Варианты полиморфизма гена NOS3 и показатели функции внешнего дыхания у жителей-северян

Введение. Изучение полиморфных вариантов гена эндотелиальной синтазы окиси азота представляет достаточный интерес для понимания генетических основ перестроек дыхательной системы, в том числе при адаптации к условиям Севера.
Цель. Изучение частоты встречаемости полиморфизма -786 Т>С (rs2070744) гена NOS3 и его взаимосвязи с показателями функции внешнего дыхания у жителей-северян.
Материалы и методы. В сплошном поперечном исследовании приняли участие 125 добровольцев-мужчин из числа европеоидного населения Магаданской области. Средний возраст обследуемых составил 41,4±1,3 года. Проведено SNP-тестирование полиморфизма -786 Т>С (rs2070744) гена NOS3 методом полимеразной цепной реакции, оценены основные показатели функции внешнего дыхания в открытой системе по принципу «объем-поток» с помощью компьютерного спироанализатора КМ-АР-01 «Диамант-С» (Россия), изучен ряд показателей вариабельности сердечного ритма при помощи комплекса «Варикард».
Результаты. В обследуемой выборке жителей-северян распределение частот аллелей и генотипов локуса NOS3 соответствовало закону равновесия Харди-Вайнберга (χ² =0,13; р=0,714). Частота аллеля NOS3*Т составила 64,57%, концентрация аллеля NOS3*С – 35,43%. В популяции мужчин-северян было установлено следующее распределение генотипов: -786 ТТ – 41,96%, -786 ТС – 45,76% и -786 СС – 12,28%. Полученные результаты анализа показателей функции внешнего дыхания свидетельствуют, что наибольшие отклонения объемно-скоростных показателей (СОС_25-75 84±1,2%) характерны для мужчин-северян, в генотипе которых отсутствует полиморфизм -786Т>С (rs2070744) NOS3 (группа обследуемых с генотипом ТТ) относительно лиц – носителей минорного аллеля NOS3*С (генотипы ТС+СС – СОС_25-75 94±2,1%). Кроме того, результаты обследования показателей вариабельности кардиоритма свидетельствуют о преобладании парасимпатического звена вегетативной нервной системы в этой же группе.
Заключение. Проведенные исследования позволили установить, что обследуемые мужчины, в генотипе которых отсутствует аллель NOS3*С (гомозиготы ТТ), характеризуются сниженными величинами объемно-скоростных показателей внешнего дыхания, наблюдаемыми на фоне преобладания парасимпатического звена в регуляции кардиоритма, что может свидетельствовать о компенсаторно-приспособительных механизмах, направленных на перестройку функции внешнего дыхания при адаптации к экстремальным климатическим факторам Севера. Поэтому можно предположить, что генотип TT имеет селективное преимущество при холодовой адаптации и, следовательно, жителей-северян с генотипом ТТ можно отнести к наиболее адаптированной для проживания в условиях Севера группе.

1. Kharitonov S.A., Barnes P.J. Exhaled biomarkers // Chest. 2006. Vol.130, Iss.5. P.1541–1546. https://doi.org/10.1378/chest.130.5.1541

2. Кытикова О.Ю., Гвозденко Т.А., Антонюк М.В., Новгородцева Т.П. Роль оксида азота в патофизиологии и лечении хронической обструктивной болезни легких // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2019. Вып.71. С.105–111. EDN: YZXVKP. https://doi.org/10.12737/article_5c89ab4f8523c5.66345570

3. Pijnenburg M.W.H., De Jongste J.C. Exhaled nitric oxide in childhood asthma: a review // Clin. Exp. Allergy. 2008. Vol.38, Iss.2. P.246–259. https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2007.02897.x

4. Урясьев О.М., Рогачиков А.И. Роль оксида азота в регуляции дыхательной системы // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2014. №2. С.133–140. EDN: SMFNFL.

5. Rao D.R., Phipatanakul W. An overview of fractional exhaled nitric oxide and children with asthma // Expert Rev. Clin. Immunol. 2016. Vol.12, Iss.5. P.521–530. https://doi.org/10.1586/1744666X.2016.1141049

6. Naber C.K., Frey U.H., Oldenburg O., Brauck K., Eggebrecht H., Schmermund A., Baumgart D., Erbel R., Siffert W., Heusch G. Relevance of the NOS3 T–786C and G894T variants for cholinergic and adrenergic coronary vasomotor responses in man // Basic Res. Cardiol. 2005. Vol.100. P.453–460. https://doi.org/10.1007/s00395-005-0530-y

7. Шаханов А.В., Урясьев О.М. Влияние полиморфизма NOS3 786C/T на уровень оксида азота у коморбидных больных бронхиальной астмой и гипертонической болезнью // Вестник РГМУ. 2018. №3. С.56–60. EDN: YBKKQH. https://doi.org/10.24075/vrgmu.2018.029

8. Casas J.P., Cavalleri G.L., Bautista L.E., Smeeth L., Humphries S.E., Hingorani A.D. Endothelial nitric oxide synthase gene polymorphisms and cardiovascular disease: a HuGE review // Am. J. Epidemiol. 2006. Vol.164, Iss.10. P.921–935. https://doi.org/10.1093/aje/kwj302

9. Хромова А.В., Феликсова О.М., Куба А.А., Бебякова Н.А. Анализ влияния структурной перестройки промотора гена NOS3 на продукцию вазоактивных эндотелиальных факторов // Журнал медико-биологических исследований. 2015. №4. С.107–115. EDN: VNVVYJ. https://doi.org/10.17238/issn2308-3174.2015.4.107

10. Garren M.R., Ashcraft M., Qian Y., Douglass M., Brisbois E.J., Handa H. Nitric oxide and viral infection: recent developments in antiviral therapies and platforms // Appl. Mater. 2020. Vol.22. Article number: 100887. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2020.100887

11. Манухина Е.Б., Малышев И.Ю., Архипенко Ю.В. Оксид азота в сердечно-сосудистой системе: роль в адаптационной защите // Вестник Российской Академии медицинских наук. 2000. № 4. С.16–21. EDN: QXZEID.

