CC BY
15
Журнал фундаментальной медицины и биологии оригинальные статьи
УДК: 616.12-008.331.1-071
A.Q Литвинов2, М.М. Батюшин1, А.А. Галушкин1, Д.С. Цветков1,
Н.А. Садовничая2
ГЕНЕТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕГУЛЯЦИИ ПОЧЕЧНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ У ПАЦИЕНТОВ С ПЕРВИЧНОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ
Ростовский государственный медицинский университет, 1кафедра внутренних болезней № 1, 2отделение нефрологии клиники Рост ГМУ
Цель: оценка влияния молекулярно-генетических и популяционных факторов риска на гемодинамиче-ские параметры почечного кровотока у пациентов с первичной АГ.
Материалы и методы: в исследовании приняло участие 112 пациентов, страдающих первичной АГ, из них мужчин 34 (30,4%), женщин — 78 (69,6%), средний возраст больных составил 49,3+12,3 лет. Средняя длительность первичной АГ составила 8,3+7,2 лет. Оценивались фенотипические значения систолического (САД) и диастолического артериального давления (ДАД), индекс массы тела (ИМТ), а также генотипи-ческие значения САД (Г-САД) и ДАД (Г-ДАД), определялся генотипический полиморфизм ангиотензин-превращающего фермента, активность плазматического ренина, Всем больным проводилась эходопплеро-графия почек и цветное допплеровское картирование почечных сосудов.
Результаты: выявлено наличие молекулярно-генетических и популяционных факторов риска, оказывающих влияние на ремоделирование сосудов почек у пациентов с первичной АГ, установлено, что наличие D-аллеля г-АПФ является прогностически неблагоприятным фактором риска раннего сосудистого ремо-делирования почек.
Ключевые слова: артериальная гипертензия, генотип, почечная дисфункция, почечный кровоток
A.S. Litvinov2, M.M. Batjushin1, A.A. Galushkin1, D.S. Tsvetkov1,
N.A. Sadovnichaya2
GENETIC MODIFICATION OF A MECHANISMS OF REGULATION RENAL HEMODYNAMIC IN PATIENTS WHICH SUFFER FROM ESSENTIAL ARTERIAL HYPERTENSION.
Rostov State Medical University department of internal diseases №1, 2department of nephrology, Rostov State Medical University Hospital
Purpose: To study some molecular genetics risk factors, whose changed kidneys' blood circulation parameters of patients with arterial hypertension.
Materials and Methods: 112 patients with arterial hypertension take part in our research. There are 34 (30,4%) men and 78 (69,6%) women here. Middle age of our patients is 49,3+12,3. The arterial hypertension lasted about 8,3+7,2 years. We studied systolic and diastolic blood pressure's means; body mass' index; and genetic's means of systolic and diastolic blood pressures; variant of polymorphism angiotensin converting enzyme's gen; activity of serum renin. We have done all our patients kidneys' echodoppler and doppler's color painting a kidneys of arteries.
Results: We founded molecular genetics' risk factors whose changed a kidneys of arteries to patients with arterial hypertension. We founded that D-alley ACE gen is a worst early remodel's risk factor a kidneys of arteries.
Key words: essential hypertension, genotype, renal dysfunction, renal blood flow.
оригинальные статьи
Журнал фундаментальной медицины и биологии
Введение
Регистрация изменений внутрипочечной гемодинамики у пациентов с первичной артериальной гипертензией (АГ) является важным аспектом в изучении характера гемодинамического ремоделиро-вания почек [1]. Неинвазивным и наиболее информативным методом регистрации гемодинамических параметров внутрипочечного кровотока является метод ультразвуковой цветовой эходопплерогра-фии с цветовым допплеровским картированием (ЦДК). Этот метод позволяет получать информацию о движении крови путем двухмерного изображения биологических структур, при котором отдельные элементы отображаются разным цветом в зависимости от скорости их движения [1,2,3].
Гипертоническая нефропатия, наряду с диабетической нефропатией, является одной из наиболее частых причин развития терминальной стадии хронической почечной недостаточности (ТХПН). В США ТХПН вследствие гипертонической не-фропатии составляет 25%, в Европе — около 8 % от общего числа ТХПН [3,4,5].
Развитие и прогрессирование первичной АГ сопровождается различными гемодинамическими изменениями на гломерулярном уровне: возрастает резистентность афферентных и эфферентных ар-териол. Происходит снижение почечного плазмо-тока, и возрастает интрагломерулярное давление, нарастают явления гломерулярной гипертрофии. Гломерулярная гипертензия и гиперфильтрация являются основными факторами, определяющими прогрессирование почечной дисфункции при первичной АГ [5,6,7].
