Contribution of polymorphism of genes of aldosterone synthetase CYP11B2 (C-344T), adrenergic receptors type 1 ADRB1 (Gly389Arg) and type 2 ADRB2 (Arg16Gly) to formation of different obesity phenotypes

S. G. Shulkina; Шулькина С. Г.; O. S. Larina; Ларина О. С.; S. V. Alikin; Аликин С. В.; V. G. Zhelobov; Жёлобов В. Г.; E. N. Smirnova; Смирнова Е. Н.; A. A. Antipova; Антипова А. А.; N. Yu. Kolomeets; Коломеец Н. Ю.; M. Yu. Kobernik; Коберник М. Ю.

doi:10.17816/pmj39237-44

Contribution of polymorphism of genes of aldosterone synthetase CYP11B2 (C-344T), adrenergic receptors type 1 ADRB1 (Gly389Arg) and type 2 ADRB2 (Arg16Gly) to formation of different obesity phenotypes

Authors: Shulkina S.G.¹, Larina O.S.¹, Alikin S.V.¹, Zhelobov V.G.¹, Smirnova E.N.¹, Antipova A.A.¹, Kolomeets N.Y.¹, Kobernik M.Y.¹
Affiliations:
1. E.A. Vagner Perm State Medical University
Issue: Vol 39, No 2 (2022)
Pages: 37-44
Section: Original studies
URL: https://permmedjournal.ru/PMJ/article/view/107257
DOI: https://doi.org/10.17816/pmj39237-44
ID: 107257

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Objective. To study the relationship of polymorphism of the genes of aldosterone synthetase CYP11B2 (C-344T), adrenergic receptor type 1 ADRB1 (Gly389Arg) and type 2 ADRB2 (Arg16Gly) with the risk of obesity.

Materials and methods. The study involved 170 patients; the mean age was 45.4 ± 7.3 years. The patients were divided into 2 groups: group 1 – obese patients with metabolic disorders in combination with 1-2 degree hypertension – complicated obesity (n = 90); group 2 – 50 participants with obesity without metabolic disorders (metabolically healthy obesity). The control group consisted of 100 healthy respondents. All the surveyed persons underwent anthropometry and general clinical studies according to the recommendation for examination of patients with obesity and arterial hypertension. Total DNA was isolated from venous whole blood samples by RT-PCR using the DNA-Sorb-B kit.

Results. It was found that in the group of complicated obesity, the carriage of the TT genotype of the CYP11B2 gene polymorphism (C-344T) and the CG genotype of the Gly389Arg polymorphism of the ADRB1 gene prevailed in comparison with the group of metabolically healthy obesity and healthy respondents. The predominance of carriage of the GG genotype of the ADRB2 gene polymorphism (Arg16Gly) was revealed in the groups of metabolically healthy obesity and complicated obesity in comparison with the healthy group. An association of the polymorphic position of the ADRB1 (Gly389Arg) and ADRB2 (Arg16Gly) genes with the level of low-density lipoprotein cholesterol, triglycerides, the level of systolic blood pressure and diastolic blood pressure, and the level of uric acid was established. The relationship between the polymorphism of the CYP11B2 (C-344T) promoter region and the level of glomerular filtration rate and total cholesterol was determined.

Conclusions. Analysis of ADRB1 (Gly389Arg), ADRB2 (Arg16Gly), and CYP11B2 (C-344T) gene polymorphism variants can be used as an additional marker to assess the risk of developing obesity, arterial hypertension, and metabolic disorders.

Keywords

obesity, arterial hypertension, CYP11B2 (C-344T), ADRB1 (Gly389Arg), ADRB2 (Arg16Gly) gene polymorphisms

Full Text

Введение

Ожирение является одним из наиболее важных факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [1]. Известно, что отягощенная наследственность увеличивает риск развития ожирения и артериальной гипертензии (АГ) примерно в 4 раза [2]. Однако вклад полиморфизма генов в формирование и прогрессирование метаболических нарушений у пациентов с ожирением в зависимости от наличия АГ носит дискуссионный характер [3, 4]. Таким образом, определение вклада полиморфизма генов в формирование метаболически осложненного и неосложненного ожирения у лиц с АГ и без повышения артериального давления (АД) является актуальной задачей первичной профилактики ССЗ.

Цель исследования – изучить взаимосвязь полиморфизма генов альдостерон синтетазы CYP11B2 (C-344T), адренергических рецепторов 1-го типа ADRB1 (Gly389Arg) и 2-го типа ADRB2 (Arg16Gly) с риском развития осложненного и неосложненного ожирения.

