Связь мембранных белков эритроцитов с подверженностью к первичной артериальной гипотензии и роль генетических и средовых факторов в их детерминации Полоников, Алексей Валерьевич

Введение к работе

Актуальность темы

Одной из форм начальных проявлений многих сердечно-сосудистых заболеваний, при диагностике которых не находят видимых органических изменений органов и систем является первичная артериальная гипотензия (ПАГ). По мнению Е.А. Надеждиной (1990), Г.М. Покалева (1994) это заболевание широко распространено в популяции и зачастую сопровождается серьезными осложнениями, связанными с тяжелыми нарушениями мозгового и периферического кровообращения (М. Kaps, 1982, Н. Rilckert, 1982). Являясь фактором риска развития атеросклероза ПАГ может способствовать раннему развитию ишемической болезни сердца и мозга (Г.В. Кулаго, 1980; J. Lee, 1984) и способна трансформироваться в гипертоническую болезнь (З.Д. Калоева, 1990, Г.М. Покалев, 1994). Все это определяет проблему ПАГ весьма актуальной и значимой с медико-социальной точки зрения. Анализ отечественной и зарубежной литературы показывает, что не смотря на достигнутые значительные успехи в изучении нейрогуморальных механизмов развития ПАГ (Н.С. Молчанов, 1967, Е.В.Гембицкий 1974, В.И. Ма-колкин, 1985), по-прежнему не недостаточно изученными остаются молеку-лярно-генетические аспекты этого заболевания. Показано, что существенная роль в развитии ПАГ принадлежит наследственной предрасположенности (Г.В. Кулаго, 1980, L.A. Zonta, 1990, А.А. Лукашов, 1995). В.П. Иванов и Н.А.Летуновская показали мультифакториальную природу этого заболевания (1994). Современные достижения молекулярной и биохимической генетики позволяют рассматривать проблему этиопатогенеза ПАГ с позиций «мембранной» концепции сосудистых дистоний (Ю.В. Постнов, С.Н. Орлов, 1987,1997). В этой связи определенные количественные взаимоотношения белковых компонентов плазматических мембран клеток выступают в качестве потенциальных регуляторов трансмембранного транспорта унивалент-

4 ных катионов (W.J. Nelson, 1987, A. Janoshazi, А.К. Solomon, 1989). Это обстоятельство определяет изучение количественного содержания мембранных белков, характера их генетической детерминации как наиболее актуальное и открывает возможности установления молекулярных механизмов, обуславливающих стойкое снижение артериального давления при ПАГ.

Цель исследования:

Изучение количественной представительности основных мембранных белков эритроцитов у больных ПАГ, их связь с подверженностью к заболеванию с оценкой роли генетических и средовых факторов в детерминации их количественного содержания.

Задачи исследования:

1. Изучить характер генетической детерминированности ПАГ на основе данных семейного анамнеза и оценить количественную представительность основных мембранных белков эритроцитов в сравнении с контролем.

2. Изучить взаимосвязи количественного содержания основных мембранных белков эритроцитов с наследственной отягощенностью по ПАГ, клиническими проявлениями заболевания и некоторыми электролитными константами сыворотки крови и эритроцитов.

3. Оценить вклад генетических и средовых факторов в формировании фенотипических дисперсий количественного содержания основных мембранных белков эритроцитов и изучить их связь с подверженностью к ПАГ.

4. Изучить характер генетической детерминации количественного содержания основных белков мембран эритроцитов у больных ПАГ.

5. Изучить степень общности как генетических, так и средовых факторов в детерминации количественных характеристик основных мембранных белков эритроцитов у больных ПАГ.

6. На основе количественных характеристик мембранных белков эритроцитов и наследственной отягощенности по ПАГ разработать критерии

5 доклинической диагностики и индивидуального прогнозирования манифеста и характера течения заболевания.

Научная новизна работы.

Впервые проведена оценка количественной представительности белкового состава мембран эритроцитов (БСМЭ) у больных ПАГ. Выявлена взаимосвязь изменений содержания мембранных белков эритроцитов с подверженностью и с наследственной отягощенностью по ПАГ. Впервые проведено разложение фенотипических дисперсий 15 основных мембранных белков эритроцитов у больных ПАГ и дана количественная оценка вклада генетических и средовых факторов в их вариабельности. Впервые определен характер генетической детерминации количественной представительности основных белков мембран эритроцитов у больных ПАГ. Практическая значимость.

