2014 год № 2

Резюме:

Ключевые слова:

Summary:

Key words:

Введение

Хроническая ишемия мозга являющаяся следствием атеротромбогенеза и других сосудистых патологических процессов, нарушающих кровоток, сегодня все чаще формируется у лиц работоспособного возраста, а в старших возрастных группах получает тотальное распространение [2]. Адекватное кровоснабжение различных областей мозга контролируется различными ауторегуляторными механизмами, среди которых - помимо миогенных и нейрогенных компонентов системе химической регуляции принадлежит основное место. С этой точки зрения рассмотрение роли отдельных групп химических регуляторов мозга, в том числе и в условиях ишемических нейропатологий представляет попытку выяснения причинно-следственных отношений этих расстройств [1, 6].

В последние десятилетия активно предпринимаются усилия для выявления генетических предикторов цереброваскулярных заболеваний. Большое количество работ посвящено генетическим маркерам предрасположенности к артериальной гипертензии, дислипемии и атерогенезу, обозначены этнические аспекты носительства. Однако роль полиморфизма ростковых факторов - факторов химической регуляции в развитии и патогенезе хронических нейроциркуляторных нарушений изучена не достаточно полно.

Цель работы - изучение частот генотипов и аллелей полиморфизма генов ростковых факторов: BDNF(G>A), CNTF(G>A), VEGF-A(A2578C) у больных хронической ишемией мозга, осложненной когнитивной дисфункцией и без нее, а также у резидентов популяции Забайкальского края, не имеющих признаков цереброваскулярной патологии.

Материалы и методы

Первую клиническую группу составили 101 (62 женщин и 39 мужчин) больной в возрасте 58,3±9,2 лет, имеющих жалобы и объективные признаки хронической ишемии мозга II стадии без признаков декомпенсации. Вторую клиническую группу составили 209 (137 женщин и 72 мужчин) больных в возрасте 65,8±9,7 лет (р>0,05), имеющих жалобы и объективные признаки хронической ишемии мозга III стадии и когнитивными нарушениями степени деменции. В качестве критериев включения в первую и вторую клинические группы, а также для установления степени когнитивных нарушений использовались оценочные шкалы: Hachinski (>4 баллов), ММSE (10-24 баллов включительно), тест рисования часов (менее 10 баллов)); отрицательный результат при оценке депрессии по шкале М. Гамильтон (<15 баллов). Сосудистый характер поражения подтверждался нейровизулизационно, а также шкалой ишемии NINDS-AIREN. В качестве фоновой патологии пациенты обеих групп в равной степени имели артериальную гипертензию (92,3 %), изменения со стороны стратегических для мозгового кровотока сосудов (атеросклероз, патологическая извитость и т.д. - 81,2 %), дислипидемию (79,4 %), сахарный диабет II типа (23,3 %). Следует отметить, что наблюдаемые имели равный стаж заболевания (по объективным и субъективным признакам), однако степень нарастания очаговой и когнитивной симптоматики была более значительна во второй группе исследования.

Контрольную группу составили 202 неродственных резидента открытой популяции Забайкальского края (129 женщин, 73 мужчин) в возрасте 51,6±11,7 лет (р>0,05), проживающих в городе Чита, не имеющих на момент исследования объективных признаков сосудистой, в том числе и цереброваскулярной патологии.

Методом исследования послужила полимеразная цепная реакция с детекцией продукта амплификации в режиме реального времени (PCR-rt) на геномной ДНК лейкоцитов периферической крови.

Для оценки соответствия распределений генотипов ожидаемым значениям при равновесии Харди-Вайнберга и для сравнения распределений частот генотипов и аллелей в двух субпопуляциях использовали критерий χ² с поправкой Йетеса. Об ассоциации аллелей или генотипов с предрасположенностью к изучаемой патологии судили по величине относительного риска заболевания (ОР). Границы 95 % доверительного интервала (CI) вычисляли методом B. Woolf. Значения уровня p<0,05 рассматривались как статистически значимые. Статистическая обработка данных проводилась с использованием программного пакета Statistica 6.1 (StatSoft, USA).

Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом ГБОУ ВПО ЧГМА, протокол № 2 от 06.11.2009 г.

Результаты и обсуждение

В ходе работы обнаружены все искомые мутации в гомо- и гетерозиготном состоянии с подчинением равновесию Харби-Вайнберга при сравнении наблюдаемых и ожидаемых частот. В таблице 1 и 2 представлены результаты анализа распределения аллелей (доли) и генотипов (%) изучаемых SNP-полиморфизмов в наблюдаемых группах. Ростовые и нейротрофические факторы являются полипептидами, которые, воздействуя на различные типы клеток, участвуют в реализации их функций. В нашем исследовании с учетов биологической роли и потенциального влияния на развитие и течение цереброваскулярной патологии мы остановились на изучении полиморфизма генов трех ростковых факторов: BDNF(G>A), CNTF(G>A), VEGF-A(A2578C).