В развитии сосудистого ремоделирования почек, как и самой АГ, предполагается роль генетических факторов. С риском развития гипертонической нефропатии ассоциируются полиморфизм генов ренин-ангиотензиновой системы (ген ангиотензи-ногена (АТГ), ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), ген рецептора ангиотензина II типа 1 (АТ2Р1)), гены, регулирующие состояние ионных каналов — ген р-аддуина, ген а3-субьединицы протеина G, гены, участвующие в регуляции артериального давления (АД) и тонуса сосудов — ген NO-синтетазы 3-го типа, ген предсердного натрий-уретического пептида, ген метилентетрагидрофо-латредуктазы [8,9,10,11]. Изучение влияния наследственности на риск развития и прогрессирования гемодинамического ремоделирования почек — цель нашего исследования.
Материалы и методы
В исследовании приняло участие 112 пациентов, страдающих первичной АГ, из них мужчин — 34 (30,4%), женщин — 78 (69,6%), средний возраст больных составил 49,3+12,3 лет. Средняя длительность первичной АГ составила 8,3+7,2 лет. Все пациенты были разделены на 3 группы в зависимости от полиморфизма гена ангиотензин-превращающе-го фермента (г-АПФ). В 1 группу с II полиморфизмом г-АПФ вошло 26 пациентов с длительностью АГ 14,2+9,7 лет; средний возраст больных составил 51,2+11,0 лет. Во 2 группу с Ш полиморфиз-
мом г-АПФ вошло 44 пациента с длительностью АГ 8,5+5,6 лет, средний возраст больных — 51,2+ 13,8 лет. В 3 группу с DD-полиморфизмом вошло 42 пациента, длительность АГ составила 4,4+ 3,7 лет; средний возраст больных — 46,2+10,9 лет.
Оценивались фенотипические значения систолического (САД) и диастолического артериального давления (ДАД), индекс массы тела (ИМТ), а также генотипические значения САД (Г-САД) и ДАД (Г-ДАД) [12]. Г-САД и Г-ДАД представляют собой математически рассчитанные генотипи-ческие значения признаков путем регрессионного анализа фенотипических значений признаков у кровных родственников с применением коэффициента наследуемости. Данные подходы широко применяются в генетике и биологии, а в последнее десятилетие в медицине для построения систем прогнозирования. При значении Г-САД>140 и/ или Г-ДАД>90 мм рт. ст. регистрируется высокий генотипический сердечно-сосудистый риск, свидетельствующий о наличии наследственной отяго-щенности к развитию сердечно-сосудистых заболеваний и осложнений, в т.ч. АГ.
Активность плазматического ренина (АПР) определялась путем радиоиммунологического анализа с центрифугированием в ледяной воде при температуре 40. Расчет АПР осуществлялся по формуле АПР-(А1(400)-А1(370)х1,12)/1,5 ч.
Всем больным проводилась эходопплерогра-фия почек и цветное допплеровское картирование почечных сосудов (aa. renalis dex. et sin., aa. segmentaris dex. et sin., aa. interlobularis dex. et sin., aa. arcuatae dex. et sin.) правой и левой почки с определением основных параметров кровотока: максимальная систолическая скорость кровотока (Vmax, см/с), минимальная диастолическая скорость кровотока (Vmin, см/с), средняя скорость кровотока, измеряемая путем 3-х или 4-х кратной локации сосудов почек (Vmean, см/с), основные индексы кровотока, рассчитанные в полуавтоматическом режиме во время проведения исследования по стандартным формулам пульсационный индекс (PI), индекс резистивности (RI), систоло-диастолическое соотношение (S/D). Ультразвуковая допплерография сосудов почек проводилась в горизонтальном положении больного на аппарате "Toshiba" (Япония), с применением цветового доп-плеровского картирования и импульсной волновой допплерографии конвексным датчиком 3,5 МГц при угле сканирования не более 60°. Для визуализации почечных артерий мы применяли трансабдоминальный, транслюмбальный и декубиталь-ный доступы. Генотипический полиморфизм АПФ определялся методом полимеразной цепной реакции с фиксацией в 2% агарозном геле, 12 В/см, при окраске бромидом этидия с применением тест-системы «Сetus».
Математическая обработка данных проводилась на персональной ЭВМ с использованием статистического пакета Statistica 6.0. Данные представлены в виде средних арифметических значений (M), ошибки средней (М+m), коэффициента корреляции (r) и ошибки среднего коэффициента корреляции (mr). Достоверность различий рассчитана по критерию t Стьюдента.
