Псевдоэксфолиативная глаукома и молекулярно-генетические особенности обмена витамина D
- Авторы: Белецкая И.С.1, Астахов С.Ю.1, Каронова Т.Л.2, Галкина О.В.1, Богданова Е.О.1, Акопов Е.Л.1, Козырева А.А.2
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава России
- ФБГУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России
- Выпуск: Том 11, № 2 (2018)
- Страницы: 19-28
- Раздел: Статьи
- Статья получена: 05.06.2018
- Статья опубликована: 15.06.2018
- URL: https://journals.eco-vector.com/ov/article/view/8933
- DOI: https://doi.org/10.17816/OV11219-28
- ID: 8933
Цитировать
Аннотация
Цель работы — изучить возможную ассоциацию уровня 25-гидроксивитамина D и полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена рецептора витамина D (VDR) с клиническими проявлениями псевдоэксфолиативной глаукомы (ПЭГ).
Методы. Обследовано 160 жителей Санкт-Петербурга и Ленинградской области в возрасте от 55 до 75 лет: 72 мужчины (45 %) и 88 женщин (55 %). Основную группу составили 122 пациента с диагнозом ПЭГ, группу контроля — 38 человек без ПЭГ, первичной открытоугольной глаукомы и псевдоэксфолиативного синдрома. Уровень 25(OH)D в сыворотке крови определяли методом иммунохемилюминесцентного анализа. Детекцию аллельных полиморфизмов ApaI, BsmI, TaqI и FokI гена рецептора витамина D проводили методом полимеразной цепной реакции — полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПЦР-ПДРФ).
Результаты. У пациентов с ПЭГ обнаружена более низкая концентрация 25(OH)D в сыворотке крови по сравнению с группой контроля (39,3 ± 1,2 и 52,7 ± 2,1 нМоль/л соответственно, p < 0,01). Количество больных с дефицитом витамина D в группе ПЭГ было значительно выше, чем в контрольной группе (86,4 и 59,5 % соответственно, p < 0,01). Выявлено, что у пациентов с ПЭГ чаще встречался b-аллель (p < 0,001) и bb-генотип (p < 0,001) полиморфизма BsmI и f-аллель и ff-генотип (p < 0,05) полиморфизма FokI гена VDR по сравнению с общей популяцией. Установлено, что у носителей F-аллеля полиморфизма FokI толщина роговой оболочки была больше, чем у носителей ff-генотипа (547,3 ± 4,1 и 502,1 ± 25,8 мкм соответственно, p < 0,01). Было выявлено, что генотипы bb и Bb полиморфизма BsmI и генотип ff полиморфизма FokI ассоциированы с увеличением риска ПЭГ (OR = 8,2, CI 95 %: 3,4–19,9; OR = 3,9, CI 95 %: 1,7–9,0 и OR = 2,3, CI 95 %: 1,2–4,5 соответственно).
Выводы. В результате проведённого исследования впервые показана ассоциация между полиморфизмами BsmI и FokI гена рецептора витамина D и псевдоэксфолиативной глаукомой.
Ключевые слова
Полный текст
Введение
Известно, что псевдоэксфолиативная глаукома (ПЭГ) — наиболее агрессивная и трудно поддающаяся медикаментозному и хирургическому лечению форма первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ). Несмотря на почти повсеместную распространённость, наиболее часто этот вид глаукомы встречается в странах Скандинавского полуострова, Северо-Западном и Центральном регионах Российской Федерации (РФ) [7]. Выявлено, что большое значение в патогенезе псевдоэксфолиативного синдрома (ПЭС) и ПЭГ имеют нарушения процессов функционирования экстрацеллюлярного матрикса, окислительный стресс, иммунологические нарушения, апоптоз, генетические детерминанты и факторы окружающей среды [22, 24, 27].
Витамин D является жирорастворимым витамином и по механизму действия и химическому строению относится к классу стероидов, гидро ксилированные производные которого обладают гормональной активностью [6]. Выявлено, что помимо своего основного воздействия — участия в регуляции кальций-фосфорного гомеостаза, витамин D оказывает целый ряд плейотропных эффектов, включая регуляцию воспалительных и иммунных процессов, контроль клеточной пролиферации, дифференцировки и апоптоза в различных тканях, в том числе органа зрения [14, 18].
Процессы синтеза витамина D хорошо изучены. Известно, что его предшественники — колекальциферол (синтезируется в коже под действием УФ-В лучей длиной волны 270–310 нм из 7-дегидрохолестерола) и эргокальциферол (поступает в организм человека с пищей) — не являются активными. Первый этап активации предшественников витамина D происходит в печени, где под действием фермента 25-гидроксилазы (CYP27A1 и CYP2R1) образуется кальцидиол или 25-гидро ксивитамин D (25(OH)D) — основная циркулирующая в крови форма. Именно 25(OH)D определяет статус витамина D в организме человека [6]. Далее, при участии фермента 1α-гидроксилазы (CYP27B1) кальцидиол превращается в активную форму — 1,25-дигидроксивитамин-D, или кальцитриол (1,25(OH)2D) — D-гормон). Хорошо известно, что второй этап гидроксилирования происходит в почках [8]. Однако ферменты гидроксилирования и, соответственно, возможность образования активного D-гормона были обнаружены также в клетках других органов и тканей. Так, в ходе экспериментальных и клинических исследований способность к эндогенной продукции 1,25(OH)2D была выявлена у клеток эндотелия роговицы (ЭР), беспигментного эпителия цилиарного тела (БЭЦТ), пигментного эпителия сетчатки и фибробластов склеры (ФС) [10]. Оказалось, что способность барьерных эпителиальных клеток глаза к синтезу активной формы витамина D сопоставима с таковой у метаболически активных тканей, включая респираторный эпителий, эпителий мочевого пузыря и молочной железы [10, 19, 28].
