Недостатність метіонінсинтази (MTR), порушення синтезу метілкобаламіна

Гомозиготність за алелем RFC-1 80A в українській популяції (38.42%) була значно вищою, ніж в афро-американській популяції (20.8%, p = 0.002). Крім того, частота цього алелю для української популяції виявилася нижчою у порівнянні з євреями ашкеназі (p = 0.047) і афро-американцями (p < 0.0001).

Нами вивчено розподіл гетерозигот за MTHFR (C677T, A1298C, G1798A); MTRR (A66G) і RFC-1 (G80A), оскільки відомо, що взаємодії між двома й більш генами, які кодують білки та беруть участь у метаболізмі гомоцистеїна, формують негативні ефекти поліморфізму. Було зареєстровано розподіл структури гетерозиготності двох, трьох, чотирьох і п'яти алелей MTHFR, MTRR, RFC-1 та порівняно з попередніми дослідженнями. Комбінації виявленої складної гетерозиготності для поліморфізмів за двома алелями MTHFR, MTRR і RFC-1 представлені у таблиці 2. В українській популяції спостерігалися всі можливі комбінації складної гетерозиготності. Серед українських зразків не виявлено жодного випадку подвійної гетерозиготності за MTHFR C677T / A1298C або MTHFR C677T / G1793A. Крім того, у нашому дослідженні також не було виявлено гомозиготності за поліморфним варіантом C677T і гетерозиготності за поліморфними варіантами A1298C і G1793A.

Таблиця 2

Розподіл гетерозиготних компаундів алелей

MTHFR (C677T, A1298C, G1793A); MTRR (A66G); RFC-1 (G80A)

* [1]

X. Дані не представлені

Подвійна гомозиготність за MTHFR C677T / MTRR A66G і MTHFR C677T / RFC-1 G80A зустрічалася із частотою 3.5% (7/199) і 2.1% (4/190), відповідно. Подвійна гомозиготність за MTRR A66G і RFC-1 G80A зустрічалася із частотою 12.1% (23/190) (дані не наведені). Отримані дані дають підставу очікувати патогенні ефекти в досліджуваній популяції.

Проведене дослідження гетерозиготності за трьома поліморфними алелями MTHFR, MTRR і RFC-1. Комбінації трьох поліморфних алелей MTHFR, MTRR і RFC-1 наведені в таблиці 3. Складна гетерозиготність за MTHFR C677T / MTHFR G1793A / MTRR A66G і MTHFR G1793A / MTRR A66G /RFC-1 G80A не була виявлена в досліджуваній українській популяції, але виявилися дві потрійні гомозиготи за MTHFR C677T / MTRR A66G / RFC-1 G80A (1.05%) і дві потрійні гомозиготи за MTHFR A1298C / MTRR A66G / RFC-1 G80A (1.05%), що також припускає потенційні можливості негативних ефектів.

Таблиця 3

Розподіл гетерозигот за трьома алелями

MTHFR (C677T), MTHFR (A1298C), MTHFR (G1793A); MTRR (A66G); RFC-1 (G80A)

* [1]

X. Дані не представлені

Подальше дослідження гетерозиготності за чотирма і п'яти поліморфними алелями MTHFR, MTRR і RFC-1 дозволило виявити комбінації за чотирма складними гетерозиготними поліморфними варіантами MTHFR, MTRR, і RFC-1, тільки MTHFR C677T / MTHFR A1298C / MTHFR G1793A / RFC-1 G80A (0.53%) і MTHFR C677T / MTHFR A1298C / MTRR A66G / RFC-1 G80A (3.16 %). Гетерозиготність за MTHFR C677T / MTHFR A1298C / MTHFR G1793A / MTRR A66G, MTHFR C677T / MTHFR G1793A / MTRR A66G / RFC-1 G80A і MTHFR A1298C / MTHFR G1793A / MTRR A66G / RFC-1 G80A не спостерігалася. Крім того, гомозиготність за чотирма поліморфними варіантами (п'ять можливих комбінацій) також не спостерігалася.

Жоден з індивідуумів української популяції не був гетеро- або гомозиготним за всіма п'яти поліморфними варіантами.

Проблема розподілу клінічно значущих фенотипів надзвичайно важлива для рішення питання про моніторинг дефектів розвитку нервової системи і судинних захворювань в Україні, оскільки раніше таких даних не існувало. Наявні літературні дані говорять про те, що з ризиком розвитку дефекту нервової трубки (ДНТ) асоціюються різні поліморфні варіанти. Зокрема, гомозиготність за MTHFR 677Т, гомозиготність за MTRR 66G, гомозиготність за RFC-1 80A, складна гетерозиготність за MTHFR C677T і MTRR A66G і складна гетерозиготність по MTHFR A1298C і RFC-1 G80A корелює з підвищеним ризиком виникнення ДНТ. Складна гетерозиготність за MTHFR C677T і A1298C не пов'язана із ДНТ, хоча корелює з підвищеним рівнем гомоцистеїну. Таким чином, саме ці генотипи важливі для моніторингу в популяціях з дефіцитом фолієвої кислоти або високою поширеністю пов'язаних з цим захворювань.

