СВЯЗЬ ДЛИНЫ ТЕЛОМЕР С МАРКЕРАМИ МЕТАБОЛИЗМА И ВОСПАЛЕНИЯ В ПРЕ- И ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ У ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА

Основные положения

• Длина теломер у пациентов с ишемической болезнью сердца короче в сравнении с длиной теломер здоровых людей.
• Теломерные участки ДНК при ишемической болезни сердца не восстанавливаются с течением времени.
• Длина теломер в атерогенезе отрицательно коррелирует с маркерами развития сердечно-сосудистых заболеваний и воспалительного процесса.

Цель. Оценить роль изменения длины теломерных участков хромосом при ишемической болезни сердца, обусловленной атеросклерозом коронарных артерий, в популяции жителей угледобывающего региона.

Материалы и методы. В исследование включены 60 пациентов с ишемической болезнью сердца (до операции и через пять лет после) и 52 здоровых человека. Выделение ДНК прoвoдили с использoванием стандартнoгo метoда фенoл-хлoрoфoрмнoй экстракции. Для измерения относительной длины теломер лейкоцитов использован метод количественной ПЦР. Анализ биохимических параметров выполнен стандартными методами. В качестве маркеров воспалительного процесса выбраны белки цитокины.

Результаты. Теломеры у здоровых людей значимо длиннее, чем у пациентов с ишемической болезнью сердца. При этом длина теломерных участков ДНК не отличалась между пациентами до оперативного вмешательства и через 5 лет реабилитации. Для определения эффективности измерения теломер как маркера в патологии атеросклероза использован ROC-анализ. Площадь под ROC-кривой составила 0,998 ± 0,002. Обратная корреляционная зависимость выявлена между длиной теломер и общим содержанием Na, триглицеридов и липопротеинов высокой плотности. Значимая обратная корреляция между такими показателями липидного спектра, как триглицериды и липопротеины высокой плотности, выявлена только до оперативного вмешательства. Показана прямая и обратная зависимость длины теломер и интерлейкинов 33 и 10 соответственно.

Заключение. Предположительно, воспалительные процессы и окислительные стресс, дополняя друг друга, являются причинами невосполнимых повреждений теломер, ускоряют процессы старения и приводят к необратимым последствиям в атерогенезе.

1. Салахов Р.Р., Понасенко А.В. Длина теломер и сердечно-сосудистые заболевания. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2018;7(4S):101-107. doi: 10.17802/2306-1278-2018-7-4S-101-107 [Salakhov R.R., Ponasenko A.V. Telomere length and cardiovascular diseases. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2018;7(4S):101-107. doi: 10.17802/2306-1278-2018-7-4S-101-107 (In Russian)]

2. Weischer M., Bojesen S.E., Cawthon R.M., Freiberg J.J., Tybjærg-Hansen A., Nordestgaard B.G. Short telomere length, myocardial infarction, ischemic heart disease, and early death. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2012;32(3):822–9. doi: 10.1161/ATV.0000000000000016

3. Stone R.C., Horvath K., Kark J.D., Susser E., Tishkoff S.A., Aviv A. Telomere Length and the Cancer–Atherosclerosis Trade-Off. PLOS Genetics. 2016;12(7):e1006144. doi: 10.1371/journal.pgen.1006144

4. Blackburn E.H. Telomeres and telomerase: their mechanisms of action and the effects of altering their functions. FEBS Letters. 2005;579(4):859-62. doi: 10.1016/j.febslet.2004.11.036

5. Collins K. Mammalian telomeres and telomerase. Current Opinion in Cell Biology. 2000;12:378-83. doi: 10.1016/s0955-0674(00)00103-4

6. Opstad T.B., Kalstad A.A., Pettersen A.A., Arnesen H., Seljeflot I. Novel biomolecules of ageing, sex differences and potential underlying mechanisms of telomere shortening in coronary artery disease. Experimental Gerontology. 2019;119: 53-60. doi: 10.1016/j.exger.2019.01.020