Известно, что большинство своих биологических эффектов 1,25(OH)2D осуществляет через специфический ядерный рецептор (NR1I1, VDR) [15]. Доказано, что VDR является ДНК-связывающим транскрипционным фактором и имеет большое значение в регуляции ряда физиологических процессов, включая клеточную дифференцировку, процессы апоптоза, иммунную регуляцию, метаболизм липидов и углеводов, тем самым выполняя функцию защитного фактора в развитии кардиоваскулярных, аутоиммунных, онкологических и других заболеваний [1, 4, 14, 23].
К настоящему времени имеются единичные исследования, подтверждающие возможность наличия рецептора витамина D в тканях глаза. Так, мРНК рецептора витамина D была обнаружена в роговичном и лимбальном эпителии [19, 28]. Кроме этого, в исследовании, проведённом J.A. Alsalem et al. [10], было выявлено, что клетки пограничных областей глазного яблока (ФС, ЭР, БЭЦТ и пигментного эпителия сетчатки) способны к экспрессии мРНК и самого VDR-протеина. Необходимо отметить, что наиболее выраженная экспрессия была характерна для культур клеток ЭР и БЭЦТ, играющих важную роль в продукции водянистой влаги [10].
Считается, что генетически детерминированное состояние VDR может вовлекаться в патогенез различных, в том числе глазных, заболеваний [1, 2, 17, 23]. В этом отношении наиболее изучены следующие единичные нуклеотидные полиморфизмы (SNP) в последовательности гена VDR: Cdx-2 (rs11568820) — в 1-м экзоне, FokI (rs10735810) — во 2-м экзоне, BsmI (rs1544410) и ApaI (rs7975232) — в 8-м интроне, TaqI (rs731236) — в 9-м экзоне [12, 26]. Так, показана связь указанных полиморфизмов с болезнью Паркинсона, сахарным диабетом, онкологической патологией, болезнью Альцгеймера [17, 23, 26]. В настоящее время имеются лишь единичные исследования, посвящённые установлению ассоциаций между полиморфизмами VDR и патологией органа зрения [2, 20]. Таким образом, понимание механизмов развития открытоугольной глаукомы (в том числе ПЭГ и ПОУГ) и действия витамина D поможет расширить знания в этой области.
Целью нашей работы было изучить возможную ассоциацию уровня 25-гидроксивитамина D и полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена рецептора витамина D с клиническими проявлениями псевдоэксфолиативной глаукомы.
Материалы и методы
Нами было обследовано 160 жителей Санкт-Петербурга и Ленинградской области в возрасте от 55 до 75 лет (72 мужчины (45 %) и 88 женщин (55 %)) европейского происхождения, которые подписали информированное согласие на участие в исследовании. Все участники были разделены на две группы. Основную группу составили 122 пациента (42 % мужчин и 58 % женщин) с наличием псевдоэксфолиативной глаукомы I–III стадий, 38 человек (55 % мужчин и 45 % женщин) без ПЭГ, ПОУГ и ПЭС составили группу контроля.
В исследование не включались пациенты, имеющие в анамнезе сахарный диабет, онкологические и аутоиммунные заболевания, тяжёлую сопутствующую патологию различных систем и органов, получающие лечение глюкокортикоидами, иммуносупрессорами, препаратами витамина D. Со стороны органа зрения критерием невключения было наличие в анамнезе увеитов, острых нарушений кровообращения в системах центральной артерии и центральной вены сетчатки, травм, заболеваний роговицы, влажной формы возрастной макулярной дегенерации.
Офтальмологическое обследование проводили в поликлинике с КДЦ и на кафедре офтальмологии ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, выполняли авторефрактометрию, визометрию, тонометрию по Маклакову, биомикроофтальмоскопию, компьютерную периметрию. Параметры диска зрительного нерва (ДЗН) оценивали при помощи гейдельбергской ретинальной томографии (HRT-II), длину передне-задней оси (ПЗО) глазного яблока и центральную толщину роговицы (ЦТР) измеряли на ультразвуковом био- и кератопахиметре AL-3000 (Tomey Corporation, Япония).
Молекулярно-генетическое и биохимическое обследования проводили в лаборатории биохимического гомеостаза человека НИИ Нефрологии ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова.
Уровень 25(ОН)D в сыворотке крови определяли методом иммунохемилюминесцентного анализа при помощи тест-систем 25-ОН Vitamin D Abbott (США) на анализаторе Abbott Architect i2000 SR (США). Согласно клиническим рекомендациям Российской ассоциации эндокринологов (2015), за нормальную обеспеченность витамином D принимали значения 25(ОН)D в сыворотке крови, равные или превышающие 75 нМоль/л; за недостаточную — значения от 50 до 75 нМоль/л; значения ниже 50 нМоль/л расценивали как дефицит витамина D [6].
