НЕИРОХИМИЯ, 2015, том 32, № 1, с. 89-97
КЛИНИЧЕСКАЯ НЕЙРОХИМИЯ
УДК 616-092.6+612.8+575.1
АКУСТИЧЕСКАЯ СТАРТЛ-РЕАКЦИЯ И ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА КАТЕХОЛ-О-МЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ В НОРМЕ И ПРИ ШИЗОФРЕНИИ © 2015 г. А. В. Киренская1, *, З. И. Сторожева1, 2, В. В. Колобов3, В. В. Шерстнев2
Федеральное государственное бюджетное учреждение Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского Минздрава РФ, Москва Федеральное государственное бюджетное учреждение Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина ФАНО, Москва 3Федеральное государственное бюджетное учреждение Научный центр неврологии РАМН, Москва
У 46 здоровых испытуемых и 47 больных шизофренией мужского пола исследовано влияние полиморфизма rs4680 (Val158Met) гена катехоламин-О-метилтрансферазы (COMT) — фермента, метабо-лизирующего катехоламины, на уровень катехоламинов в плазме крови, а также базовые показатели и предстимульную модификацию акустической стартл-реакции (АСР) — потенциальные нейрофизиологические маркеры риска развития шизофрении. Эффект полиморфизма гена COMT на пред-стимульное торможение АСР наблюдался только в группе нормы и выражался в снижении этого показателя у носителей генотипа Val/Val. У больных шизофренией с полиморфизмом гена COMT ассоциировался другой потенциальный эндофенотип шизофрении — базовый латентный период АСР: наибольшее его возрастание относительно нормы отмечено у гомозиготных носителей по Met в 158-м положении. В группе нормы наблюдалась положительная корреляция предстимульно-го торможения с показателем метаболизма дофамина в плазме крови, а у больных — с уровнем адреналина. Применение метода бинарной логистической регрессии показало, что включение в анализ фактора генотипа существенно повышает валидность диагностической модели, основанной на оценке нейрофизиологических показателей.
Ключевые слова: шизофрения, эндофенотипы, стартл-реакция, катехоламин-О-метилтрансфераза, полиморфизм.
DOI: 10.7868/S1027813315010033
ВВЕДЕНИЕ
Результаты исследований механизмов развития шизофрении свидетельствуют, что заболевание является генетически обусловленным, при этом каждый из генов-кандидатов обладает относительно небольшим размером эффекта [1]. В этой ситуации для исследования патогенеза заболевания плодотворным может стать изучение его нейрохимических и нейрофизиологических эндофеноти-пов — промежуточных фенотипов, проявление которых обусловлено действием меньшего числа генов, чем развитие болезни в целом [2].
*Адресат для корреспонденции: 119034, Москва, Кропоткинский пер., д. 23, корп. 2, тел.: (495) 637-40-00, e-mail: neuro11@yandex.ru.
Принятые сокращения: АСР — акустическая стартл-реакция, ДОФУК — диоксифенилуксусная кислота, ИО — интервал опережения, КОМТ — катехоламин-О-метилтрансфераза, ЛП — латентный период АСР, ПСТ — предстимульное торможение, Н — группа нормы, Ш — группа больных шизофренией, COMT— ген катехоламин-О-метилтрансферазы.
Одним из валидных кандидатов в нейрофизиологические эндофенотипы шизофрении является предстимульное торможение акустической стартл-реакции (АСР). АСР — генерализованная реакция организма, возникающая в ответ на предъявление внезапного звукового стимула высокой интенсивности. У человека АСР оценивают по величине ее мигательного компонента — миографическому ответу круговой мышцы глаза [3]. Предстимульное торможение АСР (ПСТ) — это снижение амплитуды реакции в случае предъявления перед основным стимулом менее интенсивного сигнала (предстимула), который сам не вызывает стартл-ответа. Предполагают, что ПСТ является проявлением работы механизмов, фильтрующих поток сенсорной и проприоцептивной информации ("sensorimotor gating") на стадии предвнимания и раннего внимания [4, 5]. Дефицит ПСТ обнаружен у больных шизофренией в острой и хронической стадии заболевания, а также у клинически здоровых родственников боль-
ных [6—9]. Следует отметить, что нарушение ПСТ (как и любой эндофенотип) наблюдается только у части больных шизофренией, а среди психически здоровых лиц тоже можно выделить популяцию с низким уровнем ПСТ. Исследователи отмечают, что биологические преимущества, связанные с высоким уровнем ПСТ, не определены [9, 10]. В качестве потенциального эндофенотипа рассматривают также величину латентного периода АСР на основной стимул. Имеются сведения о высоком уровне наследуемости этих показателей и их изменении у больных шизофренией [11], однако их связь с полиморфизмами отдельных генов исследована недостаточно [9].
