Delist.ru

Эпидемиологический мониторинг и медико-генетические основы формирования здоровья детей участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции (31.01.2008)

Автор: Сависько Алексей Алексеевич

Детальное исследование функционального состояния сердечно-сосудистой системы стало возможным в ходе стационарного обследования в условиях детского отделения ГОУ ВПО Рост ГМУ Росздрава 297 ДЛ (131 мальчик и 166 девочек) в возрасте от 8 до 16 лет. Контрольную группу составили 200 здоровых школьников аналогичного возраста, проживающих в г. Ростове-на-Дону, чьи родители не принимали участие в работах на ЧАЭС.

Анализ клинических данных показал, что в группе ДЛ в отличие от здоровых детей достоверно чаще отмечались кардиальные жалобы в виде сердцебиения, кардиалгии, симптомы артериальной дистонии, вегетативные кризы, снижение толерантности к физическим нагрузкам.

В результате проведенного исследования возрастно-половые перцентильные отклонения АД были выявлены у 143 ДЛ (48,1%). При этом артериальная гипертензия (АГ) регистрировалась у 73 детей (24,5%). Из них 44 человек (60,3%) были мальчики, и 29 (39,7%) – девочки. Артериальная гипотензия была установлена у 70 ДЛ (23,6%) и встречалась одинаково часто как среди мальчиков, так и среди девочек.

Анализ данных ЭКГ установил достоверно большую распространенность нарушений функций автоматизма, проводимости и процессов реполяризации у детей ДЛ по сравнению с контрольной группой. Среди нарушений функции автоматизма чаще всего имели место синусовая тахикардия и тахиаритмия, брадиаритмия, миграция водителя ритма. Нарушение функции проводимости констатировалось преимущественно в виде AV блокады I степени и неполной блокады правой ножки пучка Гиса. В 75% случаев отмечено сочетание выявленных изменений.

При ультразвуковом исследовании отмечена тенденция к увеличению различных вариантов соединительнотканных дисплазий сердца (СТДС) в группе ДЛ. При этом как среди детей контрольной группы, так и ДЛ преобладали аномально расположенные хорды митрального клапана и трабекулы левого желудочка, пролабирующие митральный и трикуспидальный клапаны. Проведенный анализ морфометрических показателей сердца выявил ряд разнонаправленных изменений, свидетельствующих о диспропорциональном развитии кардиальных структур в группах ДЛ.

Проведенный индивидуальный анализ центильного соответствия отдельных ЭхоКГ параметров и показателей гемодинамики выявил более существенные отличия в различных группах обследованных детей. Установлено, что в контрольных группах независимо от возраста и пола эукинетический вариант гемодинамики формировался у детей, которые имели средний уровень физического развития и гармоничное развитие кардиальных структур, абсолютные значения которых распределялись в диапазоне 50-75 центильной шкалы.

При изучении вегетативного гомеостаза у ДЛ в 80% случаев были выявлены нарушения, которые характеризовались кардиальным, цефалгическим синдромами, а также проявлениями артериальной дистонии. Анализ структуры исходного вегетативного тонуса показал, что в контрольной группе эйтония была отмечена у 130 детей (65%), симпатикотония у 44 детей (22%), а ваготония лишь у 26, что составило 13%. В группе ДЛ вегетативное равновесие регистрировалось значительно реже – в 45,5%, а распространенность симпатико - и ваготонических вариантов увеличилась до 28,0 % и 26,5 % соответственно.

Таким образом, проведенное исследование позволило установить, что у ДЛ отмечается тенденция к увеличению распространенности СТДС, диспропорциональное развитие кардиальных структур в процессе роста, что на фоне имеющейся вегетативной лабильности способствует формированию преимущественно гипо- и гиперкинетических вариантов гемодинамики. Типология кровообращения с позиций теории функциональных систем позволяет рассматривать варианты кровообращения как проявление принципа мультипараметрического взаимодействия. При этом сам факт отклонения от оптимального уровня того или иного параметра есть не что иное, как стимул к направленному перераспределению в определенных соотношениях всех других показателей. При любом из трех типов гемодинамики все изучаемые параметры могут быть скоординированы, что характеризует наиболее экономичный путь достижения эффекта. В то же время гипо- и гиперкинетический варианты кровообращения должны рассматриваться как менее благоприятные, значительно повышающие цену адаптации. Это позволяет отнести их к пограничным состояниям, а детей к группе риска, требующих диспансерного контроля до окончания периода формирования сердечно-сосудистой системы и своевременного проведения превентивных мероприятий.