Материалы и методы исследования

В исследование было включено 170 пациентов трудоспособного возраста. Средний возраст составил 45,4 ± 7,3 г. Диагноз гипертонической болезни был верифицирован в соответствии с российскими [5] рекомендациями. Первую группу составили пациенты с ожирением (критерии ВОЗ) с метаболическими нарушениями (критерии IDF, 2005) в сочетании с АГ 1–2-й степени, 1–2-й стадии – осложненное ожирение (ОО) (n = 90). Вторую группу составили 50 участников с ожирением без метаболических нарушений, соответствующих метаболическому синдрому (МС) (критерии ВОЗ, IDF 2005) – метаболически здоровое ожирение (МЗО). Группу контроля составили 100 почти здоровых участников с индексом массы тела (ИМТ) < 30 кг/м² (средний возраст 40,2 ± 1,2 г.). В исследование не включались пациенты со вторичной АГ, поражением органов-мишеней, онкологическими и другими заболеваниями, требующими специфического лечения и наблюдения, острыми воспалительными и инфекционными заболеваниями; психическими заболеваниями, препятствующими подписанию информированного согласия и дальнейшему адекватному контакту с больным в период обследования. Всем обследованным проводилась антропометрия, общеклинические исследования согласно рекомендациям по обследованию больных ожирением и АГ [6]. Выполнялась оценка генотипов по маркерам CYP11B2 (C-344T), ADRB1 (Gly389Arg) и ADRB2 (Arg16Gly). Методом ПЦР-РВ суммарную ДНК выделяли из образцов цельной венозной крови, используя набор «ДНК-Сорб-В» (ООО «ИнтерЛабСервис», г. Москва). Исследование проводили на амплификаторе «CFХ-96» (Bio-Rad Laboratories, Inc., США) с использованием аллель-специфической ПЦР «SNP-Скрин» (ЗАО «Синтол», г. Москва) и детекцией продуктов в режиме реального времени. При статистической обработке данных использовали программу Statistica 10.0. Для описания соотношения частот генотипов и аллелей исследуемых генов применялся метод c². Различия в двух популяциях рассчитывались по отношению шансов (OR), которое определяли как отношение вероятности того, что событие произойдет, к вероятности того, что событие не произойдет, с использованием подхода «случай – контроль» для различных моделей наследования. При OR ≥ 1,0 вероятность развития события оценивалась как высокая. Для оценки зависимости количественного (фактор) и качественного (генотип) признаков количественные признаки были преобразованы в качественные по квартильным отклонениям. Сила связи признаков измерялась коэффициентом сопряженности (информативности) Пирсона. Зависимость считалась статистически достоверной при уровне значимости (р) < 0,05.

Результаты и их обсуждение

При исследовании распространенности аллелей полиморфизма (C-344T) и генотипов гена альдостерон синтазы CYP11B2 не было обнаружено статистически значимых различий между группой здоровых респондентов и группой МЗО. В выборке больных с ОО установлена большая частота встречаемости неблагоприятного аллеля Т в сравнении с группой здоровых респондентов (55,6 и 42 % пациентов; c²= 6,46; р = 0,01; QR = 1,7). Также установлен достоверно больший процент носительства гомозиготы ТТ в группе ОО – 31 % (c² = 6,35; р = 0,04; QR = 2,0), в сравнении с группой здоровых лиц –18 % (табл. 1).

Таблица 1. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного маркера альдостерон синтазы CYP11B2 (C-344T) в группах (мультипликативная и общая модель наследования, тест хи-квадрат, df = 1)

Аллели и генотипы	Частота аллелей и генотипов		c²	p	OR
	1-я группа (ОО)	контроль (здоровые)			OR
	n = 90	n = 100			значение	CI 95 %
С	80,1/0,444	115/0,575	6,46	0,011	0,59	0,39–0,89
Т	100/0,556	85/0,425	6,46	0,011	1,69	1,13–2,54
С/С	20/0,200	33/0,330	6,35	0,042	0,51	0,26–0,99
С/Т	49/0,489	49/0,490			1,00	0,56–1,76
Т/Т	31/0,311	18/0,180			2,06	1,04–4,05
Аллели и генотипы	2-я группа (МЗО) (n = 50)	контроль (n = 100)	c²	p	OR
Аллели и генотипы	2-я группа (МЗО) (n = 50)	контроль (n = 100)	c²	p	значение	CI 95 %
С	50/0,500	57/0,575	1,08	0,299	0,74	0,42–1,31
Т	50/0,500	43/0,425	1,08	0,299	1,35	0,76–2,4
С/С	22/0,226	33/0,330	1,26	0,532	0,59	0,23–1,52
С/Т	54/0,548	49/0,490			1,26	0,56–2,84
Т/Т	22/220	18/0,180			1,33	0,5–3,56
Аллели и генотипы	1-я группа (n = 90)	2-я группа (n = 50)	c²	p	OR
Аллели и генотипы	1-я группа (n = 90)	2-я группа (n = 50)	c²	p	значение	CI 95 %
С	80,1/0,444	50/0,500	0,57	0,449	1,25	0,7–2,23
Т	100/0,556	50/0,500	0,57	0,449	0,80	0,45–1,43
С/С	20/0,200	22/0,226	0,82	0,665	1,17	0,43–3,13
С/Т	49/0,489	54/0,548	–	–	1,27	0,56–2,88
Т/Т	31/0,311	22/220	–	–	0,65	0,25–1,67

