Сердечная недостаточность и достижения генетики
Резюме
V.S.Moiseev
Summary
Механизм | Быстрая адаптация | Поздняя дезадаптация |
Задержка натрия и воды | Увеличение преднагрузки и сердечного выброса | Отеки, анасарка, застой в легких |
Вазоконстрикция | Увеличение посленагрузки | Снижение сердечного выброса |
Адренергическая стимуляция | Увеличение сократимости, сердечного выброса, тахикардия | Аритмии, апоптоз |
Транскрипция фактора роста клеток | Гипертрофия, увеличение сердечного выброса | Дезадаптивная гипертрофия, апоптоз, некроз клеток |
Весной 2000 г. были закончены два самостоятельных исследования человеческого генома, представившие данные о последовательности и строении молекул ДНК у человека. При этом были широко использованы современные методические возможности молекулярной биологии и генетики, прежде всего полимеразная цепная реакция (ПЦР).
Этот термин обозначает группу приемов, которые обеспечивают амплификацию in vitro (размножение, увеличение количества) нуклеиновых кислот. ПЦР позволяет амплифицировать фрагменты ДНК, увеличивая их количество в миллионы раз с помощью
Таким образом, имеются достижения, которые могут не только определить ключевой генетический механизм возникновения болезни, а также возможность прогноза терапевтического эффекта лекарственной терапии и побочного действия лекарств, но и помочь в создании новых эффективных путей и методов лечения. Успехи этих генетических исследований представлены в ряде обзорных [1−5] и большом числе оригинальных статей.
Обнаружена гетерогенность многих форм болезней, например, таких как артериальная гипертония, кардиомиопатии. Связь с генетическими нарушениями показана при следующих нарушениях ритма и проводимости [3]: удлинение интервала QT, семейная полная поперечная блокада, идиопатическая мерцательная аритмия. Установлены ассоциированные гены при ряде других заболеваний сердца. Близкие по своим фенотипическим признакам патологические состояния могут возникать через весьма отличающиеся механизмы, прежде всего в результате различных генетических мутаций. Благодаря возможностям генетических исследований в пределах одних и тех же нозологических форм выделены патологические состояния, которые не имеют больших клинических различий. Так, выделяют формы гипертрофической кардиомиопатии, отличающиеся мутацией в генах различных хромосом, в частности генах
Таблица 2. Факторы и механизмы, включающиеся при прогрессировании дисфункции миокарда и его ремоделировании [2]
Фактор регуляции | Компенсаторный эффект | Побочный эффект |
Адренергический | Тахикардия, увеличение сократимости, гипертрофия | Токсический эффект на миоциты, апоптоз, ремоделирование, изменение экспрессии генов |
Ангиотензин II | Увеличение объема циркулирующей крови, гипертрофия | Апоптоз, ремоделирование, изменение экспрессии генов, отложение коллагена в миокарде |
Эндотелин | Гипертрофия | Ремоделирование, изменение экспрессии генов |
Фактор некроза | Гипертрофия | Апоптоз, воспаление, ремоделирование, изменение экспрессии генов, активация металлопротеиназ |
Стресс/напряжение стенки | Увеличение объема циркулирующей крови, гипертрофия | Апоптоз, ремоделирование, изменение экспрессии гена |
Изменение функции сократительных кардиомиоцитов может быть связано как с непосредственным их повреждением, так и модуляцией ответа на различные эндогенные биологически активные вещества, в том числе нейромедиаторы, цитокины, аутокринные и паракринные факторы, гормоны. При СН изменяется экспрессия как генов сократительных белков, определяющих степень укорочения или удлинения мышечных волокон сердца, так и факторов, регулирующих обмен энергии, строение цитоскелета, сопряжение возбуждения и сокращения,
Повышение симпатической активности
(адреналина, норадреналина)
Повышение уровня эндотелина
Повышение уровня вазопрессина
Повышение активности ренина и ангиотензина II
Повышение активности альдостерона
Повышение уровня ФНО
Уменьшение эндотелийзависимой вазодилатации
Уменьшение активности парасимпатической системы
Нарушение барорецепторной активности
Повышение уровня вазоконстрикторных простагландинов
Изменения, вызывающие снижение периферического
сосудистого сопротивления
Повышение уровней предсердного и мозгового натрийуретических пептидов
Повышение уровня допамина
Повышение активности сосудорасширяющих простагландинов
(I2, E2)
Повышение уровня сосудорасширяющих пептидов
(брадикинина, калликреина)
Дисфункция миокарда, приводящая к СН, зависит от двух групп независимо регулируемых биологических детерминант: неблагоприятных последствий адаптационных процессов и фиброза. Оба компонента обычно сочетаются в процессе развития СН, например ишемическая болезнь сердца (ИБС) с фиброзом миокарда при наличии в то же время ишемии и гипертрофии миокарда. Однако возможно участие лишь одного из них в прогрессировании болезни.
