Роль гена альфа 2 бета адренорецепторов в генезе фибрилляции предсердий

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

©ШУЛЬМАН В.А., НИКУЛИНА С.Ю., ДУДКИНА К.В., ВОЕВОДА М.И., МАКСИМОВ В.Н., АКСЮТИНА Н.В., ЧЕРНОВА А. А., ЗЛОДЕЕВ К.В., АЛЛАХВЕРДЯН А. А.

УДК 616.12-008.313.2-092

РОЛЬ ГЕНА АЛЬФА - 2 - БЕТА - АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ В ГЕНЕЗЕ

ФИБРИЛЛЯЦИИ ПРЕДСЕРДИЙ

В.А. Шульман, С.Ю. Никулина, К.В. Дудкина, М.И. Воевода, В.Н.

Максимов, Н.В. Аксютина, А. А. Чернова, К.В. Злодеев, А. А. Аллахвердян Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф.

Войно-Ясенецкого, ректор - д.м.н., проф. И. П. Артюхов, кафедра

внутренних болезней № 1, зав. - д.м.н., проф. В.А. Шульман; НИИ терапии СО РАМН, Новосибирск, директор - член-корр. РАМН М. И. Воевода.

Резюме. В настоящей работе впервые на клинико - генетическом материале выявлена ассоциация фибрилляции предсердий с полиморфизмом гена а2в -адренорецептора (АВЯа2Ь).

Ключевые слова: фибрилляция предсердий, полиморфизм, ген АВЯа2Ь.

Шульман Владимир Абрамович - д.м.н., проф., зав. каф. внутренних болезней № 1 КрасГМУ; тел 8(391)2640979.

Никулина Светлана Юрьевна - проректор по учебной работе, д.м.н., проф. кафедры внутренних болезней № 1 КрасГМУ; тел 8(391)2640979.

Дудкина Ксения Владиславовна - заочный аспирант каф. внутренних болезней № 1 КрасГМУ; тел 8(391)2640979.

Адренорецепторы - класс рецепторов, сопряженных с G-белками и активируемых катехоламинами. Различают, по меньшей мере, 4 группы рецепторов, отличающихся по опосредуемым ими эффектам, локализации и аффинитету к различным веществам: альфа - 1, альфа - 2, бета - 1 и бета - 2 адренорецепторы [1, 11]. A2 - адренорецепторы включают 3 подтипа: а2а, а2в и а2с [11]. Все эти протеины имеют сходное строение (до 60% гомологии) связаны с G-белком [3, 6]. Ген ADRa2b расположен на 17ap-22ap хромосоме, не имеет интронов. Он кодирует а2в - адренергический рецептор [7].

Рецепторы семейства а2 являются важными компонентами вегетативной нервной системы и обеспечивают физиологический ответ на симпатическую стимуляцию.

Установлено, что DD генотип гена ADRa2b ассоциирован со снижением уровня основного метаболизма при ожирении, по сравнению с II генотипом [5]. Этот вывод был подтверждён несколькими исследованиями [2, 9]. Финскими авторами обнаружена ассоциация полиморфизма гена ADRa2b с сахарным диабетом [8, 10]. В ходе исследований выявлен повышенный риск носителей DD генотипа заболеть инфарктом миокарда [13]. N. Suzuki с соавт. выявили ассоциацию артериальной гипертензии на фоне сахарного диабета 2 типа с I/D полиморфизмом гена ADRa2b [12]. DD гомозиготы, по их мнению, имеют достоверно более высокий риск развития гипертонической болезни на фоне сахарного диабета типа2. Р. Heinonen с соавт. [4] показали ассоциацию поток -опосредованной дилатации плечевой артерии (индикатор субклинического атеросклероза) с I/D полиморфизмом гена ADRa2b. DD гомозиготы гена ADRa2b имеют повышенный риск нарушения функции эндотелия, объясняющий повышение риска инфаркта миокарда. До настоящего времени не было исследовано влияние полиморфизма гена ADRa2b на развитие фибрилляции предсердий (ФП).

Цель исследования: выявление частоты генотипов и аллелей по

полиморфизму гена ADRa2b у больных с фибрилляцией предсердий, их родственников I, II, III степени родства и лиц контрольной группы.

