Старение населения становится сложной проблемой во всем мире, поэтому исследования в области здорового старения являются одним из важнейших приоритетов [1]. Этот процесс характеризуется снижением множественных физиологических функций, приводящих к увеличению вероятности смерти. Некоторые изменения, связанные со старением, влияют на внешний вид, такие как морщинистая кожа и седые волосы, в то время как другие влияют на функцию органа, такие как снижение скорости фильтрации почек и снижение мышечной силы. Старение также является основным фактором риска большинства заболеваний человека, включая сердечные заболевания и рак.
По статистике, начиная с середины 19 века, средние показатели продолжительности жизни увеличивались устойчивыми темпами почти на три месяца в год у мужчин и женщин [2]. Первоначально данное явление, вероятно, связано с уменьшением смертности среди несовершеннолетних за счет лечения инфекционных заболеваний [3]. Во второй же половине двадцатого столетия наблюдалось улучшение выживаемости после 65 лет, частично благодаря постепенному совершенствованию лечения заболеваний, ассоциированных со старением, что способствовало увеличению продолжительности жизни [4]. Обнаружение различий генетического характера у долгожителей и респондентов средней возрастной группы имеет немаловажное значение в понимании процесса старения. ВОЗ сообщает, что теоретически ожидаемая продолжительность здоровой жизни (промежуток времени, в течение которого наблюдается хорошее состояние здоровья) детей, родившихся в 2015 году в мировом масштабе, равна в среднем 63,1 годам (64,6 лет для девочек и 61,5 лет для мальчиков) [5].
Наследственность вместе с окружающей средой являются основными компонентами путей здорового старения, в связи с этим получение знаний о генетическом компоненте может помочь разобраться в этом вопросе [6]. Поскольку основными причинами смертности выступают сердечно-сосудистые заболевания, то изучение генетической природы этих патологий имеет особо важное значение [7]. Одним из таких генов-кандидатов, способствующих увеличению продолжительности жизни, является ген ACE, кодирующий ангиотензин-превращающий фермент (АПФ). Ангиотензин-превращающий фермент играет важную роль в двух физиологических системах: одна ведет к получению ангиотензина II, а другая – к деградации брадикинина. Широкое распространение и многофункциональные свойства этих пептидов предполагают, что ACE может участвовать в различных патофизиологических условиях [8].
ACE – один из самых хорошо изученных генов-кандидатов, открытие которого начало новую эру в генетических исследованиях. Было показано, что ген АСЕ содержит полиморфизм, основанный на наличии (инсерция I) или отсутствии (делеция D) Alu-повтора, размер которого составляет 289 пар оснований [9]. Полиморфизм находится в интроне 16, так что сам АСЕ не отличается по генотипу, но полиморфизм составляет 47 % от общей фенотипической вариабельности АПФ в сыворотке крови. Генотип АСЕ классифицируется на три типа: делеции-гомозиготы D/D, инсерции-гомозиготы I/I и гетерозиготы I/D. Уровень АПФ в сыворотке крови у человека с генотипом D/D, как сообщается, примерно в два раза больше, чем у человека с генотипом I/I. Что касается D/I, то этот генотип является промежуточным. Считается, что наличие в организме человека аллеля D является генетическим фактором риска таких старческих патологий как инфаркт миокарда, синдром Альцгеймера, расширенная кардиомиопатия, ишемическая болезнь сердца, гипертрофия левого желудочка и нефропатия [10].
Одной из ведущих проблем современного общества является активное здоровое старение. Среди регионов, широко известных во всем мире своими долгожителями, можно выделить Японию (о-в Окинава), Китай (горы Тибета, провинция Бама), Италию (о-в Сардиния), Грецию (о-ва Икария, Родос), Коста-Рика (п-ов Никоя), Кубу (провинция Вилья Клара), Северный Кавказ, а также горные районы Абхазии и Грузии и др. [11]. Поэтому представляется актуальным изучение комплекса генов долголетия и продолжительности жизни.
В связи с этим наши исследования направлены на анализ аллельного полиморфизма геронтогена ACE у долгожителей КБР.
Материалы и методы
Для проведения настоящего исследования был произведен сбор образцов крови и буккального соскоба жителей КБР, достигнувших 80-летнего возраста в ходе экспедиционных выездов и в Республиканском Геронтологическом Реабилитационном Центре. В процессе работы был создан банк биологического материала: цельная кровь и ДНК долгожителей, проживающих на территории Кабардино-Балкарской республики (96 человек, от 80 до 104 лет, средний возраст 87,3 ± 0,47 года).
