Polymorphism of C/T-13910 lactase gene and anthropometric data of girls born in Samara

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В молоке млекопитающих содержится углевод «молочный сахар» – лактоза, которая способствует всасыванию в кишечнике кальция, минеральных веществ, размножению кисломолочных бактерий. В желудочно-кишечном тракте лактоза расщепляется до глюкозы и галактозы под воздействием фермента лактазы. Лактаза вырабатывается в тонком кишечнике и появляется уже в 12–14 недель внутриутробного развития, достигая максимума в сроке 39–40 недель беременности.

Дети с момента рождения, включая недоношенных, способны усваивать материнское молоко, и активность лактазы у них высокая до возраста 3–8 лет. Активность фермента лактазы зависит от ряда факторов: особенностей питания, от перенесенных заболеваний кишечника (инфекций, пищевой аллергии, целиакии, лямблиоза, болезни Крона и других), от расы, генетических особенностей [1, 2].

Активность лактазы уменьшается в какой-то момент после периода отлучения у большинства млекопитающих и снижена у 68% взрослых людей. Однако у некоторых людей, особенно в популяции с историческим преобладанием в рационе молочной продукции, лактаза активна во взрослом возрасте. Эта черта называется лактазной персистенцией, а у людей с европейской родословной она связана с аллельным вариантом (-13910*T) гена лактазы МСМ6 [3].

Существует 3 генотипа: С/С – генотип, связанный с непереносимостью лактозы у взрослых (не способны усваивать лактозу); С/Т – генотип, связанный с вариабельным уровнем активности лактазы (риск развития вторичной лактазной недостаточности); Т/Т – генотип, связанный с хорошей переносимостью лактозы у взрослых (легко усваивают молочные продукты).

Селекция сыграла важную роль в сохранении способности переваривать лактозу в зрелом возрасте (лактазная персистенция) в разных популяциях, которые практикуют пасторализм [4]. Распространенность гиполактазии по типу взрослых (первичная мальабсорбция лактозы, непостоянство лактазы) значительно варьирует между различными расами и популяциями: 20% латиноамериканских, азиатских и негроидных детей до 4 лет имеют признаки дефицита лактазы и мальабсорбции лактозы, однако у детей северных европейцев симптомы непереносимости лактозы не развиваются до 5 лет [5, 6].

В диагностике гиполактазии используют несколько лабораторных методов. Ранее распространенность гиполактазии определяли с помощью теста на толерантность к лактозе или теста на толерантность к лактозе с этанолом. Наиболее точный метод – прямое определение активности лактазы в биоптате слизистой оболочки тонкого кишечника; однако инвазивность теста не позволяет использовать его в повседневной практике и скрининге.

На территории России проведено несколько исследований распространенности гиполактазии. Установлено, что распространенность генотипа СС варьирует от 13% до 57% среди русских и до 94% – среди северных народов (ненцы). При проведении генотипирования распространенность гиполактазии среди русских, проживающих в центральной части, варьировала от 36% до 50% и зависела от района проживания [7, 8].

Распространенность ожирения быстро увеличивается во всем мире одновременно с историческим сдвигом образа жизни от традиционных здоровых моделей к нездоровым. Однако причинно-следственные связи между факторами образа жизни и ожирением еще предстоит полностью выяснить. Данные о взаимосвязи ожирения с потреблением молока и полиморфизмом генов разноречивы. Так, изучение более 180 000 взрослых из 25 когорт убедительно доказало, что высокое потребление молочных продуктов было причинно связано с более высоким индексом массы тела (ИМТ). Однако увеличение массы тела происходило за счет увеличения мышечной массы и уменьшения жировых отложений [9].

Изучение аллельного полиморфизма гена лактазы в локусе -13910 в Португалии выявило частоту генотипов СС – 35,8%, СТ – 48,1% и ТТ –16,1% и наличие существенных ассоциаций с антропометрическими переменными, связанными с ожирением, ИМТ, массой жира, а также с риском ожирения при полиморфизме лактазы С>Т [10]. При генотипировании испанцев также выявлено, что полиморфизм 13910 С > Т повышает восприимчивость к ожирению и патологиям, связанным с ожирением [11].