Одним из генов-кандидатов, связанных с риском развития шизофрении, является ген ка-техол-О-метилтрансферазы (КОМТ) — фермента, принимающего участие в метаболизме катехола-минов. Особенный интерес вызывает полиморфизм rs4680, при котором наблюдается замена ва-лина на метионин в положении 158-го гена COMT (полиморфизм Val158Met), приводящая к понижению активности фермента в 3—4 раза. С высокой активностью КОМТ у гомозигот по валино-вому аллелю связывают снижение дофаминерги-ческой нейротрансмиссии в префронтальной коре, приводящее к когнитивному дефициту, а также уменьшению тормозных влияний со стороны этого отдела мозга на базальные ганглии. Однако данные, полученные при изучении риска развития шизофрении и показателей когнитивных процессов у носителей различных аллелей COMT, неоднозначны [12—16]. Нарушение распределения частот различных вариантов rs4680 у больных шизофренией по сравнению с психически здоровыми испытуемыми было показано в ряде работ [12—14], однако имеются и исследования с отрицательными результатами [15, 16]. Гипотезы относительно потенциального нейрохимического эндофенотипа шизофрении, связанного с полиморфизмом гена COMT, рассматривают исключительно влияние генотипа на обмен дофамина в префронтальной коре, и не учитывают возможные изменения метаболизма адреналина и норад-реналина.
Данные о влиянии Val158Met полиморфизма гена COMT на показатели сенсомоторной фильтрации также противоречивы. Показано, что среди здоровых испытуемых наибольший уровень ПСТ демонстрируют гомозиготы по метионино-вому аллелю, однако эффект генотипа выявлялся только у испытуемых мужского пола [17, 18]. В смешанной по признаку пола выборке больных шизофренией также обнаружено, что самый высокий уровень ПСТ наблюдается у носителей ал-лельного варианта Met/Met [19], однако величина эффекта генотипа была существенно меньше, чем выявленная ранее у здоровых испытуемых этой же группой исследователей [18]. У больных
шизофренией женщин не было выявлено влияния Val158Met полиморфизма гена COMT на уровень ПСТ [20]. В смешанной по признаку пола выборке китайской популяции больных шизофренией также не наблюдалось влияния rs4680 на ПСТ, однако обнаружено влияние этого полиморфизма на величину латентного периода АСР [21]. Следует отметить, что протоколы проведения описанных исследований различались между собой.
Таким образом, к настоящему времени нет ни одной работы, одновременно исследующей влияние Val158Met полиморфизма гена COMT на ПСТ и другие параметры АСР с использованием унифицированного протокола и в сопоставимых выборках здоровых и больных шизофренией испытуемых. Открытым остается вопрос о влиянии полиморфизма rs4680 на латентный период АСР. Мало изучены особенности обмена катехолами-нов у носителей различных вариантов генотипа по полиморфизму Val158Met.
Целью работы было изучение базовых показателей и предстимульной модификации АСР, а также уровня катехоламинов в плазме крови в российской популяции здоровых и больных шизофренией носителей различных вариантов полиморфизма Val158Met гена COMT.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследовании принимали участие 48 здоровых добровольцев, не имевших опыта употребления психоактивных веществ (группа Н), а также 51 больной шизофренией, не подвергавшихся лечению психотропными препаратами (группа Ш). Все испытуемые были праворукими мужчинами в возрасте от 22 до 58 лет.
Выделение ДНК из лейкоцитов периферической крови проводили при помощи набора "ДНК-экспресс кровь" фирмы "Литех" (Москва, Россия). Определение полиморфизма rs4680 проводили методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием детектирующего амплификатора "ДТ-322" ("ДНК-Технология", Россия) и наборов, изготовленных фирмой "Литех", по протоколу производителя. В плазме крови испытуемых обеих групп определяли содержание дофамина и продукта его метаболизма — диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), а также адреналина и норадре-налина. Забор крови проводили натощак в 10 ч утра. Кровь собирали в пробирки "Vacuette", содержащие ЭДТА и метабисульфит натрия, плазму получали центрифугированием в течение 10 мин при 6000 g. Определение моноаминов проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией на хроматографе "LC-304T" ("BAS", West Lafayette,
США), снабженном инжектором '^еоёупе-7125" с петлей на 20 мкл для нанесения образцов. Изучаемые вещества разделяли на обращенно-фазной колонке (3 х 150 мм, С18, 5 мкм фирмы "Элсико", Москва) и определяли электрохимически, используя амперометрический детектор '^С-4В" с ячейкой 1Ь-5. Маточные стандарты готовили в 0.1 N НСЮ4 в концентрации 100 мкг/мл с добавлением 0.2 мМ метабисульфита натрия в качестве консерванта. Рабочие стандарты приготовляли из маточных растворов ежедневно. Состав подвижной фазы: на 1 л деионизированной воды — 5.76 г лимонной кислоты, 4.72 г КН2Р04, 100мг ЭДТА, 425 мг ионопарного реагента октилсульфита натрия и 9%-ного ацетонитрила. Используя 10N №ОН, устанавливали рН = 3.9. Подвижную фазу фильтровали посредством вакуумного насоса через 0.2 мкм целлюлозные фильтры и перед каждым хроматографическим определением дегазировали под вакуумом.
При исследовании ПСТ за основу был принят протокол, рекомендованный Международным Консорциумом по изучению генетики шизофрении [22]. Для вызова АСР использовали широкополосные звуковые импульсы, подаваемые со звуковой карты компьютера через наушники бинау-рально. Параметры основного стимула — 40 мс, 110 дБ, параметры предстимула — 20 мс, 85 дБ. Интервал между основными стимулами изменялся в пределах 15—22 с
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.