Встановлено, що 7.0% нашої популяції (n =199) було гомозиготним за MTHFR 677T, тоді як 35.5% (n = 71) було гомозиготним за MTRR 66G. Крім того, 38.4% (n = 73) популяції було гомозиготним за RFC-1 80A, а 3.5% (n = 199) і 3.2% (n = 190) мало складну гомозиготність за MTHFR C677T/MTRR A66G і MTHFR A1298C/ RFC-1 G80A відповідно. Нарешті, наша українська популяція в 12.6% (23/199) випадків мала складну гетерозиготність за поліморфними варіантами MTHFR C677T/A1298C.

В цілому по населенню земної кулі, мутація 677Т гена MTHFR поширена достатньо широко у представників європейської раси. Були вивчені частоти двох основних мутацій (С677Т і А1298С) серед представників населення США. Показано наявність гомозигот Т/Т у 10-16% європейців і 10% осіб іспанського походження, а гетерозиготними носіями цього гена були, відповідно, 56 і 52% обстежених осіб, тобто наявність варіанту 677Т (генотипи С/Т або Т/Т) спостерігалася в 62-72% випадків. Аналогічні результати були отримані відносно європейських вибірок населення. В Харківській області виявлені гомозиготні Т/Т носії цієї мутації 7,42%, а гетерозиготні – 40,70%. Гомозиготні носії мутації 1298С виявлені у 39,50%, що підтверджує високу частоту поліморфних генів за двома мутаціями ферменту MTHFR.

Поширеність поліморфних варіантів генів системи фолатного циклу і їх патогенетична роль в генезі різних патологічних станів багато в чому залежить від географічної та етнічної приналежності індивідів.

Частота алелю C677T значно варіює в різних популяціях світу. Його найбільша частота спостерігається в популяціях Мексики (58.6%) і Колумбії (48.7%).

У європейців вона варіює від 20.3% (у жителів Німеччини) до 35.7% (у жителів Великобританії) і 36.1% (у жителів Франції), а у жителів Італії, особливо її центральної частини (Тосканія), даний алель зустрічається з найбільшою частотою 52.8%. В азіатських популяціях алель C677Т розподіляється з частотою від 8.1% (у індонезійців) до 40.3% (у корейців). На африканському континенті – від 5.2% (Заїр і Камерун) до 10.3% (Південна Африка). В Канаді і Австралії алель зустрічається з практично однаковою частотою – 36.5% і 35.8%, відповідно. Частота алелю у афро-американців складає 14.0%, у іспаномовних жителів – 41.7%. В популяції росіян частота алелю C677Т – 41.2%. В популяції східної України за даними його частота склала 40.7%, що практично співпадає з показником в російській популяції і вище відповідних частот в європейських популяціях.

Поширеність гомозиготного алелю 677Т має схожу картину. В Європі він варіює з частотою від 7.2% (у жителів Німеччини) до 12.1% (у жителів Великобританії). Його найбільша частота спостерігається в популяції Італії (22.7% - північна Італія, 30.2% - центральна, 17.1% - південна). З частотою 4.8% даний алель зустрічається у жителів Нідерландів, а в Норвегії і Швеції з однаковою частотою 10.2% і 10.3%, відповідно. В Азії алель 677Т зустрічається з низькою частотою 3.5%, а в африканських популяціях він не знайдений. В Латинській Америці гомозиготный алель з найбільшою частотою (34.8%) знайдений в популяції Мексики. В Австралії його частота склала 10.7%, в Канаді – 15.7%. Частота алелю у афро-американців складає 1.2%, у іспаномовних жителів – 20.7%. В популяції східної України частота алелю 677Т склала 7.04%. Даний показник нижче відповідних частот алелю в популяції росіян (9.0%), а також в європейських популяціях. За частотою даного алелю популяція східної України схожа з популяцією Німеччини (7.2%).

Поширеність алелю 66G в різних етнічних групах виявляється значущої для осіб європейської раси (Франція – 0.57, Італія – 0.52, Росія - 0.64, Україна – 0.57), в популяціях жителів Африки і Азії, а також Мексики, Колумбії, Бразилії даний алель зустрічається з низькою частотою.