В зависимости от особенностей внутрисердечной гемодинамики и приспособительных механизмов причины СН можно разделить на три группы [7]:
- перегрузка сердца давлением (при артериальной гипертонии, аортальном и митральном стенозе);
- перегрузка сердца объемом (при недостаточности аортального и митрального клапанов);
- непосредственное поражение миокарда (кардиомиопатии, миокардит, ИБС и др.).
Процесс гипертрофии миокарда, фактически отдельных мышечных волокон, может быть гомогенным, как при пороках сердца, и гетерогенным, неравномерным после образования очагов некроза и фиброза. При этом немышечные клетки, включая фибробласты, эндотелиальные клетки, макрофаги могут гипертрофироваться и размножаться путем митоза (миокардиоциты никогда не делятся, а только гипертрофируются). Несколько генов участвуют в процессе роста, такие как гены, кодирующие субъединицы кальциевых каналов, количество которых растет параллельно с массой миокарда. Изменение генетической экспрессии начинается обычно раньше при перегрузке давлением, чем при перегрузке объемом. Происходит вновь экспрессия генов, участвующих в формировании сердца в фетальный период: субъединицы креатинкиназы В, a3−субъединица
Есть также гены, экспрессия которых отсутствует в фетальный период и которые не активируются при перегрузке, а при гипертрофии миокарда концентрация их снижена. Это
Одним из важнейших компенсаторных процессов в сердце является гипертрофия миокарда тех или иных камер. Переход от компенсаторной гипертрофии миокарда к СН закономерное явление, причем у больных с приблизительно одинаковым по интенсивности поражением он может наступать в разные сроки. Хорошо известно развитие гипертрофической кардиомиопатии в результате мутации генов белков, участвующих в сокращении, таких как миозин, тропомиозин, тропонин. Связь компенсаторной гипертрофии с возможным переходом в СН с генетическими процессами представляется реальной.
Адаптация сердца к возникшим патологическим изменениям в нем характеризуется структурной модификацией ремоделированием миокарда, которая стала известна прежде всего при инфаркте миокарда, а затем и при других патологических состояниях. Однако молекулярная база ремоделирования сердца при разных состояниях, как считают, одна и та же и будет рассмотрена далее.
Структурные белки. Структура и функция отдельных белков кардиомиоцитов, участвующих в процессах сокращения и расслабления, достаточно хорошо изучены. Это относится прежде всего к миозину, содержащему 2 тяжелые и 4 легкие цепи. Гены тяжелых цепей находятся в 14−й хромосоме. Тропонин Т регуляторный белок, который связывает тропонины I, С с тропомиозином и играет роль в регуляции чувствительности к кальцию миофибриллярной АТФазы. При СН изменения экспрессии легких цепей миозина и тропонина Т коррелируют с миофибриллярной АТФазной активностью и скоростью укорочения миоцитов. Результаты исследований на мышах с генетически обусловленной СН указывают на решающую роль изменений экспрессии гена тяжелых цепей миозина в развитии систолической дисфункции.
Тяжелые цепи существуют в 2 изоформах a и b. АТФазная активность миозина регулируется легкими цепями, которые существуют в предсердной и желудочковой формах. Миофибриллярная АТФаза регулируется также тропонином Т. При развитии СН изменения экспрессии легких цепей миозина и тропонина Т коррелируют с АТФазной активностью и скоростью укорочения волокон. Изменения сократимости, т.е. скорости укорочения мышечных волокон, в большой степени зависит от сдвигов в экспрессии изогенов, кодирующих сердечный миозин,
Оценить роль генетических изменений, а также их первичность или вторичность очень сложно. Однако в любом случае изменение содержания различных веществ белковой природы в циркулирующей крови или в месте их активного действия обусловлено изменением экспрессии соответствующего гена.
Адренергическая стимуляция и систолическая дисфункция. Среди нейроэндокринных сдвигов, наблюдающихся при СН, важное место занимает стимуляция адренергической системы. Симпатическая нервная система участвует в регуляции функции сердца и у здоровых людей; за счет ее активации при физической нагрузке минутный объем сердца может увеличиться в 4−5 раз. При снижении сердечного выброса у больных хронической СН приспособительным механизмом является прераспределение кровотока, который в головном мозгу и сердце поддерживается на более высоком и практически нормальном уровне, а в коже и мышцах уменьшается (табл. 1). Этот механизм реализуется благодаря активации симпатической нервной системы и ангиотензину II.