12. Шаханов А.В., Бельских Э.С., Луняков В.А., Урясьев О.М. Клинико-патогенетическое значение определения оксида азота в крови больных бронхиальной астмой и гипертонической болезнью // Казанский медицинский журнал. 2017. Т.98, №4. С.492–496. EDN: ZBKFHL. https://doi.org/10.17750/KMJ2017-492

13. Ghosh S., Erzurum S.C. Modulation of asthma pathogenesis by nitric oxide pathways and therapeutic opportunities // Drug Discov. Today Dis. Mech. 2012. Vol.9, Iss.3–4. P.e89–e94. https://doi.org/10.1016/j.ddmec.2012.10.004

14. Клемент Р.Ф., Лаврушин А.А., Тер-Погосян П.А., Котегов Ю.М. Инструкция по применению формул и таблиц должных величин основных спирографических показателей. М.-Л.: МЗ СССР, ВНИИ пульмонологии, 1986. 79 c.

15. National Center for Biotechnology Information Reference. SNP (rs) Report. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/rs2070744#frequency_tab:~:text=dbSNP%20Short%20Genetic%20Variations

16. Barnes P.J. Neural mechanisms in asthma // Br. Med. Bull. 1992. Vol.48, Iss.1. P.149–168. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.bmb.a072531

17. de Oliveira Maranhão Pureza I.R., da Silva Junior A.E., Silva Praxedes D.R., Lessa Vasconcelos L.G., de Lima Macena M., Vieira de Melo I.S., de Menezes Toledo Florêncio T.M., Bueno N.B. Effects of time-restricted feeding on body weight, body composition and vital signs in low-income women with obesity: A 12-month randomized clinical trial // Clin. Nutr. 2021. Vol.40, Iss.3. P.759–766. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2020.06.036

18. Каменева М.Ю. Спирометрия: как оценить результаты? // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2022. Вып.83. С.91–99. EDN: BROTTB. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2022-83-91-99

19. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). Новый путь к поиску лекарств. М.: Вузовская книга, 2015. 360 с. ISBN: 978-5-89522-276-8

20. Bayarri M.A., Milara J., Estornut C., Cortijo J. Nitric Oxide System and Bronchial Epithelium: More Than a Barrier // Front. Physiol. 2021. Vol.12. P.1–20. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.687381

21. MacDonald E.A., Rose R.A., Quinn T.A. Neurohumoral Control of Sinoatrial Node Activity and Heart Rate: Insight From Experimental Models and Findings From Humans // Front. Physiol. 2020. Vol.11. P.1–26. https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00170

22. Farrace S., Ferrara M., De Angelis C., Trezza R., Cenni P., Peri A., Casagrande M., De Gennaro L. Reduced sympathetic outflow and adrenal secretory activity during a 40-day stay in the Antarctic // Int. J. Psychophysiol. 2003. Vol.49, Iss.1. P.17–27. https://doi.org/10.1016/S0167-8760(03)00074-6

23. Timofejeva I., McCraty R., Atkinson M., Alabdulgader A., Vainoras A., Landauskas M., Šiaučiūnaitė V., Ragulskis M. Global Study of Human Heart Rhythm Synchronization with the Earth’s Time Varying Magnetic Field // Appl. Sci. 2021. Vol.11, Iss.7. Article number: 1135. https://doi.org/10.3390/app11072935

24. Бушов Ю.В., Несмелова Н.Н. Зависимость точности оценки и воспроизведение длительности звуковых сигналов от индивидуальных особенностей человека // Вопросы психологии. 1996. №3. С.88–93. URL: http://www.voppsy.ru/journals_all/issues/1996/963/963088.htm

25. Аверьянова И.В., Максимов А.Л. Особенности темпа адаптивных перестроек вариабельности сердечного ритма уроженцев различных поколений приморской и внутриконтинентальной климатических зон Магаданской области // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2021. Т.29, №4. С.465–473. EDN: WVSMRA. https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ62905

26. Аверьянова И.В. Ответные реакции кардиогемодинамики при локальном холодовом воздействии у жителей приморской и континентальной зон Магаданской области // Экология человека. 2021. №10. С.29–36. EDN: TRHBKE. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2021-10-29-36

27. Максимов А.Л., Суханова И.В., Вдовенко С.И. Функциональные особенности организма юношей и девушек, жителей различных климатогеографических зон Магаданской области // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2012. Т.98, №1. С.48–56. EDN: OXHHHV.

28. Ушаков В.Ф., Кострубина В.А., Конрат О.Н., Заволовская Л.И., Шевченко О.В. Холодовая бронхиальная астма. Монография. Сургут: Дефис, 2015. 134 с.

29. Милованов А.П. Адаптация малого круга кровообращения человека в условиях Севера. Новосибирск: Наука, 1981. 172 с.