Изучение роли наследственной отягощенности в развитии расстройств гемодинамики у ДЛ проводилось с привлечением популяционно-генетического анализа. Группа состояла из 196 обследованных, являвшихся членами семей ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС. Средний возраст всех обследованных составил 30,9±1,5 лет. Из них было 74 ребенка (36 мальчиков и 38 девочек), средний возраст которых на момент обследования составил 13,2±0,6 лет. Группа родителей включала 122 обследованных, из которых мужчин было 60 человек, и 62 женщины. Средний возраст родителей на момент обследования составил 38,3±1,6 лет.

Важным обстоятельством является применение поправочных коэффициентов, полученных на основе данных популяционных исследований того региона, в котором проводился анализ.

Вместе с тем, необходимо подчеркнуть, что в нашем регионе до настоящего времени не были разработаны поправочные возрастно-половые коэффициенты для детей. В связи с этим нами была модифицирована таблица указанных выше общепопуляционных поправочных коэффициентов с включением в нее коэффициентов для детей в возрасте от 7 до 14 лет. Исходные данные были получены нами при анализе средних значений АД, установленных в ходе популяционных исследований детей, проживающих в Ростовской области (Чернышов В.Н. с соавт., 1988, 2006).

Необходимо отметить, что разработанные в ходе исследования поправочные возрастно-половые коэффициенты позволят проводить широкомасштабные семейные медико-генетические исследования в педиатрии.

При клиническом анализе обследованной группы среди взрослых была выявлена АГ у 24 человек (19,7%). При поправке значений АД на возраст 50-59 лет помимо 24 лиц, страдающих АГ, предположительно высокие значения АД могут быть зарегистрированы еще у 44 человек, из которых 28 - дети. Таким образом, у 37,8% детей при достижении возраста 50-59 лет, предполагается возможное развитие АГ. Однако прогнозирование значений АД основано на применении фенотипических поправочных коэффициентов. При этом АГ является заболеванием с генетически-детерминированной предрасположенностью, развитие которого характеризуется индивидуальным приростом значений САД и ДАД с возрастом. На основании вышеизложенного, для оценки прогноза развития АГ у ДЛ в будущем, был использован алгоритм определения генотипических значений САД и ДАД (Г-САД и Г-ДАД) с применением компьютерной программы «ПРОКАРД-ГБ», что в свою очередь позволило определить генотипический риск развития АГ у этой когорты детей.

В проведенном исследовании высокий генотипический риск развития АГ был выявлен у 10 детей и 12 взрослых. При этом обращает на себя внимание тот факт, что из 24 пациентов, страдающих АГ, только 12 имели высокий генотипический риск. Это свидетельствует о высокой роли паратипических (внешнесредовых факторов) в развитии АГ. Во всей группе обследованных Г-САД составило 131±5 мм рт ст., Г-ДАД - 83±1 мм рт ст.

При корреляционном анализе Г-САД, Г-ДАД и возраста обследуемых достоверной связи выявлено не было. Это свидетельствует о стационарности генотипических значений АД в двух поколениях и отсутствии прогрессирования генетической отягощенности в процессе жизни. Однако связь носит характер тенденции (rСАД = -0,13, р=0,2; rДАД = -0,15, р=0,15). В связи с этим проведение аналогичного анализа в трех или четырех последующих поколениях, вероятно, позволило бы выявить модификацию генотипического риска, свидетельствующую о его прогрессировании в связи с присоединением спонтанных мутаций, накапливаемых и передаваемых из поколения в поколение.

Кроме того, в исследовании был проведен популяционно-генетический анализ определения значений Г-САД и Г-ДАД с использованием фенотипических значений АД, выровненных по возрастам 13 и 50-59 лет. При этом было установлено, что более высоким фенотипическим значениям АД в возрасте 50-59 лет соответствуют более высокие генотипические значения АД. Это является свидетельством возрастной модификации эффектов генов, вносящих вклад в формирование гемодинамических параметров.

С целью разработки популяционно-генетического алгоритма прогнозирования риска развития АГ у ДЛ первоначальной задачей является установление зависимости между Г-САД, Г-ДАД и прогнозируемыми фенотипическими значениями АД в возрасте 50-59 лет. В ходе проведенного сравнительного анализа было показано наличие достоверного влияния Г-САД и Г-ДАД на фенотипические значения АД в группе обследованных.

В ходе популяционно-генетического анализа были разработаны уравнения регрессии, позволяющие прогнозировать фенотипические значения АД у ДЛ при известных Г-САД и Г-ДАД.

