Автореферат и диссертация по медицине (14.00.13) на тему:Роль структурных особенностей генов ренин-ангиотензиновой системы, эндотелиальной NO-синтазы и р53 в развитии основных факторов риска цереброваскулярной патологии и в формировании инфаркта мозга

Проблема сосудистых поражений нервной системы является одной из самых важных в клинической неврологии [7, 8, 29]. Согласно международным эпидемиологическим исследованиям (World Development Report) ежегодно в мире от инсульта умирает 4,7 млн. человек [7]. По данным ВОЗ смертность от цереброваскулярных заболеваний уступает лишь смертности от заболеваний сердца и опухолей различных локализаций и достигает в экономически развитых странах 11-12%, а в Японии - 25% [12]. Половина всех инсультов приходится на трудоспособный возраст. Цереброваскулярные заболевания наносят огромный ущерб государственной экономике, например, в США материальные потери от инсультов составляют от 7,5 до 11,2 млрд. долларов в год [11].

В России частота инсультов составляет 1,5-3 на 1000 населения в год. Показатели смертности среди мужчин и женщин России составляют соответственно 184,6 и 137,3 на 100 000 населения [6]. Ежегодные потери нашего государства в связи с инсультом составляют 16,5-72 млрд. долларов в год [15]. По частоте инвалидизации инсульт занимает первое место, лишь 20% выживших после инсульта продолжают трудиться на прежней работе [12]. Социальную значимость проблемы усиливает, наблюдающаяся в последние годы тенденция к возникновению инсультов у лиц молодого возраста.

Широкое распространение сосудистых заболеваний мозга, нередкое возникновение их в молодом возрасте, высокий процент смертности и инвалидизации определяют огромную социальную значимость исследований, посвященных данной проблеме неврологии.*

Представление о механизмах повреждающего действия ишемии менялось в течение последних десятилетий. На смену теориям о мгновенном и необратимом развитии ишемического повреждения пришли данные о поэтапном, многокомпонентном, развернутом во времени процессе церебральной ишемии, не всегда приводящем к формированию морфологического дефекта. Трансформация гемодинамических, клеточных и молекулярных изменений в стойкий морфологический дефект определяется не только возможностями коллатерального кровообращения и реактивностью сосудов мозга, но и особенностями индивидуальной чувствительности вещества мозга к ишемии, фоновым состоянием метаболизма, особенностями реагирования нейроиммуноэндокринной системы [8, 19, 78].

Исследования последних десятилетий достоверно установили роль наследственной предрасположенности, как одного из важнейших и независимых факторов риска, в развитии ишемического инсульта [10, 40, 70]. В связи с этим особый интерес представляют исследования молекулярно-генетических основ развития ишемического повреждения мозга и поиски возможностей управления экспрессией генов, вовлеченных в реализацию клеточной гибели в условиях ишемии.

Современные достижения молекулярной генетики, прежде все^о развитие технологии рекомбинангных ДНК и метода полимеразной цепной реакции, позволяют использовать в качестве генетических маркеров непосредственные изменения генетического материала [5].

Достигнуты большие успехи в понимании молекулярно-генетических механизмов реализации ишемического повреждения мозга в рамках моногенных патологических состояний, среди которых выделяют кардио- и тромбоэмболии, поражение мелких артерий вещества мозга (артериопатию), митохондриальную патологию [91, 122, 144,157].

Исследования молекулярно-генетических основ формирования сложных признаков - мультифакториальных полигенных заболеваний, в том числе ишемических инсультов, до сих пор малочисленны и фрагментарны, причем в большинстве работ не учитывался патогенетический вариант инсульта, хотя известно, что это синдром, имеющий различные механизмы развития. Единичные работы посвящены поиску связи между полиморфизмом генов системы гемостаза [61, 159], атерогенеза [62, 124], ренин-ангиотензиновой системы [33, 49, 128], iVO-синтаз [97, 144, 196] и риском развития ишемического инсульта. Найдена тесная связь между D/D полиморфным вариантом гена ангиотензин-превращающего фермента и высоким риском лакунарных инсультов [143], М235Т полиморфизмом гена ангиотензиногена, артериальной гипертензией и инфарктом миокарда [113]. Наличие 4а-аллеля гена eNOS рассматривается как независимый фактор риска развития ишемического инсульта в китайской популяции [97].

