12 копий

повторов соответственно (табл. 5). Самым частым во всех популяциях оказался аллель, содержащий 12 единиц повтора. Его частота колебалась от 0,54 в популяции Ливенского района Орловской обл. до 0,68 в популяции Пристенского района Курской обл. Вариабельность частоты встречаемости аллеля с 10 единицами повтора от 0,32 в Пристенском районе Курской обл. до 0,42 в Ливенском районе Орловской обл. и Красненском районе Белгородской обл. Редкий аллель с 9 единицами повтора выявлен в 5 популяциях (кроме Пристенского района Курской обл. и Красненского района Белгородской обл.) с частотой от 0,003 в Прохоровском районе

Белгородской обл.до 0,03 в Яковлевском районе и Ливенском районе Орловской обл.

В целом во всех изученных популяциях было обнаружено семь различных аллелей VNTR-полиморфного участка гена фенилаланингидроксилазы (табл. 6).

Выявленные ПЦР-фрагменты включали аллели размером 380, 440, 470, 500, 530, 560 и 650 пн. Во всех изученных популяциях наиболее часто встречались аллели 380 и 530, причем в популяциях Яковлевского района Белгородской обл. и

Ливенского района Орловской обл. частота аллеля 530 была максимальной и составила 0,39 и 0,36 соответственно.

У русских Репьевкого района Воронежской обл. и

Пристенского района Курской обл. с максимальной частотой встречался аллель 380 (0,4 и 0,38), а в Черемисиновском районе Курской обл. и Прохоровском районе Белгородской обл. частота аллелей 380 и 530 составила 0,37 и 0,36. Наиболее редко во всех

Таблица 4

Распределение частот генотипов и аллелей VNTR-полиморфного участка гена ОАТ1 среди русских

Центральной России

Район (область) N Частоты генотипов (%) Частоты аллелей

8/10 9/9 9/10 9/11 10/10 10/11 11/11 8 9 10 11

Яковлевский (Белгор.) 139 - 7,2 25,9 - 65,5 1,4 - 0 0,20 0,79 0,01

Прохоровский (Белгор.) 144 1,4 9,7 32,6 - 56,3 - - 0,01 0,26 0,73 0

Красненский (Белгор.) 148 - 5,4 34,4 - 58,1 1,4 0,7 0 0,23 0,76 0,01

Пристенский (Курск.) 46 - 6,5 24 - 63 6,5 - 0 0,19 0,78 0,03

Черемисиновский (Курск.) 61 - 6,6 34,4 - 54 5 - 0 0,24 0,74 0,02

Ливенский (Орлов.) 127 - 9 41 - 50 - - 0 0,29 0,71 0

Репьевский (Воронеж.) 112 - 5,4 36,6 0,9 57,1 - - 0 0,24 0,76 0,00

Распределение частот генотипов и аллелей VNTR-полиморфного участка гена hSERT среди русских

Центральной России

Район

9/9 9/10 9/12 10/10 10/12 12/12 9 10 12

Яковлевский (Белгор.) 135 - - 6 14 46 34 0,03 0,37 0,60 5,43; р>0,05

Прохоровский (Белгор.) 143 - - 0,7 12,5 46,8 40 0,003 0,36 0,64 0,63; р>0,05

Красненский (Белгор.) 118 - - - 15,3 52,5 32,2 0 0,42 0,58 0,79; р>0,05

Пристенский (Курск.) 46 - - - 8,8 45,6 45,6 0 0,32 0,68 0,15; р>0,05

Черемисиновский (Курск) 62 - - 3,2 14,5 48,4 33,9 0,02 0,39 0,59 ; 5 6; ,0 ,4 0, 1, > р

Ливенский (Орлов.) 126 0,8 2,4 3,2 17,5 46,8 29,3 0,04 0,42 0,54 4,75; р>0,05

Репьевский (Воронеж.) 116 - 1,8 0,9 16,3 47,4 33,6 0,01 0,41 0,58 0,83; р>0,05

Е.В. Балановская, В.С. Ващилин, В.Ю. Песик и др.

исследованных популяциях выявлялся аллель 650, частота которого варьировалась от 0,01 в Черемисиновском районе Курской обл. до 0,1 в Пристенском районе Курской обл.. Редкий аллель 440 был выявлен в популяциях Черемисиновского района Курской обл. и Красненского района Белгородской обл. с частотой 0,02 и 0,01 соответственно, а аллель 470 в Ливенском районе Орловской обл. и Красненском районе Белгородской обл. с одинаковой частотой (0,01).