Материалы и методы

Проведено обследование 100 пробандов, у которых диагностирован; фибрилляция предсердий и 147 их родственников I, II, III степени родства. Всем наблюдаемым индивидам проведено клинико-инструментальное исследование клинико-генеалогический анализ родословной, клинический осмотр электрокардиография, велоэргометрия, холтеровское мониторирование ЭКГ электрофизиологическое исследование (чреспищеводная стимуляция левого предсердия) при пароксизмальной форме фибрилляции предсердий эхокардиоскопия. Эти семьи составили основную группу нашего исследования Набор пробандов проводился за период их амбулаторного или стационарного лечения в кардиологическом центре МУЗ ГКБ № 20 им. И.С. Берзона Родственники пробандов выявлялись методом активного посещения их на дому последующим комплексным обследованием в кардиологическом центре.

Контрольную группу составили пациенты не имеющие клиникоэлектрокардиографических проявлений заболеваний сердечно - сосудистой системы. Контрольная группа состояла из 91 пробанда, из которых: 60 мужчин (65,9%) и 31 женщина (34,1%). Максимальный возраст мужчин - 69 лет, минимальный - 18 лет, средний возраст - 36,1 ± 15,7; максимальный возраст женщин - 71, минимальный - 37лет, средний - 51,5 ± 8,2. В основной группе из 100 пробандов были: 51 мужчина (51%) и 49 женщин (49%). Максимальный возраст мужчин - 76 лет, минимальный - 18 лет, средний - 48,6 ± 17,3 лет; максимальный возраст женщин - 78 лет, минимальный - 19 лет, средний - 58,8 ± 16,1 лет.

Семьи пробандов с фибрилляцией предсердий были разделены нами на две подгруппы:

1) семьи пробандов с первичной фибрилляцией предсердий (ПФП), где на основании клинико - инструментального исследования не прослеживалось явной причинно - следственной связи с какими - либо заболеваниями сердечно

- сосудистой системы и другой патологией, осложнением которых может быть фибрилляция предсердий;

2) семьи пробандов с вторичной фибрилляцией предсердий (ВФП), где развитие данного нарушении ритма было следствием определенных заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца (ИБС), артериальная гипертония, дилатационная кардиомиопатия, грыжа пищеводного отверстия диафрагмы, тиреотоксикоз и абстинентный синдром. Из 100 пробандов - 60 (60%) с вторичной ФП. ИБС выявлялась у 28 (46,66%) пробандов с вторичной ФП, артериальная гипертония 2-3 степени - у 24 (40%), дилатационная кардиомиопатия - у 3 пациентов (5%), грыжа пищеводного отверстия диафрагмы - у 1 (1,67%) пробанда, тиреотоксикоз с явлениями эутиреоза - у 1 (1,67%) пробанда с вторичной ФП, абстинентный синдром - у 3 (5%) пробандов с вторичной ФП.

Молекулярно - генетическое исследование больным с фибрилляцией предсердий и их родственникам I, II и III степени родства, а также пациентам контрольной группы проводилось в лаборатории медицинской генетики НИИ терапии СО РАМН, Новосибирск. Выделение ДНК из крови осуществлялось методом фенол-хлороформной экстракции [14, 15].

Генотипирование делеционного полиморфизма гена ADRA2B проводили через амплификацию соответствующего локуса гена и анализ длины ПЦР продуктов. Структура праймеров [11]: прямой - 5’- AGGGT - GTTTG -TGGGG - CATCT - CC-3’, обратный - 5’- CAAGC - TGAGG - CCGGA -GACAC - TG - 3’. Смесь для ПЦР объемом 12,5 мкл включала: Трис - HCI (pH 9,0) 75 мМ, (NH4 )2 SO4 20 мМ, Tween - 20 0,01%, каждого праймера по 0,4 мкМ, по 0,24 мМ раствора каждого из четырех dNTP, MgCI2 2,5 мМ, 0,6 единиц Tag полимеразы; 0,5 мкг ДНК. Амплификацию проводили в следующем температурном режиме: 95°С/1мин., 68°С/1 мин., 72°С/1 мин. - 10 циклов, 95°С/30 сек., 68°С/30 сек., 72°С/30 сек. - 20 циклов. Наличие ПЦР продукта идентифицировали методом гель - электрофореза в 4% полиакриламидном геле с последующей окраской бромистым этидием. Длина продукта составляла 112

п.н. для нормального аллеля и 103 п.н. для мутантного. Таким образом, при генотипе II детектировался только продукт размером 112 п.н., при генотипе DD

- размером 103 п.н., при генотипе ID - оба указанных продукта.

