Исследование
Генетические аспекты метаболических нарушений: эффективное лечение сахарного диабета
Генетические аспекты метаболических нарушений: эффективное лечение сахарного диабета
Содержание
Генетика метаболизма
Генетические особенности вносят вклад в активность ферментов обмена веществ, влияют на риск возникновения заболеваний. Есть различные генетические болезни обмена веществ: причина состоит в нарушении работы конкретного гена из-за мутации. Существуют многофакторные заболевания, развитие которых обусловливает генетика, но также важны образ жизни, питание, условия окружающей среды. Примером первой группы болезней может служить генетическое нарушение обмена веществ фенилкетонурия (сбой метаболизма аминокислоты фенилаланина), а примером второй ― сахарный диабет (СД) 2-го типа.
Все ферменты, ускоряющие биохимические реакции в нашем организме, являются белками, и, как любые белки, закодированы в ДНК. Изменения последовательности нуклеотидов этой молекулы наследственности могут приводить к снижению активности ферментов или прекращению их работы, а этот дефект, в свою очередь, может являться молекулярной причиной нарушения метаболизма. Например, мутации гена PAH приводят к снижению или отсутствию активности печеночного фермента, превращающего аминокислоту фенилаланин в тирозин. В организме происходит накопление токсичных производных этой аминокислоты, нарушение обмена веществ мозга, прогрессирующее ухудшение интеллекта больных детей.
Необходимы постоянные научные исследования, чтобы лучше представлять сложные взаимодействия между генетикой, окружающей средой, образом жизни при нарушениях метаболизма. Например, удалось выявить генетические факторы сахарного диабета. Это изменения (однонуклеотидные полиморфизмы) нескольких генов. Любой человек может сдать ДНК-тест и узнать, есть ли у него предрасположенность к этому заболеванию. Также анализ определит, с какой вероятностью в течение жизни разовьются другие генетические нарушения метаболизма. Эта информация позволит заранее определить меры профилактики и диагностики обнаруженных заболеваний, которые помогут не допустить их развития.
Все ферменты, ускоряющие биохимические реакции в нашем организме, являются белками, и, как любые белки, закодированы в ДНК. Изменения последовательности нуклеотидов этой молекулы наследственности могут приводить к снижению активности ферментов или прекращению их работы, а этот дефект, в свою очередь, может являться молекулярной причиной нарушения метаболизма. Например, мутации гена PAH приводят к снижению или отсутствию активности печеночного фермента, превращающего аминокислоту фенилаланин в тирозин. В организме происходит накопление токсичных производных этой аминокислоты, нарушение обмена веществ мозга, прогрессирующее ухудшение интеллекта больных детей.
Необходимы постоянные научные исследования, чтобы лучше представлять сложные взаимодействия между генетикой, окружающей средой, образом жизни при нарушениях метаболизма. Например, удалось выявить генетические факторы сахарного диабета. Это изменения (однонуклеотидные полиморфизмы) нескольких генов. Любой человек может сдать ДНК-тест и узнать, есть ли у него предрасположенность к этому заболеванию. Также анализ определит, с какой вероятностью в течение жизни разовьются другие генетические нарушения метаболизма. Эта информация позволит заранее определить меры профилактики и диагностики обнаруженных заболеваний, которые помогут не допустить их развития.
Типы сахарного диабета
Насколько вносит вклад в сахарный диабет генетика? Это сложная и многогранная группа заболеваний, характеризующаяся высоким уровнем глюкозы (сахара) в крови. Роль генетики в развитии сахарного диабета значительна, поскольку генетические факторы играют решающую роль в развитии как 1-го, так и 2-го типа, хотя по-разному и в разной степени. Поэтому не верно говорить, что есть генетический сахарный диабет, ведь вклад вносят и факторы внешней среды.
СД 1-го типа, часто диагностируемый у детей и молодых людей, представляет собой аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система организма ошибочно атакует и уничтожает бета-клетки, продуцирующие инсулин, в поджелудочной железе. Наличие изменений определенных генов указывает на более высокий риск развития диабета 1-го типа. Наиболее значимая генетическая детерминанта этого заболевания обнаружена в области человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) хромосомы 6, особенно в генах, кодирующих HLA DR и DQ. Эти гены влияют на то, как иммунная система распознает, взаимодействует с антигенами, в том числе с теми, которые ошибочно воспринимаются как угроза поджелудочной железе.
СД 2-го типа, который встречается чаще и обычно возникает в зрелом возрасте, характеризуется резистентностью к инсулину и снижением выработки инсулина. На него сильно влияют такие факторы образа жизни, как диета, физическая активность, масса тела, но генетика также играет ключевую роль. В развитии диабета 2-го типа задействовано множество генов, каждый из которых вносит небольшой вклад в общий риск. Генетические варианты, влияющие на функцию бета-клеток поджелудочной железы (производящие инсулин), а также на то, как инсулин используется организмом, могут повысить восприимчивость к диабету 2-го типа. Некоторые из наиболее важных генетических локусов, связанных с этим заболеванием, включают TCF7L2, влияющий на секрецию инсулина и выработку глюкозы, и FTO, связанный с ожирением и косвенно увеличивающий риск диабета за счет увеличения веса.