Таблица 6

Распределение частот VNTR-аллелей гена РАН

Район (область) N Частоты аллелей

380 440 470 500 530 560 650

Яковлевский (Белгор.) 137 0,35 0,00 0,00 0,11 0,39 0,12 0,03

Прохоровский (Белгор.) 137 0,36 0,00 0,00 0,16 0,36 0,08 0,03

Красненский (Белгор.) 136 0,33 0,01 0,01 0,14 0,34 0,13 0,04

Пристенский (Курск.) 41 0,38 0,00 0,00 0,11 0,34 0,07 0,10

Черемисиновский (Курск.) 53 0,37 0,02 0,00 0,15 0,37 0,08 0,01

Ливенский (Орлов.) 115 0,34 0,00 0,01 0,12 0,36 0,11 0,06

Репьевский (Воронеж.) 105 0,40 0,00 0,00 0,14 0,29 0,14 0,03

Таблица 7

Распределение частот аллелей VNTR-полиморфного участка локуса 01880 в популяциях Центральной России

й е < Район

Яковлевск.

16 0,0000 0,0000 0,0000 0,0114 0,0000 0,0000 0,0000

17 0,0036 0,0035 0,0000 0,0000 0,0000 0,0081 0,0132

18 0,2626 0,2622 0,2669 0,1818 0,3115 0,2195 0,2325

20 0,0216 0,0245 0,0304 0,0000 0,0082 0,0203 0,0175

21 0,0216 0,0175 0,0101 0,0114 0,0082 0,0203 0,0219

22 0,0576 0,0490 0,0405 0,1023 0,0410 0,0528 0,0395

23 0,0036 0,0035 0,0068 0,0227 0,0000 0,0041 0,0044

24 0,3561 0,3881 0,3446 0,4318 0,3852 0,3862 0,3860

25 0,0576 0,0455 0,0676 0,0568 0,0246 0,0488 0,0658

26 0,0036 0,0140 0,0372 0,0227 0,0164 0,0203 0,0088

27 0,0071 0,0000 0,0000 0,0000 0,0082 0,0041 0,0000

28 0,0786 0,0734 0,0608 0,0227 0,0902 0,0488 0,0872

29 0,0214 0,0350 0,0203 0,0341 0,0000 0,0407 0,0219

30 0,0143 0,0210 0,0135 0,0000 0,0246 0,0203 0,0132

31 0,0571 0,0280 0,0642 0,0682 0,0656 0,0854 0,0658

32 0,0107 0,0175 0,0135 0,0000 0,0082 0,0000 0,0044

33 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0041 0,0044

34 0,0000 0,0070 0,0068 0,0114 0,0000 0,0000 0,0132

35 0,0000 0,0070 0,0000 0,0277 0,0000 0,0122 0,0000

36 0,0179 0,0035 0,0169 0,0000 0,0082 0,0041 0,0000

37 0,0036 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

В табл. 7 представлено распределение частот аллелей локуса Э1880 среди русских популяций Центральной России. Всего был обнаружен 21 аллель. Самым частым оказался аллель, содержащий 24 единицы повтора. Его частота варьировалась от 0,34 в Красненском районе Белгородской обл. до 0,43 в Пристенском районе Курской обл.. Вторым по частоте встречаемости был аллель с 18 единицами повтора с частотой от 0,18 в Пристенском районе Курской обл. до 0,31 в Черемисиновском районе Курской обл. С частотой более 0,05 во всех популяциях были аллели, содержащие 22, 25, 28 и 31 единицу повтора. Аллель с 16 единицами повтора идентифицирован в Пристенском районе Курской обл. с частотой

0,01, а тяжелый аллель с 37 единицами повтора - в Яковлевском

районе Белгородской обл. с частотой 0,0036. Распределение частот прочих аллелей среди популяций Центральной России было крайне неоднородно. В табл. 8 см. распределение частот УКТЯ-аллелей гена АроВ в 7 популяциях Центральной России.

Таблица 8

Распределение частот аллелей VNTR-полиморфного участка гена АроВ в популяциях Центральной России

Аллель Яковлевский (Белгородская) Прохоровский (Белгородская) Красненский (Белгородская) Пристенский (Курская) Черемисиновский (Курская) Ливенский (Орловская) й )яа ик кс о ^ 8 І а 1 & ° а

