Ulyanovsk Medico-biological Journal

Физиология

Скачать статью

https://doi.org/10.23648/UMBJ.2017.27.7085

УДК 616.127; 612.12-008

 

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДИКТОРЫ РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ МИОКАРДА И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СЕРДЦА ПРИ ГИПЕРТОНИИ*

С.Г. Кривощеков, И.Ю. Суворова, В.И. Баранов, И.В. Шевченко

ФГБНУ «НИИ физиологии и фундаментальной медицины», г. Новосибирск, Россия

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Цель работы – проанализировать клинико-физиологические и генетические аспекты ремоделирования миокарда левого желудочка при гипертонической болезни (ГБ) с учётом среднесуточных нагрузок на мышцы миокарда и выяснить связь полиморфизма генов-кандидатов (АСЕ, AGT, NOS3, ADRA2B) с различными типами ремоделирования миокарда.

Материалы и методы. Обследованы 255 больных ГБ I–II стадии с наличием и отсутствием ГЛЖ: женщин – 158 (64±10 лет), мужчин – 97 (60±10 лет). Диагноз ГБ стоял не менее 6 мес. Регулярной терапии не проводилось. Протокол включал сбор анамнеза, измерение роста, веса, артериального давления (АД) и пульса (ЧСС), суточный мониторинг АД (СМАД) и ЭКГ, проведение биохимического анализа крови, эхокардиографическое исследование сердца (ЭхоКГ), генетический анализ. Рассмотрена связь полиморфизма генов-кандидатов (АСЕ, AGT, NOS3, ADRA2B) с конкретным типом ремоделирования миокарда.

Результаты. У пациентов с ГЛЖ, по сравнению с пациентами без гипертрофии, выявлено достоверное снижение эффективности работы миокарда (как общей работоспособности, так и удельной силы миокарда), нарастающее по степени выраженности: от эксцентрической к концентрической гипертрофии и концентрическому ремоделированию. При ГЛЖ снижалась способность поддерживать среднесуточную напряженность в стенке магистральных артерий.

По частоте встречаемости генотипов II и ID гена ACE гипертоники с ремоделированным миокардом достоверно отличались от группы контроля, представленной популяционной выборкой жителей г. Новосибирска. К концентрическому ремоделированию миокарда больше были предрасположены гипертоники с аллелями генов ACE II и ADRA2B II.

Заключение. Разные типы структурных изменений миокарда, которые наблюдаются у части больных эссенциальной АГ, обусловлены генетической предрасположенностью к специфическому ремоделированию мышцы сердца в ответ на повышенную гемодинамическую нагрузку.

Ключевые слова: гипертоническая болезнь, гипертрофия миокарда левого желудочка, ремоделирование миокарда, среднесуточная работа миокарда, эхокардиография, полиморфизм генов АСЕ, NOS3, ADRA2B, AGT.

 

