Роль системи матриксного Gla-протеїну в патогенезі склеротичних уражень артерій та їх ускладнень (експериментальні й молекулярно-генетичні дослідження)

Abstract

Дисертація присвячена вивченню ролі системи матриксного Gla-протеїну (MGP) в патогенезі серцево-судинних захворювань. Установлено, що блокування варфарином участі MGP у механізмах захисту тканин від процесів ектопічної кальцифікації призводить до розвитку вираженого обвапнення аорти через 96 годин від початку введення щурам токсичних доз вітаміну D (300000 МО/кг). Показано, що додаткові умови для кальцифікації за умов гострої D-вітамінної інтоксикації створюються за рахунок порушення балансу між про- і антикальциногенними ферментами судинної стінки: в тканинах артеріальних судин активність лужної фосфатази зростає на 21 %, а екто-АТФази зменшується у 2 рази порівняно з контролем. Доведено, що алельний поліморфізм генів системи MGP є важливим чинником спадкової схильності до розвитку склеротичних уражень артеріальних судин та їх ускладнень. Для прогнозування ризику гострого коронарного синдрому (ГКС) створено двокомпонентну класифікаційну модель, яка включає поліморфізми G-7A і Thr83Ala гена MGP і має прогностичну здатність понад 60 %. Збіг в однієї особи подібних за спрямованістю варіантів генотипів за зазначеними поліморфізмами асоціюється зі збільшенням ризику ГКС: у гетерозигот за обома поліморфізмами він підвищується у 2,1 раза, а в гомозигот за мінорними алелями – у 6,3 раза. Виявлено асоціацію ряду досліджених поліморфізмів із деякими факторами ризику атеросклерозу: статтю, індексом маси тіла, артеріальною гіпертензією, порушеннями ліпопротеїнового обміну і коагуляції крові, палінням, стресовими професіями.

Диссертация посвящена изучению роли системы матриксного Gla-протеина (MGP) в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний. Установлено, что блокирование варфарином участия MGP в механизмах защиты тканей от процессов эктопической кальцификации приводит к развитию выраженного обызвествления аорты через 96 часов от начала введения крысам токсических доз витамина D (300000 МЕ / кг): содержание кальция в тканях сосудов увеличивается в 34 раза и фосфатов в 30 раз по сравнению с чистой D-витаминной интоксикацией. Показано, что дополнительные условия для кальцификации при острой D-витаминной интоксикации создаются за счет нарушения баланса между про- и антикальциногенными ферментами сосудистой стенки: в тканях артериальных сосудов активность щелочной фосфатазы возрастает на 21 %, а экто-АТФазы снижается в 2 раза по сравнению с контролем. Интоксикация витамином D сопровождается накоплением продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в аортальной стенке крыс. Функциональное состояние системы MGP и бисфосфонаты не влияют на активацию ПОЛ, обусловленную высокими дозами витамина D. Доказано, что аллельный полиморфизм генов системы MGP является важным фактором наследственной предрасположенности к развитию склеротических поражений артериальных сосудов и их осложнений. Риск острого коронарного синдрома (ОКС) у гомозигот по минорному аллелю для G-7A полиморфизма гена MGP в 2,8 раза выше, чем у носителей основного аллеля, а для BsmI (ген VDR), Т2255С (ген VKORC1) и Arg325Gln (ген GGCX) полиморфизмов примерно в 2 раза по сравнению с гомозиготами по основному аллелю. Риск ишемического атеротромботического инсульта (ИАТИ) у гомозигот по минорному аллелю A/A (G-7A полиморфизм) в 2,6 раза больше, чем у носителей основного аллеля, а у гомозигот по минорному аллелю С/С (Т2255С полиморфизм) в 2,2 раза, если сравнивать с гомозиготами по основному аллелю. Для прогнозирования риска ОКС создана двухкомпонентная классификационная модель, которая включает полиморфизмы G-7A и Thr83Ala гена MGP и имеет прогностическую способность более 60 %. Совпадение у индивидуума сходных по направленности вариантов генотипов по указанным полиморфизмам ассоциируется с увеличением риска ОКС: у гетерозигот по обоим полиморфизмам он повышается в 2,1 раза, а у гомозигот по минорным аллелям – в 6,3 раза. Влияние генетического фактора на развитие кардио- и цереброваскулярной патологии имеет половые особенности. Лица женского пола, гомозиготные по минорному аллелю A/A (полиморфизм G-7A гена MGP), в 5,6 раза чаще страдают ОКС и в 6,6 раза – ИАТИ, чем женщины-носительницы основного аллеля (G/A + G/G). У мужчин, носителей B/B генотипа (полиморфизм BsmI гена VDR), риск ОКС в 2,7 раза выше, чем у гомозигот по минорному аллелю (b/b), а у лиц мужского пола, которые являются носителями С/С генотипа (полиморфизм Т2255С гена VKORC1), риск ИАТИ в 2,5 раза выше, чем у лиц с генотипом T/T. Обнаружены ассоциации ряда исследованных полиморфизмов с некоторыми факторами риска атеросклероза: индексом массы тела, артериальной гипертензией, нарушениями липопротеинового обмена и свертываемости крови, курением, стрессовыми профессиями.

The thesis is devoted to the study of matrix Gla-protein (MGP) system role in the pathogenesis of cardiovascular diseases. It was established that blocking MGP participation in the mechanisms of protecting tissues from ectopic calcification by warfarin leads to pronounced calcification of aorta after 96 hours from the start of injecting toxic doses of vitamin D (300000 IU / kg) in rats. It was shown that the additional conditions for calcification under acute vitamin D-intoxication are created by an imbalance between pro- and anticalcinogenic enzymes of vascular wall: alkaline phosphatase activity increases by 21 %, and ecto-ATPase activity decreases 2 times as compared with controls in tissues of blood vessels. It was proved that allelic gene polymorphism of MGP system is an important factor in genetic predisposition to the development of sclerotic lesions of arteries and their complications. To predict the risk of acute coronary syndrome (ACS) a two-component classification model was created. This model includes polymorphisms G-7A and Thr83Ala of MGP gene and its predictive capacity is over 60 %. Coincidence similar in orientation variants of genotypes for these polymorphisms in one person is associated with increased risk of ACS: in heterozygotes for both polymorphisms it is increased 2.1 times, and in homozygotes for the minor alleles – 6.3 times. The association of the studied polymorphisms with some risk factors for atherosclerosis was discovered: sex, body mass index, hypertension, disorders of lipoprotein metabolism and blood coagulation, smoking, stressful occupations.