Взаимосвязь базовых фенотипических признаков и полиморфизма гена PPARG у женщин с разной массой и составом тела

УДК 613.9/577.21

Ю. Л. Масленникова, И. А. Баканова, А. В. Муравьев

Взаимосвязь базовых фенотипических признаков и полиморфизма гена PPARG у женщин с разной массой и составом тела

В работе были исследованы связи генетических маркеров с вариантами массы и состава тела у женщин. Были определены корреляции между частотой полиморфных вариантов гена PPARG (peroxysome proliferator activated у receptor gene) c.34C>G, (p.Pro12Ala, rs1801282), локализованного в локусе 3р25) и основными фенотипическими параметрами у лиц с разной массой тела и его жирового компонента. Было найдено, что полиморфизм гена PPARG заметно ассоциировал с варьированием антропометрических показателей и составом тела у 68 молодых здоровых женщин в возрасте 18-27 лет.

Ключевые слова: состав тела, фенотип, генотип, полиморфизм, генетические маркеры, здоровье.

Yu. L. Maslennikova, I. A. Bakanova, A. V. Muravyov

Interrelation of the basic phenotypic signs and polymorphism of the PPARG gene in women with different body weight and composition

In the study, the relationship of genetic markers with variants of mass and body composition in women were investigated. Correlations between the frequency of the polymorphic variants of the PPARG gene (p.Pro12Ala, rs1801282), localized at the 3p25 locus, and the main phenotypic parameters in individuals with different body weight and its fat component . It was found that the polymorphism of the PPARG gene was significantly associated with the variation of anthropometric indices and body composition in 68 young healthy women aged 18-27 years.

Keywords: body composition, phenotype, genotype, polymorphism, genetic markers, health.

© Масленникова Ю. Л., Баканова И. А., Муравьев А. В., 2017

Фенотипические признаки часто выступают в качестве маркеров оценки здоровья и характеристики активности метаболических процессов, особенно у женщин, так как женский фенотип наиболее изменчив в сравнении с мужским [4]. В первую очередь оценивают антропометрические параметры и состав тела, которые заметно коррелируют с метаболической активностью и генетической предрасположенностью [1, 2, 3]. В настоящее время проводится активный поиск генетических маркеров, характеризующих индивидуальные особенности метаболизма человека. Особый интерес представляют гены, участвующие в регуляции жирового и углеводного обмена [3, 6]. Одним из ключевых транскрипционных факторов, регулирующих экспрессию множества генов, вовлеченных в обмен жирных кислот и глюкозы являются гены семейства РРЛЯ (рецепторов активации пролиферации пироксисом). Наибольшее прогностическое значение имеет полиморфизм 34 С>0 (Рго12А1а) гена ядерного гамма-рецептора, активируемого пролиферато-рами пероксисом (РРЛЯО) [1], поскольку он кодирует аминокислотную последовательность транскрипционного фактора, регулирующего экспрессию генов, участвующих в дифференцировке адипоцитов, способствует экспрессии белка, транспортирующего жирные кислоты [2, 6, 7, 8]. В медицинской практике данный полиморфизм связывают с генетической детерминантой рисков развития гиперинсу-линемии, инсулинорезистентности, сахарного диабета II типа и атеросклероза. Кроме того, обнаружена его связь с избыточной массой тела и повышенным артериальным давлением [6, 7, 8]. В литературе по физиологии спорта и спортивной медицине сообщается о возможной ассоциации гена РРЛЯО с высокой работоспособностью, толщиной кожно-жировых складок, индексом массы тела, композицией мышечных волокон. В отдельных исследованиях показаны ассоциации с высоким силовым индексом, ростом и остеогенезом у девушек баскетболисток и конькобежцев [1, 2, 3]. Однако проблема классификации аллелей в отношении их влияния на какие-либо аспекты фенотипа и его взаимосвязи со здоровьем человека остается изученной недостаточно.

Целью проведенного исследования было изучение связи между частотой полиморфных вариантов гена PPARG (peroxysome proliferator activated y receptor gene) 34C>G (p.Pro12Ala, rs1801282), локализованного в локусе 3р25, массой тела и содержанием жирового компонента тела у молодых женщин.

Материалы и методы исследования. У 68 здоровых женщин в возрасте 18-27 лет, давших письменное информированное согласие на участие в исследовании, провели антропометрические измерения по стандартной методике Э. Г. Мартиросова [5] с определением основных компонентов состава тела (толщина кожно-жировых складок (КЖС), жировая масса (ЖМ), безжировой компонент (БЖМ). Обхватные размеры тела измеряли сантиметровой лентой, толщину КЖС - калипером. Расчет компонентов состава массы тела проводили по формулам [5]. По результатам измерения были составлены 4 группы наблюдений, с разной величиной массы тела и содержанием жирового компонента: 1 группа - женщины с массой тела (МТ) до 50 кг и процентным содержанием жира (Ж) 25,7±1,35 %; 2 группа - МТ - 50-55 кг и Ж - 31,9±2,1 %; 3 группа -МТ - 55-60 кг, Ж - 34,35±1,75 %; 4 группа - МТ - 60 кг и более, Ж - 37,3±1,6 %.