ЦЕЛЬ

Оценить распространенность аллельных вариантов гена лактазы C/T-13910 в популяции девочек 3–6 лет, рожденных и проживающих в г. Самаре, и выявить взаимосвязь с ростом, массой тела и ИМТ детей.

Исследование проводилось на кафедре акушерства и гинекологии Института профессионального образования и на кафедре гигиены питания Самарского государственного медицинского университета (Самара, Россия) и ООО «ДНК-технология» (Москва, Россия).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование были включены девочки в возрасте от 3 до 6 лет, рожденные и проживающие в г. Самаре. Законные представители испытуемых дали письменное информированное согласие и заполнили анкету о своих личных данных, месте рождения детей. В исследование включены 103 девочки в возрасте 3–6 лет, обратившиеся к детскому гинекологу в рамках ежегодного медицинского осмотра. У всех девочек измеряли рост и массу тела и брали образцы буккальных клеток для генетического исследования.

Анализы генотипа

ДНК амплифицировали с помощью полимеразной цепной реакции. Используемый прямой праймер представлял собой 5' CCTCGTTAATACCCACTGACCTA-3', а обратный праймер представлял собой 5'-GTCACTTTGATATGATGAGAGCA-3', который покрывал около 400 п.н. областей с обеих сторон варианта C/T-13910.

Статистический анализ

Для проверки различий между группами генотипа использовался критерий хи-квадрат. Различия с уровнем достоверности Р <0,05 считались статистически значимыми.

РЕЗУЛЬТАТЫ

При изучении распространенности аллельных вариантов полиморфизма -13910 С/Т гена лактазы выявлено, что генотип ТТ имели 11 девочек (10,7%), генотип СТ – 39 девочек (37,9%) и генотип СС – 53 девочки (51,4%) (рисунок 1).

 

Рисунок 1. Соотношение аллельных вариантов полиморфизма -13910 С/Т гена лактазы в популяции детей г. Самары.

 

Поскольку рост и масса тела сильно зависят от возраста, анализировались только оценки по центильным коридорам. Центильные коридоры сформированы по массе тела в зависимости от возраста (таблица 1).

 

MCM6: -13910 C/T	Масса тела, центили
	<3%		3–10%		10–25%		25–75%		75–90%		90–97%		>97%
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
CC	2	29	4	67	4	57	24	50	6	50	5	56	8	57
CT	4	57	2	33	2	29	17	35	6	50	3	33	5	36
TT	1	14	0	0	1	14	7	15	0	0	1	11	1	7

Таблица 1. Масса тела в зависимости от аллельных вариантов полиморфизма -13910 С/Т гена лактазы (хи² =5,6; Р =0,935)

Table 1. Body weight depending on allele 13910-С/Т polymorphism of the lactase gene (chi² =5.6; Р =0.935)

 

Центильные коридоры сформированы по росту в зависимости от возраста (рисунок 2).

 

Рисунок 2. Рост в зависимости от аллельных вариантов полиморфизма -13910 С/Т гена лактазы (хи2 =10,7; Р =0,557).

 

Статистической значимости различий в росте девочек с различными полиморфизмами гена лактазы не выявлено, но можно заметить, что редкий полиморфизм ТТ гена лактазы MCM6 представлен только у девочек с нормальным и повышенным относительно возраста ростом (от 25-го перцентиля и выше). При укрупнении градации роста ниже 25-го и выше 25-го перцентиля статистической значимости также выявлено не было (таблица 2).

 

Генотип	Ниже 25%		25% и выше, т.е. норма и выше
	Абс.	%	Абс.	%
CC	7	50	46	52
CT	7	50	32	36
TT	0	0	11	12

Таблица 2. Рост в зависимости от аллельных вариантов полиморфизма -13910 С/Т гена лактазы (хи² =2,4; Р =0,306)

Table 2. Height depending on allele 13910-С/Т polymorphism of the lactase gene (chi² =2.4; Р =0.306)

 

Центильные коридоры сформированы по массе тела в зависимости от роста (рисунок 3).