Полиморфизмы BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена VDR были определены у 120 пациентов (50 мужчин, 70 женщин), имеющих ПЭГ. Детекцию аллельных полиморфизмов ApaI, BsmI, TaqI и FokI проводили методом полимеразной цепной реакции — полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПЦР-ПДРФ) с применением эндонуклеаз рестрикции (SibEnzyme, Новосибирск): FokI — с визуализацией в 3 % агарозном геле, ApaI, BsmI, TaqI — с визуализацией в 12 % полиакриламидном геле. Размеры полученных фрагментов определяли с помощью «ДНК-маркера 100bp+50bp» (SibEnzyme, Новосибирск). Постановку ПЦР осуществляли на амплификаторе iCycler (BioTeck, Великобритания). Специфичность праймеров проверяли при помощи программы PrimerBLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast) (табл. 1).
Таблица 1. Структура олигопраймеров для определения аллельных полиморфизмов FokI, ApaI, BsmI и TaqI в гене VDR
Table 1. Primers for VDR gene polymorphisms (FokI, ApaI, BsmI and TaqI)
Ген | Локализация | Полиморфизм | Структура олигопраймеров |
VDR | 12q13-14 | FokI (Т>С) | F: 5-AGCTGGCCCTGGCACTGACTCTGGCTCT3 R: 5-ATGGAAACACCTTGCTTCTTCTCCCTC-3 |
ApaI (A>C) | F: 5-GTATCACCGGTCAGCAGTCATAGA-3 R: 5-TGTACGTCTGCAGTGTGTTGGA-3 | ||
BsmI (A>G) | F: 5-GAGCCCAGTTCACGCAAGAG-3 R: 5-GGGGGGATTCTGAGGAACTAGATA-3 | ||
TaqI (C>T) | F: 5-GTATCACCGGTCAGCAGTCATAGA-3 R: 5-TGTACGTCTGCAGTGTGTTGGA-3 |
Длину ампликона и расположение сайта распознавания эндонуклеазы рестрикции определяли при помощи ресурсов NCBI и NebCutter. Полиморфизмы BsmI, ApaI, TaqI и FokI представлены по стандартной номенклатуре, согласно которой при отсутствии рестрикционных сайтов аллели обозначаются заглавными буквами (B, A, T, F), при наличии области для рестрикционного фермента — строчными (b, a, t, f) [12].
Результаты молекулярно-генетического исследования, полученные в группе больных ПЭГ, сравнивали с данными, полученными при обследовании 212 здоровых доноров (145 мужчин и 67 женщин), обследованных в ФМИЦ им. В.А. Алмазова [4]. Группу сравнения рассматривали как общую популяцию.
Статистический анализ
Полученные в процессе исследования медико-биологические данные обрабатывали c использованием программной системы STATISTICA для Windows (версия 9). Частотные характеристики качественных показателей анализировали с помощью непараметрических методов χ2, χ2 с поправкой Йетса (для малых групп) и критерия Фишера. Количественные параметры в исследуемых группах сравнивали с использованием критериев Манна – Уитни, Вальда, медианного χ2 и модуля ANOVA. Для описания относительного риска развития заболевания рассчитывали отношение шансов (OR) и доверительный интервал (CI, интервал значений, в пределах которого с вероятностью 95 % находится ожидаемое значение OR). Как отсутствие ассоциации рассматривали OR = 1, как положительную ассоциацию — OR > 1, а OR < 1 — как отрицательную ассоциацию аллеля или генотипа с заболеванием (пониженный риск развития патологии). Доверительные интервалы для частотных показателей рассчитывали с применением точного метода Фишера. Характеристики выборок были представлены в виде среднего значения ± ошибка среднего значения (M ± m).
Результаты
Анализ результатов измерения биометрических показателей (длина ПЗО глазного яблока (мм), ЦТР (мкм) и площадь ДЗН (мм2)) у пациентов основной и контрольной групп показал отсутствие достоверных различий всех исследуемых параметров в обеих группах (табл. 2).
Таблица 2. Длина передне-задней оси глазного яблока, толщина роговицы в центре и площадь диска зрительного нерва у больных псевдоэксфолиативной глаукомой и в группе контроля
Table 2. The eye length, central cornea thickness and optic nerve head area in patients with pseudoexfoliative glaucoma and in control group
Параметр | Группа с псевдоэксфолиативной глаукомой | Группа контроля | p |
Передне-задняя ось, мм | 22,5 ± 0,4 | 22,3 ± 0,6 | > 0,05 |
Центральная толщина роговицы, мкм | 537,8 ± 7,9 | 560,3 ± 5,9 | 0,09 |
Площадь диска зрительного нерва, мм2 | 1,7 ± 0,1 | 1,6 ± 0,1 | > 0,05 |
Результаты биохимического исследования продемонстрировали, что для пациентов с ПЭГ характерна более низкая концентрация 25(OH)D в сыворотке крови по сравнению с группой контроля (39,3 ± 1,2 и 52,7 ± 2,1 нМоль/л соответственно, p < 0,01). Выявлено, что количество больных с дефицитом витамина D в группе ПЭГ было значительно выше, чем в контрольной группе (86,4 и 59,5 % соответственно, p < 0,01). Кроме того, в отличие от группы контроля у 12,6 % больных ПЭГ наблюдался тяжёлый дефицит витамина D (< 25 нМоль/л).