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 7 (Stat Soft, USA). Первым этапом определяли частоты аллелей и генотипов изучаемых генов - кандидатов. Соответствие распределения аллелей и генотипов равновесию Харди -Вайнберга, сравнительный анализ частот генотипов вышеперечисленных генов с контрольной группой выполнялось с использованием критерия %2. Различия считались статистически значимыми при р<0,05.

Результаты и обсуждение

По результатам аллель - специфической ПЦР выявлены 3 вида генотипов ADRa2b у больных с фибрилляцией предсердий, их здоровых родственников и лиц контрольной группы: II - гомозиготный дикий, ID - гетерозиготный, DD -гомозиготный мутантный.

Установлено статистически значимое преобладание гомозиготного генотипа II у больных с фибрилляцией предсердий (43,7%) по сравнению с контрольной группой (25,2%) за счет аллеля I (р = 0,034) (табл. 1).

Таблица 1

Частоты генотипов и аллелей I/D полиморфизма гена ADRa2b у больных с фибрилляцией предсердий, их родственников и лиц контрольной группы

Примечание: различия по исследуемым показателям рассчитаны с использованием критерия X2.; р1 — больные с ФП; р2 — родственники без ФП; р3 — группа контроля.

При разделении групп больных с ФП на подгруппы - первичная ФП и вторичная ФП установлено статистически значимое преобладание гомозиготного генотипа II у больных с первичной фибрилляцией предсердий (42,2%) по сравнению с контрольной группой (25,2%) за счет аллеля I (р =

0,039) (табл. 2).

Таблица 2

Частоты генотипов и аллелей I/D полиморфизма гена ADRa2b у больных с первичной фибрилляцией предсердий, их родственников и лиц

контрольной группы

Примечание: различия по исследуемым показателям рассчитаны с использованием критерия х2; р 1 — больные с ПФП; р2 — родственники без ФП; р3 — группа контроля.

При сравнении частот генотипов I/D полиморфизма гена ADRa2b у больных с вторичной фибрилляцией предсердий, их родственников и лиц контрольной группы статистически достоверных различий не выявлено (табл. 3).

Таблица 3

Частоты генотипов и аллелей I/D полиморфизма гена ADRa2b у больных с вторичной фибрилляцией предсердий, их родственников и лиц

контрольной группы

Примечание: различия по исследуемым показателям рассчитаны с использованием критерия ^.;р1 — больные с ВФП; р2 — родственники без ФП;р 3 — группа контроля.

Таким образом, результаты проведенных исследований установили статистически значимое преобладание гомозиготного генотипа II гена ADRa2b у больных с первичной фибрилляцией предсердий (42,2%) по сравнению с лицами контрольной группы (25,3%) за счет аллеля I, следовательно, этот аллель является фактором риска развития первичной фибрилляции предсердий.

В настоящее время выявлена ассоциация полиморфизма a2p -адренорецептора с развитием артериальной гипертензии, инфаркта миокарда, сахарного диабета. Однако, учитывая, что альфа - 2 - адренорецептор взаимодействует преимущественно с GTP - связывающим белком, при взаимодействии с ним отмечается активация К+ - каналов и ингибирование активности ацетилхолина. Усиление потока ионов К+ в свою очередь приводит к повышению чувствительности адренорецептора к катехоламинам и развитию механизма re - entry. В нашем исследовании предполагается, что генотип ii является генетическим предиктором первичной фибрилляции предсердий.

ROLE OF ALFA-2-BETA- ADRENORECEPTOR GENE IN GENESIS OF

ATRIAL FIBRILLATION

V.A. Shulman, S.U. Nikulina, K.V. Dudkina, M.I. Voevoda, V.N. Maksimov, N.V. Aksutina, A.A. Chernova, K.V. Zlodeev, A.A. Allahverdyn

Krasnoyarsk State Medical University named after prof. V.F. Voyno-Yasenetsky

Abstract. We revealed on clinical and genetic material association among atrial fibrillation and a2p -adrenoreceptor gene (ADRa2b) polymorphism

Key words: atrial fibrillation, polymorphism, ADRa2b gene.