Исследуемый биологический материал – венозная периферическая кровь и буккальный соскоб. Забор клинического материала для исключения контаминации проводили с помощью стерильных одноразовых пробирок BD Vacutainer K2 EDTA объемом 9 мл. Выделение ДНК проводилось из лимфоцитов периферической венозной крови вручную с помощью набора «QIAmpDNAbloodMiniKit» (производитель «Qiagen», Германия) и комплекта реагентов для выделения ДНК из буккального соскоба («Литех», Москва).
Генотипирование выполнено методом аллель-специфичной ПЦР. Процесс амплификации осуществляется с использованием наборов GenePakTM PCR Core (OOO «Лаборатория Изоген», Москва). Ожидаемые продукты реакции – аллели I и D, 480 п.н. и 190 п.н, соответственно. Разделение продуктов амплификации проводили в 2 % агарозном геле. Интеркалирующий агент – этидия бромид. Разделение фрагментов ДНК по длине проведено в горизонтальном аппарате для электрофореза Mini-SabCell (Bio- Rad, США). Данные анализировали с помощью аналитической системы Био-Док-Ит М-26Х при облучении геля УФ-излучением с длиной волны 290–330 нм.
Результаты и их обсуждение
В нашей работе проведено изучение Alu-инсерционного полиморфизма гена ACEу 96 неродственных индивидов, представляющих группу долгожителей, проживающих на территории Кабардино-Балкарской Республики.
В результате генотипирования I/D-полиморфизма гена АСЕ у долгожителей КБР было выявлено, что с наибольшей частотой в общей выборке выявлен генотип I/D (48,9 %), генотипы I/I и D/D обнаружены, примерно, с одинаковыми частотами (26 % и 25 % соответственно). Полученные нами результаты мы сравнили с литературными данными по другим популяциям мира. Было выявлено, что значения частот генотипов гена ACE у долгожителей КБР близки к величинам, характерным для других регионов России и стран Западной Европы, и отличаются от таковых в Японии и стран Южной Европы (таблица 1) [12-14].
Таблица 1
Частоты генотипов по полиморфизму I/D гена АСЕ в популяциях некоторых народов мира
|
Популяции |
N, абс. |
Частота генотипов по гену АСЕ, % |
||
|
I/I |
I/D |
D/D |
||
|
Долгожители КБР |
96 |
26 |
48,9 |
25,1 |
|
Северо-Запад России |
112 |
23,2 |
52,7 |
24,1 |
|
Германия |
349 |
20,6 |
45,6 |
33,8 |
|
Дания |
185 |
22,6 |
51,3 |
26,4 |
|
Италия |
151 |
12,6 |
47 |
40,4 |
|
Испания |
117 |
13,7 |
49,6 |
36,7 |
|
Япония |
1245 |
45 |
45 |
10 |
|
Англия |
111 |
19,8 |
43,2 |
37,0 |
|
Франция |
560 |
18,4 |
46,6 |
35,0 |
Также был проведен сравнительный анализ частот генотипов и аллелей гена ACE у мужчин и женщин из группы долгожителей (рисунок).
Гендерное распределение генотипов по гену ACE в группе долгожителей КБР
Проведенный анализ показал, что различий по частотам аллелей и генотипов у мужчин и женщин в исследуемой выборке не наблюдается. На рисунке видно, что частота генотипа II у мужчин (24,2 %) практически не отличается от женщин (25,4 %) (χ2=1,13; p <0.05). По генотипам ID и DD наблюдается такая же картина (χ2=0,539; p<0.05, χ2=1,06; p<0.05, соответственно).
Таким образом, проведенный анализ не позволил выявить существенных отличий частот аллелей и генотипов у долгожителей КБР в сравнении с популяционными выборками из регионов России и Западной Европы.
В самой группе долгожителей КБР выявлено увеличение частоты генотипа I/D по гену АСЕ по сравнению с другими генотипами. По литературным данным гетерозиготность по гену АСЕ можно рассматривать как наследственный фактор и ассоциировать его с долгожительством. У обладателей генотипа D/D отмечены низкие шансы достижения возраста долгожительства. В мире прослеживается этногеографические различия в распределении частот аллелей по полиморфизму I/D гена ACE. Наиболее выражены различия по частотам генотипов между западно-евразийскими и восточно-евразийскими популяциями. Исследователями был отмечен рост встречаемости инсерционного аллеля I у мужчин в старших возрастных группах (более 90 лет). В связи с этим можно предположить, что для мужского населения роль I-аллель является возможной генетической основой долголетия. В нашем исследовании не было выявлено достоверных отличий частот генотипов гена АСЕ между женщинами и мужчинами-долгожителями.
Таким образом, полученные нами результаты являются промежуточными. Дальнейшее расширение выборки и анализ возрастной динамики позволит сделать выводы о роли гена АСЕ в достижении активного долголетия.