Распределение генотипов и встречаемость аллелей полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена VDR у больных ПЭГ и в общей популяции представлены в табл. 3.
Таблица 3. Распределение генотипов и встречаемость аллелей полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена рецептора витамина D у пациентов с псевдоэксфолиативной глаукомой и в общей популяции
Table 3. BsmI, ApaI, TaqI, and FokI VDR gene polymorphisms genotypes distribution, and allele frequencies in patients with PEG and general population
Полиморфизмы | Распределение генотипов (%) и встречаемость аллелей | p | ||||
BsmI | BB | bb | Bb | B-аллель | b-аллель |
|
Группа с псевдоэксфолиативной глаукомой | 5,8 | 43,3 | 50,8 | 0,31 | 0,69 | < 0,001 |
Контроль | 24,1 | 21,7 | 54,2 | 0,51 | 0,49 | |
ApaI | AA | aa | Aa | a-аллель | a-аллель |
|
Группа с псевдоэксфолиативной глаукомой | 17,5 | 27,5 | 55,0 | 0,45 | 0,55 | > 0,05 |
Контроль | 26,0 | 22,6 | 51,4 | 0,52 | 0,48 | |
TaqI | TT | tt | Tt | T | t |
|
Группа с псевдоэксфолиативной глаукомой | 39,2 | 15,0 | 45,8 | 0,62 | 0,38 | > 0,05 |
Контроль | 45,3 | 9,4 | 45,3 | 0,68 | 0,32 | |
FokI | FF | ff | Ff | F | f |
|
Группа с псевдоэксфолиативной глаукомой | 25,0 | 25,0 | 50,0 | 0,5 | 0,5 | < 0,05 |
Контроль | 34,0 | 14,6 | 51,4 | 0,6 | 0,4 |
Распределение генотипов всех изучаемых полиморфизмов гена VDR соответствовало равновесию Харди – Вайнберга. С учётом данных, представленных в табл. 3, не было найдено достоверных различий в распределении генотипов и встречаемости аллелей полиморфизмовApaI и TaqI гена VDR. В то же время у обследованных пациентов с ПЭГ чаще встречались b-аллель (p < 0,001) и bb-генотип (p < 0,001) полиморфизма BsmI и f-аллель и ff-генотип (p < 0,05) полиморфизма FokI гена рецептора витамина D по сравнению с общей популяцией. При этом установлено, что для группы обследованных нами пациентов с ПЭГ не имеется различий в распределении генотипов по половому признаку в сравнении с общей популяцией (p > 0,05).
При оценке концентрации 25(OH)D у больных ПЭГ, носителей различных генотипов гена VDR, нами не было выявлено достоверных различий (табл. 4)
Таблица 4. Концентрация 25(OH)D в сыворотке крови у больных псевдоэксфолиативной глаукомой, носителей различных генотипов полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена рецептора витамина D
Table 4. 25(OH)D concentration in PEG patients, carriers of different BsmI, ApaI, TaqI, and FokI VDR gene polymorphisms genotypes
Полиморфизмы | 25(OH)D, нМоль/л | p | ||
BsmI | BB | Bb | bb |
|
30,4 ± 6,2 | 39,5 ± 1,6 | 40,05 ± 2,0 | > 0,05 | |
ApaI | AA | Aa | aa |
|
40,4 ± 4,2 | 39,1 ± 1,4 | 38,6 ± 2,7 | > 0,05 | |
TaqI | TT | Tt | tt |
|
39,9 ± 2,2 | 39,1 ± 1,6 | 37,7 ± 3,7 | > 0,05 | |
FokI | FF | Ff | ff |
|
41,9 ± 2,1 | 38,5 ± 1,8 | 38,0 ± 2,9 | > 0,05 |
У больных ПЭГ, носителей различных генотипов полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена VDR, были рассчитаны показатели ПЗО, ЦТР и площади ДЗН (табл. 5).
