Клинические, генетические и метаболические особенности сахарного диабета у больных бурятской популяции

Генетика

Клинические, генетические и метаболические особенности сахарного диабета у больных бурятской популяции

И.И. Дедов1, Л.И. Колесникова2, Т.П. Бардымова3, С.А. Прокофьев1, О.Н. Иванова1

1 Эндокринологический научный центр

Сахарный диабет 1 типа (СД1) вследствие ранней инвалидизации, снижения качества жизни больных молодого трудоспособного возраста, а также в связи с высокими экономическими затратами, связанными с заболеванием, является одной из важнейших медико-социальных проблем во многих странах. В разных географических зонах распространенность СД 1 неодинакова, заболеваемость имеет тенденцию к росту с юга на север, с востока на запад [1—3]. Пик заболеваемости СД 1 отмечается в Скандинавских странах и низкий уровень — в странах Востока [4,5].

Установление генетических маркеров предрасположенности к СД 1 и патогенетически значимых факторов имеет большое значение для выяснения генетически обусловленных механизмов развития заболевания и его осложнений. Особое внимание в настоящее время уделяется исследованиям, посвященным этническим особенностям в развитии и течении СД 1 [6].

Республика Бурятия расположена на юго-востоке России на границе с Монголией. Социально-экономический статус республики характеризуется развитием всех отраслей экономики, в том числе производственной, культурной и научнотехнической сферами. По данным Всероссийской переписи населения 2002 г. в Бурятии проживает 981 238 человек, из них 665 512 человек — русских и 272 910 человек — бурят.

Целью настоящего исследования явилось изучение патогенетических механизмов и клинических особенностей СД 1 у больных бурятской популяции.

Материалы и методы исследования

Генетические исследования проведены у 76 больных СД 1 бурятской популяции в возрасте от 1 года до 40 лет. Контрольная группа состояла из 61 человека бурятской национальности без аутоиммунных заболеваний и отягощенной наследственности по ним. Для изучения перекисного окисления липидов (ПОЛ) и состояния антиок-сидантной системы (АОС) обследовано 65 больных СД 1, которые разделены на две группы: больных русской и бурятской популяций. В первую группу вошли 27 больных СД 1 русской популяции (мужчин — 12, женщин — 15), средний возраст — 32,7±2,3 года, длительность заболевания 12,87±1,97 лет. Вторую группу составили 38 больных СД 1 бурятской популяции (мужчин — 23, женщин — 15), средний возраст — 34,4±1,9 года, длительность заболевания 12,05±1,51 лет. Контрольная группа русской популяции состояла из 23 практически здоровых лиц, средний возраст 27,1±1,9 лет. Контрольная группа бурятской популяции состояла из 34 практически здоровых лиц, средний возраст 30,3±1,3 лет.

Типирование полиморфизма гена CTLA4 A49G проводилось с помощью метода PCR-RFLP (restriction fragment length polymorphism). Дизайн постановки PCR-RFLP разработан с помощью программы Primer Premier 5.0. Идентификацию продуктов амплификации проводили после электрофореза в 2% агарозном геле и окрашивания продуктов амплификации бромистым этидием. Полученные ампликоны инкубировали с 5 U ре-стриктазы Fsp4H1 в течени 2—4 ч, продукты рес-

трикции для определения генотипа разделяли электрофорезом в 2—3% агарозном геле [10].

Двойные связи (Дв. св.), диеновые конъюгаты (ДК), кетодиены и сопряженные триены (КД и СТ) определяли с помощью метода, основанного на интенсивном поглощении конъюгированных диеновых структур гидроперекисей липидов в области 220 (Дв.св.), 232 (ДК), 278 (КД и СТ) нм. Для определения малонового диальдегида (МДА) в каждой пробе регистрировалась интенсивность флуоресценции при Л.возб=515 нм и Л.исп=554 нм. Для расчета количества МДА использовали молярный коэффициент экстинкции. Определение активности супероксиддисмутазы (СОД) проводили при À=320 нм. Антиокислительную активность крови (АОА) выражали в относительных единицах как tg а. Содержание а-токоферола и ретинола определяли флуориметрическим методом. В качестве внешнего стандарта использовался D,L-a-tocopherol (Serva) и all trans-retinol (Sigma). Концентрацию определяли путем сравнения интенсивности флюоресцирующих проб и внешнего стандарта. Определение восстановленного глута-тиона (GSH) и окисленного глутатиона (GSSG) производили флуориметрическим методом, измерения проводились при Л.ех=350 нм с пиком эмиссии при 420 нм.