Примечание : ОО – осложненное ожирение, МЗО – метаболически здоровое ожирение, OR – относительный риск, р – достоверность различий.

Исследуя комбинации аллельных вариантов полиморфизма Gly389Arg гена ADRB1, выявлено, что в группе ОО преобладало носительство генотипа СG в 88,7 % (c²= 16,79; р < 0,001; QR = 7,0) случаев в сравнении с группой здоровых лиц – 52,8 %. Также обнаружено преобладание носительства аллеля G в группе ОО – 46,2 % (c²= 7,15; р = 0,008; QR = 2,4) в сравнении с группой здоровых – 26,4 %. Достоверных различий между группой МЗО и группой контроля не установлено (табл. 2).

Таблица 2. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного маркера Gly389Arg гена ADRB1 в группах (мультипликативная и общая модель наследования, тест хи-квадрат, df = 1)

Аллели и генотипы	Частота аллелей и генотипов		c²	p	OR
	1-я группа (ОО)	контроль (здоровые)			OR
	n = 90	n = 100			значение	CI 95 %
C	53,8/0,538	73,6/0,736	7,15	0,008	0,42	0,22–0,8
G	46,2/0,462	26,4/0,264	7,15	0,008	2,40	1,25–4,59
C/C	9,4/0,094	47,2/0,472	16,79	0,000	0,12	0,04–0,36
C/G	88,7/0,887	52,8/0,528			7,01	2,4–20,48
G/G	1/0,019	0/0,000			–	–
Аллели и генотипы	2-я группа (МЗО) (n = 50)	контроль (n = 100)	c²	p	OR
Аллели и генотипы	2-я группа (МЗО) (n = 50)	контроль (n = 100)	c²	p	значение	CI 95 %
C	59,4/0,594	73,6/0,736	3,10	0,078	0,52	0,25–1,08
G	40/0,406	26,4/0,264	3,10	0,078	1,91	0,93–3,93
C/C	21,9/0,219	47,2/0,472	5,53	0,063	0,31	0,11–0,91
C/G	75/0,750	52,8/0,528			2,68	0,95–7,55
G/G	3/0,031	0/0,000			–	–
Аллели и генотипы	1-я группа (n = 90)	2-я группа (n = 50)	c²	p	OR
Аллели и генотипы	1-я группа (n = 90)	2-я группа (n = 50)	c²	p	значение	CI 95 %
C	53,8/0,538	59,4/0,594	0,90	0,343	0,73	0,39–1,39
G	46,2/0,462	40/0,406	0,90	0,343	1,36	0,72–2,58
C/C	9,4/0,094	21,9/0,219	3,24	0,197	0,36	0,1–1,24
C/G	88,7/0,887	75/0,750	–	–	2,28	0,69–7,56
G/G	1/0,019	3/0,031	–	–	–	–

Показано, что носительство генотипа СG и минорного гена G увеличивает риски развития осложненного ожирения. При исследовании полиморфизма (Arg16Gly) гена ADRB2 у здоровых участников преобладал генотип АG в 93,33 % и мажорный аллель А в 53,33 %. В группах респондентов с ОО и МЗО установлено преимущественно носительство генотипа GG полиморфизма Arg16Gly в 48,08 % (c²= 32,66; р < 0,001; QR = 1,83) и 51,61 % (c²= 29,93; р < 0,001; QR = 3,67) случаев соответственно в сравнении с аналогичными данными группы здоровых. Установлено, что в группах с ожирением преобладает носительство аллеля G в сравнении с группой контроля (46,67 %): 68,3 % (р = 0,002) для группы ОО и 72,6 % (р = 0,002) – для группы МЗО (табл. 3).