Полученные результаты создают методологическую основу и открывают перспективы для более глубокого изучения молекулярно-генетических механизмов регуляции экспрессии генов, детерминирующих мембранные белки эритроцитов у больных ПАГ. Они определяют принципиально новые направления клинико-генетических исследований с целью поиска эффективных средств лечебной коррекции заболевания. В результате исследования разработаны интегральные показатели линейной дискриминантной функции, которые могут быть использованы для формирования среди населения групп повышенного риска по развитию ПАГ и для прогнозирования характера ее течения. Полученные данные по особенностям количественных характеристик мембранных белков эритроцитов у больных ПАГ представляют собой новые знания в области этиопатогенеза этого заболевания и могут быть использованы при изложении соответствующих разделов медицинской генетики, мембранологии, патофизиологии, клинической фармакологии, фармакотерапии, внутренних болезней и других дисциплин.

Положения, выносимые на защиту.

7. У больных ПАГ имеют место выраженные изменения в количественном содержании ряда основных мембранных белков эритроцитов, проявляющиеся в достоверном увеличении содержания а-спектрина, фракции 2.1 анкирина и анионтранспортного белка (белка 3 или АТБ), и снижении содержания актина, тропомиозина (белка 7), мембранассоциированного фермента глутатион-8-трансферазы. Установленные особенности количественной представительности мембранных белков эритроцитов у больных ПАГ сопровождались изменениями концентраций Na и К в сыворотке и эритроцитах и тяжести клинических проявлений заболевания.

8. Наследственная отягощенность (НО) по ПАГ оказывает существенное влияние на количественную представительность мембранных белков эритроцитов. У больных с отягощенным семейным анамнезом по ПАГ выявлена выраженная количественная дезинтеграция мембранных белков эритроцитов, характеризующаяся значительным увеличением содержания Р-спектрина, фракций 2.1 и 2.2 анкирина и выраженным снижением уровня тропомиозина и глутатион-Б-трансферазы.

9. Вклад генетических факторов в формировании фенотипических дисперсий по каждому из исследованных основных белков мембран эритроцитов имеет свои особенности количественного и качественного проявления. Фенотипические дисперсии спектринов, 2.1 анкирина, актина и анионтранспортного белка формировались, преимущественно за счет компоненты внутрилокусного доминирования и материнского эффекта. Дисперсии тропомиозина и глутатион-Б-трансферазы определялись в основном аддитивным действием генов.

10. Сниженное содержание фермента глутатион-Б-трансферазы эритроцитов у больных ПАГ является наиболее информативным предиктором подверженности (г=0.65), который в комплексе с другими исследованными белками (спектринами, актином, анкиринами и анионным транспортером) мож-

7 но рассматривать в качестве биохимических маркеров наследственной предрасположенности к заболеванию.

5. Количественные характеристики мембранных белков эритроцитов у больных ПАГ имеют различную степень генетической детерминированности. Между генетическими факторами, осуществляющими контроль за количественными характеристиками отдельных мембранных белков эритроцитов установлена статистически достоверная сопряженность, в большей степени проявляющаяся в детерминации содержания глутатион-Б-трансферазы и белка 4.5.1 (78%), а-спектрина и фракции 2.3 анкирина (66%), анионного транспортера и белка 4.1 (64%). Высокую общность средовых воздействий испытывали: Р-спектрин и белок 4.5.1 (99%), а-спектрин и актин (77%), тропомиозин и глутатион-8-трансфераза (75%). Влияния средовых факторов в формировании содержания остальных белков носило относительно независимый характер.

Апробация работы Основные результаты работы доложены на пленарных заседаниях итоговых конференций студентов и молодых ученых КГМУ (1995,1996,1997); на совместных заседаниях Курских областных обществ терапевтов и медицинских генетиков (1995,1996); на XLIV республиканской межвузовской научной конференции молодых ученых ММСИ (Москва, 1996); на I конгрессе ассоциации кардиологов стран СНГ (Москва, 1997); на международном симпозиуме «Артериальные гипертензии. Патогенез. Патогенетическая терапия. Поражение органов» (Москва, 1997); на межкафедральном совещании сотрудников КГМУ (1998); на межлабораторном семинаре МГНЦ РАМН (Москва, 1999).

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 191 странице машинописного текста, иллюстрирована 26 таблицами, 7 рисунками и 13 приложениями. Состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Список исполь-