Ксенобиотик

1.

2.

3.

Ксенобиотик – вещество,
производимое в результате
хозяйственной
деятельности человека
Продукты
хозяйственной
деятельности
человека
Лекарственные
средства
Вещества бытовой
химии

4.

• Система цитохрома Р450 – метаболизм желчных кислот, стероидных
гормонов, витамина Д, окисление липидов;
• Глутатионтрансферазы – метаболизм лейкотриенов,
простагландинов, обезвреживание ПОЛ и пероксидов ДНК;
• УДФ-глюкоронил-трансферазы – метаболизм билирубина,
стероидов, желчных кислот, токоферолов;
• Сульфатрансферазы – метаболизм желчных кислот и гликолипидов;
• Метилтрансферазы – метилирование ДНК, обмен катехоламинов;

5.

и ксенобиотиков
Учебно-методическое пособие «Проблемы современной генетики и смежных наук»

6.

Концепция двухфазного
метаболизма ксенобиотиков
Первая фаза
Вторая фаза
К молекуле ксенобиотика присоединяются
полярные функциональные группы или
осуществляется экспрессия таких групп,
присутствующих в субстрате. Это
достигается за счет ферментативных
окислительно-восстановительных или
гидролитических реакций в ходе которых
молекула становится менее липофильной
и более гидрофильной
Конъюгация промежуточных продуктов
метаболизма с эндогенными молекулами
(глутатион, глюкуроновая кислота,
сульфатная, метильная группа).
Липофильный ксенобиотик становится
гидрофильным , что обуславливает
возможность его быстрой экскреции
(через почки, ЖКТ или с выдыхаемым
воздухом)
Учебно-методическое пособие «Проблемы современной генетики и смежных наук»

7.

1. «…В последние годы также обсуждается роль в патогенезе
иммунной дисрегуляции / хронического воспаления, изменений
микробиоты кишечника и других факторов»
Schwartz SS, Epstein S, Corkey BE, et al. The Time Is Right for a New Classification. System for Diabetes: Rationale and
Implications of the β-Cell–Centric Classification Schema. Diabetes Care. 2016;39(2):179–186. doi: 10.2337/dc15-1585
2. «…Окислительный стресс вносит значительный вклад в
патогенез диабетических осложнений»
Шестакова М.В., Дедов И.И. Сахарный диабет и хроническая болезнь почек. М.: МИА, 2009. —с.144
3. «…Генетическая предрасположенность к развитию диабетических
осложнений имеет полигенный характер. Поэтому перспективным
является изучение не одного конкретного гена, а комплекса
маркеров-генов- кандидатов. В случае диабетической нефропатии
это гены -компонентов РАС, антиоксидантной защиты, факторов
роста, липидного обмена и др»
Шестакова М.В., Дедов И.И. Сахарный диабет и хроническая болезнь почек. М.: МИА, 2009. —с.144

8.

Выявляемость ХБП
ХБП С1-С2
3,40%
ХБП С 3ст
ХБП С4-С5
18%
46,70%
53,30%
96,60%
82%
Диагностированная
Недиагностированная
Pragmat Obs Res 2016; 7:21-32;3, Vaidya SR, Aeddula NR., Chronic Renal Failure 2019 Doi. 10.4324/9781315378589-5

9.

Актуальность работы
Выявление ранних предикторов тяжелого течения диабетической
нефропатии позволит своевременно осуществлять профилактику и
лечение хронической болезни почек и ее осложнений.

10.

Цель работы
Изучить роль полиморфных вариантов генов системы биотрансформации ксенобиотиков (БТК),
антиоксидантной защиты (АОЗ) и иммунного контроля (G1293C в гене CYP2E1; С174G в гене Il -6;
G1082A в гене Il – 10; G308A в гене TNF-альфа, G681A в гене CYP2C19, Ile105Val в гене GSTP1; Т58С в
гене SOD2; GSTM (del)) в развитии окислительного стресса и ДН у пациентов с СД 1 типа и СД 2 типа.

11.

Материалы и методы
В исследовании приняло участие:
• 50 человек с сахарным диабетом 1 типа
• 50 человек с сахарным диабетом 2 типа
• 20 человек условно-здоровых доноров
Набор пациентов происходил на базе Краевой клинической
«Больницы скорой медицинской помощи» г. Краснодара
Исследование происходит на базе лаборатории молекулярно-генетических исследований
ФГБОУ ВО «КубГМУ МЗ КК».
11

12.