Литература

  1. Суровцева М.В., Козиолова Н.А., Чернявина А.И., Шатунова И.М. Анализ маркёров внезапной сердечной смерти у больных стабильной стенокардией и артериальной гипертензией в зависимости от степени выраженности гипертрофии левого желудочка. Российский кардиологический журнал. 2012; 5 (7): 52–57.
  2. Dame B., Girerd X., Safar M.E. Pulsatile versus steady component of blood pressure: a cross-sectional analysis and a prospective analysis on cardiovascular mortality. Hypertension (Dallas). 1989; 13: 392–400.
  3. Shimbo D., Muntner P., Mann D. Association of Left Ventricular Hypertrophy With Incident Hypertension: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Am. J. Epidemiol. 2011; 173 (8): 898–905.
  4. Рязанов А.С. Клинико-генетические аспекты развития гипертрофии миокарда левого желудочка. Российский кардиологический журнал. 2003; 2: 93–98.
  5. Ganau A., Devereux R.B., Roman M.J. Patterns of left ventricular hypertrophy and geometric remоdeling in essential hypertension. J. Am. Coll. Cadiol. 1992; 19: 1550–1558.
  6. Кахраманова С.М. Особенности ремоделирования миокарда левого желудочка при эссенциальной гипертонии с различной вариабельностью ритма сердца. Профилактическая медицина. 2011; 1: 8–10.
  7. Рубанова М.П. Органическая и функциональная диастолическая дисфункция левого желудочка у больных артериальной гипертензией при разных вариантах вегетативного сопровождения стресса и типах ремоделирования сердца. Российский медицинский журнал. 2012; 3: 7–9.
  8. Хромцова О.М. Вариабельность сердечного ритма и структурно-функциональное состояние левого желудочка при гипертонической болезни. Саратовский научно-медицинский журнал. 2010; 6 (3): 600–605.
  9. Tutal E., Sayin B., Ertugrul D.T. Is there the link between hyperuricemia, morning blood pressure surge, and non-dipping blood pressure pattern in metabolic syndrome patients? International Journal of Nephrology and Renovascular Disease. 2013; 6: 71–77.
  10. Kim J., Wende A.R., Sena S., Theobald H.A. Insulin-like growth factor I receptor signaling is required for exercise-induced cardiac hypertrophy. Molec Endocrinol (Baltimore, Md). 2008; 22: 2531–2543.
  11. Mancia G., Fagard R., Narkiewicz K. Guidelines for the management of arterial hypertension The Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). European Heart Journal. 2013; 34: 2159–2219.
  12. De Simone G., Pasanisi F., Contaldo F. Link of nonhemodynamic factors to hemodynamic determinants of left ventricular hypertrophy. Hypertension. 2001; 38: 13–18.
  13. Lambert E.A., Lambert G.W. Stress and Its Role in Sympathetic Nervous System Activation in Hypertension and the Metabolic Syndrome. Curr Hypertens Rep. 2011; 13: 244–248.
  14. Krivoschekov S.G., Pinigina I.A. Cardiovascular adaptation to high physical activity in the North. Int. J. Circumpolar Health. 2010; 7: 174–178.
  15. Pinigina I.A., Makharova N.V., Krivoschekov S.G. Structural-functional changes in the cardiovascular system during high athletic activity in aboriginals of Yakutia. J. Human Physiology, 2010; 36 (2): 238–244.
  16. Menick D.R., Li M.S., Chernysh O. Transcriptional Pathways and Potential Therapeutic Targets in the Regulation of Ncx Expression in Cardiac Hypertrophy and Failure. Adv. Exp. Med. Biol. 2013; 961: 125–135.
  17. Jujic A., Leosdottir M., Ostling G. A genetic variant of the atrial natriuretic peptidegene is associated with left ventricular hypertrophyin a non-diabetic population – the Malmo preventive project study. BMC Medical genetics. 2013; 14: 64.
  18. Кобалава Ж.Д., Котовская Ю.В. Артериальная гипертензия. М.: Медиа; 2001. 208.
  19. Ахметов И.И., Линде Е.В., Рогозкин В.А. Ассоциация полиморфизмов генов-регуляторов с типом адаптации сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам. Вестник спортивной науки. 2008; 1: 38–41.
  20. Линде Е.В., Ахметов И.И., Орджоникидзе З.Г. Генетические факторы и формирование гипертрофии миокарда левого желудочка у высококвалифицированных спортсменов. Наука и спорт: современные тенденции. 2014; 3 (2): 43–49.
  21. Snapir A., Mikkelsson J., Perola M. Variation in the alpha2B-adrenoceptor gene as a risk factor for prehospital fatal myocardial infarction and sudden cardiac death. J. Am. Coll. Cardiol. 2003; 41 (2): 190–194.
  22. Salimi S., Firoozrai M., Nourmohammadi I. Endothelial nitric oxide synthase gene intron-4 VNTR polymorphism in patients with coronary artery disease in Iran. Indian. J. Med. Res. 2006; 124 (60): 683–688. PMID: 17287556.
  23. Bluemke D.A., Kronmal R.A., Lima J.A. The relationship of left ventricular mass and geometry to incident cardiovascular events: the MESA (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis) study. J. Am. Coll. Cardiol. 2008; 52 (25): 2148–2155.
  24. Минушкина Л.О., Затейщиков Д.А., Затейщикова А.А. Полиморфизм гена эндотелиальной NO-синтазы и гипертрофии миокарда у больных артериальной гипертензией. Кардиология. 2002; 3: 30–34.
  25. Snapir A., Mikkelsson J., Perola M. Variation in the alpha2B- adrenoceptor gene as a risk factor for prehospital fatal myocardial infarction and sudden cardiac death. J. Am. Coll. Cardiol. 2003; 41 (2): 190–194. PMID: 12535806, DOI: 10.1016/S0735-1097(02)02702-X.
  26. Pontremoli R., Ravera M., Viazzi F. Genetic polymorphism of the renin-angiotensin system and organ damage in essential hypertension. Kidney Int. 2000; 57 (2): 561–569.
  27. Карпов Р.С., Пузырев К.В. Молекулярно-генетический анализ гипертрофии миокарда левого желудочка. Кардиология. 2001; 6: 25–30.

 

 

Download  article

https://doi.org/10.23648/UMBJ.2017.27.7085

Genetic predictors of myocardial remodeling and cardiac performance in hypertension

S.G. Krivoshchekov, I.Yu. Suvorova, V.I. Baranov, I.V. Shevchenko

State Scientific-Research Institute of Physiology and Basic Medicine, Novosibirsk, Russia

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

The objective of the study is to analyze the clinical, physiological and genetic aspects of left ventricular myocardial remodeling in hypertensive disease, considering the average daily load on myocardial muscles and to clarify the correlation of candidate gene polymorphism (ACE, AGT, NOS3 and ADRA2B) with various types of myocardial remodeling.