BDNF принадлежит к семейству нейротрофинов и действует через общий для всех нейротрофинов p75NTR рецептор (p75 neurotrophin receptor), а также специфичный для BDNF тирозинкиназный TrkB рецептор [1, 5, 13]. Наибольшая экспрессия BDNF выявлена в таких структурах центральной нервной системы, как гиппокамп, мозжечок, кора, гипоталамус, перегородка. К настоящему времени открыто, что BDNF участвует в выживании и регуляции функционирования нейронов в том числе и во взрослом мозге. Он вовлечен в формирование синапсов и оказывает сильное влияние на рост, реконструкцию и стабильность дендритов и аксонов в гиппокампальных и кортикальных нейронах. Обнаружено, что BDNF способен повышать выживаемость нейронов, восстанавливать уже поврежденные, в том числе, ишемией/гипоксией и травмами [1, 13]. Выявлено вовлечение BDNF в ряд патологий. Так, у людей страдающих депрессией, шизофренией, болезнью Альцгеймера уровень мРНК BDNF и белка BDNF в ряде регионов мозга, а также сыворотке и плазме крови, снижен. Кроме того, есть данные, что возрастные изменения, происходящие в мозге, сопровождаются снижением содержания BDNF [1, 3, 7, 8].

Изучаемый нами генетический полиморфизм ассоциирован со снижением концентрации BDNF как в мозге, так и в плазме крови. В работе В.М. Шкловского и соавт. (2012) сделано предположение, что аллель Val полиморфизма Val66Met BDNF является фактором выживаемости больных при ишемическом и геморрагическом инсультах и тяжелой черепно-мозговой травме. В нашем исследовании частота генотипов и аллелей в группах наблюдения достоверно не отличалась и соответствовала общепопуляционным показателям, однако больные хронической ишемией мозга, осложненной когнитивной дисфункцией имели некоторое сравнительное снижение частоты BDNF-66Met. И, тем не менее, при изучении частот генотипов в клинических группах с увеличением тяжести заболевания наблюдалось снижение частоты гетерозигот и увеличение гомозигот (р>0,05).

CNTF-белок с МВ 22,8 кДа структурно подобен ингибирующему фактору лейкемии (LIF), интерлейкинам-6 и -11 и онкостатину М (OSM). CNTF идентифицирован как фактор, способствующий выживанию нейронов цилиарного ганглия эмбриона цыпленка. Большинство его эффектов связано с поддержанием клеток центральной и периферической нервной системы, включая нейроны гиппокампа и срединной перегородки, симпатические ганглии, мотонейроны, сенсорные нейроны. CNTF предотвращает дегенерацию моторных аксонов после их перерезки и способствует дифференцировке астроцитов и созреванию олигодендроцитов. Добавление CNTF к культуре глиальных клеток ведет к увеличению размера астроцитов обоего типа [1, 10].

Изучаемый нами полиморфизм CNTF(G>A) способствует изменению биологических свойств цитокина, что отражается на его функциях. Исследование настоящей мутации практически не освящено в научной литературе, однако, по данным нашего исследования отмечается явное увеличение носительства CNTF-A аллеля у пациентов дисциркуляторной энцефалопатией, причем, чем тяжелее заболевание, тем большая сравнительная частота минорного аллеля нами наблюдалась (р=0,02, таблица 1). В носительстве генотипов среди больных хронической ишемией мозга относительно контроля преобладают гетерозиготы, причем выявленный CNTF-GA-генотип повышает риск развития заболевания в 2,3 раза (р=0,007) (таблица 2). Можно предположить, что снижение трофического действия фактора у обладателей данного полиморфизма блокирует полноценную внутриклеточную регенетацию нейронов и клеточную регенерацию клеток, преимущественно астроцитарной глии, что приводит к преждевременной дегенерации нервной ткани и, соответственно, более ранним клиническим проявлениям заболевания.