Критерии включения
1. Верифицированный диагноз СД 1 и 2 типа;
2. Пациенты с СД 2 типа, получающие терапию препаратами сульфонилмочевины, бигуанидами ,
либо сульфонилмочевины + инсулинотерапию;
3. Уровень гликированного гемоглобина 6,5-9,0%;
4. Уровень скорости клубочковой фильтрации ≥60 мл/мин/1,73м2, рассчитанной по формуле CKD-EPI;
5. Длительность течения СД– 6-10 лет;
6. Отсутствие тяжелых соматических заболеваний;
7. Возраст пациентов от 20-70 лет;
8. Нормогликемия по данным дневника самоконтроля гликемии;

13.

Этапы исследования
Биохимический анализ
крови и мочи
Выделение ДНК и
генотипирование генов
методом ПЦР
Креатинин с расчетом
скорости клубочковой
фильтрации
• G1293C в гене CYP2E1
• G681A (*2) в гене
Малоновый диальдегид
CYP2C19
Мочевина, общий
билирубин, ГГТ, АЛТ, АСТ
• Ile105Val в гене GSTP1
Глутатионтрансфераза
• GSTM (del)
Гликированный
гемоглобин
• Т58С в гене SOD2
Глюкозурия, ацетонурия,
концентрация альбумина в • С262Т в гене САТ
суточной порции мочи
• С174G в гене ИЛ -6
• G1082A в гене ИЛ – 10
• G308A в гене TNF альфа
Оценка активности
ферментов АОЗ и СРО
Супероксиддисмутаза
Каталаза

14.

СПОСОБЫ ГЕНОТИПИРОВАНИЯ
Генотипирование путем электрофореза
Генотипирование в режиме «Real Time»

15.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТАТУСА
ОРГАНИЗМА
Активность супероксиддисмутазы (СОД) оценивали по методике Сирота Т.В.;
Активность каталазы (КАТ) – по методике Королюка М.А.;
Активность глутатионтрансферазы (ГSТ) – по методике, описанной Карпищенко А.И.;
Уровень МДА – по методике Стальной И.Д. и Гаришвили Т.Г.

16.

Дизайн
исследования

17.

ЧАСТОТА ГЕНОМНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ И ИХ СООТВЕТСТВИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЮ
ХАРДИ-ВАЙНБЕРГА
Сахарный диабет 1 типа
Ген
ИЛ10
ИЛ6
TNF
GSTM
GSTP1
СУР2Е1
CYP2C19
Частота
гомозиготы
1
Частота
гомозигот
ы2
Частота
гетерозигот
ы
22
8
20
15
10
25
38
2
10
19
1
30
33
0
17
43
0
7
42
0
8
χ-квадрат
Сахарный диабет 2 типа
χ-квадрат
критич.
Ген
0,7277
ИЛ10
0,005
ИЛ6
0,0107
TNF
6,6473
65,17
GSTM
2,1584
GSTP1
0,2899
СУР2Е1
0,3872
CYP2C19
Частота
гомозиготы1
Частота
гомозиготы
2
Частота
гетерозигот
ы
17
12
21
9
21
20
32
1
17
14
0
35
31
6
13
35
0
15
35
0
14
χ-квадрат
χ-квадрат
критич.
0,8471
1,325
0,5055
2,7145
4,9381
1,5161
1,325
67,50

18.

СРАВНЕНИЕ ЧАСТОТ АЛЛЕЛЕЙ ПО КАЖДОМУ ГЕНУ В
ИССЛЕДУЕМЫХ ГРУППАХ
GSTP-1 (I105V)
При СД 1 типа чаще встречался
гомозиготный по аллелю 1 и
гетерозиготный
полиморфизма.
При СД 2 типа была выявлена
мутантная гомозигота по
аллелю 2.
ИЛ-6 (С174G)
• При СД 1 типа встречаемость
гомозиготы по аллелю 1 и
гетерозиготного
полиморфизма выше.
• При СД 2 типа встречаемость
мутантной гомозиготы по
аллелю 2 в 2 раза выше, чем у
лиц с СД 1 типа.

19.

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНЫМИ
ПОЛИМОРФИЗМАМИ ИЗУЧАЕМЫХ ГЕНОВ
Уровень ТГ в группах исследования
ИЛ6
Гомозигота 2 СД2
Гомозигота 1 СД2
Гетерозигота СД1
ГСТП1
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3

20.