При СН способность миокарда реагировать на медиаторы симпатической нервной системы, прежде всего норадреналин, снижается. При физической нагрузке у таких больных содержание норадреналина в крови значительно увеличивается. Одновременно повышается суточная экскреция норадреналина с мочой. В то же время содержание норадреналина в ткани сердца у больных СН уменьшено, иногда в 10 раз. Это указывает на уменьшение роли
Установлены нарушения в передаче
При СН закономерно обнаруживают повышенное содержание катехоламинов в плазме, что обычно соответствует тяжести миокардиальной дисфункции и выраженности СН и имеет часто прогностическое значение. Последствием этого повышения считают уменьшение вариабельности сердечного ритма, причем осцилляций как высокой, так и низкой частоты, что указывает на изменения обеих частей вегетативной нервной системы. При компенсированной гипертрофии миокарда показано уменьшение плотности рецепторов как b1−адренергических, так и М2−мускариновых. Установлено, что гены, кодирующие эти 2 группы рецепторов, не активируются гемодинамическим стрессом. При этом происходит уменьшение плотности рецепторов и соответствующих mPHK и белков, однако фактически оно является относительным и связано с увеличением массы гипертрофированных кардиомиоцитов. Обсуждение роли адренергетической стимуляции в прогрессировании СН приобретает особое значение в связи с расширяющимся использованием
Стимуляция b1−адренергических рецепторов юкстагломерулярного аппарата почек вызывает активацию системы
Обмен кальция и дисфункция миокарда. Важное значение имеют изменения поглощения кальция саркоплазматическим ретикулумом, а также факторы, связанные с системой
Другие аспекты СН. Изучаются также следующие факторы, возможно, участвующие в развитии гипертрофии миокарда и СН [3]: механизмы прекращения действия сигналов, вызывающих гипертрофию миокарда; регуляция процессов транскрипции различных сигналов в миокарде с повышением белковосинтетической функции. Установлены изменения экспрессии генов, кодирующих натрийуретические пептиды, тяжелые цепи миозина, белков, регулирующих состояние кальциевых каналов, факторов, транспортирующих различные ионы, факторов роста, структурных факторов цитоскелета и интерстициальных белков, различных рецепторных белков.
Идентифицированы многие факторы, активирующие или угнетающие гипертрофию кардиомиоцитов. К позитивным регуляторам гипертрофии и путям их действия относят: ангиотензин
При повреждении миокарда включаются компенсаторные механизмы, которые активируют деятельность сердца и стабилизируют кровообращение на определенный период времени (табл. 2). Активация нейрогормональных факторов, цитокинов, механического напряжения стенки миокарда приводит к изменениям экспрессии генов, потере кардиомиоцитов и ремоделированию сердца. Механический стресс передается на цитоскелет через активируемые ионные каналы, интегрин/фокальные комплексы адгезии, комплекс дистрогликана, продукцию
Изучение энергетического метаболизма при компенсированной и декомпенсированной гипертрофии миокарда как в экспериментах, так и у человека показало повышение экономности расходования энергии (но ее достаточность). Поэтому исследование генетической экспрессии процесса адаптации миокарда было сосредоточено преимущественно на белках сократительных и участвующих в регуляции кальция, а не митохондрий. Установлено наличие ряда ядерных факторов транскрипции в кардиомиоцитах, обеспечивающих уровень экспрессии некоторых генов и меняющих характер действия стимулов к гипертрофии. Активация этих факторов благодаря изменению фосфорилирования и дефосфорилирования может происходить буквально через несколько секунд или минут, что оценивается по появлению соответствующих mPHK. Однако этот эффект может быть кратковременным, что позволяет рассматривать это действие в качестве факторов, обеспечивающих быструю адаптацию. В настоящее время установлено более 30 генов, индуцируемых стимулами к гипертрофии миокарда, включая гены, кодирующие
Тесная связь СН с нарушением сократительной функции сердца не вызывает сомнений, однако она не может объяснить многих проявлений и закономерностей развития этого синдрома, а также недостаточную эффективность инотропных средств у многих больных. В связи с этим большое внимание уделяется нейрогормональным нарушениям (что подтверждается эффектом ингибиторов АПФ) и изменениям функции почек (табл.3).
Недавно высказано предположение о том, что СН, сопровождающаяся гипоксией, вызывает активацию иммунной системы и воспалительную реакцию [9]. Подтверждением этой гипотезы служит повышение уровня цитокинов интерлейкинов 6 и 8,
При перегрузке сердца давлением повышается внутримиокардиальное напряжение желудочка, что приводит к гипертрофии миокарда. Компенсаторная гипертрофия миокарда обеспечивает длительное поддержание сердечного выброса на достаточно высоком уровне даже при физической нагрузке. Однако вследствие относительного уменьшения коронарного кровотока, повышения потребности сердечной мышцы в кислороде прогрессируют дистрофические изменения в миокарде.
