The associations of indices of echocardiography with polymorphism of genes of angiotensinogen and angiotensin receptor type I in examined patients with chronic rheumatic heart disease
- Authors: Petrov V.S.1
- Affiliations:
- The Federal State Budget Educational Institution of Higher Education “The academician I. P. Pavlov Ryazan State Medical University” of Minzdrav of Russia
- Issue: Vol 28, No 2 (2020)
- Pages: 234-238
- Section: Articles
- URL: https://journal-nriph.ru/journal/article/view/270
- DOI: https://doi.org/10.32687/0869-866X-2020-28-2-234-238
- Cite item
Abstract
The purpose of study is to evaluate associations of polymorphism of genes encoding components of renin-angiotensin system and indices of echocardiography in examined patients with rheumatic heart disease (RHD). The sampling consisted of 128 patients with RHD and average age 58,96±0,34 years. The echocardiography was implemented using Philips Affinity 50 machine. The genetic typing was carried out according polymorphic markers Thr174Met, Met235Thr and А1166С by polymerase chain reaction in real-time with electrophoretic scheme of detecting the result of “SNP-EXPRESS”. The heterozygosis of Thr174Met results in larger dilatation of left sections of heart. The Thr174Thr homozygotes characterized by large linear dimensions of right heart. The Thr235Thr homozygotes characterized by minimal parameters reflecting hypertrophy of left ventricle of heart. There was no significant difference in echocardiography indices in patients with A1166A polymorphism. The mutations in codon 235 and 174 did not affect distance of 6-minute walk test. The statistically significant difference in the distance of 6-minute walk test was obtained only for А1166С: the minimum distance indicators is in the group of A1166C heterozygotes - 291,46 (273,83-309,09) meters and the maximum distance in С1166С homozygotes - 357,20 (309,21-405,19) meters. In patients with RHD, Thr174Met heterozygosis can lead to dilatation of left heart camera, while homozygosis for Thr174Mr leads to dilatation of right heart camera and left ventricular hypertrophy. The Met235Thr heterozygosis, on the contrary, are characterized by minimal sizes of left atrium and right ventricle. Polymorphism of the A1166C gene encoding angiotensin type I receptor had practically no effect on echocardiography indices in patients with RHD.
Full Text
В последние годы в литературе все чаше обращают внимание на генетическую предрасположенность к хронической сердечной недостаточности (ХСН) и проводят выявление единичных нуклеотидных замен генов. Особое внимание уделяется полиморфизму генов, связанных с работой ренин-ангиотензиновой и симпатоадреналовой систем, как основных в течении и прогрессировании ХСН. Так по ренин-ангиотензиновой системе обсуждается ген, кодирующий ангиотензиноген, который находится на коротком плече 1-й хромосомы в локусе 1q42. Он кодирует аминокислотную последовательность белковой молекулы ангиотензиногена [1]. Значимой считается мутация в кодоне 235, приводящая к замене метионина в 235-м положении на треонин, что приводит к повышению уровня ангиотензина II. Отмечается связь полиморфизма M235T как с артериальной гипертензией [2], так и с развитием ишемической болезни сердца (ИБС) [3, 4]. В кодоне 174 возможна замена треонина на метионин, и в литературе отмечается связь полиморфизма Thr174Met с ИБС [5]. В отношении гена, кодирующего ангиотензиновые рецепторы 1-го типа, проводят оценку полиморфизма А1166C, обусловливающего замену аденина на цитозин в 1166-м положении [6]. Наличие С-аллеля в этом случае обусловливает более высокую активность агиотензиногена II и связь с артериальной гипертензией [7]. Данные о влиянии единичных нуклеотидных замен в Мet235Тhr гена аниготензиногена и А1166С