Генетическая предрасположенность к сахарному диабету 2 типа и ожирению

Подготовка к исследованию:

• Специальной подготовки не требуется.

Референсные значения: обнаружено / не обнаружено

Повышение значений (положительный результат):

• Данный анализ включает в себя множество показателей, оценку отклонений производит лечащий врач.

Жиры необходимы любому организму как источник энергии и незаменимый компонент жизнедеятельности клетки. Нет ни одного биологического процесса, в котором липиды не играли бы регуляторной роли. Нарушения обмена липидов (избыток свободных жирных кислот в крови и накопление метаболически активной жировой ткани в брюшной полости и других органах) являются источником хронического неконтролируемого системного воспаления, которое может стать причиной развития атеросклероза и его ишемических осложнений, артериальной гипертензии, сахарного диабета II типа, гепатостеатоза и многих других заболеваний.

Пероксисомы – это клеточные структуры, участвующие в окислении жирных кислот, синтезе липидов, холестерина, обезвреживающие токсичные вещества, а также несущие множество других функций. Они представляют собой микротельца, богатые аэробными дегидрогеназами и каталазой.

Ключевыми регуляторами обмена липидов являются рецепторы, активируемые пролифераторами пероксисом (Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR). Свое название они получили из-за того, что оказались способными связывать активирующие пероксисомы вещества в клетках лягушек. В клетках человека PPAR не стимулируют пролиферацию пероксисом, но активно участвуют в углеводном и липидном обмене.

Белки PPAR различают трех типов: PPARα, PPARγ и PPARβ/δ. Они синтезируются в основном в жировой ткани и активируются жирными кислотами и их производными (окисленные ненасыщенные жирные кислоты, такие как олеиновая, линоленовая, эйкозапентаеновая и арахидоновая). При участии коактиватора PGC-1a (кодируется геном PPARGC1A) PPAR-белки служат так называемыми липидными датчиками организма, при активации которых метаболизм углеводов и липидов может изменяться.

PPAR являются транскрипционными факторами, т.е. белками, регулирующими экспрессию целого ряда других генов, участвующих в обмене углеводов и липидов, в воспалительных и других процессах, протекающих в организме.

Интенсивность метаболических процессов в скелетных мышцах при длительных физических нагрузках значительно повышается за счет увеличения числа митохондрий в клетках и усиления окисления жирных кислот. Существенный вклад в возникновение таких метаболических изменений вносит ген PPARGC1A, уровень экспрессии которого резко возрастает при длительной физической нагрузке. Особый интерес среди всех обнаруженных вариаций в гене PPARGC1A представляет полиморфизм, заключающийся в замене нуклеотида G на A в положении 1444 8-го экзона, приводящий к замещению глицина на серин в аминокислотном положении 482 белка PPARGC1A. Установлено, что для людей, занимающихся видами спорта, которые требуют силы и скорости, характерно повышение частоты встречаемости аллеля G, который, по-видимому, благоприятно сказывается на этих качествах.

Полиморфизм гена PPARD и PPARGC1A влияет на активацию функции митохондрий, аэробную физическую подготовку и чувствительность к инсулину при изменении образа жизни человека, т.е. при переходе на более здоровый образ жизни. У носителей минорных аллелей (аллеля G по маркеру гена PPARD и аллеля А по маркеру гена PPARGC1A) снижение жировой массы тела, уровня липидов и увеличение относительного объема мышц происходит значительно медленнее, чем у людей с основными аллелями данных генов (А по маркеру гена PPARD и аллеля G по маркеру гена PPARGC1A).

Рецептор, активируемый пролифераторами пероксисом, гамма (PPARγ), кодируется геном PPARG. В результате альтернативного сплайсинга могут синтезироваться четыре изоформы белка PPARγ: PPARγ1, PPARγ2, PPARγ3 и PPARγ4, имеющие разное количество аминокислот в своей полипептидной последовательности. Продукт гена PPARG регулирует дифференцировку адипоцитов, а также метаболизм липидов и чувствительность к инсулину.

Самые высокие уровни PPARγ2 наблюдаются в жировой ткани и толстой кишки, промежуточный уровень – в почках, печени и тонком кишечнике, и едва обнаруживаются в мышцах. Участок ДНК в кодирующей белок области гена PPARG, в котором цитозин (С) заменяется на гуанин (G), называется генетическим маркером C68777G. Происходит замена аминокислоты пролин на аланин (Pro12Ala) в позиции 12 аминокислотной последовательности изоформы PPARγ2. В результате такой замены снижается способность PPARγ2 связываться с промоторами генов-мишеней, которые он активирует.

Среди группы людей среднего возраста и пожилых лиц, не страдающих диабетом, было обнаружено, что аллель G ассоциирован со сниженной инсулинорезистентностью. При изучении полиморфизма у больных сахарным диабетом II типа было выявлено, что аллель С ассоциирован с повышенным риском развития данного заболевания. Замена пролина на аланин в белке (аллель G) приводит к повышению чувствительности к инсулину и повышению утилизации глюкозы, что и служит защитой от развития сахарного диабета.

При изучении влияния полиморфизма гена PPARG на предрасположенность к увеличению массы тела было показано, что индекс массы тела, уровень свободных жирных кислот и лейкоцитов ниже у пациентов с генотипом G/G по сравнению с лицами с C/C или C/G генотипами. Генотип G/G может обеспечивать защиту от раннего атеросклероза у лиц с риском развития диабета.

Полиморфизм гена PPARG также оказывает влияние на восприимчивость к занятиям спортом. В группе высококвалифицированных спортсменов, занимающихся видами спорта с преимущественно анаэробным характером энергообеспечения (спринтеры), аллель G гена PPARG встречается чаще, чем в группах спортсменов, занимающихся видами спорта с преимущественно аэробным характером энергообеспечения (стайеры). Возможно, данные отличия возникли в процессе многолетнего спортивного отбора, так как G-аллель способствует высокой спортивной работоспособности в данных видах спорта (устанавливает необходимый уровень контроля липидного и углеводного обмена в мышечной ткани).

Среди спортсменов, занимающихся видам спорта с преимущественно анаэробными механизмами энергообеспечения, наибольшая частота встречаемости G-аллеля наблюдается у спортсменов, занимающихся бегом на короткие дистанции.