При перегрузке объемом сравнительно быстро происходит расширение соответствующего отдела сердца. Благодаря механизму
В развитии СН придают важное значение нарушению диастолической функции сердца. Снижение податливости миокарда приводит к повышению конечного диастолического давления, которое можно выявить на ранней стадии поражения сердца еще до появления систолической дисфункции. Фиброз миокарда желудочков (повышение содержания в них коллагена) важнейший фактор риска ухудшения функции сердца.
Дилатационная кардиомиопатия
Частой причиной СН является поражение сердечной мышцы, характеризующееся первичным нарушением ее метаболизма и сократительной функции дилатационная кардиомиопатия (ДКМП), в развитии которой генетическим нарушениям придают все большее значение.
Эта патология развивается с частотой 2−8 случаев на 100 000 населения в США и Европе в год. Это соответствует наличию приблизительно 35 больных на 100 000 населения [12]. Семейная ДКМП, т.е. передаваемая генетическим путем, наблюдается в 20−30% случаев [13]. Это было установлено в специальных исследованиях членов семей пробандов с помощью ЭхоКГ (при обычном расспросе частота семейной ДКМП составляет около 7 %). В большинстве случаев наследование носит
Описано 2 формы ДКМП, сцепленной с полом. Одна из них (синдром Барта) развивается в детстве, проявляется также нейтропенией, миопатией, замедленным ростом, ацидурией. Больные умирают рано, нередко от сепсиса. Вторая форма возникает в более зрелом возрасте (иногда у молодых мужчин) и быстро прогрессирует обычно с повышением КФК и нетяжелой миопатией. При обоих типах этой ДКМП идентифицированы мутации генов. При синдроме Барта пат ологический ген находится на длинном плече
Позже была идентифицирована мутация гена дистрофина в экзоне 9, в результате которой происходит замена аминокислоты треонина на аланин в позиции 279 белка, что изменяет структуру дистрофина, приводя к нарушению его гибкости и дестабилизации мышечной мембраны. Yoshida и соавт. (цит. по 15) описали делецию в экзоне 48 в сочетании с тяжелой ДКМП и легкой мышечной дистрофией.
ДКМП
ДКМП
Митохондриальные кардиомиопатии. Митохондриальная ДНК отличается от ядерной геномной ДНК тем, что она не имеет интронов (вставок), защитных гистонов и эффективной системы восстановления ДНК, частота ее мутации превосходит в 10 раз частоту ядерной ДНК. Присутствие нормальной или мутировавшей ДНК в одних и тех же клетках и тканях в различном количестве объясняет потенциальную селективность вовлечения сердца, клиническую гетерогенность болезни у лиц из одной семьи. Мутации митохондриальной ДНК находили также у больных гипертрофической кардиомиопатией, причем с возможностью позднего развития СН. Большинство ДКМП, связанных с мутациями митохондриальной ДНК, описаны лишь в отдельно взятой семье. Отдельные случаи этой патологии митохондриальной ДКМП возникали при действии таких токсических агентов, как доксорубицин (адриамицин), зидовидин. Дальнейшие исследования в этой области были связаны с ультраструктурным и иммуноцитохимическим изучением тканей, полученных при биопсии миокарда или эксплантации сердца. При этом находили патологию митохондрий с включениями, концентрические и тубулярные кисты, снижение антиферментной активности, однако специфичность этих изменений для описанных семейных форм ДКМП не установлена. Из 601 больного ДКМП с сердечной недостаточностью при эндомиокардиальной биопсии у 85 обнаружены изменения митохондрий, схожие с теми, что наблюдались при митохондриальных ДНК дефектах, протекавших с миопатиями. Специальное исследование методами молекулярной биологии показало, что только у 19 (23,3%) из 85 установлены мутации митохондриальной ДНК, которых не найдено в контроле. Количество мутантной ДНК было выше в клетках сердца по сравнению с лейкоцитами. В сердце этих больных по сравнению с другими больными с ДКМП содержание цитохромоксидазы было значительно ниже [22]. Производство энергии в клетке зависит от окислительного фосфорилирования и происходит в митохондриях клеток. В каждой митохондрии находится одна хромосома, благодаря которой кодируется большое число ферментов (13 из 69 белков, необходимых для окислительного метаболизма) и РНК, необходимые для их трансляции. Остальные ферменты, необходимые для окислительного фосфорилирования, кодируются генами ядерных хромосом, и образующиеся в результате белки как ядерных, так и митохондриальных генов транспортируются в митохондрии.