гена, кодирующего ангиотензиновые рецепторы 1-го типа, на ХСН немногочисленны и неоднозначны. В ряде работ указывается на повышение риска ХСН у больных с ИБС [8], а в других зависимости между полиморфизмом вышеуказанных генов и прогрессированием ХСН не установлено [9, 10]. Однако основные работы по полиморфизму посвящены ХСН, обусловленной артериальной гипертензией, коронарной болезнью сердца или фибрилляцией предсердий [11]. Исследований по хронической ревматической болезни сердца (ХРБС) [12], в том числе показывающих влияние полиморфизма генов при приобретенных пороках сердца, немного [13]. Целью исследования была оценка ассоциации полиморфизма генов, кодирующих компоненты ренин-ангиотензиновой системы, и показателей эхокардиографии у пациентов с ХРБС. Материалы и методы Было исследовано 128 пациентов с ХРБС (женщин 84,37%, мужчин 15,63%), подписавших информированное согласие. Исследуемые проходили стационарное лечение в кардиологических отделениях областного кардиологического диспансера. Критерием включения в исследование являлось наличие митрального стеноза как проявлениея ревматического порока сердца. По поводу ХСН все исследуемые принимали β-блокаторы [бисопролол - 57 (44,5%), метопролол - 58 (45,3%), карведилол - 13 (10,2%) пациентов] и ингибиторы АПФ [периндоприл - 56 (43,8%), лизиноприл - 36 (28,1 %), фозиноприл - 28 (21,9 %), рамиприл - 8 (6,2 %) пациентов]. Критериями исключения были: отсутствие митрального стеноза на эхокардиографии, оперативное вмешательство на клапанах или имплантация кардиостимулятора, сахарный диабет, бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких. Эхокардиография выполнялась на аппарате Philips Affinity 50 с оценкой линейных размеров сердца и градиентов давления на клапанах: конечный диастолический размер (КДР) и конечный систолический размер (КСР) левого желудочка (ЛЖ), левое предсердие (ЛП), правое предсердие (ПП), правый желудочек (ПЖ), толщина межжелудочковой перегородки (ТМЖП), толщина задней стенки ЛЖ (ТЗСЛЖ), площадь митрального отверстия (SMo), фракция выброса (ФВ). Для объективизации оценки функционального класса (ФК) ХСН использовался тест 6-минутной ходьбы. Генотипирование по полиморфным маркерам Thr174Met, Met235Thr, А1166С выполнено методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) c электрофоретической схемой детекции результата SNP-ЭКСПРЕСС (НПФ «Литех», Россия) после выделения ДНК из лейкоцитов венозной крови. Исследование проводилось на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ) ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет» Минздрава России. Частота полиморфизма и соответствие частот генотипов равновесию Харди-Вайнберга (с использованием χ2) были следующими: Thr174Thr - 78,13%, Thr174Met - 14,06%, Met174Met - 7,81% (χ2=29,84; р=0,001), Met235Met - 26,56%, Met235Thr - 53,13%, Thr235Thr - 20,31% (χ2=0,57; р=0,451), А1166А - 53,91%, А1166С - 35,94%, C1166C - 10,15% (χ2=5,02; р=0,025). Исследуемые были сопоставимы (табл. 1) по полу, росту, массе тела и возрасту, только в группе Met235Thr по возрасту различия были значимы. По частоте сопутствующих заболеваний, которые могли влиять на результаты эхокардиографии, группы также были сопоставимы: артериальная гипертензия (Thr174Met - χ2=4,00; р=0,135, Met235Thr - χ2=2,30; р=0,316, А1166С - χ2=1,50; р=0,472); стенокардия напряжения (Thr174Met - χ2=3,48; р=0,176, Met235Thr - χ2=0,248; р=0,883, А1166С - χ2=2,28; р=0,319); фибрилляция предсердий (Thr174Met - χ2=2,38; р=0,305, Met235Thr - χ2=2,30; р=0,316, А1166С - χ2=4,46; р=0,107). Для статистической обработки данных использована программа IBM SPSS Statistics 23.0. Нормальность распределения количественных показателей определялась с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. При нормальном распределении