Журнал фундаментальной медицины и биологии
оригинальные статьи
Результаты и обсуждение
Генетический полиморфизм АПФ является качественной реакцией, определяющей один из 3-х вариантов сочетания аллельных признаков. Для количественной оценки генотипически-детермини-рованного риска полиморфизма АПФ нами применена оценочная шкала, соответствующая трем вариантам сочетания генов, согласно ассоциации с уровнем САД и ДАД. Учитывая, что D-аллель гена АПФ ассоциируется с риском АГ, а 1-аллель с нормотензивным состоянием, нами условно был принят П-генотип Г-АПФ за 1 балл, Ш-генотип Г-АПФ — за 2 балла, DD-генотип г-АПФ — за 3 балла, т.е. с повышением балла возрастал гено-типический риск развития АГ. Как видно из таблицы 1 П-генотип г-АПФ ассоциировался с достоверно меньшими уровнями САД и ДАД, Ш-генотип
г-АПФ - с достоверно более высокими цифрами АД, DD-генотип г-АПФ - с самыми высокими цифрами АД. При исследовании генотипических и феноти-пических признаков, ассоциированных с риском развития и прогрессирования первичной АГ, нами установлено, что у пациентов с 11-полиморфизмом г-АПФ (группа 1) были достоверно более низкие значения Г-САД и Г-ДАД, чем у пациентов 2-й и 3-й групп. Достоверная разница выявлена и при анализе этих значений между пациентами 2-й и 3-й групп, что демонстрирует ассоциацию между сердечно-сосудистым генотипическим риском и полиморфизмом г-АПФ. Уровень АПР был достоверно выше в 3-й группе по сравнению с 1 и 2, что может косвенно свидетельствовать о более выраженном вазопрессорном механизме повышения АД путем увеличения ОПСС, обуславливающим достоверно более высокие цифры АД у этой группы больных (табл. 1).
Таблица 1
Уровни САД, ДАД и ПАД у пациентов с первичной АГ в зависимости от полиморфизма г-АПФ
Группа 1 Группа 2 Группа 3
САД, мм рт. ст. 138,4±1,5** 155,2±1,6 172,9±4,3
ДАД, мм рт. ст. 87,5±1,15** 96,1±1,2 105,7±2,25
ПАД, мм рт. ст. 48,2±1,26** 57,9±1,7 67,1±2,9
Г-САД, мм рт. ст. 126,5±0,85* 133,1±0,55* 136,5±0,89
Г-ДАД, мм рт. ст. 80,6±0,64* 87,2±0,7 89,11±0,74
АПР, нгммоль/ч 1,8±0,4* 1,9±0,25 4,2±1,02
Примечание: * - при р< 0,05, ** - при р< 0,01, *** - при р<0,001
При исследовании гемодинамических особенностей почечного кровотока нами получены следующие результаты, представленные в табл. 2.
Таблица 2
Гемодинамические параметры внутрипочечного кровотока
Артерии почек Показатели почечной гемодинамики Группа 1 Группа 2 Группа 3
A. renalis dex. Vmax, см/с 90,9±1,03* 67,8±1,94 59±1,21
см/с 46,7±1,7* 33,6±0,94 30±0,84
Vmean, см/с 68,8±1,19* 50,7±1,36 44,5±0,88
A. segmen-taris dex. Vmax, см/с 63,7±1,34* 48,29±1,28 41,4±0,85
см/с 27,98±1,22* 25,9±0,87 22,95±0,68
Vmean, см/с 45,8±1,1* 37,4±0,77 32,3±0,63
A. inter-lobularis dex. Vmax, см/с 47,4±0,77* 36,8±1,1 38,2±0,87
см/с 23,22±0,5* 21,49±0,46 20,7±0,56
Vmean, см/с 35,24±0,51* 29,17±0,74 29,5±0,61
A. arcuata dex. Vmax, см/с 32,84±0,7* 28,6±0,68 27,6±0,72
см/с 15,9±0,6* 14,6±0,53 13,2±0,45
Vmean, см/с 24,38±0,43* 21,6±0,51 20,4±0,5
A. renalis sin. Vmax, см/с 93±2,8* 77,1±2,01 71,6±0,89
Vmin, см/с 53,8±3,2* 36,7±1,15 32,7±0,92
Vmean, см/с 73,4±2,9* 56,9±1,46 52,2±0,74
A. segmen-taris sin. Vmax, см/с 69±2,8* 52,4±1,45 48,18±1,01
Vmin, см/с 35±2,1* 27,9±0,9 23,03±1,05
Vmean, см/с 52±2,4* 40,1±1,09 35,6±0,84
A. inter-lobularis sin. Vmax, см/с 46,7±2,24* 39,18±1,02 38,7±0,83
см/с 25,2±1,54* 20,18±0,6 18,9±0,56
Vmean, см/с 35,9±1,8* 29,6±0,75 28,8±0,58
A. arcuata sin. Vmax, см/с 34±1,7* 28,18±0,75 26,3±0,62
см/с 16,3±0,85* 15,1±0,6 13,6±0,59
Vmean, см/с 25,2±1,01* 21,67±0,53 20±0,47
Примечание: * - при р<0,05
оригинальные статьи
Журнал фундаментальной медицины и биологии