7. Zhan Y., Hägg S. Telomere length and cardiovascular disease risk. Curr Opin Cardiol. 2019;34(3):270-74. doi: 10.1097/HCO.0000000000000613

8. De Meyer T., Nawrot T., Bekaert S., De Buyzere M.L., Rietzschel E.R., Andrés V. Telomere Length as Cardiovascular Aging Biomarker: JACC Review Topic of the Week. J Am Coll Cardiol. 2018;72(7):805-13. doi: 10.1097/HCO.0000000000000613

9. Доклад о состоянии и охране окружающей среды Кемеровской области в 2013 году. Департамент природных ресурсов и экологии Кемеровской области. Кемерово 2014: 1-584. [Doklad o sostojanii i ohrane okruzhajushhej sredy Kemerovskoj oblasti v 2013 godu. Departament prirodnyh resursov i jekologii Kemerovskoj oblasti. Kemerovo 2014: 1-584. (In Russian)]

10. Поликутина О.М., Слепынина Ю.С., Баздырев Е.Д., Барбараш О.Л. Аэрополлютанты и инфаркт миокарда в крупном промышленном центре Сибири. Существует ли взаимосвязь? Кардиологический вестник. 2015;10(4):34-44. [Polikutina O.M., Slepynina Y.S., Bazdyrev E.D., Barbarach O.L. Air pollutants and myocardial infarction in a large industrial region. Is there a relationship? Kardiologicheskij Vestnik. 2015;10(4):34-44. (In Russian)]

11. McGarry T., Biniecka M., Veale D.J., Fearon U. Hypoxia, oxidative stress and inflammation. Free Radic Biol Med. 2018;125:15-24. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.03.042

12. O'Callaghan N.J., Fenech M. A quantitative PCR method for measuring absolute telomere length. Biological Procedures Online. 2011;31:13-3. doi: 10.1186/1480-9222-13-3.

13. Mwasongwe S., Gao Y., Griswold M., Wilson J.G., Aviv A., Reiner A.P., Raffield L.M. Leukocyte telomere length and cardiovascular disease in African Americans: The Jackson Heart Study. Atherosclerosis. 2017;266:41-47. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2017.09.016.

14. Haycock P.C., Heydon E.E., Kaptoge S., Butterworth A.S., Thompson A., Willeit P. Leucocyte telomere length and risk of cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis. BMJ. 2014;349:g4227. doi: 10.1136/bmj.g4227.

15. Дорощук Н.А., Ланкин В.З., Тихазе А.К., Хеймец Г.И., Дорощук А.Д., Смирнова М.Д., Чазова И.Е. Длина теломеров как биомаркер риска сердечно-сосудистых осложнений у больных ишемической болезнью сердца. Терапевтический архив. 2021; 93(1):20-24. doi: 10.26442/00403660.2021.01.200588 [Doroshchuk N.A., Lankin V.Z., Tikhaze A.K., Kheimets G.I., Doroshсhuk A.D., Smirnova M.D., Chazova I.E. Telomere length as a biomarker of the risk of cardiovascular complications in patients with coronary heart disease. Terapevticheskii arkhiv. 2021; 93(1):20-24. doi: 10.26442/00403660.2021.01.200588 (In Russian)]

16. Xu X., Hu H., Lin Y., Huang F., Ji H., Li Y., Lin S., Chen X., Duan S. Differences in Leukocyte Telomere Length between Coronary Heart Disease and Normal Population: A Multipopulation Meta-Analysis. Biomed Res Int. 2019;6:5046867. doi: 10.1155/2019/5046867

17. Lee H.T., Bose A., Lee C.Y., Opresko P.L., Myong S. Molecular mechanisms by which oxidative DNA damage promotes telomerase activity. Nucleic Acids Research. 2017;45:11752-65. doi: 10.1093/nar/gkx789