Таблица 5. Длина передне-задней оси глазного яблока, центральная толщина роговицы и площадь диска зрительного нерва у больных псевдоэксфолиативной глаукомой, носителей различных генотипов полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена рецептора витамина D
Table 5. The eye length, central cornea thickness and optic nerve head area in carriers of different BsmI, ApaI, TaqI, and FokI VDR gene polymorphisms genotypes
Параметры | Генотипы | p | ||
BsmI-полиморфизм гена рецептора витамина D | ||||
| BB | Bb | bb |
|
ПЗО, мм | 23,4 ± 0,3 | 22,1 ± 0,7 | 22,8 ± 0,5 | > 0,05 |
ЦТР, мкм | 544,8 ± 8,6 | 538,6 ± 8,6 | 533,7 ± 11,5 | > 0,05 |
Площадь ДЗН, мм2 | 1,6 ± 0,3 | 1,6 ± 0,1 | 1,7 ± 0,1 | > 0,05 |
ApaI-полиморфизм гена рецептора витамина D | ||||
| AA | Aa | aa |
|
ПЗО, мм | 21,9 ± 1,2 | 22,3 ± 0,6 | 23,2 ± 0,2 | > 0,05 |
ЦТР, мкм | 546,3 ± 9,9 | 530,9 ± 12,6 | 543,1 ± 6,5 | > 0,05 |
Площадь ДЗН, мм2 | 1,48 ± 0,2 | 1,66 ± 0,1 | 1,69 ± 0,1 | > 0,05 |
TaqI-полиморфизм гена рецептора витамина D | ||||
| TT | Tt | tt |
|
ПЗО, мм | 22,7 ± 0,5 | 22,1 ± 0,8 | 23,2 ± 0,2 | > 0,05 |
ЦТР, мкм | 532,9 ± 0,2 | 533,8 ± 11,7 | 556,8 ± 8,4 | > 0,05 |
Площадь ДЗН, мм2 | 1,7 ± 0,1 | 1,65 ± 0,1 | 1,48 ± 0,2 | > 0,05 |
FokI-полиморфизм гена рецептора витамина D | ||||
| FF | Ff | ff |
|
ПЗО, мм | 23,2 ± 0,2 | 22,1 ± 0,7 | 22,6 ± 0,8 | > 0,05 |
ЦТР, мкм | 543,3 ± 5,4 | 536,8 ± 10,7 | 530,7 ± 19,9 | > 0,05 |
Площадь ДЗН, мм2 | 1,7 ± 0,1 | 1,6 ± 0,1 | 1,7 ± 0,1 | > 0,05 |
Примечние: ПЗО — передне-задняя ось; ЦТР — центральная толщина роговицы; ДЗН — диск зрительного нерва |
Как видно из представленных данных, различий в исследуемых показателях в зависимости от генотипа гена VDR у больных ПЭГ выявлено не было. В то же время установлено, что у носителей F-аллеля полиморфизма FokI толщина роговой оболочки была больше, чем у носителей ff-генотипа (547,3 ± 4,1 и 502,1 ± 25,8 мкм соответственно, p < 0,01).
На основании полученных в ходе исследования данных был рассчитан риск ПЭГ в зависимости от генотипов изучаемых полиморфизмов гена рецептора витамина D. Выявлено, что носительство bb-генотипа полиморфизма BsmI гена VDR ассоциировано с увеличением риска ПЭГ в 8,2 раза [CI 95 %: 3,4–19,9], а носительство Bb-генотипа — в 3,9 раза [CI 95 %: 1,7–9,0]. Таким образом, наличие ПЭГ ассоциировано с носительством b-аллеля полиморфизма BsmI гена VDR. Кроме того, установлено, что носительство ff-генотипа полиморфизма FokIассоциировано с увеличением риска ПЭГ в 2,3 раза [CI 95 %: 1,2–4,5].
Обсуждение
Хорошо известно, что наличие тонкой роговой оболочки может быть одним из факторов риска глаукомы [13]. Результаты исследований продемонстрировали, что для больных ПЭС/ПЭГ также характерно уменьшение ЦТР. Предполагают, что такая особенность роговицы при наличии указанной патологии может быть связана с уменьшением плотности клеток стромы и потерей клеток эндотелия [9, 25]. В проведённом нами исследовании, несмотря на то, что у пациентов с ПЭГ ЦТР была ниже, чем в группе контроля (537,8 ± 7,3 и 560,3 ± 5,9 мкм), различия были недостоверны (p = 0,09).
Об истинной встречаемости дефицита витамина D у больных различными формами глаукомы в настоящее время сложно судить в связи с малочисленностью имеющихся работ. Результаты проведённых нами исследований показали, что пациенты с ПЭГ, ПОУГ, ПЭС имеют более низкий уровень 25(OH)D в сыворотке крови и более высокую распространённость дефицита витамина D по сравнению с пациентами без глаукомы и ПЭС (p < 0,01) [3]. Результаты, полученные в ходе данной работы, сопоставимы с результатами других исследователей. Так, при оценке уровня 25(OH)D у 314 больных ПОУГ во Франции было обнаружено, что для пациентов с глаукомой независимо от времени года характерна более низкая концентрация и высокая распространённость той или иной степени недостатка витамина D. Кроме того, авторы показали, что повышение уровня 25(OH)D на каждые 10 нМоль/л уменьшает риск встречаемости ПОУГ, а дефицит витамина D ассоциирован с увеличением риска ПОУГ в 2,1 раза [CI 95 %: 1,06–4,12] [16]. Вместе с тем результаты исследования, проведённого корейскими учёными (6094 человека старше 45 лет), также убедительно показали, что низкий уровень витамина D значительно увеличивает риск развития глаукомы и взаимосвязан с клиническими проявлениями дисфункции зрительного нерва у больных ПОУГ [29].
Как видно из результатов нашего исследования, для больных ПЭГ, так же как и для больных ПОУГ, характерна более частая встречаемость дефицита витамина D и степень его выраженности (86,4 % — ПЭГ, 59,5 % — группа контроля, p < 0,01). Учитывая известные механизмы патогенеза глаукомы и ПЭС, витамин D, в условиях его дефицита, может оказывать влияние на скорость и степень обновления внеклеточного матрикса, прогрессию апоптоза ганглиозных клеток сетчатки, а также на состояние эндотелия и базальных мембран сосудов и структур, имеющих отношение как к гидродинамике глаза, так и к продукции псевдоэксфолиативного материала, приводя к нарушениям, выявляемым при ПЭС/ПЭГ [10, 18, 21, 30].