рассчитывались среднее (М), 95% доверительный интервал (ДИ) для среднего, достигнутый уровень значимости (р). Качественные показатели в группах сравнивались с использованием критерия χ2, для множественных сравнений применялся ANOVA. Проводился множественный линейный регрессионный анализ с оценкой регрессионного коэффициента (В), коэффициента детерминации (R2). Различия считались статистически значимыми при p<0,05. Результаты исследования ps202002.4el00063.jpg ps202002.4el00065.jpg Частота генотипов Thr174Met и А1166С у исследуемых с ХРБС отклонялась от равновесия Харди-Вайнберга, частота Met235Thr соответствовала популяционному равновесию. Для исследуемых гомозигот Met174Met с полиморфизмом ангиотензина I в гене AGT в положении 174 были характерны (табл. 2) значимо меньшие показатели как линейных размеров ЛЖ [КДР 4,51 (4,09-4,93) см, КСР 3,1 (2,92-3,29) см], так и значения гипертрофии ЛЖ [0,86 (0,80-0,93) см, ТЗСЛЖ 0,85 (0,80-0,89) см]. А вот для гетерозиготных исследуемых Thr174Met показатели гипертрофии ЛЖ были ниже [ТМЖП 1,0 (0,87-1,13) см, ТЗСЛЖ 0,98 (0,85-1,11) см], чем в группе Thr174Thr, зато были максимальными значения линейных размеров ЛЖ [КДР 5,80 (5,50-6,10) см, КСР 4,06 (3,70-4,42) см] и ЛП [5,03 (4,67-5,39) см], хотя для последних статистическая значимость не достигнута. C учетом частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД), которые могут влиять на дилатацию полостей сердца и гипертрофию, при регрессионном анализе по влиянию на КСР для группы Thr174Met получен В=0,299 (р=0,019; R2-0,193); для группы Thr174Thr влияния не получено (р=0,103). Для КДР значимости В также не получено (Thr174Met B=0,152; p=0,312; Thr174Thr В=-0,310; p=0,121), как и для ТМЖП и ТЗСЛЖ. По результатам площади левого атриовентрикулярного отверстия (AV) статистически значимой разницы не получено, хотя минимальные показатели площади были в группе гомозигот Thr174Thr [1,63 (1,51-1,75) см2], а максимальная площадь - в группе гомозигот Met174Met [1,95 (1,69-2,21) см2]. При регрессионном анализе с учетом SMo для КДР B=0,1460 (р=0,166), а для КСР B=0,070 (p=0,426). Не получено разницы и по дистанции теста 6-минутной ходьбы в группах (р=0,651), хотя наименьшая дистанция была у гомозигот Met174Met - 308,42 (259,60-357,24) м, а наибольшая - в группе Thr174Thr 328,11 (314,59-341,11) м. Дистанция у гетерозигот Thr174Met составила 325,65 (294,49-356,81) м. У гетерозигот Met235Thr (табл. 3) отмечались минимальные линейные размеры ЛП [3,34 (3,27-3,41) см] и ПЖ [2,53 (2,42-2,65) см] с наибольшими размерами ТЗСЛЖ [1,08 (1,00-1,16) см]. А у гомозигот Thr235Thr - минимальные показатели гипертрофии ЛЖ ТМЖП [0,86 (0,81-0,98) см], ТЗСЛЖ [0,86 (0,81-0,98) см]. По дилатации ЛП с учетом SMo возможное влияние получено для Met235Thr (В=-0,549, р=0,001), а по ПЖ - для Thr235Thr (В=0,296; р=0,011; R2=-0,208), без достижения значимости для группы Met235Thr (р=0,057). По показателям гипертрофии, с учетом АД и ЧСС, влияния на ТМЖП не выявлено, для ТЗСЛЖ отмечалось влияние у исследуемых с Met235Thr (В=0,095; р=0,037; R2=-0,238). Эти изменения были на фоне отсутствия значимой разницы в SMо (р=0,958) и дистанции теста 6-минутной ходьбы (p=0,299): Met235Met - 333,04 (315,58-350,51) м; Met235Thr - 333,04 (315,58-350,51) м. Минимальная дистанция отмечалась в группе гомозигот Thr235Thr - 304,81 (277,70-331,93) м. В случае мутации рецептора 1-го типа ангиотензина II А1166C исследуемые, гетерозиготные по А1166C, проходили наименьшую дистанцию теста 6-минутной ходьбы (р=0,001) А1166С - 291,46 (273,83-309,09) м, максимальной дистанция была в группе C1166C - 357,20 (309,21-405,19) м, промежуточные показатели получены у исследуемых с А1166А - 343,50 (327,87-359,13) м. По эхокардиографическим показателям минимальные значения гипертрофии ЛЖ были в