28 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0043 0,0000

30 0,0698 0,0714 0,0570 0,0556 0,1441 0,0783 0,0982

31 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0043 0,0000

32 0,0581 0,0750 0,0671 0,0111 0,0678 0,0957 0,0893

33 0,0000 0,0000 0,0034 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

34 0,2984 0,1679 0,2555 0,2667 0,2542 0,2826 0,2411

35 0,0000 0,0000 0,0000 0,0111 0,0000 0,0000 0,0000

36 0,4147 0,5000 0,4228 0,4111 0,3983 0,3652 0,3705

37 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0089

38 0,0736 0,0571 0,0436 0,0444 0,0254 0,0217 0,0625

39 0,0000 0,0036 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

40 0,0078 0,0143 0,0168 0,0556 0,0085 0,0043 0,0089

42 0,0116 0,0071 0,0208 0,0333 0,0169 0,0000 0,0000

44 0,0039 0,0250 0,0067 0,0333 0,0085 0,0478 0,0268

45 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0134

46 0,0116 0,0036 0,0235 0,0111 0,0000 0,0217 0,0089

47 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0045

48 0,0388 0,0321 0,0505 0,0222 0,0085 0,0261 0,0352

50 0,0039 0,0286 0,0235 0,0111 0,0339 0,0217 0,0268

52 0,0078 0,0143 0,0101 0,0333 0,0339 0,0261 0,0045

Максимальная частота во всех популяциях получена для аллеля, содержащего 36 единиц повтора и варьировалась от 0,36 в Ливенском районе Орловской обл. до 0,5 в Прохоровском районе Белгородской обл.. Вторым по частоте встречаемости был аллель с 34 единицами повтора. Его частота колебалась от 0,17 в Прохоровском районе до 0,30 в Яковлевском районе Белгородской обл. В Черемисиновском районе Курской обл. частота аллеля с 30 единицами повтора составила 0,14, вариабельность в оставшихся районах была 0,06-0,09. У европеоидов наряду с пиком частоты АроВ*36 или АроВ*34 имеется еще один пик в области аллеля АроВ*48 (частота может достигать 0,1) и распределение носит бимодальный характер [2]. В популяциях Центральной России частота аллеля с 48 единицами повтора не превышала 0,05, и второго пика в этой области не наблюдалось.

Заключение. Районные популяции русских Центральной России оказались весьма неоднородны по характеру распределения частот аллелей и генотипов полиморфных ДНК-маркеров ядерного генома. В целом анализ генного разнообразия популяций Центральной России показал, что по большинству из 8 полиморфных ДНК-маркеров население обладает достаточно высоким уровнем полиморфизма. Общее генное разнообразие населения составляет Нт=0,5133. Доля межпопуляционных компонентов в процентах от тотального генного разнообразия по 8 локусам равняется 0,55% (Э$т=0,0028). Уровень генной дифференциации русского населения Центральной России, рассчитанный по 60 аллелям 8 полиморфных ДНК-маркеров, составляет 0вт*102=0,57.

Литература

1. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях.-М.: Наука, 1983.- 370 с.

2. Лимборская С.А. и др. Этногеномика и геногеография народов Восточной Европы.- М.: Наука, 2002.- 261с.

Е.В. Балановская, В.С. Ващилин, В.Ю. Песик и др.

3. Спицын В.А. Биохимический полиморфизм человека.-М.:МГУ, 1985.- 214 с.

4. Хуснутдинова Э.К. Молекулярная этногенетика народов Волго-Уральского региона.- Уфа, 1999.- 238с.

5. Пузырев В.П. и др. // Молекулярная биология.- 2004.-Т.38, №1.- С. 129-138.

6. Ли Ч. Введение в популяционную генетику.- М.: Мир, 1978.- 555 с.

7. Балановская Е.В., Рычков Ю.Г. // Генетика.- 1990.- Т.26, №4.- С. 739-748.

8. Животовский Л.А. //Ж. общ. биологии.- 1979.- Т.15, №4.- С. 587-594.

9. Nei M. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA.- 1973.- Vol.70.-P.3321-3323.

УДК: 613.955:371.73

НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОМУ ФИЗИЧЕСКОМУ ВОСПИТАНИЮ УЧАЩИХСЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

О.В. ТАРАСОВА*

В условиях современной школы физическое воспитание направлено на формирование двигательных навыков и физических качеств детей, совокупность которых в решающей мере определяют его физическую работоспособность [ 1 ]. Важнейшими функциями физического воспитания являются развивающаяся и оздоровительно-гигиеническая. Физические упражнения оказывают на организм тонизирующее (стимулирующее), трофическое, компенсаторное и

нормализирующее действие, положительно сказываются на умственной работоспособности, состоянии вегетативной нервной системы, деятельности внутренних органов [11].

В последние десятилетия наблюдается тенденция к прогрессивному ухудшению здоровья школьников [ 1, 3, 7]. Сложившаяся ситуация обусловлена комплексным воздействием на здоровье социально-гигиенических, медико-биологических и экологических факторов риска. Значимым фактором является несоответствие программ и технологий физического воспитания состоянию здоровья учащихся общеобразовательных школ [1]. Ухудшению функционального состояния организма и здоровья школьников способствуют дефицит двигательной активности и снижение мышечных усилий (Резолюция Международного конгресса «Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в XXI веке», Москва, 12-14 мая 2004 г.). Реабилитация детей с ослабленным здоровьем - актуальная проблема современной школы. Индивидуализация и дифференциация физических нагрузок - реальный путь оптимизации физического воспитания и образования учащихся, ибо в каждой возрастной группе есть дети, обладающие разным уровнем физической

работоспособности, следовательно, объем выполняемой мышечной работы должен быть строго индивидуальным [6].

