Т.Н. Маркова, В.А. Кичигин, И.В. Мадянов, Т.Н. Семенова

Т.Н. Маркова1, В.А. Кичигин1, И.В. Мадянов2, Т.Н. Семенова1
ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ
ОЖИРЕНИЯ В ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ
1 - кафедра внутренних болезней Чувашского государственного университета, 2 - кафедра
терапии и семейной медицины института усовершенствования врачей, Чебоксары
Целью работы являлось изучение распространенности ожирения у 271 жителя
Чувашской Республики с учетом пола, этнической принадлежности и проведение анализа
генетической предрасположенности к ожирению по наличию или отсутствию данного
признака у 955 кровных родственников I линии пробандов. Предрасположенность к
ожирению оценивали по коэффициенту
генетической детерминации Эдвардса и
коэффициенту ассоциации. Отмечена более высокая распространенность ожирения у
женщин по сравнению с мужчинами, у русских по сравнению с чувашами. Генетическая
детерминация ожирения сильнее выражена у лиц чувашской национальности. Не
выявлено зависимости генетической детерминации ожирения от пола и типа
распределения жира. Риск развития ожирения значительно выше у пробандов, где
ожирение имеют оба родителя по сравнению с пробандами, где ожирение имеет один из
родителей.
Ключевые слова: ожирение, популяционная генетика, коэффициент генетической
детерминации.
T.N.Markova, B.A.Kichigin, I.V.Madyanov, T.N.Semenova
GENETIC AND ETHNIC FACTORS OF PREVALENCE OF ADIPOSITY
POPULATION - GENETIC ANALYSIS OF OBESITY IN THE CHUVASH REPUBLIC
1 - Department of Internal Diseases of the Chuvash State University, 2 - Department of Therapy
and Family Medicine Institute of Advanced Training of Physicians, Cheboksary
The aim of this work was to study the prevalence of obesity among 271 residents of the Chuvash
Republic, taking into account gender, ethnicity, and the analysis of genetic predisposition to
obesity on the presence or absence of this trait among 955 blood relatives probands 1 line.
Predisposition to obesity was estimated by the coefficient of genetic determination of Edwards
and the coefficient of association. There was a higher prevalence of obesity among women
compared with men in Russians compared to Chuvash. The genetic determination of obesity is
expressed among Chuvash patients more strongly. No dependence of the genetic determination
of obesity by sex and type of fat distribution. The risk of developing obesity is significantly higher
among probands where both parents are obese, compared with probands, where obesity is one
of the parents.
Key words: obesity, population genetics, genetic coefficient of determination.
По данным Всемирной организации здравоохранения около 30% населения
планеты страдают ожирением (ОЖ) [9]. У пациентов с ОЖ существует высокий
сердечно - сосудистый риск из-за типичного для этих пациентов сочетания артериальной
гипертонии
с
дислипидемией
и
углеводными
нарушениями,
называемого
«метаболическим синдромом» (МС) и впервые описанного как «синдром Х» G.Reaven в
1988 году [8]. Риск развития сердечно - сосудистых осложнений в популяции можно
оценивать по распространенности ОЖ, являющего облигатным компонентом МС.
В патогенезе ОЖ принимают участие многие факторы: генетические, этнические,
поведенческие, гормональные. Весовая роль каждой группы факторов продолжает
изучаться. Возможно, что у конкретного пациента каждая из предполагаемых причин
может быть основной в развитии ОЖ.
При проведении профилактических и лечебных мероприятий, направленных на
снижение распространенности ОЖ, необходимо учитывать роль этнических и
генетических факторов в детерминации данного состояния.
Вопрос о генетической предрасположенности ОЖ существует достаточно давно.
Из-за полигенности ОЖ [9] роль генетических факторов лучше оценивать по методам
популяционной генетики. Популяционная генетика позволяет выявить влияние таких
факторов как мутационный процесс, отбор, миграции, случайное изменение генных
частот на реализацию законов Менделя в популяции.
Знание популяционной генетики необходимо для понимания эпидемиологии
наследственных болезней, для планирования мероприятий по предупреждению
неблагоприятного воздействия внешних факторов [7]. Из трех ведущих методов
популяционной генетики: клинико-генеалогического, близнецового и популяционногенетического, последний является наиболее удобным для эпидемиологического
исследования полигенно наследуемых заболеваний [3].
Цель исследования: изучить распространенность ожирения в свободной выборке
популяции Чувашской Республики с учетом пола, этнической принадлежности и провести
анализ генетической предрасположенности к ожирению по наличию или отсутствию
данного признака у кровных родственников I линии пробандов.