Развитие ДКМП относится к типичным клиническим проявлениям нескольких так называемых митохондриальных синдромов, включая MELAS (митохондриальная миопатия, энцефалопатия, молочнокислый ацидоз и эпизоды, похожие на инсульт), MERRF (эпилепсия с миоклонусом и раздражение красных волокон), KSS
ДКМП в сочетании с мышечной дистрофией наблюдается нередко. Это прежде всего мышечная дистрофия Душена, мышечная дистрофия Беккера и ряд близких им форм болезни. Они развиваются в результате мутации в гене дистрофина. В типичных случаях эта мутация приводит таких больных к 10−11 годам
Таким образом, наиболее убедительно доказана связь ДКМП с мутацией гена дистрофина. Это один из наиболее крупных генов человека, имеющий 79 экзонов. Кодируемый белок дистрофин относится к цитоскелету и имеет 427 kDa, он играет ключевую роль в стабильности мембраны, определяя организацию и специализацию мембраны в скелетной и сердечной мышце. Его мутации определяют развитие мышечных дистрофий и ряд форм ДКМП. У женщин в этом случае ДКМП развивается позже и прогрессирует медленнее. Передача измененных генов, находящихся в X хромосоме, исключает прямое наследование по мужской линии. Идентификация делеций и ряда мутаций в области, содержащей мышечный промотер первый мышечный экзон в 2 семьях, позволяет предположить критическое значение конца гена 5 для экспрессии гена в сердце. Иммуноцитохимическое исследование с антидистрофиновыми антителами обнаружило снижение количества, но нормальное распределение белка в скелетной мышце, тогда как он не определялся в миокарде [25]. Это указывает на отсутствие экспрессии всех основных изоформ mPHK дистрофина в миокарде, хотя их находят в скелетной мышце, что и определяет возможность изолированного поражения сердца при этом заболевании.
Называют также другие
При обсуждении возможных
Однако оценка роли генетического фактора в развитии семейной ДКМП вызывает трудности, особенно в конкретных клинических наблюдениях. B.Maisch [26] выразил сомнение в том, что эта патология всегда носит генетический характер, что было подтверждено им на отдельных клинических примерах. E.Arbustini [22], обсуждая характер патологии у больных с сочетанным поражением сердца и мышц, высказал предположение о возможности совершенно самостоятельного возникновения ДКМП в таких случаях (независимо от миопатии генетического происхождения) наряду с возможностью ДКМП как первого проявления
Таким образом, роль генетических мутаций, несомненно, должна обсуждаться и исследоваться при ДКМП, однако характер их может существенно различаться не только в разных популяциях, но и семьях, при этом роль внешних воздействий, вызывающих эти изменения, остается неизученной.
СН является важным проявлением аритмогенной правожелудочковой кардиомиопатии. Ее сочетание с пальмоплантарной кератодермией и некоторыми особенностями волос (синдром Наксоса) связано с изменениями в хромосоме 17q21, в которой кодируется ген плакоглобина, в котором имеется особая делеция [29]. Не исключается генетическая гетерогенность этого заболевания с мутациями генов в хромосомах 14q23−q24, 14q12−q22, 1q42−q43 [30].
Фармакогенетика ставит своей целью изучение генетических аспектов оценки эффективности и безопасности лекарств. Реакция больного на лекарство может зависеть от генетических особенностей (аллелей генов), определяющих следующие факторы:
- всасывание препарата,
- его распределение,
- его метаболизм,
- выделение его из организма,
- его концентрацию
- количество и особенности рецепторов в тканях.
Успехи генетики позволяют профилировать значимость этих вариабельных факторов. При этом, возможно, удастся заранее выделить пациентов, которые будут хорошо или плохо реагировать на соответствующее лекарство. Известны также примеры, в которых реакция на лекарственное лечение была связана с вариантом гена, определяющим основной фармакологический эффект. Так, эффект правастатина у больных коронарным атеросклерозом оказался связан с полиморфизмом гена белка, определяющего эстерификацию холестерина. У носителей двух аллелей В1 отмечался наиболее выраженный благоприятный эффект правастатина.
