Поступление в течение нескольких десятилетий в окружающую среду эндокринных деструкторов, с которыми организмы не контактировали в ходе длившейся миллионы лет эволюции и к которым просто не успели сформироваться молекулярные механизмы эффективного обеззараживания и выведения, радикально преобразило экологическую и биологическую ситуацию [11, 21]. Как оказалось, большинство антропогенных загрязнителей обладает гонадо- и эмбриотоксическим действием, связанным, в первую очередь, с наличием у них свойств эндокринных деструкторов, т.е. соединений, вызывающих нарушения нейрогормональных отношений и эндокринной функции организма [11, 17]. К наиболее известным веществам этого класса относятся дихлордифенилэтаны, циклодиены, гексахлораны, диоксины, алкил- и нонилфенолы, феноловые красители, эфиры фталатов.
Согласно современным представлениям в основе многообразных механизмов токсического действия химических веществ лежит их способность нарушать фундаментальные биохимические процессы, составляющие основу жизнедеятельности: биосинтез белка, тканевое дыхание, окислительное фосфорилирование, метаболизм ксенобиотиков, перекисное окисление липидов [6, 34]. Все больше накапливается свидетельств о роли АФК (активные формы кислорода) в женской репродукции: созревании яйцеклетки, фолликулярной атрезии, функции желтого тела, лютеолизе [12, 18, 24]. АФК могут повреждать гаметы и эмбрион через повреждения ДНК и РНК, пероксидацию липидных мембран, т.о., потенциально повышая риск прерывания беременности [28, 31].
Выявление молекулярно-генетических маркеров репродуктивной патологии является важной научно-практической задачей, решение которой позволит использовать их при оценке индивидуальной предрасположенности к репродуктивной патологии и своевременной профилактике, выборе тактики терапии [2, 10, 19, 24, 30, 36].
Глутатион (γ-L-глутамил-L-цистеинилглицин) - трипептид, присутствующий во всех клетках животных и человека, - поддерживает функциональную активность биологических мембран, участвует в механизмах передачи нервных импульсов, в синтезе белка и ДНК, в модулировании конформационного состояния белковых молекул и регуляции активности ферментов, в механизмах транспорта аминокислот, в синтезе простагландинов [5, 15]. Основной эффект глутатиона реализуется посредством его участия в работе ферментов.
Глутатион-S-трансферазы (GSTs) - ферменты, метаболизирующие тысячи ксенобиотиков, в основном, путем конъюгации с восстановленным глутатионом [5].
Делеция гена GSTМ1 возникла в результате неравного кроссинговера между двумя гомологичными последовательностями, фланкирующими ген GSTМ1 [10]. В результате этой мутации формируется два типа аллелей. Функционально активный GSTM1*1, продукт которого участвует в детоксикации алкилированных и полициклических ароматических углеводородов, и неактивный, или «нулевой», GSTM1*0, при этом соответствующий белковый продукт не синтезируется. Наличие у индивидуума того или иного полиморфного варианта может определять значительные индивидуальные различия в метаболизме ксенобиотиков.
К настоящему времени накоплены сведения об ассоциации «нулевого» генотипа (гомозиготы по делеции GSTМ1 0/0) с риском развития эндометриоза [16, 29]. В проведенных исследованиях Sata F. с коллегами [27] установлено, что среди женщин с привычным невынашиванием беременности частота «нулевого» генотипа гена GSTM1 значительно превышает данные популяционного контроля и составляет 65,2% и 45,6%, соответственно. Причем среди пациенток с тремя и более выкидышами этот показатель достиг 70,6%. В работе Ковалевской Т.С. с соавторами количество пар с делецией в гене GSTM1 было достоверно больше по сравнению с контрольной группой, однако в группе пациентов с невынашиванием беременности у женщин обнаруженная тенденция к увеличению частоты нулевого аллеля этого гена оказалась недостоверной [3]. Кроме того, в работе Hong Y.C. [25] выявлены данные о повышении частоты нулевых генотипов гена GSTM1 у беременных женщин, подвергнутых оксидативному стрессу. В работе Беспаловой О.Н. с соавторами также не выявили достоверной ассоциации делеционного полиморфизма гена GSTM1 с привычным невынашиванием беременности [4]. Аналогичные результаты были получены в исследованиях зарубежных коллег [33, 35].
Глутатион-S-трансфераза tetha (GSTТ1) является важнейшим ферментом, участвующим в биотрансформации ксенобиотиков. В классе theta идентифицируется 2 гена - GSTT1 и GSTT2. Некоторыми исследованиями было показано, что функционально активные GSTT1 и GSTM1 участвуют в инактивации АФК [20].
Ген GSTТ1 картирован на 22 хромосоме в области 22q11.23 [20]. Его полиморфизм обусловлен делецией, в результате которой формируется два типа аллелей: функционально активный GSTТ1*1 и неактивный, или «нулевой», GSTТ1*0. Частота нулевого генотипа в различных популяциях варьирует.
Считается, что мутация гена GSTТ1 может быть фактором риска развития ряда заболеваний вследствие возникающей повышенной чувствительности к вредным факторам окружающей среды: эпителиальный рак яичников, привычное невынашивание беременности, гестозы [4, 10].
В проведенном нами исследовании рисковая значимость делеции гена GSTТ1, установленная для общей выборки больных с репродуктивной патологией, сохранялась для каждой нозологической формы заболевания (первичное бесплодие, вторичное бесплодие, привычное невынашивание беременности) [7].