Materials and methods. We examined 255 patients with hypertension (stage 1–2) with and without left ventricular hypertrophy (LVH). The study enrolled 158 women (aged 64±10), and 97 men (aged 60±10). Hypertrophy was diagnosed for not less than 6 months. No regular therapy was conducted. The protocol included patient intake, taking height and weight measurements, blood pressure and heart rate check, daily monitoring of blood pressure and ECG, biochemical blood test, echocardiography, and genetic analysis.

Results. Patients with LVH, compared with patients without LVH, demonstrated a significant decrease in myocardial work (both overall performance and intensity of the myocardium), increasing in severity: from eccentric to concentric hypertrophy and concentric remodeling. Patients with LVH have decreased ability to maintain daily average blood pressure in the wall of the main arteries. We considered correlation of candidate gene polymorphism (ACE, AGT, NOS3 and ADRA2B) with a specific type of myocardial remodeling. According to the occurrence of genotypes II and ID (ACE gene), hypertensive patients with remodeled myocardium significantly differ from the controls represented by a population sample of Novosibirsk residents. Hypertensive patients with the alleles of the ACE II and ADRA2B II genes are prone to concentric remodeling of the myocardium.

Conclusion. Different types of structural myocardial changes, which are observed in some patients with essential hypertension, are caused by a genetic predisposition to specific remodeling of the heart muscle in response to an increased hemodynamic load.

Keywords: hypertension, left ventricular hypertrophy, myocardial remodeling, daily heart load, echocardiography, genetic polymorphism, АСЕ gene, NOS3 gene, ADRA2B gene, AGT gene.

 