Литература

1. Ромащенко А.Г., Кузнецова Т.Н., Рузанкина Я.С. и др. Обнаружение двух полиморфных сайтов в гене c - fms человека: частоты аллелей и генотипов в некоторых популяциях России // Генетика. - 2002 - Т. 38, №1. - С. 33-40.

2. Смит К., Калко С., Кантор Ч. Пульс - электрофорез и методы работы с большими молекулами ДНК. - Анализ генома / под ред. К. Дейвиса / Пер. с англ. - М: Мир. - 1990. - С. 58-94.

3. Baldwin C.T, Schwartz F., Baima J. et al. Identification of a polymorphic glutamic acid stretch in the alpha2B - adrenergic receptor and lack of linkage with essential hypertension // Am. J. Hypertens. - 1999. - Vol. 12, №9. -Р. 853-857.

4. Dionne I.J., Turner A.N., Tchernof A. et al. Identification of an interactive effect of B3 - and 2b - adrenoceptor gene polymorphisms on fat mass in Caucasian women // Diabetes. - 2001. - Vol. 50, №1. - P. 91-95.

5. Hein L., Altman J.D., Kobilka B.K. Two functionally distinct alpha 2 -adrenergic receptors regulate sympathetic neurotransmission // Nature. - 1999. -Vol. 11, №402(6758). - P.181-184.

6. Heinonen P., Jartti L., Jarvisalo M.J., Pesonen U. et al. Deletion polymorphism in the alpha 2B - adrenergic receptor gene is associated with flow -mediated dilatation of the brachial artery // Clin. Sci. (Lond). - 2002. - Vol. 103, №5. - P. 517-524.

7. Heinonen P., Koulu M., Pesonen U. et al. Identification of a three -amino acid deletion in the alpha2B - adrenergic receptor that is associated with reduced basal metabolic rate in obese subjects // J. Clin. Endocrinol. Metab. -1999. - Vol. 84, №7. - P. 429-433.

8. Link R., Kavin D., Lutz H. et al. Cardiovascular regulation in mice lacking 2 - adrenergic receptor subtypes b and c // Science. - 1996. - Vol. 273, №5276. - P. 803-805.

9. Lomasney J.W., Lorenz W., Allen L.F. et al. Expansion of the a2 -adrenergic receptor family: cloning and characterization of a human a2 -adrenergic receptor subtype, the gene for which is located on chromosome 2 // Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. - 1990. - Vol. 87, №13. - P. 5094-5098.

10. Siitonen N., Lindstrom J., Eriksson J. et al. Association between a deletion/insertion polymorphism in the alpha2B - adrenergic receptor gene and insulin secretion and type 2 diabetes // The Finnish Diabetes Prevention Study. Diabetologia. - 2004. - Vol. 47, №8. - P. 1416-1424.

11. Sivenius K., Lindi V., Niskanen L. et al. Effect of a three - amino acid deletion in the alpha2B - adrenergic receptor gene on long-term body weight change in Finnish non - diabetic and type 2 diabetic subjects // Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. - 2001. - Vol. 25, №11. - P. 1609-1614.

12. Snapir A., Heinonen P., Tuomainen T.P. et al. An insertion/deletion polymorphism in the alpha2B - adrenergic receptor gene is a novel genetic risk factor for acute coronary events // J. Am. Coll. Cardiol. - 2001. - Vol. 37, №6. -P. 1516-1522.

13. Snapir A., Mikkelsson J., Perola M. et al. Variation in the alpha2B -adrenoceptor gene as a risk factor for prehospital fatal myocardial infarction and sudden cardiac death // J. Am. Coll. Cardiol. - 2003. - Vol. 41, №2. - P. 190-194.

14. Suzuki N., Matsunaga T., Nagasumi K. et al. Alpha(2B) - adrenergic receptor deletion polymorphism associates with autonomic nervous system activity in young healthy Japanese // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2003. - Vol. 88, №3. -P. 1184-1187.

15. Von Wowern F., Bengtsson K., Lindblad U. et al. Functional variant in the (alpha)2B adrenoceptor gene, a positional candidate on chromosome 2, associates with hypertension // Hypertension. - 2004. - Vol. 43, №3. - P. 592-597.