Учитывая известную связь генетических особенностей рецептора витамина D с различными заболеваниями [12, 17, 23], нами были изучены четыре полиморфизма гена VDR у больных ПЭГ. Было установлено, что в группе обследованных нами пациентов с ПЭГ нет различий в распределении генотипов по половому признаку в сравнении с общей популяцией, что согласуется с данными отечественной литературы [4]. Вместе с тем нами впервые было выявлено, что для больных ПЭГ характерно носительство b-аллеля и bb-генотипа полиморфизма BsmI и ff-генотипа полиморфизма FokI гена VDR. Молекулярно-генетические исследования по изучению связи между геном рецептора витамина D и глазными болезнями ранее были сосредоточены на диабетической ретинопатии, возрастной макулярной дегенерации и миопии [2, 23]. У больных с глаукомой такие работы остаются единичными. Так, в работе китайских учёных, посвящённой изучению полиморфизмов BsmI, TaqI, FokI и Cdx-2 гена VDR у пациентов с ПОУГ (71 человек китайской народности Han), было показано преобладание Bb-генотипа и B-аллеля полиморфизма BsmI (p = 0,001 и p = 0,002 соответственно) и Tt-генотипа и t-аллеля полиморфизма TaqI (p = 0,013 и p = 0,018 соответственно) по сравнению с группой здоровых добровольцев (73 человека) [20]. В изученной нами популяции, так же как и в представленной выше работе, выявлена связь с полиморфизмом BsmI. Однако у больных ПЭГ европеоидной расы преобладало носительство bb-генотипа полиморфизма данного гена. Также в российской популяции больных ПЭГ выявлены различия по распределению аллелей и генотипам полиморфизма FokI. Возможно, такие отличия носят этнический характер, что подтверждается литературными данными, в том числе в Российской Федерации [5].
Необходимо отметить, что ни один изученный нами генотип не был ассоциирован с уровнем 25(OH)D в сыворотке крови и полученные связи между генотипами и наличием ПЭГ установлены на фоне высокого распространения дефицита витамина D как среди больных глаукомой, так и в контрольной группе.
Исследуя показатели длины ПЗО и площади ДЗН, нами не было обнаружено отличий у больных ПЭГ — носителей различных генотипов полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена VDR. В то же время при оценке центральной толщины роговицы было выявлено, что носители ff-генотипа полиморфизма FokI имели более тонкую роговицу, чем носители F-аллеля (502,05 ± 141,72 и 547 ± 37,97 мкм соответственно, p < 0,01). Такую закономерность, вероятно, можно объяснить особенностями VDR-белка при полиморфизме FokI. Известно, что полиморфизм FokI (rs10735810) находится в кодирующем ре гионе гена VDR, определяет структуру VDR-белка и рассматривается как независимый маркер в гене рецептора витамина D [12, 26]. При этом установлено, что короткая форма VDR-белка (424 аминокислоты, соответствует F-аллели) обладает более высокой (в 1,7 раза) транскрипционной активностью, чем длинная (427 аминокислот, соответствует f-аллели), что, возможно, может повлиять на транскрипционном и посттрансляционном уровнях на синтез и функционирование ряда веществ (включая различные типы коллагена, матриксные металлопротеиназы, трансформирующие факторы роста), имеющих значение в патогенезе как ПОУГ, так и ПЭГ [11].
Оценивая связь ПЭГ с изучаемыми полиморфизмами гена VDR, мы установили, что носительство bb- и Bb-генотипов полиморфизма BsmI гена VDR обусловливает увеличение риска ПЭГ в 8,24 и 3,9 раза соответственно; наличие ff-генотипа полиморфизма FokI — в 2,3 раза, что позволяет выделить данные генотипы как неблагоприятные по развитию глаукомного процесса. Предполагают, что полиморфизм BsmI, находящийся в нетранслируемом 3´-регионе, способен оказывать влияние на функцию рецептора витамина D и, таким образом, может быть связан с развитием заболеваний вследствие сцепления с неизвестными важными аллельными областями, локализованными отдалённо или в соседнем гене. Исследователи также не исключают возможности, что полиморфизмы, находящиеся в нетранслируемом регионе гена VDR, так же как и FokI-полиморфизм (ff-генотип), могут оказывать влияние на стабильность мРНК, транскрибируемой с гена рецептора витамина D, способствуя тем самым развитию ряда заболеваний, в том числе органа зрения [12, 26].
Выводы
В результате проведённого нами исследования установлено, что у больных ПЭГ европейского происхождения, жителей Санкт-Петербурга и Ленинградской области, концентрация 25(OH)D в сыворотке крови в основном соответствует дефициту или тяжёлому дефициту витамина D и не связана с носительством различных генотипов полиморфизмов BsmI, ApaI, TaqI и FokI гена рецептора витамина D.
Продемонстрировано наличие ассоциации носительства ff-генотипа полиморфизма FokI гена рецептора витамина D с меньшими значениями показателя центральной толщины роговицы.
Впервые найдена ассоциация носительства bb- и Bb-генотипов полиморфизма BsmI, а также ff-генотипа полиморфизма FokI гена VDR с риском ПЭГ.
Об авторах
Инесса Станиславовна Белецкая
ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава России
Автор, ответственный за переписку.