Статистический анализ проведен с расчетом достоверности групповых различий по критериям Стьюдента, Фишера. При анализе использовали критерий Пирсона, дискриминантный и кластерный анализы при заданном уровне значимости (р). Разницу сравниваемых показателей считали достоверной при p<0,05. Использовалась программа «Statistica».

Результаты и их обсуждение

Нами рассчитаны показатели заболеваемости и распространенности СД 1 в бурятской популяции. Заболеваемость СД 1 в бурятской популяции составила 0,73 на 100 тыс. бурят. Показатель распространенности СД 1 в бурятской популяции составил 24,18 на 100 тыс. бурят. Согласно полученным сведениям, только 0,02% лиц бурятской популяции страдают СД 1. По данным Ю.И. Сунцова с соавт. (2002) показатели заболеваемости и распространенности СД1 в России составляют 13,3 и 224,5 на 100 тыс. взрослого населения [7].

У больных СД 1 и в контрольной группе бурятской популяции исследовали однонуклеотидный полиморфизм (SNP) гена CTLA4 (49A/G). Это наиболее исследованный и охарактеризованный полиморфизм лежит в кодирующей области гена, ассоциирован с множеством аутоиммунных болез-

Таблица 1

Сравнительная характеристика показателей ПОЛ-АОС у больных СД 1 русской и бурятской популяций

Показатель Больные СД 1

ПОЛ-АОС русская популяция бурятская популяция

ДК, 1,19+0,12*** 0,78+0,06

мкмоль/л (n=26) 7) 3 = (n

МДА, 2,06+0,13 I 1,80+0,06 I

мкмоль/л (n=26) 7) 3 = (n

Дв.св., 3,09+0,29** 2,13+0,14

усл. ед. (n=26) 6) 3 = (n

КД и СТ, 0,66+0,14* 0,36+0,05

усл. ед. (n=26) 6) 3 = (n

ОЛ, г/л 7,63+0,52***

АОА, 15,42+0,97 22,18+1,09***

усл. ед.

а-Токоферол, 8,21+0,78** 6,24+0,33

мкмоль/л

Ретинол, 2,34+0,18 2,30+0,16

мкмоль/л (n=27) 8) 3 = (n

СОД, 1,57+0,24 1,27+0,04

усл. ед.

GSH, 2,51+0,13 2,80+0,12

мкмоль/л

GSSG, 2,16+0,09 2,15+0,09

мкмоль/л

Примечание.

* p < 0,05; ** p < 0,01; *** р < 0,001 при сравнении групп.

ней, в том числе с СД 1 [8,9]. Определялись частоты аллелей и генотипов SNP 49A/G в двух группах бурят (больных СД 1 и в контрольной группе) с тем, чтобы методом case-control проверить наличие (или отсутствие) ассоциации этого SNP с риском возникновения СД 1 в бурятской популяции.

В группе больных СД 1 частота генотипа AG (51,4%) выше, чем в контрольной группе [8,10], однако результаты статистически недостоверны. На основании этих данных можно сделать вывод, что исследование SNP полиморфизма 49A/G гена CTLA4 не позволило выявить ассоциацию с заболеваемостью СД 1 в бурятской популяции. Аллели 49AG гена CTLA4 в бурятской популяции распределены примерно так же, как в японской и в китайской популяциях, в отличие от европейских популяций, в которых доминирует аллель 49G данного гена.

При сравнении свободнорадикальных процессов между группами больных СД 1 русской и бурятской популяций установлена достоверная разница в накоплении продуктов пероксидации. У больных СД 1 русской популяции в сравнении с больными бурятской популяции наблюдалось повышение ДК (p<0,001), Дв.св. (p<0,01), КД и СТ (p<0,05) (табл. 1).

