Стремительный рост сахарного диабета (СД) 2 типа связан не только с нарушением питания современного человека, ожирением, инсулинорезистентностью, но и с мутациями генов, которые принимают непосредственное участие в регулировании метаболизма глюкозы и синтеза инсулина [1,3,7,9]. Так, ген разобщающего белка UCP2, расположенный в пределах хромосомы 11q13 и кодирующий синтез соответствующего белка, обладающего протоноперемещающей активностью, играет важную роль в патофизиологии СД 2 типа. В ряде популяций установлена ассоциация СД 2 типа с полиморфным маркером rs659366 гена UCP2. При наличии аллеля Т уровень продукции белка повышен, в связи с этим может развиваться патологическое снижение глюкозо-индуцированной секреции инсулина. Установлено, что аллель Т изучаемого полиморфизма можно рассматривать в качестве фактора риска в развитии СД 2 типа [11]. Большинство работ показали ассоциацию аллеля Т не только с развитием СД 2 типа, но и с ишемической болезнью сердца, повышенным уровнем маркеров окислительного стресса у больных СД 2 типа, со снижением липопротеидов высокой плотности и повышением индекса атерогенности [2,5,8]. Однако в ряде работ, взаимосвязь аллеля Т с развитием СД 2 типа не была выявлена [6,10].
Целью настоящего исследования явилось изучение особенностей полиморфизма rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа.
Материалы и методы. Дизайн исследования: исследование «случай – контроль». На базе отделения болезней обмена веществ клиники ФГБНУ «НИИ питания» обследовано 120 женщин с СД 2 типа в возрасте от 40 до 65 лет, средний возраст больных составил 58,5±6,1 лет. Длительность заболевания – от 1 до 20 лет. В контрольную группу вошли 22 женщины в возрасте от 40 до 65 лет без нарушений углеводного обмена и атеротромботических проявлений в анамнезе.
Генотипирование проводили с применением аллель-специфичной амплификации с детекцией результатов в режиме реального времени и использованием TaqMan-зондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК. ДНК выделяли из крови стандартным методом с использованием сорбента и набора реагентов «ДНК-сорб-С», производства ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, Москва. Для проведения амплификации использовали амплификатор «CFX96 Real Time System» фирмы «BIO-RAD», США.
С целью определения показателей метаболограммы (энерготрат покоя, показателей окисления белков, жиров и углеводов) использовали стационарный метаболограф «Quark» фирмы COSMED (Италия) с регистрацией концентрации потребляемого О2, выдыхаемого СО2, дыхательного коэффициента.
Для оценки состояния углеводного обмена определяли уровень гликемии с помощью устройства для непрерывного мониторинга глюкозы «iPro2» фирмы Medtronic, США.
Липидный спектр определяли с помощью анализатора «Konelab 30i» фирмы «Thermo Clinical Labsystems», Финляндия.
Статистическую обработку данных проводили с использованием программы SPSS Statistics 21.0. Результаты представлены в виде средних величин и стандартной ошибки средней величины (M±m). Сравнение двух групп проводилось с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни. Для нахождения различий между качественными показателями использовался метод χ2 с поправкой Йетса на непрерывность, для вычисления которого прибегали к построению «сетки 3х2». Уровень значимости считали достоверным при р<0,05. Распределения аллелей и генотипов соответствовало закону Харди-Вайнберга. Для описания относительного риска развития заболевания рассчитывали отношение шансов (OR). Как отсутствие ассоциации рассматривали OR=1; как положительную ассоциацию ("предрасположенность") – OR>1; как отрицательную ассоциацию аллеля или генотипа с заболеванием (пониженный риск развития заболевания) считали OR<1. Доверительный интервал (CI) представляет собой интервал значений, в пределах которого с вероятностью 95% находится ожидаемое значение OR.
Результаты и обсуждение. Результаты исследования полиморфизма rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа показали, что 40% из них являются носителями мутантного аллеля Т в гетерозиготном состоянии и 44% - в гомозиготном состоянии, что свидетельствует о достаточно высокой встречаемости аллеля Т варианта rs659366 гена UCP2 у данной группы пациентов (рис. 1), сопоставимой с встречаемостью мутантного аллеля в группах пациентов с СД 2 типа в ряде европейских популяций [4].