Материалы и методы
Обследован 271 житель Чувашской Республики (пробанды), проживающих в
районах с преимущественно чувашским (Канашский район) и русским (Алатырский
район) населением. У всех обследуемых проводилось антропометрия. Определяли массу
тела, рост, объем талии и бедер. Диагноз ОЖ взрослым выставлялся при индексе массы
тела (ИМТ) более 30 кг/м2, детям – при превышении 95-й процентили по таблицам ИМТ
для соответствующего возраста и пола. Не включались в исследование пациенты, у
которых количество жировой ткани в организме не могло быть точно оценено из-за
избыточно развитой или атрофированной мускулатуры.
Проанализированы антропометрические показатели 955 кровных родственников I
линии обследованных (родители, дети, сестры и братья). У 663 родственников пробандов
проведена непосредственная антропометрия. О 172 умерших и 120 далеко проживающих
родственниках сведения получены по анкетированию пробандов.
О типе распределения жира судили по индексу талия-бедро. Абдоминальным
распределение жира считали при значении индекса более 0,90 у мужчин и 0,85 у женщин.
Для вычисления генетической детерминации ожирения (r) использовали
аппроксимирующую формулу Эдвардса [цит. по 3]:
0,57 ln q− ln p
r=
− ln p− 0,44 ln q− ln p − 0,26 ;
где r – коэффициент генетической детерминации; q – распространенность ожирения
среди кровных родственников больных ожирением (доля); р – распространенность
ожирения в популяции (доля).
Согласно общепринятым рекомендациям, в эпидемиологических исследованиях в
качестве контроля (р) должна использоваться не вся популяция, а та часть популяции,
которая не имеет изучаемого признака [6]. В нашем случае за р целесообразно принимать
распространенность ожирения среди кровных родственников пробандов без ожирения.
Поэтому дополнительно вычислялся модифицированный нами коэффициент Эдвардса
(rм), где р рассчитывалась как распространенность ожирения среди кровных
родственников пробандов без ожирения [4]. Генетическая детерминация нами
проводилась и по формуле коэффициента ассоциации (Ка), так как построение таблицы
взаимного распределения (табл. 1) позволяет оценить эпидемиологическую связь между
наследственной отягощенностью по ожирению (2 признак) и наличием ожирения (1
признак):
ad − bc
Ка=
ad+bc [4];
где a – количество родственников с ОЖ у пробандов, имеющих ОЖ, b – количество
родственников без ОЖ у пробандов, имеющих ОЖ, с – количество родственников с ОЖ у
пробандов, не имеющих ОЖ, d – количество родственников без ОЖ у пробандов, не
имеющих ОЖ.
Таблица 1
Матрица взаимного распределения частот для
расчета генетической детерминации ожирения
Наличие наследственной
отягощенности по ОЖ
ОЖ
есть
ОЖ
нет
Ст
атистичес
кую
родственники
значимос
a
b
пробандов с ожирением
ть
распреде
родственники
ления
c
d
пробандов без ожирения
частот в
таблице
оценивали по критерию χ2. Вероятность ошибки указывали как р и считали приемлемой
при рχ2<0,05. Статистическая обработка материала проведена на персональном
компьютере в программе «Statistica for Windows 6.0».
Результаты исследования и их обсуждение
ОЖ в популяции выявлено в 31,4% случаев (85 из 271 чел). Русские и чуваши
составляли 81,5% изучаемой выборки (221 из 271 человек), 18,5% обследуемых (50 чел.)
относилось к другим национальностям или родились от смешанных браков.
Общая распространенность ожирения в популяции среди чувашей составила 17 из
94 чел (18,1%), среди русских – 40 из 127 чел (31,5%). Различия по распространенности
ОЖ среди чувашей и русских были статистически значимыми – рχ2<0,05. Сводные данные
по распространенности ожирения
с учетом пола и этнической принадлежности
приведены ниже (табл. 2).
Таблица 2
Частота ожирения в Чувашской Республике
Русские
Чуваши
Другие
Всего
национальности
Мужчины
15,2%
20%
58,3%
24,3%
(5/33)
(5/25)
(7/12)
(17/70)
Женщины
39,2%
17,4%
51,4%
33,8%
(38/97)
(12/69)
(18/35)
(68/201)
Всего
31,5%
18,1%
56%
31,4%
(40/127)
(17/94)
(28/50)
(85/271)
Прим.: в скобках в числителе указано количество обследованных с ожирением, в
знаменателе – общее количество обследованных.