Збільшення гомоцистеїну в сироватці крові приводить до утворення некротичних дегенеративних ділянок у нирках, селезінці, слизовій оболонці шлунка, кістковій системі, судинах. Шкідлива дія гомоцистеїну проявляється при його впливі на інтиму артерій середнього і великого калібру з наступною агрегацією на ній тромбоцитів. При цьому використання антикоагулянтів запобігає тромбоутворенню, але не відновлює ушкоджену інтиму судин. Гомоцистеїн активує фактор Хагемана й цим сприяє тромбоутворенню; маючи низку розчинність, він може осідати в патологічно зміненій стінці судин і створювати умови для утворення тромбів. При ГЦУ у хворих, які загинули від тромбозів церебральних судин, гістологічний аналіз мозкової тканини виявляє некротично-дегенеративні поразки мозкової тканини. Структурні зміни кістки при ГЦУ характеризуються остеопорозом. При ГЦУ відзначаються жирове переродження і білкова дистрофія печінки. Аналіз морфологічних змін біоптатів печінки за допомогою світлової мікроскопії виявляє порушення балкової будови печіночної тканини "балонну дистрофію гепатоцитів", пікноз їхніх ядер, заповнення кліток глікогеном, розширення жовчних протоків і недолік Купферовских кліток.

Патологія очей при ГЦУ характеризується дегенеративною поразкою в кругових волокнах кришталиків і циліарних тілах. При ГЦУ відзначаються виражені зміни обміну сполучної тканини, які носять вторинний характер, при цьому гомоцистеїн зв'язується з альдегідами - похідними лізину й перешкоджає утворенню поперечних зв'язків колагену. Це знаходить своє вираження в збільшенні екстрактивности колагену шкіри хворих, у підвищенні ниркової екскреції оксипроліну й глікозаміногліканів (ГАГ) [2].

Фракційний аналіз ГАГ у хворих із ГЦУ виявив перевагу тих, які містять ідуронову кислоту (дерматансульфат, хондроїтин-4,6, сульфат). Перевага дерматанподібних фракцій ГАГ при ГЦУ є компенсаторна реакція організму, тому що дерматансульфат володіє антикоагулянтною активністю, збільшує товщину волокон, сприяє організації трофоколагена у волокна вищого порядку. Гомоцистеїн підвищує активність синтезу сульфатованих ГАГ [2].

ГЦУ також характеризується зниженням здатності до репарації ушкоджень ДНК, індукованих мутагенами. Перераховані зміни свідчать про те, що первинні порушення обміну сірковмісної амінокислоти метіоніну втягують у патологічний процес й інші сторони метаболізму. Саме ця обставина і є причиною різноманіття клінічних ознак ГЦУ.

Поява нових клінічних і біохімічних характеристик порушень обміну сірковмісних амінокислот дозволила N. Blau et al. (1996) розробити робочу етіопатогенетичну класифікацію, визначити генетичну гетерогенність цієї патології (табл. 4).

Таблиця 4

Класифікація (за даними N. Blau et al., 1996)

У вітчизняній літературі першими описали клінічну картину класичної ГЦУ два російських академіка – М.П. Бочков та Ю.Е. Вельтищев на підставі обстеження дітей із метаболічними хворобами в НДІ педіатрії та дитячої хірургії РАМН. Автори визначили, що для ГЦУ характерна наявність своєрідного симптомокомплексу: розумової відсталості із формуванням неврологічної симптоматики, ектопії кришталиків, кістякової деформації, тромбоемболії і кардіоваскулярної патології. Хворі із ГЦУ високого зросту, астенічної статури, для них характерні довгі і тонкі кінцівки, арахнодактилія кистей і стоп, вальгусна деформація колінних суглобів, воронкоподібна або килевидна деформація грудної клітини, кіфосколіоз, переломи, пов'язані з остеопорозом кісток. Остеопороз при ГЦУ пов'язаний з тим, що надлишок гомоцистеїну перешкоджає нормальному синтезу поперечних зв'язків колагену.