Реализация на практике результатов геномных проектов делает доступной более широкую оценку генетического полиморфизма у отдельных больных. Полиморфизм одного нуклеотида (single nucleotide polymorphism SNP произносится как СНИП) достаточно часто встречается в геноме (один СНИП встречается на каждые 1000 пар оснований. Полиморфизм тысяч генов уже идентифицирован. Карта таких генов может быть использована для обнаружения аллелей, важных для развития различных заболеваний и реакции пациентов на определенное лечение. В настоящее время достижения в клинической генетике связывают с выделением аллелей (вариантов) различных генов, оценкой их частоты и обнаружением связей определенных аллелей с фенотипическими проявлениями с попыткой выявления прогностических признаков. Получены данные о полиморфизме генов ряда факторов, играющих роль в патогенезе СН. Прежде всего это полиморфизм генов факторов
Лица с DD генотипом АПФ имеют повышенный риск развития инфаркта миокарда и ишемической кардиомиопатии, а возможно, и ДКМП. При том же генотипе тенденция к снижению клубочковой фильтрации при гипертонии была выше, чем при других генотипах. Убедительных данных о влиянии генетического полиморфизма АПФ на выживаемость больных СН и эффект ингибиторов АПФ у них не получено [31, 32]. Полиморфизм гена ангиотензиногена II тип 1 (СС генотип) в сочетании с DD генотипом АПФ оказали неблагоприятное влияние на выживаемость больных СН в течение 7 лет [33].
Структурно-функциональные показатели левого желудочка (конечнодиастолический объем левого желудочка, индекс массы миокарда левого желудочка, общее периферическое сопротивление, фракция выброса, другие показатели сократимости) у больных, перенесших инфаркт миокарда и страдающих СН, были несколько хуже (в различной степени для разных показателей) при наличии генотипа DD по сравнению с другими генотипами (DI, II). При длительном (год) лечении этих больных ингибитором АПФ периндоприлом больные с генотипом DD по сравнению с другими генотипами обнаружили более выраженное увеличение фракции выброса, уменьшение ОПС [34, 35]. В.А.Алмазов и соавт. [36] не обнаружили связи генетического полиморфизма РАС (гены АПФ, ангиотензиногена и рецепторов ангиотензина П) с развитием гипертрофии левого желудочка, но констатировали ассоциацию DD генотипа АПФ с нарушением диастолической функции. C.Schanwell [37] констатировал у больных хронической почечной недостаточностью после трансплантации почки наличие более выраженной гипертрофии левого желудочка и ее обратное развитие при наличии DD генотипа АПФ при менее выраженной гипертрофии и отсутствии ее динамики в случае генотипа II АПФ.
При исследовании полиморфизма генов b1, b2, b3−адренергических рецепторов у больных тяжелой СН обнаружены две новые мутации гена b1−рецепторов, одна из которых ассоциировалась с выраженным улучшением 5−летней выживаемости больных [38]. Возможно, снижение чувствительности адренорецепторов объясняет эту ассоциацию. В другом исследовании показано неблагоприятное влияние полиморфизма b2−адренергических рецепторов на переносимость физической нагрузки при СН [39].
Развитие генетики и геномики ставят все новые задачи перед исследователями, причем нередко нас ждут разочарования и одновременно появляются новые перспективы. Так, большие надежды связывались с новым аллелем А2 гена Пв/IIIа гликопротеина тромбоцитов, который впервые был обнаружен у фигуриста С.Гринькова, внезапно умершего в молодом возрасте от тяжелой хронической ИБС (при отсутствии у него широко распространенных факторов риска). Однако в дальнейшем этот аллель часто не обнаруживался у больных с тяжелой ИБС (например, отсутствовал в японской популяции), и его значение при этой патологии остается неясным. Мы обнаруживали этот аллель со значительно большей частотой у больных тромбоэмболией легочной артерии (правда, в небольшой группе больных).
Делаются попытки генной терапии СН в эксперименте с внутрикоронарным введением гена киназы
Следует обратить внимание на генетические различия в разных популяциях, в том числе и вероятные различия полиморфизма некоторых генов. Так, на нашей кафедре (П.П.Огурцов) показаны существенные отличия полиморфизма генов алкогольдегидрогеназ по сравнению с полиморфизмом того же гена в популяции стран Западной Европы (по данным литературы). Значение полиморфизма гена АПФ довольно долго вызывало сомнения при
Значительные успехи генетики, расшифровка структуры генома человека позволили достигнуть большого прогресса в понимании природы и механизма возникновения ряда болезней сердца, например гипертрофической кардиомиопатии, а в последние годы также ДКМП. Выделение семейной ДКМП и отдельных ее форм, наследуемых по разным принципам и имеющим клинические особенности, сочеталось с расшифровкой некоторых генетических механизмов. Еще более важным следует признать прогресс исследований генетических механизмов развития СН. При этом исследование полиморфизма генов ряда факторов, играющих роль при СН, может быть полезным уже в ближайшем будущем, указывая на вероятный прогноз, помогая определять показания для отдельных препаратов. Мало вероятна роль оценки полиморфизма 1−2−го генов: скорее всего будет иметь значение выяснение полиморфизма целого комплекса генов факторов, значение которых установлено. По нашему мнению, не исключается отличающаяся роль некоторых факторов в разных популяциях. Пока что мало обращается внимание на генетические различия в развитии систолической и диастолической дисфункции. Несомненно, развитие фиброза, определяющего диастолическую дисфункцию, имеет иную генетическую базу, определяемую изменениями генов соединительнотканных клеток стромы миокарда. В перспективе может идти речь о направленной регуляции экспрессии генов, определяющих развитие процесса. Уже в обозримом будущем можно надеяться на успешную направленную пересадку генов с изменением не только прогрессирования СН, но и ее обратным развитием.