СД 1-го типа, часто диагностируемый у детей и молодых людей, представляет собой аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система организма ошибочно атакует и уничтожает бета-клетки, продуцирующие инсулин, в поджелудочной железе. Наличие изменений определенных генов указывает на более высокий риск развития диабета 1-го типа. Наиболее значимая генетическая детерминанта этого заболевания обнаружена в области человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) хромосомы 6, особенно в генах, кодирующих HLA DR и DQ. Эти гены влияют на то, как иммунная система распознает, взаимодействует с антигенами, в том числе с теми, которые ошибочно воспринимаются как угроза поджелудочной железе.
СД 2-го типа, который встречается чаще и обычно возникает в зрелом возрасте, характеризуется резистентностью к инсулину и снижением выработки инсулина. На него сильно влияют такие факторы образа жизни, как диета, физическая активность, масса тела, но генетика также играет ключевую роль. В развитии диабета 2-го типа задействовано множество генов, каждый из которых вносит небольшой вклад в общий риск. Генетические варианты, влияющие на функцию бета-клеток поджелудочной железы (производящие инсулин), а также на то, как инсулин используется организмом, могут повысить восприимчивость к диабету 2-го типа. Некоторые из наиболее важных генетических локусов, связанных с этим заболеванием, включают TCF7L2, влияющий на секрецию инсулина и выработку глюкозы, и FTO, связанный с ожирением и косвенно увеличивающий риск диабета за счет увеличения веса.
Лечение сахарного диабета
На лечение сахарного диабета, особенно 2-го типа, существенное влияние оказывает понимание генетических аспектов метаболических нарушений. Информация последовательности нуклеотидов ДНК не только помогает выявить риск заболевания, но и разработать план профилактики и лечения, который будет эффективным для конкретного человека. Даже если в вашей семье не встречается диабет, генетическая предрасположенность к нему может быть у вас. Важно вовремя узнать об этом и предпринять профилактические меры: придерживаться сбалансированного питания, ограничить употребление алкоголя, поддерживать нормальный вес, подходящий для вашего возраста уровень физической активности.
При появлении первых признаков заболевания необходимо обратиться к врачу. Генетические различия между людьми могут влиять на то, как человек реагирует на лекарства от СД. Например, изменения в генах, влияющих на метаболизм, функцию и клеточные мишени лекарственных препаратов, могут изменить их эффективность и профили побочных эффектов. Ключевыми генами, участвующими в метаболизме лекарств, например, являются гены, кодирующие ферменты цитохрома P450. У пациентов с определенными генетическими маркерами вероятность развития побочных эффектов от конкретных лекарств может быть выше, что позволяет медицинским работникам выбирать более безопасные альтернативы. Также определенные варианты генов могут приводить к меньшей эффективности препаратов: в таком случае необходим индивидуальный подбор дозировки.
В случаях моногенного диабета (например, MODY – диабета зрелого возраста у молодых) генетическое тестирование имеет важное значение для точной диагностики и эффективного лечения. Различные формы MODY могут лучше реагировать на определенные виды лечения, такие как препараты сульфонилмочевины или инсулин.
Скрининг генетических вариантов, влияющих на метаболизм и эффективность лекарств, может быть интегрирован в план лечения, особенно для пациентов, у которых впервые диагностирован диабет, или тех, кто не реагирует на стандартное лечение. Также такой ДНК-тест полезно сделать заранее, чтобы знать эффективные и безопасные для вас препараты разных групп: антибиотики, антидепрессанты, противовоспалительные, противоопухолевые, иммунотропные, нейролептики, гематотропные, противоэпилептические, гормоны, анальгетики, противовирусные средства.
При появлении первых признаков заболевания необходимо обратиться к врачу. Генетические различия между людьми могут влиять на то, как человек реагирует на лекарства от СД. Например, изменения в генах, влияющих на метаболизм, функцию и клеточные мишени лекарственных препаратов, могут изменить их эффективность и профили побочных эффектов. Ключевыми генами, участвующими в метаболизме лекарств, например, являются гены, кодирующие ферменты цитохрома P450. У пациентов с определенными генетическими маркерами вероятность развития побочных эффектов от конкретных лекарств может быть выше, что позволяет медицинским работникам выбирать более безопасные альтернативы. Также определенные варианты генов могут приводить к меньшей эффективности препаратов: в таком случае необходим индивидуальный подбор дозировки.
В случаях моногенного диабета (например, MODY – диабета зрелого возраста у молодых) генетическое тестирование имеет важное значение для точной диагностики и эффективного лечения. Различные формы MODY могут лучше реагировать на определенные виды лечения, такие как препараты сульфонилмочевины или инсулин.
Скрининг генетических вариантов, влияющих на метаболизм и эффективность лекарств, может быть интегрирован в план лечения, особенно для пациентов, у которых впервые диагностирован диабет, или тех, кто не реагирует на стандартное лечение. Также такой ДНК-тест полезно сделать заранее, чтобы знать эффективные и безопасные для вас препараты разных групп: антибиотики, антидепрессанты, противовоспалительные, противоопухолевые, иммунотропные, нейролептики, гематотропные, противоэпилептические, гормоны, анальгетики, противовирусные средства.