За даними авторів, зміни з боку серцево-судинної системи при ГЦУ характеризуються тромбоемболією в артеріальних судинах різного калібру, порушенням обмінних процесів у міокарді. Механізм розвитку тромбоутворення при ГЦУ становить значний інтерес, тому що його розуміння полегшує терапію. Виявлено десквамацію епітелію при хронічній перфузії гомоцистеїну, зниження життєздатності тромбоцитів, фібриногенів і плазміногенів. Після очищення плазми від гомоцистеїну піридоксином (у випадках, що реагують на В6) або застосування діпірідамола (у випадках, що не реагують на В6) ці порушення нормалізувалися без застосування антикоагулянтної гепаринової терапії. При ГЦУ виявляється підвищений синтез тромбоксана, що відбивається на активації тромбоцитів. Гомоцистеїн індукує прокоагулянтну активність фактора в культурі ендотеліальних клітин людини. Високі концентрації гомоцистеїну в плазмі крові і низькі концентрації фолатів і вітаміну В6 призводять до збільшення ризику внечеропного стенозу сонної артерії в похилому віці. Це робить реальною профілактику порушень мозкового кровообігу шляхом орального застосування вітаміну B12 і фолатів. Гомоцистеїн є незалежним чинником ризику атеросклеротичного захворювання судин, не пов'язаного з гіперліпідемією, гіпертензією, діабетом і палінням. При цьому ризик підвищується зі збільшенням рівня гомоцистеїну. 10% ризику розвитку захворювання коронарних артерій у популяції пов'язані з підвищенням рівня гомоцистеїну.

Порушення нервової системи характеризуються спастичними паралічами, парезами, розумовою відсталістю. Найбільш адекватне пояснення цих поразок - наявність тромбозів судин мозку. Хворі із ГЦУ характеризуються специфічною нервово-психічною діяльністю: у них слабка перемикаємість уваги, низька працездатність, некритичне відношення до своїх можливостей, недостатня поінформованість про навколишнє середовище, превалювання конкретних зв'язків у мисленні, збіднена мова, що складається з коротких фраз, нерідко із проявом дизлалії. Обличчя хворих амімічне, з немотивованою посмішкою. У хворих знижений інтелект - 32,72 ІQ проти 115 у нормі.

Гіпопігментація є характерною рисою ГЦУ. Ця ознака зникає у хворих із ГЦУ при лікуванні піридоксином. Нам вдалося спостерігати значне зменшення сивини волосся при лікуванні цього захворювання. У деяких випадках після початку лікування піридоксином волосся темніє або виростає нове, темне, із чіткою демаркацією між старим, світлим і новим, темним волоссям. Змінюється й фактура волосся від твердого до м'якого. Можливе ускладнення ГЦУ панкреатитом, іноді - в наявності псевдокісти, що вимагає оперативного лікування. Описано випадки, коли під час дренажу такої псевдокісти, що розташовувалася на малій кривизні, у її порожнині були виявлені некротичні частини тіла і хвіст підшлункової залози [2].

Доказом існування зв'язку ІБС із ГЦУ є виявлення у хворих з ІБС пікових постметіонинових концентрацій гомоцистеїна. Аналогічні зміни можливі й при цереброваскулярних захворюваннях, що проявляються до 50 років. Це створює можливість використовувати тестування на гетерозиготність як орієнтир для зниження рівня споживання метіоніну й додавання вітаміну В6 як профілактичної міри кардіо- і цереброваскулярної патології. У родинах з раннім захворюванням коронарних артерій 12-14 % мають гомоцистеїнемію. Не менш яскраво простежується взаємозв'язок гіпергомоцистеїнемії в родинах з венозними тромбоемболіями.

Цікаві закономірності виявлені у хворих із синдромом Дауна: середня активність CBS становить у них 166% у порівнянні з контрольною групою. Цей феномен захищає хворих із синдромом Дауна від артеросклерозу, тобто хворі із трисомією 21 вільні від жирового переродження стінки артерій ("atheroma - free model"). Рівень активності CBS виявлений у локусі 21q22. Більша частина генів, локалізованих у диску 21q22, має відношення до фенотипу синдрому Дауна. Цей консервативний сегмент хромосоми 21q22 містить невелике число генів, пов'язаних із синдромом Дауна. Разом з тим, нами знайдено, що приблизно 30% хворих з передчасної оклюзивною хворобою артерій є гетерозиготами ГЦУ з гіпергомоцистеїнемією. Виявлено, що високий рівень гомоцистеїна в плазмі є чинником ризику тромбозу глибоких вен у звичайній популяції. Хворі з конкурентною ГЦУ, обумовленою недостатністю CBS, мають збільшений ризик тромбозу, коли в них є присутньою мутація Лейдена (фактор 5). При цьому лікування варфарином від дня народження запобігає розвитку тромбозу [40].

Таким чином, можна узагальнити, що вираженими ускладненнями, асоційованими з ГЦУ, є:

· Ментальна ретардація

· Психічні порушення

· Судоми

· Кісткові порушення (доліхостеномелія)

· Судинні порушення, що включають артеріальні тромбози (артеріальну оклюзію коронарних, церебральних і периферичних судин) і венозні тромбози (включаючи емболію легеневої артерії)

· Остеопороз

· Дислокація кришталика, міопія, ірідодинез