группе гомозигот А1166А: ТМЖП 0,97 (0,91-1,02) см, ТЗСЛЖ 0,96 (0,91-1,02) см, значимости для коэффициента регрессии не получено (В=0,042; р=0,294). У этих исследуемых также были максимальные SMo [1,73 (1,58-1,88) см2], но значения не были статистически значимыми (табл. 4). Не выявлено влияния SMo (В=-0,079; р=0,359), полиморфизма А1166С (В=0,120; р=0,194) и C1166C (В=0,076; р=0,643) на размеры ПЖ. По значениям левых отделов между группами пациентов разницы не отмечено. Однако минимальные показатели ФВ были у пациентов группы C1166C. Обсуждение ps202002.4el00067.jpg Гетерозиготность Thr174Met приводит к большей дилатации левых отделов сердца (ЛП, КДР, КСР). Промежуточные показатели размеров полостей получены в группе гомозигот Thr174Thr, и в этой же группе исследуемые имели статистически значимо большую толщину миокарда ЛЖ. Гомозиготные по Thr174Thr исследуемые также имели большие линейные размеры правых отделов сердца (ПП, ПЖ) и минимальную площадь SMo - 1,63 (1,51-1,75) см2, хотя показатели SMo значимо не различались с другими группами. Вероятно, вышеперечисленные изменения происходили на фоне более высокой активности ангиотензина II в группе гетерозигот [5], хотя возможно влияние на результат этнической принадлежности исследуемых, поскольку от нее зависит уровень ангиотензиногена при полиморфизме Thr174Met [14]. Для гомозигот Thr235Thr были характерны минимальные показатели, отражающие гипертрофию ЛЖ (ТМЖП и ТЗСЛЖ), и максимальные ЛЖ (клинически незначимо) КДР и КСР. У гомозигот Met235Met отмечались большие линейные размеры ЛП и ПЖ. Возможно, получившиеся изменения с минимальной выраженностью гипертрофии и максимальной дилатацией полостей могут быть обусловлены действием на АТ2- и АТ4-рецепторы, которые угнетают рост кардиомиоцитов и снижают пролиферацию на фоне более высокого уровня ангиотензина II, в том числе характерного для гетерозигот по M235T [2]. Значимой разницы по SMo в этих группах не отмечено. Значимой разницы по большинству показателей эхокардиографии у исследуемых с полиморфизмом А1166А не было. Хотя в группе А1166С и С1166С активность ангиотензиногена II должна быть наибольшей, как и активность рецепторов [6, 7]. Возможно, поэтому в группе гетерозигот были максимальные значения ТЗСЛЖ и ТМЖП, а у гомозигот А1166А выраженность гипертрофии была минимальной. Значимой разницы по SMo между группами не было, хотя минимальное значение было у гетерозигот А1166С - 1,58 (1,39-1,78) см2. Мутации в кодонах 235 и 174 не оказали влияния на дистанцию теста 6-минутной ходьбы. Статистически значимая разница в дистанции теста 6-минутной ходьбы получена только для гена, кодирующего ангиотензиновые рецепторы 1-го типа, с минимальными показателями дистанции в группе гетерозигот А1166С и максимальной дистанцией у гомозигот C1166C. Заключение У пациентов с ХРБС гетерозиготность по Thr174Met, возможно, приводит к дилатации левых камер сердца, а гомозиготность по Thr174Thr - к дилатации правых отделов и гипертрофии ЛЖ. Для гетеорозигот по Met235Thr были характерны минимальные размеры ЛП и ПЖ. Полиморфизм гена А1166C, кодирующего рецептор ангиотензина I, практически не влиял на показатели эхокардиографии у исследуемых с ХРБС. Для уточнения полученных данных необходимо планирование исследования с большим числом пациентов. Исследование не имело спонсорской поддержки. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.About the authors
V. S. Petrov
The Federal State Budget Educational Institution of Higher Education “The academician I. P. Pavlov Ryazan State Medical University” of Minzdrav of Russia
Email: dr.vspetrov@gmail.com
References
- Булашова О. В., Хазова Е. В., Ослопов В. Н. Роль генетических факторов в формировании хронической сердечной недостаточности. Казанский медицинский журнал. 2013;94(3):362-6.