Кроме изучения молекулярно-генетических основ факторов риска ишемического инсульта ведутся поиски генов, вовлеченных в комплекс генетических реакций, запускаемых фокальной ишемиеЛ, непосредственно определяющих тканевой ответ на ишемическое повреждение и участвующих в формировании морфологического дефекта.

Исследования с использованием моделей окклюзии средней мозговой артерии показали, что клетки в зоне пенумбры погибают преимущественно путем апоптоза, который, возможно, является важнейшим фактором увеличения зоны инфаркта в отсроченном периоде.

Важную роль в развитии ишемического повреждения ткани мо'^а играет уровень его трофического обеспечения, который во многом определяет альтернативный выбор межд> генетическими программами апоптоза и антиапоптозной защиты, а также влияет на механизмы некротической смерти клеток и репаративные процессы [9, 50, 184].

В связи с вышесказанным особую актуальность приобретают исследования посвященные раскрытию молекулярно-генетических основ ишемического повреждения мозга, изучению наследственной предрасположенности к ишемическому инсульту, возможностям прогнозирования индивидуального риска инсульта на основе семейного анамнеза.

Одним из возможных подходов к решению данной проблемы является выделение и изучение групп генов, потенциально вовлеченных в патогенез заболеваний: ген ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), ген ангиотензиногена (АТГ); ген эндотелиальной УУО-синтазы; ген белка р53, участвующие в регуляции артериального давления, тонуса сосудистой стенки, функции эндотелия, выраженности воспалительных реакций, регуляции программированной клеточной гибели.

Цель работы: Изучение роли структурных особенностей генов ренин-ангиотензиновой системы, эндотелиальной УУО-синтазы и маркера апоптоза - гена р53 в развитии основных факторов риска цереброваскулярной патологии, а также в формировании различных форм ишемической болезни головного мозга.

Задачи исследования:

1. Анализ частоты встречаемости основных факторов риска цереброваскулярной патологии у больных с хронической ишемической болезнью мозга, с атеротромботическим ишемическим инсультом, а также у их сибсов.

2. Сравнительный клинико-генетический анализ полиморфизмов генов ренин-ангиогензиновой системы (ангиотензин-превращающего фермента и ангиотензиногена) у больных с хронической ишемической болезнью мозга, с атеротромботическим ишемическим инсультом и у их сибсов.

3. ( равнительный кшнико-генетический анализ полиморфизма гена эндотелиальной М>синтазы у больных с хронической ишемической болезнью мозга, с полушарным ишемическим инсультом и у их сибсов.

4. Анализ структурных особенностей гена р53 у больных с хронической ишемической болезнью мозга, с полушарным ишемическим инсультом и у их сибсов, проведение клинико-генетических сопоставлений.

Научная новизна.

Впервые проведено комплексное сибсовое клинико-генетическое исследование двух групп пациентов с атеротромботическ.чм ишемическим инсультом и длительной (не менее 7 - 10 лет) хронической ишемической болезнью мозга без развития церебральных инфарктов. Сопоставлена частота встречаемости основных факторов риска сосудистой патологии мозга у пациентов двух групп, у сибсов, а также у пробандов и сибсов. Выявлено достоверное преобладание частоты артериальной гипертензии и сахарного диабета у больных с ишемическим инсультом по сравнению с их здоровыми сибсами. Анализ семейного фона выявил, что в семьях больных с ишемическими инсультами по сравнению с семьями больных с хронический ишемической болезнью мозга достоверно чаще встречаются инфаркты мозга. Проведен анализ структурных особенностей генов ангиотензин-превращающего фермента, ангиотензиногена, эндотелиальной NO-синтазы и р53 у пациентов с различными клиническими формами ишемической болезни мозга а также у их сибсов. На основании молекулярно-генетических и клинических сопоставлений показано, что полиморфизм ни одного из исследованных генов не является фактором, определяющим клинический вариант течения ишемической болезни мозга (хроническая ишемическая болезнь или инсульт), однако выявлены полиморфные варианты генов, обусловливающие развитие таких факторов риска цереброваскулярной патологии, как стенозы магистральных артерий головы (полиморфный вариант D/D гена АПФ) и сахарный диабет (вариант 4а/4Ь гена эндотелиальной МЗ-синтазы).