Email: glaziki@list.ru
врач-офтальмолог
Россия, Санкт-ПетербургСергей Юрьевич Астахов
ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава России
Email: astakhov73@mail.ru
д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой офтальмологии с клиникой
Россия, Санкт-ПетербургТатьяна Леонидовна Каронова
ФБГУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России
Email: karonova@mail.ru
д-р мед. наук, заведующая НИЛ Клинической эндокринологии Института эндокринологии
Россия, Санкт-ПетербургОльга Владимировна Галкина
ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава России
Email: ovgalkina@mail.ru
канд. биол. наук, доцент, заведующая лабораторией биохимического гомеостаза Научно-исследовательского института нефрологии
Россия, Санкт-ПетербургЕвдокия Олеговна Богданова
ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава России
Email: evdokia.bogdanova@gmail.com
младший научный сотрудник лаборатории биохимического гомеостаза Научно-исследовательского института нефрологии
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Леонидович Акопов
ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава России
Email: elacop@mail.ru
канд. мед. наук, доцент кафедры офтальмологии с клиникой
Россия, Санкт-ПетербургАлександра Анатольевна Козырева
ФБГУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России
Email: fairb@yandex.ru
старший научный сотрудник Института молекулярной биологии и генетики
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Бабенко С.А., Алиферова В.М, Орлова Ю.Ю., Пузырёв В.П. Связь аллельных вариантов гена VDR с рассеянным склерозом // Бюллетень сибирской медицины. – 2008. – Т. 7. – № 5-1. – С. 40–45. [Babenko SA, Aliferova VM, Orlova YY, Puzyrev VP. Allelic variants of the VDRgene with multiple sclerosis. Bulletin of Siberian medicine. 2008;7(5-1):40-45. (In Russ.)]
- Баннур Р., Войтович А.Н., Ларионова В.И. Роль рецептора к витамину D и его генетического полиморфизма в прогнозировании течения миопии у детей // Офтальмологические ведомости. – 2010. – Т. 3. – № 3. – С. 27–33. [Bannur R, Voytovich AN, Larionova VI. The role of vitamin d receptor and of its genetic polymorphism in prognosis of myopia course in children. Ophthalmology Journal. 2010;3(3):27-33. (In Russ.)]
- Белецкая И.С., Каронова Т.Л., Астахов С.Ю. Уровень 25-гидроксивитамина D и матриксных металлопротеиназ-2 и -9 у больных первичной открытоугольной глаукомой и псевдоэксфолиативной глаукомой/синдромом // Офтальмологические ведомости. – 2017. – Т. 10. – № 1. – С. 10–16. [Beletskaya IS, Karonova TL, Astakhov SY. 25-Hydroxyvitamin D and matrix metalloproteinases-2, -9 level in patients with primary open angle glaucoma and pseudoexfoliative glaucoma/syndrome. Ophthalmology Journal. 2017;10(1):10-16. (In Russ.)] doi: 10.17816/OV10110-16.
- Каронова Т.Л. Метаболические и молекулярно-генетические аспекты обмена витамина D и риск сердечно-сосудистых заболеваний у женщин: Дис. … д-ра мед. наук. – СПб., 2014. [Karonova TL. Metabolic and molecular genetic aspects of vitamin D metabolism and the risk of cardiovascular disease in women. [dissertation] Saint Petersburg; 2014. (In Russ.)]
- Козлов А.И., Вершубская Г.Г., Негашева М.А. Полиморфизм гена рецептора витамина D (VDR) в выборках населения Европейской России и Приуралья // Пермский медицинский журнал. – Т. 33. – № 5. – С. 60–66. [Kozlov AI, Vershubskaya GG, Negasheva MA. Polymorphism of vitamin D receptor (VDR) gene in sampling of European Russia and Priuraliye population. Permskii meditsinskii zhurnal. 2016;33(5):60-66. (In Russ.)]
- Пигарова Е.А., Рожинская Л.Я., Белая Ж.Е., и др. Клинические рекомендации Российской ассоциации эндокринологов по диагностике, лечению и профилактике дефицита витамина D у взрослых // Проблемы эндокринологии. – 2016. – Т. 62. – № 4. – С. 60–84. [Pigarova EA, Rozhinskaya LY, Belaya ZE, et al. Russian Association of Endocrinologists recommendations for diagnosis, treatment and prevention of vitamin D deficiency in adults. Problems of endocrinology. 2016;62(4):60-84. (In Russ.)]. doi: 10.14341/probl201662460-84.
- Руководство по клинической офтальмологии / Под ред. А.Ф. Бровкиной, Ю.С. Астахова. – М.: Медицинское информационное агентство, 2014. [Brovkinа AF, Astakhov YS, editors. Guidelines for Clinical Ophthalmology. Moscow: Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo; 2014. (In Russ.)]
- Щербак И.Г. Биологическая химия. – СПб.: Из-во СПбГМУ, 2005. [Shcherbak IG. Biological chemistry. Saint Petersburg: Izdatel'stvo SPbGMU; 2005. (In Russ.)]
- Akdemir MO, Kirgiz A, Ayar O, et al. The Effect of Pseudoexfoliation and Pseudoexfoliation Induced Dry Eye on Central Corneal Thickness. Curr Eye Res. 2016;41(3):305-310. doi: 10.3109/02713683.2015.1030505.
- Alsalem JA, Patel D, Susarla R, et al. Characterization of vitamin D production by human ocular barrier cells. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014;55(4):2140-2147. doi: 10.1167/iovs.13-13019.