 

Рисунок 3. Соотношение массы тела и роста в зависимости от аллельных вариантов полиморфизма -13910 С/Т гена лактазы (хи2 =12,8; Р =0,387).

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Была определена фактическая распространенность генетического варианта, связанного с гиполактазией взрослого типа, одноосновный полиморфизм C/T-13910 (rs 4988234) перед геном, кодирующим лактазу на хромосоме 2 в популяции девочек 3–6 лет, рожденных и проживающих в г. Самаре, и выявлено, что преобладают носители CC-генотипа – 51,4%.

Распространенность взрослого типа гиполактазии среди россиян, согласно предыдущим исследованиям, варьирует от 13% до 50–57% [7, 8]. Однако эти исследования изучали частоту персистентного/непостоянного генотипа лактазы и не оценивали взаимосвязь с ростом, массой тела и ИМТ.

Выявлено, что все девочки с генотипом ТТ имели рост свыше 25-го перцентиля, что, вероятно, связано не только с хорошей переносимостью молочных продуктов, но и усиленной абсорбцией кальция. Данное предположение основано на результатах исследований, в которых показано, что у лиц с генотипом ТТ имелась более высокая плотность трабекулы костей по сравнению с генотипами СС и СТ [12]. В исследовании R.I. Almon установлено, что потребление молока у 597 шведских детей положительно связано с ростом тела у подростков [13]. В нашем исследовании статистической значимости отличий по росту получено не было, что, возможно, связано с недостаточным размером выборки.

Подавляющее большинство детей (91%) из 22 девочек с избыточной массой тела и ожирением (ИМТ свыше 90-го перцентиля) имели генотип СС (13 девочек) или генотип СТ (7 девочек). Наши данные согласуются с результатами зарубежных исследований. Так, в работе R.I. Almon при генотипировании 551 испанца, проживающего на Канарских островах, установлено, что полиморфизм 13910 С>Т повышает восприимчивость к ожирению и патологиям, связанным с ожирением [11]. Аналогичные данные получены в исследовании 580 португальских детей 6–12 лет: генотип С>Т может предрасполагать к абдоминальному ожирению [14]. Однако при изучении взаимосвязи потребления молока, генотипа и массы тела у 298 испанских детей (средний возраст 9,6 года) и 386 подростков (средний возраст 15,6 года) выявлено, что генотип СТ и ТТ связан с увеличением потребления молока, но не связан с более высокой массой тела [15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У девочек в возрасте от 3 до 6 лет, рожденных и проживающих в г. Самаре, частота аллеля гена лактазы 13910-Т составила 48,6%. Генотип СС выявлен у 51,4% девочек, генотип СТ – у 37,9% и генотип ТТ – у 10,7%.

Не выявлено достоверной взаимосвязи между генотипом и массой тела и ростом у девочек, однако все дети с генотипом ТТ имели рост свыше 25-го перцентиля, подавляющее большинство девочек (91% из 22 девочек) с избыточной массой тела и ожирением (ИМТ свыше 90-го перцентиля) имели генотип СС (13 девочек) или генотип СТ (7 девочек). 

About the authors

Natalia V. Spiridonova

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: nvspiridonova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3390-8034

PhD, Professor, Head of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Institute of Postgraduate Education

Russian Federation, Samara

Olga V. Sazonova

Samara State Medical University

Email: nvspiridonova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4130-492X

PhD, Associate Professor, Head of the Department of food hygiene with the course of hygiene of children and adolescents

Russian Federation, Samara

Alina A. Bezrukova

Samara State Medical University

Email: nvspiridonova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3929-4187

assistant of the Department of food hygiene with the course of hygiene of children and adolescents

Russian Federation, Samara

References

Supplementary files