VEGF-А, первый из идентифицированных представителей, обладает активностью ростового фактора клеток сосудистого эндотелия с плеотропными функциями: усиление миграции, пролиферация, образование трубчатых структур клетки. Благодаря уникальным функциям VEGF-А реализует корреляцию процессов проницаемости, воспаления, ангиогенеза [1, 4]. Экспрессия мРНК VEGF-А отмечена в сосудистых регионах, подверженных капилляризации, она VEGF-А индуцируется в макрофагах, Т-клетках, астроцитах, гладкомышечных клетках, кардиомиоцитах, эндотелии, кератиноцитах. Блокада VEGF специфическими антителами в острой фазе ишемического инсульта уменьшает проницаемость гематоэнцефалического барьера и увеличивает риск геморрагической трансформации [1, 9, 11, 12]. Изучаемый полиморфизм VEGF-A (A2578C) ассоциирован со снижением активности VEGF-А. По данным нашего исследования отмечается неожиданное увеличение частоты мутантного аллеля у резидентов контрольной группы и незначительное снижение его у представителей клинических групп, причем более выраженное у пациентов с более тяжелым нарушением мозговых функции (р>0,05), однако, у них относительно контрольной группы, отмечается увеличение количества гетерозигот. Вероятно, в данном случае имеется эффект сверхдоминирования с более агрессивным проявлением полиморфизма в фенотипе в гетерозиготном состоянии.

Безусловно, наличие и концентрация нейротрофических и ростковых факторов влияют на функционирование клеток нервной системы не только в норме, но и при различных патологических процессах, в частности ишемическом повреждении головного мозга. Генетический полиморфизм меняет функционирование цитокинов, и соответственно отражается на работе химических нейрорегуляторов. Выявленное увеличение частоты CNTF-A аллеля у больных хронической ишемией мозга, вероятно, послужит сигналом для более детального изучения настоящего фактора и использование полученных данных в практической ангионеврологии.

Литература

1. 1. Гомазков О.Ф. Нейротрофические факторы мозга // Справочно-информационное издание. Электронная версия. - М., 2004. - 311 с.
2. 2. Гусев Е.И., Скворцова В.И Ишемия головного мозга. - М. Медицина, 2001. - 327 с.
3. 3. Колесниченко Е.В., Барыльник Ю.Б., Голимбет В.Е. Редкий вариант поздней дискинезии у больных шизофренией с генотипом MetMet для полиморфизма Val66Met гена BDNF // Медицинские науки. - 2011. - № 9.- С. 257-259.
4. 4. Кузник Б.И. Клеточные и молекулярные механизмы регуляции системы гемостаза в норме и патологии. - Чита: Экспресс-издательство, 2010. - 827 с.
5. 5. Морозова М.В. Влияние нейротрофического фактора мозга (BDNF) на эпигенетически и генетически детерминированные нарушения поведения: автореферат. дис. … канд. биол. наук. - Новосибирск, 2012. - 19 с.
6. 6. Фариева Л.М. Фолдинг рекомбинантных нейротрофических факторов человека: автореферат дис. канд. хим. наук. - Москва, 2009. - 26 с.
7. 7. Chen Z.Y., Patel P.D., Sant G., et. al. Variant brain-derived neurotrophic factor BDNFMet66 alters the intracellular traffi cking and activity-dependentsecretion of wild-type BDNF in neurosecretory cells and corticalneurons // J. Neurosci. - 2004. - Vol. 24, № 18. - P. 4401-4411.
8. 8. Egan M., Kojima M., Callicott J., et. al. The BDNF val66met polymorphism affects activity dependent secretion of BDNF and human memory andhippocampal function // Cell. - 2003. - Vol. 112. - P. 25-26.
9. 9. Fabel K., Fabel K., Tam B., et. al. VEGF is necessary for exercise-induced adult hippocampal neurogenesis // Eur. J. Neurosci. - 2003. - № 18 (10). - P. 2803-12.
10. 10. Fantuzzi G., Benigni F., Sironi M., et. al. Ciliary neurotrophic factor (CNTF) induces serum amyloid A, hypoglicaemia and anorexia and potentiates IL-1 induced corticosterone and IL-6 production in mice // Cytokine. - 1995. - № 7 (2). - P. 150-156.
11. 11. Hai J., Li S.T., Lin Q., Pan Q.G., et. al. Vascular endothelial growth factor expression and angiogenesis induced by chronic cerebralhypoperfusion in rat brain // Neurosurgery. - 2003. - № 53 (4). - P. 963-970.
12. 12. Josko J., Knefel K. The role of vascular endothelial growth factor in cerebral oedema formation // Folia Neuropathol. - 2003. - № 41 (3). - P. 161-166.
13. 13. Liu X. Non-invasive intranasal insulin-like growth factor-I reduces infarct volume and improves neurologic function in rats following middle cerebral artery occlusion // Neurosci. Lett. - 2001. - 308 (2). - P. 91-94.