Показатели, характеризующие скоростные параметры почечного кровотока, были достоверно выше в 1-й группе, чем во 2-й и 3-й, а между 2-й и 3-й группами достоверно не различались. Этот факт подтверждает наличие более выраженных ва-зоренальных механизмов повышения АД у пациентов с D-аллелью, и более ранних морфологических изменений в почках, влияющих на регуляцию вну-трипочечного кровотока. Статистически значимой разницы между показателями, характеризующими периферическое сопротивление току крови, у пациентов с первичной АГ нами не установлено, таким образом явления артериосклероза и развития ишемической нефропатии на фоне компенсаторных сосудистых реакций почек вследствие ишемии в нашей группе не прослеживаются.
Полученные данные свидетельствует в пользу генетической детерминации вовлечения почек в механизм повышения АД с ранним развитием сосудистого ремоделирования почек.
Мнение о более раннем вовлечении почек в патологический процесс при АГ и раннем развитии почечной дисфункции, связанной с быстрым прогрессированием артериолосклероза, склерозом клубочков, уменьшением суммарного количества функционирующих нефронов у пациентов с D-аллелью г-АПФ подтверждается значительно более коротким анамнезом заболевания у этой категории пациентов, при выраженном снижении скоростных параметров внутрипочечного кро-
вотока и снижением СКФ. Длительность АГ в 1-й группе составила 14,2+1,9 лет против 8,5+ 0,84 лет во 2-й группе (р<0,05) и 4,4+0,6 в 3-й группе (р<0,001); СКФ в 1-й группе составила 102,8+ 4,2 мл/мин против 87,6+1,77 мл/мин во 2-й группе (р<0,05) и 74,9+1,8 мл/мин в 3-й группе (р<0,001).
При проведении корреляционного анализа в общей выборке пациентов с первичной АГ нами установлено, что существует статистически достоверная обратная корреляционная зависимость между скоростными характеристиками внутрипочечного кровотока и полиморфизмом г-АПФ, коэффициент корреляции между скоростными параметрами почечного кровотока ^тах, Vmin, Vmean) для всех исследуемых артерий почек и вариантом по-лимофизма г-АПФ в пределах от —0,44 до —0,75, р<0,05.
Подобная ассоциация указывает на то, что наличие D-аллели г-АПФ является независимым прогностически неблагоприятным фактором риска раннего вовлечения почек в патологический процесс у пациентов с первичной АГ и обуславливает ранние гемодинамические изменения сосудистой системы почек.
Данные, свидетельствующие о генотипической детерминации изменений почечной гемодинамики, были нами получены после проведенного корреляционного анализа между показателями почечного кровотока и уровнями Г-САД и Г-ДАД (табл. 3).
Таблица 3
Ассоциация скоростных показателей почечной гемодинамики с генотипическими значениями АД
Артерии правой почки Показатели кровотока, см/с Г-САД, мм рт. ст. Г-ДАД, мм рт. ст. Артерии левой почки Показатели кровотока, см/с Г-САД, мм рт. ст. Г-ДАД, мм рт. ст.
Vmax -0,43 -0,45 Vmax -0,32 -0,41
А. renalis Vmin -0,44 -0,43 А. renalis Vmin -0,33 -0,38
Vmean -0,46 -0,46 Vmean -0,33 -0,38
Vmax -0,46 -0,47 Vmax -0,41 -0,36
А. segmentaris Vmin -0,32 -0,34 А. segmentaris Vmin -0,39 -0,33
Vmean -0,47 -0,45 Vmean -0,39 -0,33
Vmax -0,32 -0,31 Vmax -0,46 -0,32
А. interlobularis Vmin -0,35 -0,36 А. interlobularis Vmin -0,31 -0,33
Vmean -0,39 -0,32 Vmean -0,33 -032
Vmax -0,34 -0,37 Vmax -0,36 -0,41
А. arcuata Vmin -0,33 -0,31 А. arcuata Vmin -0,42 -0,38
Vmean -0,36 -0,31 Vmean -0,31 -0,3
Примечание: данные, представленные в числовом формате являются достоверными, р<0,05
Журнал фундаментальной медицины и биологии
оригинальные статьи
Изменения, возникающие в артериальной сети почек, у пациентов с первичной АГ связаны не только со стойко повышенным уровнем АД. Ранее возникновение сосудистого ремоделирования почек обусловлено еще и независимыми прогностически неблагоприятными факторами генотипически детерминированных уровней САД и ДАД.