В контрольной группе частота гетерозиготного генотипа С/Т составила 27%, а гомозиготного генотипа Т/Т – 31%.
Рис. 1. Распределение генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа.
При анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 были обнаружены статистически достоверные различия (табл.1). Выявлено, что носительство аллеля Т, генотипа Т/Т и С/Т ассоциировано с риском развития СД 2 типа у женщин в возрасте от 40 до 65 лет (ОR=2,07;1,64 и 1,78, соответственно).
Таблица 1. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа и в контрольной группе
Примечание: Т – мутантный аллель, С – аллель дикого типа.
При изучении показателей метаболограммы у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов изучаемого полиморфизма во всех группах были отмечены метаболические нарушения в виде снижения скорости окисления углеводов (табл. 2).
Таблица 2. Показатели метаболограммы у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)
Примечание: здесь и далее *р<0,05 – сравнение группы С/С и С/Т; **р<0,05 – сравнение группы С/С и Т/Т; ***р<0,05 – сравнение группы С/Т и Т/Т.
У носителей мутантного аллеля Т в гетерозиготном и гомозиготном состоянии скорость окисления углеводов достоверно ниже, чем у носителей аллеля С (рис.2). Скорость окисления жиров у пациентов с генотипами С/Т и Т/Т достоверно выше, чем у пациентов с генотипом С/С.
Рис. 2. Скорость окисления углеводов в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2, г/сут. (p<0,05).
При исследовании углеводного обмена у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов изучаемого полиморфизма были выявлены достоверные изменения базальной и постпрандиальной гликемии в исследуемых группах (табл. 3).
Таблица 3. Показатели гликемии у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)
Средний уровень базальной и постпрандиальной гликемии у носителей мутантного аллеля Т в гетерозиготном и гомозиготном состоянии достоверно выше в сравнении с данными показателями у носителей аллеля С (рис. 3).
Рис. 3 Уровень гликемии у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2, ммоль/л (p<0,05).
При исследовании показателей липидного обмена (общего холестерина, липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), триглицеридов) у больных СД 2 типа в зависимости от генотипа полиморфизма rs659366 гена UCP2 не было выявлено достоверных изменений между группами (табл. 4). Однако, отмечена тенденция к увеличению общего холестерина и триглицеридов в сыворотке крови у носителей мутантного аллеля Т в гомозиготном состоянии.
Таблица 4. Показатели липидного спектра у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)
Выводы
1. Полученные данные свидетельствуют о достаточно высокой встречаемости аллеля Т полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа в русской популяции, сопоставимой с встречаемостью его в группах пациентов с СД 2 типа в ряде европейских популяций.
2. Обнаружена ассоциация полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 с СД 2 типа в русской популяции. Показано, наличие аллеля Т, генотипов Т/Т и С/Т повышает риск развития СД 2 типа в среднем в 2 раза у женщин в возрасте от 40 до 65 лет.
3. У больных СД 2 типа выявлены метаболические нарушения в виде снижения скорости окисления углеводов. Установлено, у носителей мутантного аллеля Т в гетерозиготном и гомозиготном состоянии скорость окисления углеводов достоверно ниже, а скорость окисления жиров достоверно выше, чем у носителей аллеля С.
4. При изучении показателей углеводного обмена в зависимости от генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 выявлено, носительство генотипов Т/Т и С/Т изучаемого полиморфизма характеризуется более высоким уровнем базальной и постпрандиальной гликемии в сравнении с данными показателями у пациентов с генотипом С/С.
5. При исследовании показателей липидного обмена (общего холестерина, ЛПВП, ЛПНП, триглицеридов) у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 не было выявлено достоверных изменений между группами.
6. Доказана необходимость проведения молекулярно-генетических исследований для выявления пациентов с высоким риском развития СД 2 типа и для персонализированного подбора терапии.