Было также проведено социально-физиологическое обследование 96 долгожителей КБР, среди них 37 мужчин (38,5 %) и 59 женщин (61,4 %).
Все исследуемые долгожители родились и всю свою жизнь проживают на территории КБР. На наш взгляд, отсутствие постоянной миграции, смены климатических поясов является важным фактором, определяющим долголетие.
По медико-демографическим параметрам типичным долгожителем в нашем исследовании оказалась женщина, средний возраст которой составляет 92,4 лет, получившая начальное образование, 31,5 год проработавшая в сельском хозяйстве и вышедшая на пенсию по собственному желанию. Факт преобладания женщин среди людей старших возрастных групп известен, в этом отношении наше исследование не стало исключением.
Известно, что жители сельской местности в среднем живут на 5 лет больше горожан. Существенной этно-психической особенностью образа жизни долгожителей КБР является большая патриархальная семья. Это характерно также для всех ранее изученных групп долгожителей Кавказа (азербайджанцев и абхазов), которые проживают именно в таких семьях, и только 1 % долгожителей – одиноки.
При опросе долгожителей КБР установлено, что большинство из них имеют неполное среднее образование, как среди мужчин (89,8 %), так и среди женщин (93,5 %).
В настоящее время активно изучаются семейные случаи долголетия в связи с доказанным влиянием наследственности на продолжительность жизни. В исследуемой нами группе долгожителей КБР у 49,15 % женщин долгожителей имелись случаи долголетия в роду, а у мужчин этот показатель составляет 45,9 % (табл. 2). Частота встречаемости наследственного фактора, по нашему мнению, могла быть выше, поскольку не все долгожители помнили всю информацию о своих родственниках.
Частота встречаемости наследственного фактора, по нашему мнению, могла быть выше, поскольку не все долгожители помнили всю информацию о своих родственниках.
Таблица 2
Анализ распределения факторов активного долголетия у долгожителей КБР
|
Группа |
N, чел. |
Средний возраст (лет) |
Наследственное долголетие,% |
Физическая активность и самообслуживание, % |
|
Долгожители |
96 |
87,3 |
47,9 |
97,0 |
|
Мужчины |
37 |
87,62 |
45,9 |
100,0 |
|
Женщины |
59 |
87,08 |
49,15 |
96,6 |
На момент обследования в структуре хронических заболеваний, характерных для пожилого возраста, в группе долгожителей КБР наиболее часто встречалась гипертензия (7,29 %), диабет (3,12 %) и перенесенный инфаркт (1,04 %). И ни у одного из долгожителей не отмечено старческого слабоумия. В группе мужчин частота случаев диабета оказалась выше, чем у женщин. Параметры, соответствующие степени физической активности и степени самообслуживания, оказались также различны у долгожителей разного пола. В нашем исследовании в группе мужчин-долгожителей все респонденты (100 %) сохранили самообслуживание в полном объеме и были физически активны на момент исследования. Полученные нами данные подтверждают положительное влияние отсутствия вредных привычек (табакокурения и употребления алкоголя) на продолжительность и качество жизни долгожителей КБР.
Вклад в механизм формирования долголетия, несомненно, вносят особенности традиционного стереотипа питания долгожителей. Особенности питания в ранее изученных популяциях Абхазии и Азербайджана и в группе долгожителей КБР указывают на общебиологическую закономерность роли питания в реализации программы здоровья и длительности жизни человека.
Пища исследуемой группы – низкокалорийная. Высокое содержание в ней своеобразных кисломолочных и растительных продуктов. Использование в рационе острых приправ и специй, который способствует нормализации липидного обмена, снижению АД, свертываемости крови, участвует в терморегуляции. То есть пища лишена практически всех основных алиментарных факторов риска развития патологии, развивающейся с возрастом и отвечающей современным требованиям геродиетики.
Таким образом, наши исследования показывают, что мужчины-долгожители КБР имеют повышенную взаимосвязь параметра физической активности и долголетия. Не наблюдается достоверных различий частоты наследственного долголетия между женщинами и мужчинами. Полученные данные являются промежуточными, поскольку дальнейшее увеличение выборки может привести к изменению статистических данных, на основании которых можно будет сделать окончательные выводы о факторах, в том числе генетических, влияющих на активное долголетие жителей Кабардино-Балкарской Республики.
Библиографическая ссылка
Кумыкова З.Ю., Аджиева А.Х., Биттуева М.М., Боготова З.И., Гидова Э.М., Паритов А.Ю., Ситников М.Н., Хандохов Т.Х. ИЗУЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЗНАЧИМОГО ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА ACE И СОЦИО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДОЛГОЖИТЕЛЕЙ КБР // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 4. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=26591 (дата обращения: 03.12.2023).