Имеется много фактов, указывающих, что в кардиомиоцитах в ответ на различные гормональные, механические, физиологические стимулы могут активироваться определенные наборы генов, что ведет к изменению фенотипа клеток, в частности к увеличению их в размерах, нарушению механической функции. Поначалу эти изменения могут быть частью процесса адаптации, но впоследствии наступает дезадаптация.
Обобщая характеристику молекулярной и клеточной биологии гипертрофии и недостаточности сердца, J.Hunter [3] пишет: «Кардиомиоциты обеспечены целым рядом комплексов сигнализирующих каскадов, которые трансформируют эти различные элементы в определенные ответы; возможно также подавление отдельных сигнализирующих путей, что ведет к появлению определенных фенотипических признаков. Важно научиться определять, какая группа факторов или путей обеспечивает тот или иной фенотип за период от начала гипертрофии миокарда до появления явной сердечной недостаточности. Становится все более очевидным, что течение сердечной недостаточности представляет в основном проблему роста сердца и его морфогенеза с возникновением морфогенной формы, определяющей клиническое течение и исход болезни у конкретного больного. Рассмотрение этих вопросов проводится по аналогии с собственно процессом кардиогенеза, при котором особые сигнализирующие пути могут определять различный фенотип, зависящий от времени и места активации процесса. Возможно, это позволит рассматривать синдром сердечной недостаточности как серию прогрессирующих и возможно перекрывающих друг друга стадий. Реакция желудочков на гемодинамическую нагрузку, возможно, будет рассматриваться в виде 4 стадий: начало, накопление изменений, их стабилизация и декомпенсация. Создание новых молекулярных терапевтических подходов будет зависеть от выяснения роли различных факторов и сигнализирующих путей, которые определяют переход от одной стадии к другой. Выяснение этих данных позволит выработать пути терапии, включая новые фармакологические средства и методы генной терапии, чтобы обеспечить компенсацию и регресс патологических форм гипертрофии. Ингибиция патологической гипертрофии может быть достигнута с помощью Gaq- зависимых антагонистов рецепторов (в частности, ангиотензина II, эндотелина 1, простагландинов). Усиление физиологической гипертрофии будет достигаться с помощью факторов роста. Усиление сократимости сердца, возможно, будет обеспечено устранением ингибиции некоторых АТФаз и рецепторов киназ, связанных
Литература:
1. Bachinski L., Roberts R. Causes of Dilated Cardiomyopathy. Cardiology Clinics. 1998; 16 (4): 603−10.
2. Bristow M. Why does the myocardium fail? Insights from basic science. Lancet 1998; 352: 8−14.
3. Hunter J., Chien K., Grace A. Molecular and cellular biology of cardiac hypertrophy and failure. In: Molecular basis of cardiovascular disease. Ed. Chien K. Saunders, 1999; 211−250.
4. Mestroni L., Rocco C., Vatta M. et al. Advances in molecular genetics of Dilated Cardiomyopathy. Cardiology Clinics 1998; 16 (4): 611−21.
5. Swynghedauw B. Molecular biology of heart failure. In: Advances in Cardiomyopathies. Eds. Camerini F., Gavazzi A., De Maria R. 1998; 147−59.
6. Seidman C., Seidman J. Molecular genetics of inherited cardiomyopathies. In Chien K. (ed) Molecular basis of cardiovascular disease. Saunders Co 1999; 251−63.
7. Schlant R., Sonnenblick A. Pathophysiology of heart failure. In: Hurst's The heart. Ed. Alexander R. et al.
8. Packer M., Bristow M., Cohn J. et al. The effect of carvedilol on morbidity and mortality in patients with chronic heart failure. N Engl J Med 1996; 334: 1349−54.
9. Hasper D. et al. Systemic inflammation in patients with heart failure. Eur Heart J 1998; 19: 761−5.
10. Cohn J. et al. Plasma norepenephrine as a guide to prognosis in patients with chronic heart failure. N Engl J Med 1984; 311: 819−23.
11. Cowburn P., Cleland J., Komajda M. Risk stratification in chronic heart failure Eur Heart J 1998; 19: 696−703.
12. Manolio T., Baughman K., Rodenheffer R. et al. Prevalence and ethiology of Dilated Cardiomyopathy. Am J Cardiol 1992; 69: 1458−66.