В общепопуляционной выборке среди родственников пробандов с ОЖ данное
состояние диагностировано в 45,9% случаев (134 из 292 чел.), среди родственников
пробандов без ОЖ – в 19,9% случаев (у 132 из 663 чел.). Коэффициент генетической
детерминации составил +0,30; rм +0,48; Ка +0,50 (рχ2<0,05).
Выявлены значительные отличия в генетической детерминации ОЖ среди
этнических групп. У чувашей среди родственников пробандов с ОЖ, данное состояние
выявлено у 28 из 44 чел (63,6%), а среди родственников пробандов без ОЖ – у 33 из 249
чел (13,3%). Коэффициент генетической детерминации составил +0,80; rм - +0,89; Ка +0,84 (рχ2<0,001).
У лиц русской национальности среди родственников пробандов с ОЖ, данное
состояние выявлено у 63 из 155 чел (40,1 %), среди родственников пробандов без ОЖ – у
73 из 330 чел (22,1%). Коэффициент генетической детерминации составил +0,19; rм +0,35; Ка - +0,41 (рχ2<0,001).
Таким образом, генетическая детерминация ОЖ сильнее у лиц чувашской
национальности (коэффициент генетической детерминации +0,80 против +0,19), хотя
распространенность ОЖ у чувашей меньше, чем у русских. Это свидетельствует о
мультифакториальности ОЖ в популяции, в частности, о том, что его развитие у русских в
большей степени по сравнению с чувашами определяется внешними факторами.
Проведена оценка генетической детерминации ОЖ в зависимости от пола. У
женщин с ОЖ это состояние у родственников наблюдалось в 105 случаях из 236 (44,5%), у
женщин без ОЖ – в 80 случаях из 472 (16,9%). Коэффициент генетической детерминации
составил +0,22; rм=+0,50, Ка=+0,59 (рχ2<0,001).
У мужчин с ОЖ это состояние у родственников наблюдалось в 26 случаях из 55
(47,3%), у мужчин без ОЖ – в 43 случаях из 191 (22,5%). Генетическая детерминация
составила: r=+0,44; rм=+0,47; Ка=+0,51 (рχ2<0,001). Таким образом, отсутствуют
существенные различия по генетической детерминации ОЖ между мужчинами и
женщинами.
Как следует из вышеприведенных данных, применение в качестве частоты
признака (р) не популяционной распространенности, а частоты ОЖ среди родственников
пробандов без ОЖ, улучшает оценку генетической детерминации. Показатели rм и Ка
отличаются большей величиной и меньшей вариабельностью чем r.
Проведена оценка генетической детерминации ОЖ в зависимости от типа
распределения жира. При абдоминальном типе распределения жира генетическая
детерминация ОЖ составила: r= – 0,17, rм=+0,48; Ка=+0,54 (рχ2<0,001), при
глютеофеморальном типе – r=+0,49; rм=+0,48; Ка=+0,56 (рχ2<0,001).
При абдоминальном ОЖ распространенность ОЖ среди кровных родственников
пробандов составила 45,5% (87 случай из 191), при глютеофеморальном – 44% (44
случая из 100). Таким образом, генетическая детерминация ОЖ не зависела от типа
отложения жира.
Изучена распространенность ОЖ у детей (пробанд, сестры и братья пробанда) в
зависимости от наличия ОЖ у родителей пробанда (табл. 3).
Таблица 3
Распространенность ожирения среди детей
в зависимости от наличия ожирения у родителей
Распространенность
Наличие ОЖ у отца и матери
ОЖ среди детей
Отец – нет
Отец – нет
Отец – есть
Мать - нет
Мать - есть
Мать - нет
Мужчины
1,7%
22,7%
20%
(1/58)
(5/22)
(6/30)
Женщины
14,1%
27,3%
30,1%
(28/198)
(6/22)
(31/103)
Всего (мужчины и
11,3%
25%
27,8%
женщины)
(29/256)
(11/44)
(37/133)
Отец – есть
Мать - есть
50%
(9/18)
68,9%
(31/45)
63,5%
(40/63)
В случаях, когда ОЖ было у одного из родителей, частота ОЖ среди детей
составила 27,1% (48 из 177). Однако, согласно первого закона Менделя при доминантном
наследовании эта частота составляет 50%. Соотношение между выявленной
распространенностью ОЖ и предполагаемой частотой по менделевскому наследованию
27,1
= 0,54 .
равно 50
Это свидетельствует о высокой реализации генетических факторов
при развитии ОЖ.
При отягощенной наследственности со стороны обоих родителей частота ОЖ
среди детей должна составлять 75% при доминантном наследовании. Отношение между
предполагаемыми и фактическими цифрами распространенности ОЖ (табл. 3) составляет
63,5
= 0,85
75
, что констатирует значительное усиление роли генетических факторов в
детерминации ОЖ при наследственной отягощенности со стороны обоих родителей.