Сахарный диабет I

Генетика

Таблица 2

Сравнительная характеристика показателей ПОЛ-АОС в контрольной группе и у больных СД 1 русской популяции

Показатель Больные СД 1 Контрольная группа

ПОЛ-АОС русской популяции русской популяции

ДК, 1,19±0,12*** 0,52±0,08

мкмоль/л

МДА, 2,06±0,13 1,94+0,11

мкмоль/л

Дв.св., 3,09±0,29*** 1,51±0,18

усл. ед.

КД и СТ, 0,66±0,14* 0,25±0,07

усл. ед.

ОЛ, г/л 7,63±0,52***

АОА, 15,42±0,97 17,69+1,37

усл. ед.

а-Токоферол, 8,21±0,78 6,73+0,31

мкмоль/л

Ретинол, 2,34±0,18 2,39+0,14

мкмоль/л

СОД, 1,57±0,24 1,43+0,04

усл. ед.

GSH, 2,51±0,13 2,90+0,14*

мкмоль/л

GSSG, 2,16±0,09*** 1,72+0,09

мкмоль/л

Примечание.

* p < 0,05; ** p < 0,01; *** р < 0,001 при сравнении групп.

Инициация ПОЛ у больных СД 1 русской популяции наблюдалась на фоне достоверного повышения уровня холестерина (р<0,01), триглицеридов (р<0,01), ЛПОНП (р<0,01), индекса атерогенности (р<0,01) и общих липидов (р<0,001). Отсутствие атерогенной дислипиде-мии и активации ПОЛ у больных СД 1 бурятской популяции замедляет процессы формирования поздних сосудистых осложнений. Генетические особенности и традиционный стереотип питания бурят с преобладанием жиров животного происхождения, возможно, способствуют формированию устойчивости к развитию атеросклеротических процессов.

Сравнительный анализ показателей ПОЛ у больных диабетом русской и бурятской популяций с соответствующими контрольными группами русских и бурят показал, что в группах больных диабетом свободнорадикальные процессы усилены, но степень их выраженности разная. У больных русской популяции относительно контрольной группы русских установлено накопление ДК (р<0,001), Дв. св. (р<0,001), КД и СТ (р<0,05) и ОЛ (р<0,001), а у больных бурятской популяции относительно контрольной группы

4

Таблица 3

Сравнительная характеристика показателей ПОЛ-АОС в контрольной группе и у больных СД 1 бурятской популяции

Показатель ПОЛ-АОС Больные СД 1 бурятской популяции Контрольная группа бурятской популяции

ДК, мкмоль/л 0,78+0,06**

МДА, мкмоль/л 1,73+0,12

Дв.св., усл. ед. 2,13+0,14**

КД и СТ, усл. ед. 0,36+0,05

ОЛ, г/л 5,47+0,37

АОА, усл. ед. 22,18+1,09***

а-Токоферол, мкмоль/л 6,24+0,33

Ретинол, мкмоль/л 2,30+0,16

СОД, усл. ед. 1,27+0,04

GSH, мкмоль/л 2,80+0,13

GSSG, мкмоль/л 2,15+0,09

Примечание.

* p < 0,05; ** p < 0,01; *** р < 0,001 при сравнении групп.

бурят — накопление ДК (р<0,01) и Дв.св. (р<0,01) (табл. 2).

Накопление продуктов пероксидации сопровождалось активацией АОС. У больных СД 1 русской популяции наблюдалось повышение концентрации а-токоферола по сравнению с больными бурятской популяции (р<0,01), у которых, в свою очередь, была повышена АОА (р<0,001) (см. табл. 1). Обращает внимание, что у больных бурятской популяции рост АОА наблюдался изолированно, т. е. без активации ПОЛ по сравнению с русскими. Возможно, такое «досрочное» повышение АОА у больных СД 1 бурятской популяции способствует развитию устойчивости к отрицательному воздействию оксидативного стресса и может рассматриваться как защитная реакция, обеспечивающая более благоприятное течение заболевания.