- Artaza JN, Norris KC. Vitamin D reduces the expression of collagen and key profibrotic factors by inducing an antifibrotic phenotype in mesenchymal multipotent cells. J Endocrinol. 2009;200(2):207-221. doi: 10.1677/JOE-08-0241.
- Berlanga-Taylor AJ, Knight JC. An integrated approach to defining genetic and environmental determinants for major clinical outcomes involving vitamin D. Mol Diagn Ther. 2014;18(3):261-272. doi: 10.1007/s40291-014-0087-2.
- European Glaucoma Prevention Study Group (Miglior S, Pfeif fer N, et al). Predictive factors for open-angle glaucoma among patients with ocular hypertension in the European Glaucoma Prevention Study. Ophthalmology. 2007;114(1):3-9. doi: 10.1016/j.ophtha.2006.05.075.
- Garcion E, Sindji L, Nataf S, et al. Treatment of experimental auto immune encephalomyelitis in rat by 1,25-dihydroxyvitamin D3 leads to early effects within the central nervous system. Acta Neuropathol. 2003;105(5):438-48. doi: 10.1007/s00401-002-0663-0.
- Germain P, Staels B, Dacquet C, et al. Overview of nomenclature of nuclear receptors. Pharmacol Rev. 2006;58(4):685-704. doi: 10.1124/pr.58.4.2.
- Goncalves A, Milea D, Gohier P, et al. Serum vitamin D status is associated with the presence but not the severity of primary open angle glaucoma. Maturitas. 2015;81(4):470-474. doi: 10.1016/j.maturitas.2015.05.008.
- Kim JS, Kim YI, Song C, et al. Association of vitamin D receptor gene polymorphism and Parkinson's disease in Koreans. J Korean Med Sci. 2005;20(3):495-498. doi: 10.3346/jkms.2005.20.3.495.
- Kutuzova GD, Gabelt BT, Kiland JA, et al. 1alpha,25-Dihydroxyvitamin D(3) and its analog, 2-methylene-19-nor-(20S)-1alpha,25-dihydroxyvitamin D(3) (2MD), suppress intraocular pressure in non-human primates. Arch Biochem Biophys. 2012;518(1):53-60.doi: 10.1016/j.abb.2011.10.022.
- Lin Y, Ubels JL, Schotanus MP, et al. Enhancement of vitamin D metabolites in the eye following vitamin D3 supplementation and UV-B irradiation. Curr Eye Res. 2012;37(10):871-878. doi: 10.3109/02713683.2012.688235.
- Lv Y, Yao Q, Ma W, et al. Associations of vitamin D deficiency and vitamin D receptor (Cdx-2, Fok I, Bsm I and Taq I) polymorphisms with the risk of primary open-angle glaucoma. BMC Ophthalmol. 2016;16:116. doi: 10.1186/s12886-016-0289-y.
- Sappington RM, Sidorova T, Long DJ, Calkins DJ. TRPV1: contribution to retinal ganglion cell apoptosis and increased intracellular Ca2+ with exposure to hydrostatic pressure. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009;50(2):717-728. doi: 10.1167/iovs.08-2321.
- Schlotzer-Schrehardt U, Hammer CM, Krysta AW, et al. LOXL1 deficiency in the lamina cribrosa as candidate susceptibility factor for a pseudoexfoliation-specific risk of glaucoma. Ophthalmology. 2012;119(9):1832-1843. doi: 10.1016/j.ophtha.2012.03.015.
- Taverna MJ, Selam JL, Slama G. Association between a protein polymorphism in the start codon of the vitamin D receptor gene and severe diabetic retinopathy in C-peptide-negative type 1 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2005;90(8):4803-4808. doi: 10.1210/jc.2004-2407.
- Thorleifsson G, Magnusson KP, Sulem P, et al. Common sequence variants in the LOXL1 gene confer susceptibility to exfoliation glaucoma. Science. 2007;317(5843):1397-1400. doi: 10.1126/science.1146554.
- Tomaszewski BT, Zalewska R, Mariak Z. Evaluation of the endothelial cell density and the central corneal thickness in pseudoexfoliation syndrome and pseudoexfoliation glaucoma. J Ophthalmol. 2014;2014:123683. doi: 10.1155/2014/123683.
- Uitterlinden AG, Fang Y, van Meurs JB, et al. Vitamin D receptor gene polymorphisms in relation to Vitamin D related disease states. J Steroid Biochem Mol Biol. 2004;89-90(1-5):187-193. doi: 10.1016/j.jsbmb.2004.03.083.
- Wiggs JL. The cell and molecular biology of complex forms of glaucoma: updates on genetic, environmental, and epigenetic risk factors. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53(5):2467-2469. doi: 10.1167/iovs.12-9483e.
- Yin Z, Pintea V, Lin Y, et al. Vitamin D enhances corneal epithelial barrier function. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(10):7359-64. doi: 10.1167/iovs.11-7605.
- Yoo TK, Oh E, Hong S. Is vitamin D status associated with open-angle glaucoma? A cross-sectional study from South Korea. Public Health Nutr. 2014;17(4):833-843. doi: 10.1017/S1368980013003492.
- Zhivotovsky B, Orrenius S. Calcium and cell death mechanisms: a perspective from the cell death community. Cell Calcium. 2011;50(3):211-221. doi: 10.1016/j.ceca.2011.03.003.