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНЫМИ
ПОЛИМОРФИЗМАМИ ИЗУЧАЕМЫХ ГЕНОВ

21.

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ МДА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТАХ
ИЗУЧАЕМЫХ ГЕНОВ

22.

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ КАТАЛАЗЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМОРФНЫХ
ВАРИАНТАХ ИЗУЧАЕМЫХ ГЕНОВ
Активность

23.

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ ГЛУТАТИОН-S-ТРАНСФЕРАЗЫ (ГSТ ) ПРИ
РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТАХ ИЗУЧАЕМЫХ ГЕНОВ
Активность
Г-S-Т-Т

24.

Носители
гетерозиготного
полиморфизма
генов
CYP2E1
(G1293C),
GSTP1
(Ile105Val),
GSTМ(del), TNF-альфа (G308A), ИЛ-6
(С174G), ИЛ-10 (G1082A) приводят к
значимому повышению активности
ферментов
ОС
(глутатион-Sтрансферазы, каталазы) и повышению
уровня
маркера
свободнорадикального окисления (СРО) –
малонового диальдегида в группе
пациентов с сахарным диабетом 1
типа.
Носители
гетерозиготного
полиморфизма
генов
CYP2E1
(G1293C) и GSTP1 (Ile105Val)
приводят к значимому повышению
активности глутатион-S-трансферы и
повышению
уровня
маркера
свободно-радикального окисления –
малонового диальдегида в группе
пациентов с сахарным диабетом 2
типа

25.

Особенности изменения уровня белка в моче у
больных СД2 с различными полиморфизмами

26.

Особенности изменения СКФ у больных СД1 с различными
полиморфизмами
Носители
гомозиготных
полиморфизмов по аллелю 1
генов
CYP2C19
(G681A),
СУР2Е1 (G1293C) связаны со
снижением
скорости
клубочковой фильтрации
у
пациентов
с
сахарным
диабетом 1 типа.

27.

Зависимость между уровнем МДА, активностью
ферментов АОЗ и функцией почек у пациентов с СД 1
типа
Функциональная оценка состояния почек
Полиморфизм
СКФ
Уровень белка в
моче
Активность ферментов АОЗ
Креатинин
МДА
Каталаза
Г-S-Т
ρ
СОД
p-value
ρ
pvalue
-0,273
0,057
0,109
0,455
0,036
-0,276
0,055
0,148
0,309
-0,318**
0,026
-0,655**
0,000
-0,091
0,534
0,000
-0,474**
0,001
-0,711***
0,000
0,056
0,701
-0,406**
0,004
-0,135
0,353
-0,366**
0,010
0,089
0,543
-0,738***
0,633**
0,000
-0,361**
0,011
-0,749***
0,000
-0,062
0,672
-0,117
0,422
-0,128
0,382
-0,103
0,480
0,000
-0,357**
0,012
ИЛ10
*- слабая статистически значимая корреляционная взаимосвязь
**- статистически значимая корреляционная взаимосвязь средней силы
***- сильная статистически значимая корреляционная взаимосвязь
Связь для гетерозиготы -отрицательная корреляционная. Для гомозиготы по аллелю 1 – положительная корреляционная
-0,739***
0,000
-0,038
0,795
ρ
p-value
ρ
p-value
ρ
p-value
ρ
p-value
ρ
p-value
CYP2C19
(G681A)
-0,053*
0,716
-0,387**
0,006
-0,043
0,769
-0,336**
0,018
-0,226
0,118
Алкогольный
цитохром
-0,067*
0,647
-0,411**
0,003
0,012
0,933
-0,285*
0,048
-0,301*
GSTP1
(ILE105VAL)
-0,178
0,221
-0,114
0,436
-0,131
0,371
-0,659**
0,000
GSTM (DEL)
-0,053
0,717
-0,147
0,315
-0,108
0,461
-0,729***
TNF
0,033
0,822
-0,268
0,063
0,038
0,796
ИЛ6
-0,089
0,543
-0,132
0,367
-0,132
0,365

28.

Гетерозиготные носители гена СYP2C19 (G681A) и
СYР2Е1 (G1293C )приводят к увеличению скорости
клубочковой фильтрации (до стадии гиперфильтрации) и
увеличению альбуминурии путём повышения уровня
маркера СРО – малонового диальдегида среди пациентов с
сахарным диабетом 1 типа.