У больных СД 1 русской популяции по сравнению с контрольной группой русских изменения концентраций форм глутатиона имели разнонаправленный характер: GSSG (р<0,001), GSH (р<0,05) (см. табл. 2). У больных СД 1 бурятской популяции в сравнении с контрольной группой бурят в механизмах антиоксидантной

защиты принимали участие как ферментативные, так и неферментативные звенья. Активность СОД у больных диабетом бурят была ниже (р<0,01), а АОА выше (р<0,001) по сравнению с контрольной группой бурят (табл. 3). Снижение супероксиддисмутазной активности и повышение АОА у больных бурятской популяции, скорее всего, связаны с процессами цепного окисления липидов.

Следовательно, процессы ПОЛ менее выражены у больных СД 1 бурятской популяции по сравнению с больными русской популяции на фоне активации ферментативных и неферментативных звеньев антиоксидантной защиты.

Выводы

1. Распространенность и заболеваемость СД 1 в бурятской популяции ниже российских показателей распространенности и заболеваемости, со-

ответственно составляют 24,18 и 0,73 на 100 тыс. населения. У больных СД 1 бурятской популяции не установлена дислипопротеинемия (повышение холестерина, триглицеридов, ЛПОНП и индекса атерогенности).

2. ПОЛ у больных СД 1 бурятской популяции характеризуется гиполипопероксидацией по сравнению с больными русской популяции, накоплением ДК и Дв.св. относительно контрольной группы бурят. Состояние АОС у больных СД 1 бурятской популяции характеризуется повышением АОА по сравнению с больными русской популяции и разнонаправленными изменениями СОД и АОА по сравнению с контрольной группой бурят.

3. Исследование полиморфизма 49А^ гена СПА4 не выявило ассоциацию с заболеваемостью СД 1 в бурятской популяции.

Литература

1. Дедов И.И. Сахарный диабет / И.И. Дедов, М.В. Шестакова. - М.: 7. Сунцов Ю.И. Значение государственного регистра больных сахар-

ным диабетом в развитии диабетологической службы / Ю.И. Сунцов, С.В. Кудрякова, Л.Л. Болотская // Сахарный диабет. -

«Универсум паблишинг», 2003. - 456с.

2. Науменко С.Л. Эпидемиологическая характеристика сахарного диабета 1 типа у детей и подростков Калининградского региона / С.Л. Науменко, Т.Л. Кураева // Сахарный диабет. - 2004 - №3 - С.8 - 13.

3. Zimmet P. Challendes in diabetes epidemiology - from West to the East /

P. Zimmet // Diabetes Care. - 1992. - Vol.15. - P.232 - 252.

4. Сахарный диабет у детей и подростков / И.И. Дедов, Т.Л. Кураева, В.А. Петеркова, Л.Н. Щербачева - М.: «Универсум паблишинг», 2002. - 392с.

5. Williams G. Handbook of diabetes / G. Williams, J.C. Pickup. - UK.: Blackwell Science, 2003 - 242p.

6. Зилов А.В. Гены главного комплекса гистосовместимости в прогнозировании риска в развитии инсулинзависимого сахарного диабета: Ав-тореф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.03 / ММА им. И.М. Сеченова. -М., 1998. - 24с.

2002.- №1. - С.28 - 31.

8. Nistico L., Buzzetti R., Pritchard L. et al. The CTLA4 gene region of chromosome 2q33 is linked to, and associated with, typel diabetes.// Hum. Mol. Genet.- 1996-Vol. 5.-P.1975-80.

9. Marron M., Raffel L., Garchon H. et al. Insulin-depended diabetes mellitus (IDDM) is associated with CTLA4 polymorphisms in multiple ethnic groups.// Hum. Mol. Genet.- 1997-Vol. 6.-P.1275-1282.

10. Полиморфизм генов HLA класса II и CTLA 4 здоровых бурят и больных сахарным диабетом 1 типа в Бурятской республике /И.И. Дедов, Л.И. Колесникова, О.Н. Иванова, Т.П. Бардымова, Н.Г. Карлова, Т.М. Атаманова, С.А. Прокофьев // Сахарный диабет.- 2006.-№1.- С.2-8.