Выявлена взаимосвязь между полиморфизмом гена одного из маркеров апоптоза - белка р53 и размерами инфаркта мозга.

Практическое значение работы.

Выявление генетических маркеров риска цереброваскулярных заболеваний расширяет возможности первичной профилактики ишемического инсульта, позволяет разработать новые подходы к диспансеризации практически здоровых лиц из групп риска с целенаправленным и комплексным их обследованием и превентивным лечением. е

Изучение генетических основ повреждающего действия ишемии позволяет выявить новые мишени для лечения инсульта. Выявленная взаимосвязь между полиморфизмом гена белка р53 и размерами инфаркта мозга доказывает перспективность использования нейропротекторов, реализующих свое действие через торможение процессов апоптоза и активацию синтеза нейротрофических факторов.

выводы

1. Комплексное клинико-генеалогическое исследование больных с каротидным атеротромботическим ишемическим инсультом и хронической ишемической болезнью мозга установило: достоверное преобладание частоты встречаемости артериальной гипертензии (/=13,291, /7=0,0001) и гиперхолестеринемии (/=9,188, /7=0,002) у больных с ишемическим инсультом по сравнению с пациентами с хронической ишемической болезнью мозга.

2. Комплексное сибсовое клинико-генетическое исследование 110 больных с различными формами ишемической болезни мозга и 119 их сибсов установило: достоверное преобладание частоты артериальной гипертензии (/=3,891, /7=0,049) и сахарного диабета II типа (/=5,339, /7=0,021) среди больных с атеротромботическим ишемическим инсультом по сравнению с их здоровыми сибсами; достоверное увеличение частоты гиперхолестеринемии (/=10,268, /7=0,001) среди сибсов больных с ишемическим инсультом по сравнению с сибсами больных с хронической ишемический болезнью мозга.

3. Анализ семейного фона показал достоверное увеличение частоты инфарктов мозга в семьях больных с ишемическими инсультами по сравнению с семьями больных с хронической ишемической болезнью мозга (/=80,971, /?=0,0001).

4. Анализ инсерционно-делеционного полиморфизма гена ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) установил, что D/D ге- ^тип является фактором, достоверно связанным с развитием одного из факторов риска инсульта - гемодинамически-значимых атеросклеротических стенозов МАГ, но не сцеплен с клиническим вариантом ишемической болезни головного мозга (ишемический инсульт или хроническая церебральная ишемия). Напротив, показано достоверное преобладание доли D/D генотипа у "долгожителей", не имеющих инсульта в анамнезе, по сравнению с больными, перенесшими атеротромботический ишемический инсульт (/=9,269, р=0,002).

5. Анализ полиморфных сайтов М235Т гена ангиотензиногена не выявил какой либо корреляции с клиническими вариантами течения ишемической болезни головного мозга, а также с наличием основных факторов риска цереброваскулярной патологии.

6. Анализ распространенности 4а/4Ь минисателлита гена эндотелиальной М>синтазы (eNOS) в исследуемых группах установил, что генотип 4а/4Ь может участвовать в формировании сахарного диабета II типа как одного из факторов риска, лежащего в основе развития микроангиопатии и, как результат, цереброваскулярной недостаточности. В то же время, полиморфизм гена eNOS не является достоверным фактором риска развития ишемического инсульта.

7. На основании молекулярно-генетических и МРТ-морфометрических сопоставлений выявлена взаимосвязь между полиморфизмом гена р53 - одного из маркеров тканевого повреждения по механизму апоптоза и размерами очага церебрального инфаркта. Установлена сцепленность О/О генотипа с малыми размерами очага инфаркта, и O/R генотипа - с обширным ишемическим поражением головного мозга, что подтверждает участие процессов программированной клеточной гибели в формировании очага ишемического повреждения и доказывает перспективность использования нейропротекторов, реализующих свое действие через торможение процессов апоптоза и активацию синтеза нейротрофических факторов.