- Sethi A. A., Nordestgaard B. G., Gronholt M. L. Angiotensinogen single nucleotide polymorphisms, elevated blood pressure, and risk of cardiovascular disease. Hypertension. 2003;6:102-11. doi: 10.1161/01.HYP.0000072334.34433.17
- Katsuya T., Koike G., Yee T. W. Association of angiotensinogen gene T235 variant with increased risk of coronary heart disease. Lancet. 1995;345:1600-3. doi: 10.1016/s0140-6736(95)90115-9
- Берстнева С. В., Шаханов А. В., Янкина С. В. Гены, кодирующие компоненты ренин-ангиотензиновой системы и факторы эндотелия, в развитии диабетической нефропатии при сахарном диабете 2 типа. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2018;6(3):420-8. doi: 10.23888/HMJ201863420-428
- Нгуен Т. Ч., Шкурат Т. П. Исследование ассоциации Т174М и M235T гена ангиотензиногена с ишемической болезнью сердца в ростовской популяции. Эпидемиология. 2010;(11):63-77.
- Мартынович Т. В., Акимова Н. С., Федотов Э. А. и др. Анализ генетических факторов у больных хронической сердечной недостаточностью. Международный медицинский журнал. 2014;(1):21-9.
- Van Geel P. P., Pinto Y. M., Voors A. A. Angiotensin II type 1 receptor A1166С gene polymorphism is associated with an increased response to angiotensin II in human arteries. Hypertension. 2000;35:717-21. doi: 10.1161/01.hyp.35.3.717
- Zacrzewski-Jakubiak M., de Denus S., Dube M. P. Ten renin-angiotensin system-related gene polymorphisms in heart failure. Br. J. Clin. Pharmacol. 2008;65(5):742-51. doi: 10.1111/j.1365-2125.2007.03091.x
- Tiret L., Maller C., Poirier O. Lack of association between polymorphisms of eight candidate genes and idiopathic dilated cardiomyopathy: the CARDIGENE study. J. Am. Coll. Cadriol. 2000;35(1):29-35. doi: 10.1016/s0735-1097(99)00522-7
- Самородская И. В., Семенов В. Ю., Бойцов С. А. Влияние медицинских и немедицинских факторов на смертность населения: генетические, фенотипические и поведенческие факторы. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2018;26(5):260-5.
- Кускаева А. В., Никулина С. Ю., Чернова А. А. Генетические предикторы фибрилляции предсердий. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2016;12(3):331-6. doi: 10.20996/1819-6446-2016-12-3-331-336
- Петров В. С. Результаты 5-летнего наблюдения за пациентами с ревматическими пороками сердца. Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2015;(3):83-7. doi: 10.17816/pavlovj2015383-87
- Петров В. С., Смирнова Е. А. Роль полиморфизма генов ADRB1 у исследуемых с хронической ревматической болезнью сердца. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2019;27(6):962-6.
- Liao X., Yang Z., Peng D. Association of T174M polymorphism of angiotensinogen gene with essential hypertension: A meta-analysis. Genet. Mol. Biol. 2014:37(2):473-9.