References

  1. Surovtseva M.V., Koziolova N.A., Chernyavina A.I., Shatunova I.M. Analiz markerov vnezapnoy serdechnoy smerti u bol'nykh stabil'noy stenokardiey i arterial'noy gipertenziey v zavisimosti ot stepeni vyrazhennosti gipertrofii levogo zheludochka [Markers of increased sudden cardiac death in patients with stable angina and arterial hypertension: association with the progression of the left ventricular hypertrophy]. Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2012; 5 (7): 52–57 (in Russian).
  2. Dame B., Girerd X., Safar M.E. Pulsatile versus steady component of blood pressure: a cross-sectional analysis and a prospective analysis on cardiovascular mortality. Hypertension (Dallas). 1989; 13: 392–400.
  3. Shimbo D., Muntner P., Mann D. Association of Left Ventricular Hypertrophy With Incident Hypertension: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Am. J. Epidemiol. 2011; 173 (8): 898–905.
  4. Ryazanov A.S. Kliniko-geneticheskie aspekty razvitiya gipertrofii miokarda levogo zheludochka [Clinical and genetic aspects of the left ventricle myocardial hypertrophy development]. Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2003; 2: 93–98 (in Russian).
  5. Ganau A., Devereux R.B., Roman M.J. Patterns of left ventricular hypertrophy and geometric remоdeling in essential hypertension. J. Am. Coll. Cadiol. 1992; 19: 1550–1558.
  6. Kakhramanova S.M. Osobennosti remodelirovaniya miokarda levogo zheludochka pri essentsial'noy gipertonii s razlichnoy variabel'nost'yu ritma serdtsa [Specific features of left ventricular remodeling in essential hypertension with different heart rhythm variability]. Profilakticheskaya meditsina. 2011; 1: 8–10 (in Russian).
  7. Rubanova M.P. Organicheskaya i funktsional'naya diastolicheskaya disfunktsiya levogo zheludochka u bol'nykh arterial'noy gipertenziey pri raznykh variantakh vegetativnogo soprovozhdeniya stressa i tipakh remodelirovaniya serdtsa [Organic and functional diastolic dysfunction of the left ventricle in patients with arterial hypertension during different types of negative stress maintenance and types of cardiac remodeling]. Rossiyskiy meditsinskiy zhurnal. 2012; 3: 7–9 (in Russian).
  8. Khromtsova O.M. Variabel'nost' serdechnogo ritma i strukturno-funktsional'noe sostoyanie levogo zheludochka pri Gipertonicheskoy bolezni [Heart rate variability, structure and function of the left ventricle in hypertensive disease]. Saratovskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal. 2010; 6 (3): 600–605 (in Russian).
  9. Tutal E., Sayin B., Ertugrul D.T. Is there the link between hyperuricemia, morning blood pressure surge, and non-dipping blood pressure pattern in metabolic syndrome patients? International Journal of Nephrology and Renovascular Disease. 2013; 6: 71–77.
  10. Kim J., Wende A.R., Sena S., Theobald H.A. Insulin-like growth factor I receptor signaling is required for exercise-induced cardiac hypertrophy. Molec. Endocrinol. (Baltimore, Md). 2008; 22: 2531–2543.
  11. Mancia G., Fagard R., Narkiewicz K. Guidelines for the management of arterial hypertension The Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). European Heart Journal. 2013; 34: 2159–2219.
  12. De Simone G., Pasanisi F., Contaldo F. Link of nonhemodynamic factors to hemodynamic determinants of left ventricular hypertrophy. Hypertension. 2001; 38: 13–18.
  13. Lambert E.A., Lambert G.W. Stress and Its Role in Sympathetic Nervous System Activation in Hypertension and the Metabolic Syndrome. Curr. Hypertens. Rep. 2011; 13: 244–248.
  14. Krivoschekov S.G., Pinigina I.A. Cardiovascular adaptation to high physical activity in the North. Int. 2010; 7: 174–178.
  15. Pinigina I.A., Makharova N.V., Krivoschekov S.G. Structural-functional changes in the cardiovascular system during high athletic activity in aboriginals of Yakutia. J. Human Physiology. 2010; 36 (2): 238–244.
  16. Menick D.R., Li M.S., Chernysh O. Transcriptional Pathways and Potential Therapeutic Targets in the Regulation of Ncx Expression in Cardiac Hypertrophy and Failure. Adv. Exp. Med. Biol. 2013; 961: 125–135.
  17. Jujic A., Leosdottir M., Ostling G. A genetic variant of the atrial natriuretic peptidegene is associated with left ventricular hypertrophyin a non-diabetic population – the Malmo preventive project study. BMC Medical genetics. 2013; 14: 64.
  18. Kobalava Zh.D., Kotovskaya Yu.V. Arterial'naya gipertenziya [Arterial hypertension]. Moscow: Media; 2001. 208 (in Russian).
  19. Akhmetov I.I., Linde E.V., Rogozkin V.A. Assotsiatsiya polimorfizmov genov-regulyatorov s tipom adaptatsii serdechno-sosudistoy sistemy k fizicheskim nagruzkam [Correlation of gene-regulator polymorphism with the type of cardiovascular adaptation to physical activity]. Vestnik sportivnoy nauki. 2008; 1: 38–41 (in Russian).
  20. Linde E.V., Akhmetov I.I., Ordzhonikidze Z.G. Geneticheskie faktory i formirovanie gipertrofii miokarda levogo zheludochka u vysokokvalifitsirovannykh sportsmenov [Genetic factors and myocardial hypertrophy of the left ventricle in highly qualified athletes]. Nauka i sport: sovremennye tendentsii. 2014; 3 (2): 43–49 (in Russian).
  21. Snapir A., Mikkelsson J., Perola M. Variation in the alpha2B-adrenoceptor gene as a risk factor for prehospital fatal myocardial infarction and sudden cardiac death. J. Am. Coll. Cardiol. 2003; 41 (2): 190–194.
  22. Salimi S., Firoozrai M., Nourmohammadi I. Endothelial nitric oxide synthase gene intron-4 VNTR polymorphism in patients with coronary artery disease in Iran. Indian. J. Med. Res. 2006; 124 (60): 683–688. PMID: 17287556.
  23. Bluemke D.A., Kronmal R.A., Lima J.A. The relationship of left ventricular mass and geometry to incident cardiovascular events: the MESA (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis) study. J. Am. Coll. Cardiol. 2008; 52 (25): 2148–2155.
  24. Minushkina L.O., Zateyshchikov D.A., Zateyshchikova A.A. Polimorfizm gena endotelial'noy
    NO-sintazy i gipertrofii miokarda u bol'nykh arterial'noy gipertenziey [Polymorphism of endothelial NO synthase gene and myocardial hypertrophy in patients with arterial hypertension]. Kardiologiya. 2002; 3: 30–34 (in Russian).
  25. Snapir A., Mikkelsson J., Perola M. Variation in the alpha2B- adrenoceptor gene as a risk factor for prehospital fatal myocardial infarction and sudden cardiac death. J. Am. Coll. Cardiol. 2003; 41 (2): 190–194. PMID:12535806, DOI:
  26. Pontremoli R., Ravera M., Viazzi F. Genetic polymorphism of the renin-angiotensin system and organ damage in essential hypertension. Kidney Int. 2000; 57 (2): 561–569.
  27. Karpov R.S., Puzyrev K.V. Molekulyarno-geneticheskiy analiz gipertrofii miokarda levogo zheludochka [Molecular and genetic analysis of left ventricle myocardial hypertrophy]. Kardiologiya. 2001; 6: 25–30 (in Russian).