Действительно, частота ОЖ при наследственной отягощенности со стороны обоих
родителей была более чем вдвое выше, по сравнению с семьями, где ОЖ страдал только
один из родителей: 63,5% против 27,1% (рχ2<0,001).
При сопоставимых коэффициентах генетической детерминации ОЖ у мужчин и
женщин, частота развития ОЖ у женщин выше чем у мужчин во всех случаях (табл. 3).
Популяционная частота ОЖ у женщин также превосходила таковую у мужчин – 33,8% (68
случаев из 201) против 24,3% (17 случаев из 70). Таким образом, в развитии ожирения у
женщин по сравнению с мужчинами более значимую роль оказывают средовые факторы.
Популяционно-генетический анализ ОЖ показал, что данная патология является
типичным примером полигенного наследования. Так, в группе с меньшей
распространенностью ОЖ (чуваши) коэффициент генетической детерминации
значительно выше, чем в группе с более высокой распространенностью заболевания
(русские).
Можно полагать, что наследственность является ведущим этиологическим
фактором ОЖ, но для проявления мутантных генов необходимо влияние внешних
факторов. Аналогичным образом происходит развитие сахарного диабета 2 типа [1],
являющегося одним из компонентов МС и часто сочетающегося с ОЖ.
У отдельных этнических групп (чуваши) генетические факторы имеют более
весомое значение в развитии ОЖ по сравнению со средовыми. Средовые факторы в этом
случае могут влиять только на выраженность симптомов болезни.
Представляет интерес тот факт, что, несмотря на различный патогенез двух
фенотипов ОЖ: абдоминального и глютеофеморального, в частности наличие и
отсутствие инсулинорезистентности, наследуемость их практически одинаковая. Об этом
свидетельствуют сходные коэффициенты генетической детерминации и сопоставимая
распространенность ОЖ среди кровных родственников
пробандов с различными
фенотипами ОЖ.
Заключение
1. Распространенность ожирения зависит от этнической принадлежности (31,5% у русских
против 18,1% у чувашей) и пола (33,8% у женщин против 24,3% у мужчин).
2. В патогенез ожирения существенный вклад вносит генетическая предрасположенность,
которая сильнее у лиц чувашской национальности, в развитии ожирения у русских более
значимую роль оказывают внешние факторы.
3. Генетическая детерминация ожирения не зависит от пола и типа распределения жира.
4. Вероятность формирования ожирения у пробанда при отсутствии данного признака у
родителей ниже популяционной (11,3%), при наличии у одного из родителей – близка к
популяционной (27,1%), у обоих родителей – значительно возрастает (63,5%).
ЛИТЕРАТУРА
1. Бочков Н.П. Клиническая генетика. – М., 1997.
2. Ворохобина Н.В., Барановский А.Ю., Волкова Е.А. Ожирение: этиология, патогенез,
клиника и лечение. В кн.: Ожирение
(клинические очерки) / под ред. проф. А.Ю.
Барановского, проф. Н.В. Ворохобиной. – СПб.: Издательство «Диалект», 2007.
3. Каминский Л.С. Статистическая обработка лабораторных и клинических данных. –
Л.: Медицина, 1964.
4. Сироткин В.М., Чупрун В.Ф. // Проблемы эндокринологии. – 1979. – Т. 25. – № 4. – С.
21-27.
5. Способ оценки генетической детерминации ожирения: рационализаторское
предложение / В.А. Кичигин, Т.Н. Маркова, И.В. Мадянов. – Удостоверение на
рационализаторское предложение № 1149 от 30 октября 2008 г., выданное Чувашским
государственным университетом имени И.Н. Ульянова 31.10.2008 г.
6. Фадеев В.В., Абрамова Н.А. // Проблемы эндокринологии. – 2004. – Т.50. – № 1. – С. 51 –
55.
7. Флетчер Р. Э., Флетчер С., Вагнер Э. Клиническая эпидемиология. – М.: Медиа Сфера.
1998.
8. Фогель Ф. Генетика человека: В 3-х т. Т. 2: перевод с англ. – М.: Мир, 1990.
9.
Reaven G.M. Banting // Diabetes. – 1988. – V. 37. – P. 1595-1607.
10.
Seidell J.S. The worldwide epidemic of obesity. In: Progress in obesity research. 8th
International congress of obesity. B. Guy-Grand, G. Aikhaud, eds. London: John Libbey &
Company Ltd. 1999. – P. 661-668.