Для генетических исследований брали венозную кровь натощак в моноветы (S-monovette) фирмы «SARSTEDT» (Германия) с антикоагулянтом (ЭДТА). Анализировали полиморфизм гена PPARG (34C>G (Pro12Ala), rs1801282:peroxysome proliferator activated у receptor gene). Выделение ДНК проводили с использованием комплекта реагентов ПРОБА-ГС-ГЕНЕТИКА (НПО ДНК-Технология) согласно инструкции к комплекту. Полимеразную цепную реакцию проводили в 35 мкл реакционной смеси, содержащей 5 мкл образца ДНК. Замены одиночных нуклеотидов определяли с помощью детектирующего амплификатора ДТ-96 (ЗАО «НПФ ДНК-Технология», Россия). Статистический анализ проводился с применением пакета прикладных программ «Statistica 6.0». Сравнение групп по количественному признаку проводили с помощью критерия t-Стьюдента. Часто-

ту встречаемости полиморфных признаков определяли при помощи критерия Фишера. Различия считались значимыми при P<0,05.

Результаты

Анализ аллельного состава полиморфных маркеров гена PPARG (peroxysome proliferator activated у receptor gene) 34C>G, (p.Pro12Ala, rs1801282) у обследованных женщин показал, что частота встречаемости С и G аллелей гена PPARG в нашей выборке составляет соответственно 94 % и 6 %. G аллель считается редким у представителей разных национальностей. Для европейцев частота встречаемости варианта G полиморфизма гена PPARG в популяции составляет 2-7 % [2]. При делении женщин на группы с учетом МТ и процентного содержания жировой ткани обнаружилось, что в группе 1 редкий аллельный признак не встретился, а чаще всего встречается у женщин группы 3. Частота встречаемости G аллеля в группах соответственно составила 100 %, 88 %, 55 % и 85 %.

Редкий аллель G (Ala) в гомозиготном состоянии ассоциируется с существенным снижением транскрипционной активности PPAR-y и, как следствие, вызывает активацию транскрипции регулируемых белков. В нашем исследовании обнаружено, что гомозиготный вариант G/G во всей выборке составляет 3 % от общего числа вариантов. В группах 1, 2 и 4 такой вариант не обнаружен. В группе 3 частота генотипа G/G составила 10 %.

Поскольку известно, что в гомозиготной форме G/G полиморфизм имеет высокий протективный эффект в отношении сахарного диабета II типа, атеросклероза и гипертонической болезни, то можно предположить, что женщины с величинами МТ от 55 до 60 кг и, содержанием жира в организме 34,4±1,8%, имеют меньшие генетические риски в развитии заболеваний, связанных с инсу-линорезистентностью и липидным профилем.

Вариант гена PPARG в гетерозиготной форме встречается у 37 % обследованных женщин. Интересно, что наибольшее число носителей гетерозиготных генотипов обнаружено в группе 3 (70 %). В отношение полиморфизма C/G так

28 Ю. Л. Масленникова, И. А. Баканова, А. В. Муравьев

же обнаружен умеренный протективный эффект. Если сравнить суммарное число генотипов C/G и G/G, имеющих протективный признак (G аллель) у испытуемых, то обнаруживается, что в группе 3 число таких вариантов составляет 80 %, что достоверно больше, чем в группах 1, 2 и 4, соответственно (p<0,05).

Преобладающим генотипом в нашей популяции оказался CC вариант гена PPARG (60 %), что согласуется с данными литературы. С/С полиморфизм считается преобладающим и его протективный эффект в отношении заболеваний, связанных с нарушениями углеводного обмена не обнаружен. Наибольшее число лиц, имеющий такой вариант генотипа обнаружено в группе 1 (100 %), наименьшее - в группе 3 (20 %).

Заключение

Результаты проведенного исследования позволяют заключить, что полиморфизм гена PPARG ассоциируется с основными композиционными показателями состава тела у женщин. Найдены достоверные различия в частоте встречаемости генетического маркера PPARG, связанного с регуляцией углеводного обмена у женщин с разным содержанием жирового компонента состава тела. Чаще всего носителями генетических протективных признаков - редкого алле-ля (G) и генотипов GG и CG гена PPARG - были молодые здоровые женщины 18-27 лет с массой тела 55-60 кг, и процентным содержанием жира 34,35±1,75%. У женщин с малой (менее 50 кг) и большой массой тела (более 65 кг), а также у лиц с избыточным содержанием жира (более 35 %) обнаружен повышенный генетический риск в отношении заболеваний, связанных с нарушениями углеводного обмена.