13. Gregori D., Rocco C., di Lenarda C. et al. Estimating the frequency of familial dilated cardiomyopathy. Circulation 1996; 94: 1−6.
14. D'Adamo P., Fassone L., Gedeon A. et al.
15. Towbin J., Bowles K.,
16. Bowles K., Gajarski R., Porter P. et al. Gene mapping of familial autosomal dominant DCMP to chromosome 10q21−23. J Clin Invest 1996; 98: 1355−60.
17. Olson T., Keating M. Mapping a cardiomyopathy locus to chromosome 3p22−p25. J Clin Invest 1996; 97: 528−32.
18. Maeda M., Holder E., Lowes B. et al. DCMP associated with deficiency of the citosceletal protein metavinculin. Circulation 1997; 95: 17−20.
19. Bonne G., Muchir A. Spectrum of mutations in laminin A/C gene implicated in a new form of DCMP with conduction defects and muscular dystrophy. Circulation 1999; 100 (18): 255.
20. Olson T., Doan T. Hypertrophic and dilated CMP are caused by mutations in the cardiac actin gene. Circulation 1999; 100 (18): 3256.
21. Arbustini E., Diegoli M., Pilotto A. et al. Mitochondrial DNA mutations and CMP. In Advances in cardiomyopathies. Eds Camerini F et al. Springer 1997; 117−127.
22. Ruppert V., Maisch B.
23. Obayashi T., Tsuji K., Tanaka A. et al. Mitochondrial DNA mutation as a cause of heart failure. Eur J Heart Failure 1999; 1 (1): 72.
24. Muntoni F., Wilson L., Marrosu M. et al. A mutatio in the dystrophin gene selectively affecting dystrophin expression in the heart. J Clin Invest 1995; 96: 693−9.
25. Maisch B. Is familial cardiomyopathy always genetic? 22 Congress of European Society of Cardiology 2000; 28 Aug. Amsterdam.
26. Mangin L., Charron P., Tesson F. Familial DCMP: clinical features in french families. Eur J Heart Failure 1999; 1: 353−61.
27. Терещенко С.Н., Джаиани Н.А., Мареев В.Ю. и др. Влияние генов актина и дистрофина на развитие СН у больных инфарктом миокарда и ДКМП. Сердечная недостаточность 2000; 1(1): 18−20.
28. Surber R., Sigusch H., Reinhardt D. et al. Idiopathic dilated cardiomyopathy: association with the hereditary haemochromatosis gene. Eur Heart J 2000; 21 (Suppl. aug.): 934.
29. McKoy G., Protonotarius N., Crossby A., McKenna W. et al. Identification of a deletion in plakoglobin in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy with ceratoderma (Naxos disease). Lancet 2000; 355: 2119−24.
30. Basson C., Seidman C. Genetic studies of myocardial disease. In: Textbook of cardiovascular Medicine. Ed. Topol E. Lippincott Williams. 1998; 2448.
31. O'Toole L., Stewart M., Padfield P. et al. Effect of I/D polymorfism
32. Sanderson J., Yu C., Young R. et al. Influence of gene polymorphisms of RAS on outcome in heart failure among Chinese. Am Heart J 1999; 137: 653−57.
33. Anderson B., Blange I., Sylven C.
34. Моисеев В.С., Терещенко С.Н., Кобалава Ж.Д. и др. Периндоприл в лечении сердечной недостаточности при различном генотипе АПФ. Клин. фарм. тер. 2000; 4: 22−5.
35. Терещенко С.Н., Кобалава Ж.Д., Моисеев В.С. и др.
36. Almazov V.A., Shlyakhto E.V., Shwartz E. et al. Lack of association of the RAS genes polymorphism and left ventricular hypertrophy. Eur J Heart Failure. 2000; 2 (Suppl. 2): 11.
37. Schannwell C., Ivens K., Leschke M. et al. Impact
38. Karrstedt E., Borjesson M., Anderson B. et al. Polymorphisms in the b1, b2, b3 adrenergic receptor genes among pts with congestive heart failure. Eur J Heart Failure 1999; 1 (1): 13.
39. Wagoner L., Craft L., Abraham W. et al. The Iie 164 b2−adrenergic receptor polymorphism is associated with decreased exercise capacity in pts with heart failure. Circulation 1999; 100 (18): 1281.
40. Shah A., White D., Baklanov D. et al. In vivo intracoronary delivery and expression of ARK inhibitor to the failing heart: prospects for molecular ventricular assistance. Circulation 1999; 100 (18): 2534.
41. Kawada T., Nakazawa M., Sakamoto P. et al. Morphological and physiological rescue of DCMP by rAAV vector mediated gene transfer in vivo. Eur Heart J 2000; 21 (Suppl. aug.): 132.