18. Koriath M., Müller C., Pfeiffer N., Nickels S., Beutel M., Schmidtmann I., Rapp S., Münzel T., Westermann D., Karakas M., Wild P.S., Lackner K.J., Blankenberg S., Zeller T. Relative Telomere Length and Cardiovascular Risk Factors. Biomolecules. 2019;9(5):192. doi: 10.3390/biom9050192

19. Barter P., Gotto A.M., LaRosa J.C., Maroni J., Szarek M., Grundy S.M., Kastelein J.J., Bittner V., Fruchart J.C.; Treating to New Targets Investigators. HDL Cholesterol, Very Low Levels of LDL Cholesterol, and Cardiovascular Events. The New England Journal of Medicine. 2007;357(13): 1301-10. doi: 10.1056/NEJMoa064278

20. Ahotupa M. Oxidized lipoprotein lipids and atherosclerosis. Free Radical Research. 2017;51(4):439-47. doi: 10.1080/10715762.2017.1319944

21. Chen W., Gardner J.P., Kimura M., Brimacombe M., Cao X., Srinivasan S.R., Berenson G.S., Aviv A. Leukocyte telomere length is associated with HDL cholesterol levels: The Bogalusa heart study. Atherosclerosis. 2009;205(2):620-5. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2009.01.021

22. Tanonaka K., Motegi K., Arino T., Marunouchi T., Takagi N., Takeo S. Possible Pathway of Na+ Flux into Mitochondria in Ischemic Heart. Biological and pharmaceutical bulletin. 2012;35(10):1661-8. doi: 10.1248/bpb.b12-00010

23. Сыровая А.О., Леонтьева Ф.С., Новикова И.В., Иванникова С.В. Биологическая роль свободных радикалов в развитии патологических состояний. Международный медицинский журнал. 2012;3(71):98–104). [Syrovaya A.O., Leontieva F.S., Novikova I.V., Ivannikova S.V. Biological role of free radicals in development of pathological states. Mezhdunarodnyj medicinskij zhurnal. 2012;3(71):98–104. (In Russian)]

24. Aizawa H., Koarai A., Shishikura Y., Yanagisawa S., Yamaya M., Sugiura H., Numakura T., Yamada M., Ichikawa T., Fujino N., Noda M., Okada Y., Ichinose M. Oxidative stress enhances the expression of IL-33 in human airway epithelial cells. Respir Res. 2018;19(1):52. doi: 10.1186/s12931-018-0752-9.

25. Подзолков В.И., Покровская А.Е., Панасенко О.И. Дефицит витамина D и сердечно-сосудистая патология. Терапевтический архив. 2018;90(9):144-150. doi: 10.26442/terarkh2018909144-150 [Podzolkov V.I., Pokrovskaya A.E., Panasenko O.I. Vitamin D deficiency and cardiovascular pathology. Terapevticheskii arkhiv. 2018;90(9):144-150. doi: 10.26442/terarkh2018909144-150 (In Russian)]

26. Bajaj S, Kumar MS, Peters GJ, Mayur YC. Targeting telomerase for its advent in cancer therapeutics. Med Res Rev. 2020;40(5):1871-1919. doi: 10.1002/med.21674.

27. Ahmed W, Lingner J. Impact of oxidative stress on telomere biology. Differentiation. 2018;99:21-27. doi: 10.1016/j.diff.2017.12.002

28. Курашвили Л.В., Ушакова С.В., Олейников В.Э. Особенности липидного обмена, окислительного и антиокислительного потенциала при инфаркте миокарда. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2007;1:109-117. [Kurashvili L.V., Ushakova S.V., Olejnikov V.E. Features of lipid metabolism, oxidative and antioxidant potential in myocardial infarction. News of higher educational institutions. University proceedings. Volga region. Medical sciences. 2007;1:109-117. (In Russian)]