Важным аспектом популяционно-генетического анализа является прогнозирование не только значений АД, но и вероятности развития АГ у ДЛ. При этом в ходе проведения логистического регрессионного анализа было показано, что с увеличением значений Г-САД и Г-ДАД возрастает риск развития АГ у ДЛ при отдаленном прогнозировании в возрасте 50-59 лет. Влияние Г-САД (? = 27,3, р < 0,001) и Г-ДАД (? = 13,9, р < 0,001) является достоверным.

Для удобства использования в практической деятельности, представленные уравнения преобразованы в таблицу, с помощью которой можно определять вероятность риска развития АГ у ДЛ.

Важным аспектом прогнозирования риска развития АГ у ДЛ является возможность оценки роли лучевого воздействия на генотип. Косвенным образом это воздействие представляется возможным оценить при сравнении Г-САД и Г-ДАД в группах ДЛ и детей, рожденных в семьях, в которых родители не принимали участия в работах по ликвидации последствий на ЧАЭС. С этой целью нами были определены Г-САД и Г-ДАД в контрольной семейной группе, состоящей из 200 человек: 96 детей и 104 их родителей. При расчете генотипических значений артериального давления было показано, что в контрольной группе отмечаются достоверно более низкие значения Г-САД и Г-ДАД у детей по сравнению с группой ДЛ. При этом разница между группами взрослых носила характер тенденции.

Поскольку наблюдаемая разница между генотипическими значениями АД в группах ассоциируется с фактом принадлежности детей к семьям ликвидаторов ЧАЭС, можно предположить, что она обусловлена повышением объема накопленных мутаций у потомков ликвидаторов вследствие ранее имевшего место лучевого воздействия.

При сравнении потенциального риска развития АГ у ДЛ и детей контрольной группы было установлено, что 10 из 74 ДЛ имеют высокий генотипический сердечно-сосудистый риск, что составило 13,5%. Вместе с тем, высокий генотипический риск у детей контрольной группы был отмечен только у 4 из 96, то есть в 4,2% случаев (р<0,05). Достоверная разница в распространенности высокого генотипического риска также ассоциируется с причастностью к ликвидации ЧАЭС.

Таким образом, при сравнении генотипических значений АД в группе ДЛ и контрольной группе детей были отмечены более высокие генотипические значения у ДЛ, что свидетельствует о влиянии лучевого воздействия на генотипический риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Предложенный алгоритм оценки генотипического риска развития АГ позволит в дальнейшем сформировать систему профилактики АГ на популяционном уровне задолго до развития заболевания. Активное диспансерное наблюдение за детьми позволит зафиксировать дебют АГ и начать своевременную и эффективную терапию заболевания.

Ионизирующее излучение, а также другие факторы, модифицирующие ДНК, например 5-бромдезоксиуридин, увеличивают количество стабильных и нестабильных хромосомных аберраций в соматических и половых клетках облученных лиц. Структурные и количественные аберрации хромосом, несомненно, относятся к генетических нарушениям, которые вносят свой вклад в многофакторный процесс радиационно-индуцированной патологии. Нестабильные хромосомные аберрации такие, как дицентрики, кольца, фрагменты, приводят к гибели клеток. В то же время стабильные хромосомные аберрации (транслокации, инсерции), как известно, сопровождают онкогенез, а также могут влиять на жизненно важные функции клеток. При этом изменения количества хромосом в клетке предрасполагают как к гибели клеток, так и к развитию малигнизации.

Воздействие радиации на генетический аппарат как соматических, так и половых клеток облученных индивидуумов, характеризуется увеличением уровня стабильных хромосомных аберраций в герминативных клетках, что в свою очередь может приводить к увеличению риска хромосомных синдромов у потомства облученных лиц.

В нашем исследовании выполнено кариотипирование 89 ДЛ. Контрольную группу составили 24 ребенка той же возрастной группы, родители которых не принимали участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС и не проживали на загрязненных территориях. Всего цитогенетическому обследованию было подвергнуто 113 детей. Также было проведено кариотипирование 160 родителей ДЛ. В каждом случае в среднем проанализировано 62,1 метафазы на 1 человека.

В результате проведенного цитогенетического исследования было обнаружено, что у ДЛ 35,1% метафаз характеризовались гипоанеуплоидией.

В то же время в контрольной группе частота гипоанеуплоидных метафаз составила лишь 5,8%. Количество хромосом в гипоанеуплоидных метафазах варьировало от 20 до 45. Уровень стабильных и нестабильных структурных перестроек у ДЛ соответствовал контрольным данным (0,04%)

При кариотипировании родителей ДЛ у матерей количество гипоанеуплоидных метафаз составило 6,9%, тогда как у отцов-ликвидаторов - 29,5%. Уровень стабильных и нестабильных структурных перестроек у родителей также соответствовал контрольным данным (0,04%).