Ассоциация делеционного полиморфизма гена GSTТ1 у пациенток с привычным невынашиванием беременности нашла подтверждение в исследовании Беспаловой О.Н. с соавторами [4]. Согласно результатам их работ, частота делеции гена GSTТ1 в выборке женщин с привычным невынашиванием беременности составила 40% против 23,3% популяционного контроля.
Кроме того, в исследовании Магзумовой Н.М. с коллегами [9] выявлено достоверное снижение уровня активности глутатион-S-трансфераз у бесплодных женщин с гиперандрогенией по сравнению с контрольными данными. По другим данным, при невынашивании беременности активность глутатионтрансферазы в I триместре не отличается от активности фермента контрольной группы и остается низкой на протяжении всей беременности [13].
Наряду с этим, исследования других авторов не выявили существенных различий по частоте делеции гена GSTT1 между женщинами с привычным невынашиванием беременности и контролем. Так, в работе Ковалевской Т.С. с соавторами частота делеции составила 14,3% и 15,0% у больных и в контроле, соответственно [3]. Результаты работы Zusterzeel P.L. с соавторами также не выявили ассоциации делеционного полиморфизма гена GSTТ1 с привычным невынашиванием беременности [33]. В исследовании других зарубежных коллег различия в частоте «нулевого» генотипа у женщин с патологией репродукции из Японии и контрольной группой также оказались статистически недостоверными [27]. Вероятно, такие различия объясняются тем, что частота делеции гена GSTТ1 у индивидов из Восточной Азии существенно отличается от наблюдаемой для европейских популяций, и в цитируемом исследовании составляет 49,4% в контрольной группе и 47,0% у женщин с привычным невынашиванием беременности.
Фермент GSTР1 относится к pi-классу глутатион S-трансфераз. Ген GSTР1 картирован на 11 хромосоме (11q13). Этот ген экспрессируется в органах респираторного тракта, селезенке, плаценте, мозге [10]. Транзиция аденина на гуанин в 313 положении 5-ого экзона гена (A313G) приводит к замене изолейцина на валин в 105 положении пептида (Ile105Val). В 6 экзоне гена GSTP1 описана редкая транзиция цитозина на тимин в 341 положении (С341T), сопровождающаяся заменой аланина на валин в 114 положении фермента (Ala114Val).
Нами было показано, что гаплотип *D гена GSTP1 является генетическим маркером, ассоциированным с повышенным риском развития первичного бесплодия. Выявлена ассоциация генотипа *GG полиморфного локуса A313G гена GSTP1 у женщин со вторичным бесплодием [7]. Имеются данные аналогичных исследований о достоверном повышении гомозиготных по мутации генотипов GG гена GSTP1 при привычном невынашивании беременности [33].
К ферментам, функции которых связаны с окислением восстановленной формы глутатиона относится глутатионпероксидаза (GPX). Глутатионпероксидаза (ГПО) представлена практически во всех тканях организма. Было показано, что содержание глутатионпероксидазы в перитонеальной жидкости у женщин с необъяснимым бесплодием также было существенно снижено [26]. Описано четыре типа глутатионпероксидаз [22, 23].
Ген GPX1 локализован на хромосоме 3р21.3 и содержит 2 экзона. GPX1 экспрессируется во всех тканях, но наибольший уровень этого фермента найден в эритроцитах, почках и печени [22]. В гене GPX1 идентифицированы однонуклеотидные замены: 2T/C, -592G/A и замена C593T, приводящая к замене пролина на лейцин (Pro197Leu) [32]. Ген GPX2 картирован на хромосоме 14q24.1 и экспрессируется преимущественно в тканях желудочно-кишечного тракта и играет важную роль в защите млекопитающих от токсичности поступающих пероксидов липидов [22]. Внеклеточная глутатионпероксидаза (GPX3) в основном находится в плазме, но также экспрессируется в почках, легких, сердце и плаценте. Ген, кодирующий этот фермент, содержит пять экзонов и локализован на хромосоме 5q32-q33.1. Глутатионпероксидаза 4 (GPX4), представляет собой мономер, содержащий один атом селена. Этот фермент способен восстанавливать гидроперекиси фосфолипидов и холестерина в мембранах, препятствуя, тем самым, их вовлечению в окислительный цикл. Ген GPX4 картирован на хромосоме 19p13.3 и содержит семь экзонов.
Проведенный нами анализ полиморфного локуса С593Т (Pro197Leu) гена GPX1 не показал статистически достоверных различий между выборкой больных с репродуктивной патологией и контрольной группой [8]. Однако при исследовании активности глутатионзависимых ферментов в эритроцитах крови бесплодных женщин с гиперандрогенией выявлено резкое (в 3 раза) повышение активности ГПО по сравнению с контрольными цифрами, обусловленное, возможно, усилением образования супероксидных радикалов [9]. Также показано, что при самопроизвольном прерывании беременности содержание небелковых SH-групп в плаценте снижается, тогда как уровень активности глутатионпероксидазы достигает максимальной величины в первом триместре и превышает более чем в 1,5 раза значения уровня активности фермента в плаценте женщин с физиологическим течением беременности на протяжении гестации [13].
Таким образом, вышеизложенное свидетельствует об актуальности и целесообразности проведения медико-генетических исследований при нарушениях репродуктивной функции у женщин.
Рецензенты:
Корытина Г.Ф., д.б.н., ст. научный сотрудник лаборатории физиологической генетики человека ФГБУН ИБГ УНЦ РАН, г. Уфа;
Хамадьянов У.Р., д.м.н., профессор, зав. кафедрой акушерства и гинекологии № 1 ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России, г. Уфа.