Выводы
Изменения сосудистой сети почек при стойко повышенном уровне АД связаны с генетическими факторами риска развития и прогрессирования первичной АГ.
Наличие D-аллеля генотипа г-АПФ является самостоятельным и независимым фактором риска стойкого снижения внутрипочечных показателей гемодинамики, не зависимо от возраста пациента и срока давности первичной АГ.
Наличие D-аллеля в генотипе г-АПФ обуславливает повышение АПР, что способствует закреплению повышенного АД и поддержанию его на более высоком уровне, чем при других вариантах полиморфизма с 1-аллелью г-АПФ.
Ранее возникновение сосудистого ремоделирования почек обусловлено независимыми немодифицируемы-ми прогностически неблагоприятными факторами -повышением Г-САД более 140 мм рт. ст. и Г-ДАД более 90 мм рт. ст.
ЛИТЕРАТУРА
1. Susztak, K. Genomic Strategies for Diabetic / K. Susztak, K. Sharma, M. Schiffer//Nephropathy J Am Soc Nephrol. -2003. - Vol. 14. - P. 271-278
2. Redon, J. Influence of the I/D polymorphism of the angiotensin-converting enzyme gene on the outcome of microalbuminuria in essential hypertension / J. Redon, F.J. Chaves, Y. Liao//Hyperten-sion. - 2000. - Vol. 35 (1 Pt 2). - P. 490-493.
3. Аляев, Ю.Г. Эходопплерография в урологии: Руководство для практикующих врачей / Ю.Г. Аляев, М.Е. Чалый. -Москва, 2007. - 168 с.
4. Cheung, B.M. Fosinopril reduces left ventricular mass in untreated hypertensive patients: a controlled trial / B.M. Cheung, C.P. Lau//Brit. J. Clin. Pharmacology. - 1999. - Vol. 47. - P. 179187.
5. De Leeuw, P.W. Renal involvement in essential hypertension and treatment effects/P.W. De Leeuw, W.H. Birkenhager//Neth.J. Med.- 1995. -Vol. 47. - P. 199-204.
6. Diercks, G.F. Rationale, design, and baseline characteristics of a trial of prevention of cardiovascular and renal disease with fosinopril and pravastatin in nonhypertensive, nonhypercholester-olemic subjects with microalbuminuria (the Prevention of REnal and Vascular ENdstage Disease Intervention Trial [PREVEND
IT]) / G.F. Diercks, W.M. Janseen, A.J. van Boven//Amer. J. Cardiology. - 2000. - Vol. 86. - P. 635-638.
7. Bello, A.K., Prevention of chronic kidney disease: A global challenge / E. Nwankwo, A.M. El-Nahas//Kidney International. -2005. - Vol. 68. - P. 811-817.
8. Guidelines Committee. 2003 European Society ofHypertension -European Society of Cardiology guidelines for the management of arterial hypertension / Guidelines Committee//J Hypertension. - 2003. - 21: 1011-53.
9. Lind, L. Evaluation of endothelium- dependent vasodilatation in human peripheral circulation / L. Lind, I. Hall, A. Larson//Clini-cal. Physiology. - 2000. - Vol. 20, № 6. - Р. 440-445.
10. Perico, N. Prevention of progression and remission/regression strategies for chronic renal diseases: Can we do better now than five years ago?/ N. Perico, I. Codreanu, A. Schieppathi //Kidney Int. - 2005. - Vol. 68 (Suppl. 94). - P. 821-824.
11. Perico, N. Pathophysiology of disease progression in proteinuric nephropathies / N. Perico, I. Codreanu, A. Schieppati//Kidney Int. - 2005. - Vol. 68 (Suppl. 94). - P. 879-882.
12. Батюшин, М.М. Прогнозирование факторов риска и семейная профилактика эссенциальной гипертензии, Дис... канд. мед. наук. Р-н/Д., 2000.