Данные обследований состояния здоровья свидетельствуют

об усилении дисгармоничности развития школьников за последние 20 лет за счет выраженного увеличения числа школьников с пониженной и низкой массой тела при высоком росте. Большая учебная нагрузка и низкая мотивация учеников школ к здоровому образу жизни приводят к гипокинезии и дизрегуляции ростовых процессов. Резко снизились показатели мышечной силы во всех возрастно-половых группах [7]. За период обучения с 1 по 9-й классы число здоровых детей уменьшается в 4 раза, абсолютно здоровыми могут быть признаны только 10% учащихся, каждый второй имеет морфофункциональные отклонения, 40% детей страдает хроническими заболеваниями [8]. По данным исследований, проведенных НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков, распространенность функциональных отклонений к окончанию школы составляет 2815,8%о, хронических заболеваний - 875%о [9]. За время обучения 70% функциональных расстройств переходят в стойкую хроническую патологию к окончанию школы, в 4-5 раз возрастает заболеваемость органов зрения, в 3

* Северный государственный медицинский университет, г. Архангельск

раза - органов пищеварения, в 2 раза - число нервно-психических расстройств [10].

Любая патология вне зависимости от нозологической формы отражается на двигательной функции ребенка. Малоподвижная форма поведения влечет за собой целый ряд негативных последствий: снижение работоспособности и

адаптационно-компенсаторных возможностей, ухудшение показателей кардио-респираторной системы, нарушение высшей нервной деятельности. Рационально организовать двигательную активность детей и подростков с хронической патологией, утративших в той или иной мере какую-либо функцию на длительный срок, призвана адаптивная физическая культура, которая использует для этой цели сохранные функции, природные физические ресурсы и духовные силы индивида [2].

Существующие проблемы сохранения и укрепления здоровья школьников должны решаться непосредственно в образовательном учреждении. До сих пор не найдены достаточно эффективные формы организации учебного процесса по физической культуре, не решена проблема дифференцировок величины и содержательной направленности нагрузок и обучающих воздействий, остается открытым вопрос обоснованности жесткого государственного стандарта физической подготовленности [1].

Цель исследования - изучение эффективности учебной программы по физкультуре для общеобразовательной школы, составленной с учетом состояния здоровья школьников.

Материал и методы исследования. Объектом настоящего исследования являются учащиеся МОУ «Общеобразовательная средняя школа № 10» г. Архангельска в количестве 105 человек в возрасте 13-14 лет. Сформированы две группы, сопоставимые по возрастно-половому составу. Экспериментальную группу составили 55 учащихся 7-х классов, которые занимались физкультурой по учебной программе оздоровительной направленности, разработанной с учетом состояния здоровья школьников. В контрольную группу (КГ) вошли 50 учеников. Эти школьники занимались физкультурой по общепринятой учебной программе.

Дети, принявшие участие в исследовании в зависимости от исходного состояния здоровья, были распределены для занятий физкультурой на три медицинские группы: основную (ОГ), подготовительную (ПГ) и специальную (СГ) [12]. Уроки

физкультуры в этих группах проводились раздельно по адаптированным программам [3]. В сетку учебных занятий для них был введен третий урок физкультуры в неделю, который проводился в плавательном бассейне или на свежем воздухе.

Объективное обследование школьников экспериментальной и КГ с комплексной оценкой состояния здоровья осуществлялось исходно, в начале учебного года, и в динамике, в конце учебного года [4]. Для оценки адекватности физической нагрузки и реакции сердечно-сосудистой системы использовали пробу А. Мартине. Вентиляционную функцию легких исследовали при помощи компьютерной спирометрии с измерением жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и показателей бронхиальной проходимости: объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1), пиковая объемная скорость (ПОС), максимальная объемная скорость (МОС) на участках бронхиального дерева, соответствующих 25, 50 и 75%, индекс Вотчала - Тиффно. Для определения уровня физической подготовленности детей применяли общепринятые двигательные тесты комплексной программы физического воспитания учащихся 1-11 классов. Тестирование физических способностей велось на уроках физкультуры в начале и в конце учебного года.

Результаты исследования подверглись комплексной обработке методами математической статистики по программам Microsoft Excel, Statistica for Windows. Расчет доверительных интервалов, анализ достоверных различий вели по методу Стьюдента.

Результаты. В основе исследования лежит апробация новой программы по физическому воспитанию учащихся общеобразовательной школы, разработанной совместно преподавателями Северного государственного медицинского университета и Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова при участии учителей, врачей и психологов школы. Вариативный компонент программы включал физические упражнения оздоровительно-реабилитационной направленности, элементы лечебной и адаптивной физкультуры. При подборе