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о том, что по сравнению с контрольными группами у отцов-ликвидаторов и их детей выявляется более высокая частота гипоанеуплоидных метафаз в культивируемых лимфоцитах крови. Выраженная нестабильность генетического аппарата клеток ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС может быть расценена как последствие воздействия радиации на соматические клетки. Появление в кариотипах ДЛ аналогичных хромосомных аномалий с высокой частотой свидетельствует о наследовании этой нестабильности, возникшей под влиянием радиации на гаметы отцов-ликвидаторов. Можно предположить, что нарушение расхождения хромосом может происходить не только в процессе митотического деления соматических клеток, но и в мейотическом делении половых клеток. Это, в свою очередь, может увеличивать вероятность риска рождения детей с хромосомными аномалиями в третьем и последующих поколениях. Учитывая тот факт, что уровень нестабильных и стабильных структурных перестроек хромосом соответствует контролю, можно предположить, что риск онкологических заболеваний у ДЛ невелик.

С целью выявления геномной нестабильности, а именно частоты молекулярных мутаций ДНК в первом поколении ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС, был проведен анализ уровня спонтанных мутаций в трех гипервариабельных локусах генома (D3S1531, D7S1482, UT250) методом ДНК секвенирования у 93 ДЛ (48-девочки и 45- мальчики), их отцов и матерей, а также, в ряде случаев, и их сибсов (12 человек). Возраст ДЛ на момент обследования составлял от 6 до 15 лет, их сибсов – 16-19 лет. При этом у 18 отцов-ликвидаторов (19,4%), обследованных методом ДНК секвенирования, имелся официальный документ, согласно которому индивидуальные поглощенные дозы составили от 0,9 до 24 бэр.

В результате проведенного исследования в трех микросателлитных локусах, изученных методом ДНК секвенирования, была обнаружена 41 мутантная аллель с наибольшим количеством мутаций в локусе D7S1482, локализованным в длинном плече хромосомы 7 в регионе 7q31.32.

Первый исследованный STS микросателлитный маркер UT250 (синонимы: D20S82, D20S448, HUMUT250) локализован в хромосоме 20 в регионе 20p12.3 между нуклеотидами 7110405 и 7111008.

Методом ДНК секвенирования в этом локусе генома ДЛ были обнаружены 11 мутаций. При этом в 10 случаях наблюдалась утрата или приобретение одного тетрануклеотидного повтора GAAA.

Второй изученный STS микросателлитный маркер D7S1482 (синоним: HUMUT5085) локализован в длинном плече хромосомы 7 в регионе 7q31.32 между нуклеотидами 121030442 и 121031015. Данный локус характеризовался особенно высоким уровнем вариабельности по количеству тетрануклеотидных повторов GAAA, а также повтора GGAA, следующими за последовательностью GGA. В проведенном исследовании среди изученных случаев генотипа ДЛ было обнаружено 25 мутантных хромосом.

Третий STS микросателлитный маркер D3S1531 (синоним: HUMUT874), включенный в исследование, локализован в длинном плече хромосомы 20 в регионе 1q23.3 между нуклеотидами 159678860 и 159679374.

Таким образом, в этом локусе генома ДЛ, методом ДНК секвенирования, были обнаружены 5 мутантных аллелей с утратой или приобретением одного тетрануклеотидного повтора GAAA.

Проведенное исследование позволило установить, что родительское происхождение и протяженность изученных микросателлитов варьировали в каждой мутантной аллели. При этом частота мутаций по отцовской и материнской линиям составила 29 отцовских против 7 материнских. Однако в 5 случаях происхождение мутантных аллелей установить не представилось возможным в связи с выраженной гомологией отцовских и материнских аллелей. Вместе с тем, частота мутаций (“mutation rate”) составила в исследуемой группе 0,1005 (41/408) на одну аллель потомка, причем частота мутаций отцовского происхождения составила 0,0710, а материнского – 0,0171. Частота мутаций в контрольной группе составила 0,0154, что соответствует имеющимся литературным данным (Dubrova Y.E. 2002). Таким образом, частота мутаций материнского происхождения соответствует общепопуляционным данным, тогда как частота мутаций отцовского происхождения увеличивается в 4,2 раза, что соответствует данным, полученным Dubrova Y.E. с соавторами (2002).

загрузка...