29.

Зависимость между уровнем МДА, активностью ферментов
АОЗ и функцией почек у пациентов с СД 2 типа
Функциональная оценка состояния почек
Полиморфизм
Уровень белка в
моче
СКФ
Показатели ОС
Креатинин
ρ
p-value
ρ
p-value
ρ
CYP2C19 (G681A)
-0,199
0,162
0,099
0,491
Алкогольный
цитохром
-0,012
0,936
0,017
GSTP1
(ILE105VAL)
-0,300*
0,032
GSTM (DEL)
-0,146
TNF
МДА
ρ
p-value
0,064
0,654 0,046
0,747
0,910
-0,078
0,148
0,299
0,305
-0,132
-0,072
0,616
ИЛ6
0,012
ИЛ10
-0,216
Каталаза
СОД
ρ
p-value
ρ
p-value
-0,024 0,868
-0,069
0,632
-0,042
0,771
0,592 -0,070 0,632
0,198
0,173
0,198
0,173
-0,041
0,778
-0,096
0,502 -0,039* 0,004
-0,089 0,535
0,073
0,609
0,191
0,180
Гетерозигота (есть
все три типа)
0,357
0,193
0,175 -0,001 0,992
0,225
0,112
0,067
0,639
-0,117
0,414
Гетерозигота
0,091
0,523
0,020
0,888 0,118
0,408
0,116
0,416
0,100
0,484
0,147
0,302
Гетерозигота (есть
все три типа)
0,933
0,028
0,843
0,125
0,383 0,165
0,246
0,136
0,341
-0,174
0,223
-0,081
0,573
Гетерозигота (есть
все три типа)
0,129
-0,202
0,155
0,097
0,499 0,159
0,265
0,190
0,182
0,128
0,372
-0,134
0,347
Гетерозигота (есть
все три типа)
p-value
ρ
Г-S-Т
Тип
полиморфизма
p-value
Гетерозигота
Гетерозигота
*- слабая статистически значимая корреляционная взаимосвязь
**- статистически значимая корреляционная взаимосвязь средней силы
***- сильная статистически значимая корреляционная взаимосвязь
Связь для гомозиготы 1 -отрицательная корреляционная. Для гетерозиготы – положительная корреляционная

30.

Носители мутантного гомозиготного полиморфизма по
аллелю 2 гена GSTP1 (Ile105Val) приводят к достоверному
увеличению альбуминурии путём повышения образования
маркера свободно-радикального окисления – малонового
диальдегида в группе пациентов с сахарным диабетом 2
типа.

31.

GSTP-1 (Ile105Val)
Уровень гликированного гемоглобина
Зависимость
гликемического
контроля от варианта
генетического
полиморфизма
10,41
9,74
8,72
8,28
7,98
ГЕТЕРОЗИГОТА ГОМОЗИГОТА 1 ГЕТЕРОЗИГОТА ГОМОЗИГОТА 1 ГОМОЗИГОТА 2
СД 1 ТИПА
СД 1 ТИПА
СД 2 ТИПА
СД 2 ТИПА
СД 2 ТИПА
10,28
9,55
8,76
8,43
ГЕТЕРОЗИГОТА СД ГОМОЗИГОТА 1 ГЕТЕРОЗИГОТА СД ГОМОЗИГОТА 1
1 ТИПА
СД 1 ТИПА
2 ТИПА
СД 2 ТИПА
Вариант полиморфизма
ИЛ-10 (G1082A)
Уровень гликированного гемоглобина
Носители гетерозиготного
полиморфизм гена GSTP-1
(Ile105Val)
приводят
к
повышению
активности
СРО и увеличение уровня
маркера СРО – МДА, что
сочетается
с
высокой
гликемией
в
данной
подгруппе лиц с сахарным
диабетом 1 типа.
Уровень гликированного
гемоглобина
GSTM (del)
10,43
10
8,74
8,17
9,06
8,4
ГетерозиготаГомозигота 1Гомозигота 2ГетерозиготаГомозигота 1Гомозигота 2
СД 1 типа
СД 1 типа
СД 1 типа
СД 2 типа
СД 2 типа
СД 2 типа
Вариант полиморфизма

32.

Потребность в инсулине у пациентов с СД 1 типа и различными полиморфизмами

33.

Потребность в инсулине у пациентов с СД 2 типа и различными полиморфизмами