Таблица 3. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного маркера Arg16Gly гена ADRB2 в группах (мультипликативная и общая модель наследования, тест хи-квадрат, df = 1)

Аллели и генотипы	Частота аллелей и генотипов		c²	p	OR
	1-я группа (ОО)	контроль (здоровые)			OR
	n = 90	n = 100			значение	CI 95 %
А	31,7/0,317	53,3/0,533	9,26	0,002	0,41	0,23–0,73
G	68,3/0,683	46,7/0,467	9,26	0,002	2,46	1,37–4,41
А/А	11,5/0,115	6,7/0,067	32,66	0,000	1,83	0,43–7,77
А/G	40/0,404	93,3/0,933			0,05	0,01–0,18
G/G	48/0,481	0,000			–	–
Аллели и генотипы	2-я группа (МЗО) (n = 50)	контроль (n = 100)	c²	p	OR
Аллели и генотипы	2-я группа (МЗО) (n = 50)	контроль (n = 100)	c²	p	значение	CI 95 %
А	27,4/0,274	53,3/0,533	10,07	0,002	0,33	0,16–0,66
G	72,6/0,726	46,7/0,467	10,07	0,002	3,03	1,51–6,06
А/А	6,5/0,065	6,7/0,067	29,93	0,000	0,97	0,15–6,14
А/G	41,9/0,419	93,3/0,933			0,05	0,01–0,2
G/G	51,6/0,516	0,000			–	–
Аллели и генотипы	1-я группа (n = 90)	2-я группа (n = 50)	c²	p	OR
Аллели и генотипы	1-я группа (n = 90)	2-я группа (n = 50)	c²	p	значение	CI 95 %
А	31,7/0,317	27,4/0,274	0,34	0,558	1,23	0,61–2,46
G	68,3/0,683	72,6/0,726	0,34	0,558	0,81	0,41–1,63
А/А	11,5/0,115	6,5/0,065	0,58	0,748	1,89	0,36–10,01
А/G	40/0,404	41,9/0,419	–	–	0,94	0,38–2,31
G/G	48/0,481	51,6/0,516	–	–	0,87	0,36–2,11

Выявлена ассоциация полиморфной позиции гена ADRB1 (Gly389Arg) и ADRB2 (Arg16Gly) с уровнем холестерина липопротеидов низкой плотности (р = 0,004 и р = 0,003), триглицеридов (р = 0,005 и р = 0,008), уровнем систолического АД (р = 0,001 и р = 0,002) и диастолического АД (р = 0,009 и р = 0,01), уровнем мочевой кислоты (р = 0,005 и р = 0,009). Также установлена связь полиморфизма промоторного региона CYP11B2 (C-344T) с уровнем скорости клубочковой фильтрации и общего холестерина (р = 0,01 и р = 0,002).

В работе И. Ма с соавт. [7] установлены ассоциации носительства генотипа ТТ (–344) гена CYP11B2 с риском развития метаболического синдрома у жителей северо-западного региона России. В нашем исследовании также получена связь ТТ генотипа CYP11B2 (C-344T) с развитием осложненного ожирения, кроме того выявлена ассоциация уровня общего холестерина и скорости клубочковой фильтрации, что позволяет рассматривать носительство ТТ генотипа CYP11B2 (C-344T) как неблагоприятный фактор риска развития хронической болезни почек и ССЗ. Японские исследователи показали значимый вклад полиморфизма Gly389Arg гена ADRB1 в развитие метаболического синдрома [8]. В нашем исследовании в группе осложненного ожирения отмечено статистически значимое преобладание генотипа СG и носительства аллеля G в сравнении с группой контроля. Исследование полиморфизма (Arg16Gly) гена ADRB2 в группах пациентов с ожирением позволило установить статистически значимое преобладание носительства генотипа GG в сравнении с группой здоровых. В группах с ожирением установлено значимое преобладание носительства аллеля G в сравнении с группой здоровых. Наши работы согласуются с данными исследователей из Дании и Китая [9, 10]. Полученные сведения о взаимосвязи полиморфизма Gly389Arg гена ADRB1 и Arg16Gly гена ADRB2 с показателями липидного профиля мочевой кислоты и уровнем АД свидетельствуют о значимой связи носительства данных полиморфизмов с развитием ССЗ.

Выводы

Анализ вариантов полиморфизма генов ADRB1 (Gly389Arg), ADRB2 (Arg16Gly) может использоваться в качестве дополнительного маркера для оценки риска развития ожирения и АГ.
С целью определения риска предрасположенности к развитию АГ значимо носительство генотипа ТТ гена CYP11B2 (C-344T), GС-варианта гена ADRB1 (Gly389Arg) и GG-генотипа гена ADRB2 (Arg16Gly).

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.