Изображение: Сусуму Нисинага (Susumu Nishinaga) / Science Photo Library
Британские ученые выявили более сотни генов, ответственных за высокое артериальное давление. Это поможет разработать рекомендации для снижения риска инсульта и заболеваний сердца. Однако гипертензия уменьшает вероятность старческого слабоумия. «Лента.ру» рассказывает о научных работах, посвященных изучению вреда и пользы высокого давления.
Высокое артериальное давление (гипертензия) само по себе не убивает, однако приводит к инсульту и поражает коронарные артерии, что вызывает остановку сердца. Гипертензия может передаваться по наследству, то есть существует ген или гены, способствующие повышенному артериальному давлению. Однако ученые до сих пор не знали, какая именно ДНК несет в себе бомбу замедленного действия.
Любой исправно функционирующий ген способен мутировать, в результате чего меняется последовательность составляющих его нуклеотидов. Иногда функции гена тоже меняются, и он начинает лучше или хуже выполнять свою работу. Возникает новая аллель — вариант гена, создающий проблемы со здоровьем. Именно мутантные гены отвечают за множество наследственных заболеваний, которые, впрочем, могут и не дать о себе знать, если у человека есть нормальная копия патогенной аллели. Совокупность проявлений генов (признаков) называется фенотипом.
Исследователи провели полногеномный поиск ассоциаций (GWAS), чтобы найти связь между различными аллелями и таким фенотипическим признаком, как высокое артериальное давление. Поскольку у любых двух человек огромное число различий в ДНК, очень трудно понять, что делает одного здоровым, а другого — гипертоником. Однако если рассмотреть много больных и выявить, какие аллели встречаются у них чаще, чем у здоровых, на этот вопрос можно ответить.
Артериальный сосуд. Изображение: BruceBlaus / Wikipedia
Для GWAS часто используются генетические и фенотипические данные большой группы людей, хранящиеся в биологических базах данных (биобанках). Такие хранилища обычно создаются в рамках долговременных исследований, длящихся десятилетиями. Например, в британском репозитории Biobank содержится информация о полумиллионе мужчин и женщин возрастом 40-69 лет. Все они участники крупномасштабного исследования, начавшегося в 2007 году и посвященного влиянию генетической предрасположенности и окружающей среды на развитие различных заболеваний. Учеными учитываются такие параметры, как рост, вес, индекс массы тела, кровяное давление, жизненная емкость легких, плотность крови и внутриглазное давление. Периодически база пополняется новыми данными, поскольку фенотипы участников постоянно меняются.
С 2012 года сведениями из Biobank могут пользоваться различные группы ученых, ставящие перед собой цель обнаружить ассоциации между генами и такими заболеваниями, как диабет, болезнь Альцгеймера, или нарушениями в сердечно-сосудистой системе. Чтобы исследовать связь ДНК с высоким артериальным давлением, ученые взяли из репозитория данные о 140 тысячах человек. Для GWAS-анализа применялись значения систолического давления (возникающее при сжатии сердца и выталкивании крови в артерии), диастолического давления (возникающего при расслаблении сердечной мышцы), а также разница между ними. Всего проанализировали около 10 миллионов однонуклеотидных полиморфизмов, встречающихся в популяции с вероятностью более одного процента.
Однонуклеотидный полиморфизм (SNP), по сути, представляет собой точечную мутацию в гене. Поскольку ДНК — цепочка из нуклеотидов четырех типов, то SNP — это замена одного нуклеотида на другой. Две аллели могут отличаться всего лишь одним нуклеотидом, и этой разницы достаточно, чтобы возникла предрасположенность к какому-либо заболеванию. Однако зачастую различные варианты генов имеют множество однонуклеотидных полиморфизмов, хотя не все из них влияют на функции ДНК. Новая аллель возникает только в том случае, если SNP как-то влияет на работу гена.
Формирование систолического давления (слева) и диастолического (справа). Изображение: BruceBlaus / Wikimedia
В GWAS для каждого SNP определяется различие в частоте его встречаемости между опытной и исследуемой группами. Если различие больше определенного статистического порога, это означает, что обладающая данной мутацией аллель способствует развитию интересующего нас фенотипического признака.
Результаты полногеномного поиска ассоциаций показали связь высокого артериального давления со 107 локусами (места размещения гена в хромосоме). Тут находятся гены, которые активны в тканях, образующих артерии и другие компоненты сердечно-сосудистой системы. Ученые также разработали генетический показатель риска, позволяющий предсказать вероятность высокого артериального давления в определенном возрасте на основе наличия определенных аллелей.
Чем выше показатель риска, тем больше вероятность того, что человек, достигнув возраста 50 лет, будет страдать гипертонией. Для каждых дополнительных 10 миллиметров ртутного столба риск инсульта увеличивается на 50 процентов.
Ученые считают, что это позволит разработать персонализированный подход к каждому пациенту. Например, можно давать рекомендации по изменению образа жизни, чтобы человек сократил употребление алкоголя, активнее занимался физическими упражнениями, а также изменил потребление калия и натрия.
Тонометр для измерения кровяного давления. Фото: Максим Богодвид
Однако не всегда высокое кровяное давление вредит человеку, или, лучше сказать, не всегда сопутствует заболеваниям. Так, американские ученые из Калифорнийского университета показали, что гипертония в преклонном возрасте снижает риск развития старческого слабоумия. Статья об этом была опубликована в Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association.
Медики обнаружили связь между высоким кровяным давлением, особенно если оно развилось в возрасте 80 лет и старше, и снижением риска развития слабоумия после 90 лет. К таким выводам ученые пришли в результате исследования при участии 559 человек старше 90 лет. За время обследования у 224 человек была диагностирована деменция.
Однако таких диагнозов было на 42 процента меньше у тех, кто в 80-89 лет приобрел гипертонию. У тех, у кого высокое кровяное давление возникло после 90 лет, случаев деменции еще меньше — на 63 процента.
«Новые данные свидетельствуют о том, что некоторые факторы риска развития деменции могут меняться в течение жизни, — отмечает соавтор публикации Мария Каррильо. — Мы уже наблюдали аналогичные результаты в прошлых исследованиях, сравнивающих массу тела и риск развития слабоумия у пожилых людей».
Наиболее вероятная причина этого — то, что высокое кровяное давление, как правило встречающееся у людей с избыточным весом, способно в преклонном возрасте поддерживать интенсивный кровоток в головном мозге на должном уровне. Однако исследование не раскрывало причинно-следственных взаимосвязей, поэтому судить о пользе высокого давления преждевременно. Не исключено, что имеется неучтенный фактор, способствующий гипертонии и снижающий риск развития деменции.
Александр Еникеев
31.01.2017