Библиографический список

1. Ахметов, И. И. Полиморфизм гена PPARG и двигательная деятельность человека [Текст] / И. И Ахметов, И. А. Можайская, Е. В.Любаева, О. Л. Ви-

ноградова, В. А. Рогозкин // Бюлл. экспер. биол. мед. - 2008. - Т. 146. - № 11. -С. 567-569.

2. Баранов, B. C. Геном человека и гены «предрасположенности» (Введение в предиктивную медицину) [Te^^ / В. С. Баранов, Е. В. Баранова, Т. Э. Иващенко, М. В. Асеев. - СПб. : Интермедика. - 2000. - 263 с.

3. Гольберг, Н. Д. Генетическая предрасположенность к метаболическим заболеваниям и индивидуализация питания спортсменов [Текст] / Н. Д. Гольберг, А. А. Топанова, И. И. Ахметов, Е. В. Шапот // Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И. И. Мечникова (Прил.). - 2007. - № 2. - С. 42-44.

4. Дедов, И. И. Жировая ткань как эндокринный орган (обзор) [Текст] / И. И. Дедов, Г. А. Мельниченко, С. А. Бутрова // Ожирение и метаболизм. -2006. - № 1. - С. 7-13.

5. Мартиросов, Э. Г. Технологии и методы определения состава тела человека [Текст] / Э. Г. Мартиросов, Д. В. Николаев, С. Г. Руднев. - М. : Наука. -2006. - 248 с.

6. Pihlajamaki, J. The Pro12Ala polymorphism of the PPAR gamma 2 gene regulates weight from birth to adulthood [rext] / J. Pihlajamaki, et al., Obes Res. - 2004. -12(2). - P. 187-90.

7. Sanghera, D. K. Impact of nine common type 2 diabetes risk polymorphisms in Asian Indian Sikhs: PPARG2 (Pro12Ala), IGF2BP2, TCF7L2 and FTO variants confer a significant risk [Text] / D. K. Sanghera, et al. // BMC Med Genet. - 2008. -9. - P. 59.

8. Temelkova-Kurktschiev, T. Ala12Ala genotype of the peroxisome prolifera-tor-activated receptor gamma2 protects against atherosclerosis |Text] / T. Temelkova-Kurktschiev, et al. // J Clin Endocrinol Metab. - 2004. - 89 (9). - P. 4238-42.

Bibliograficheskij spisok

1. Ahmetov, I. I. Polimorfizm gena PPARG i dvigatel'naja dejatel'nost' cheloveka [Tekst] / I. I Ahmetov, I. A. Mozhajskaja, E. V. Ljubaeva,

0. L. Vinogradova, V. A. Rogozkin // Bjull. jeksper. biol. med. - 2008. - T. 146. -№ 11. - S. 567-569.

2. Baranov, B. C. Genom cheloveka i geny «predraspolozhennosti» (Vvede-nie v prediktivnuju medicinu) [Tekst] / V. S. Baranov, E. V. Baranova, T. Je. Ivashhenko, M. V. Aseev. - SPb. : Intermedika. - 2000. - 263 s.

3. Gol'berg, N. D. Geneticheskaja predraspolozhennost' k metabolicheskim zabolevanijam i individualizacija pitanija sportsmenov [Tekst] / N. D. Gol'berg, A. A. Topanova, I. I. Ahmetov, E. V. Shapot // Vestnik Sankt-Peterburgskoj gosudarstvennoj medicinskoj akademii im. I. I. Mechnikova (Pril.). - 2007. - № 2. -S. 42-44.

4. Dedov, I. I. Zhirovaja tkan' kak jendokrinnyj organ (obzor) [Tekst] /

1. I. Dedov, G. A. Mel'nichenko, S. A. Butrova // Ozhirenie i metabolizm. - 2006. -№ 1. - S. 7-13.

5. Martirosov, Je. G. Tehnologii i metody opredelenija sostava tela cheloveka [Tekst] / Je. G. Martirosov, D. V. Nikolaev, S. G. Rudnev. - M. : Nauka. - 2006. - 248 s.

6. Pihlajamaki, J. The Pro12Ala polymorphism of the PPAR gamma 2 gene regulates weight from birth to adulthood [Text] / J. Pihlajamaki, et al., Obes Res. - 2004. -12 (2). - P. 187-90.

7. Sanghera, D. K. Impact of nine common type 2 diabetes risk polymorphisms in Asian Indian Sikhs: PPARG2 (Pro12Ala), IGF2BP2, TCF7L2 and FTO variants confer a significant risk [Text] / D. K. Sanghera, et al. // BMC Med Genet. - 2008. -9. - P. 59.

8. Temelkova-Kurktschiev, T. Ala12Ala genotype of the peroxisome prolifera-tor-activated receptor gamma2 protects against atherosclerosis [Text] / T. Temelko-va-Kurktschiev, et al. // J Clin Endocrinol Metab. - 2004. - 89(9). - P. 4238-42.