Антропо-генетическое изучение некоторых популяций Грузии с высоким показателем долгожительства

Актуальность проблемы и задачи исследования. Большие успехи, достигнутые в области изучения биологии человека, до сих пор не дают возможность оценить полную гамму факторов, которые, влияют на процесс старения и продолжительность жизни организма.

Многие явления в природе проявляют присущие им особенности именно тогда, когда определенные показатели достигают максимальных значений, и таковым, на наш взгляд, для исследования продолжительности жизни может оказаться феномен долгожительства.

Изучение феномена долгожительства, как своего рода модели «физиологического» старения, является одной из актуальных задач не только геронтологии, но и всех наук о человеке, и для познания этого сложного явления требуется именно комплексное, междисциплинарное исследование /18, 194/.

В настоящее время в мире известно несколько очагов долголетия, а именно, Ханза в Пакистане, Виликабамба. в Эквадоре и отдельные регионы Закавказья в СССР /39, 46, 85, 128, 134, 156/.

Несмотря на некоторое сомнение ряда авторов оодостовернос-. ти существования отдельных очагов долголетия /77, 141, 146,161/, многоплановые исследования феномена долгожительства на территории Грузинской ССР, позволили выявить отдельные регионы, в которых индекс долгожительства намного выше среднего. показателя населения Грузинской ССР, СССР и других стран мира.

Эти исследования велись по комплексной программе «Биолого-антропологическое и социально-этнографическое изучение народов и этнических групп с высоким показателем долгожительства», в разработке которого принимали участие Институт этнографии им. Н.Н.Миклухо-Маклая АН СССР, Институт геронтологии АМН СССР, Абхазский Институт языка, литературы и истории АН ГССР, Институт и музей антропологии МГУ и Институт экспериментальной морфологии им. А. Н. Натишвили АН ГССР.

Данная программа исследования помимо медико-физиологических, психо-социалогических и этнодемографических показателей, предусматривала генетическое изучение «феномена долгожительства» .

Цель данного исследования заключалась в характеристике генетической структуры изучаемых популяций и проверке ее отражения, на проявление такого фенотипического признака, как долголетие. .

Для решения поставленной цели требовалось решить следующие конкретные задачи:

1. Охарактеризовать по распределению генетических систем, сывороточных белков (Гп, Гц, Тф) и эритроцитарных. изоферментов (АК, Эс" Д", ФШ, ГЛ01, КФ1, 6ФГД и ЛДГ) две популяции Закавказья — Абхазскую и Имеритинскую, которые характеризуются высоким индексом долгожительства.

2. По распределению изучаемых систем определить генетическое взаимоотношение между исследуемыми группами и оценить степень родства и различия между ними.

3. Провести анализ генетических взаимоотношений изучаемых групп с некоторыми популяциями йндо-средиземноморской расы по распределению исследуемых полиморфных маркеров.

4. Выявить возможные особенности у долгожителей (90+) по сравнению с группой, не имеющей в роду долгожителей по распределению указанных маркеров.

5. Проверить возрастную однородность изучаемых групп по частотам аллелей и показателям гетерозиготности.

Научная новизна. Впервые в закавказском регионе были охарактеризованы две популяции: Абхазская и Имеритинская, по распределению генетических систем эритроцитарных изоферментов.

Впервые было исследовано распределение генетических систем сывороточных белков и эритроцитарных изоферментов для генетической характеристики «долгожительских» групп.

Впервые появилась возможность по исследуемым маркёрам определить место исследуемых популяции в антропологической классификации.. .

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные результаты дали возможность дать генетическую характеристику двух автохтонных популяций Закавказья и определить их взаимоотношение с некоторыми группами Индо-средиземноморской расы. Эти данные игле ют немаловажное значение для решения вопроса этногенеза и экологической генетики.

Проведенные исследования позволяют расширить наши знания. о факторах, определяющих формирование такого сложного феномена, как долголетие.

Поскольку, данная работа являлась частью междисциплинарных исследований, она дает возможность провести корреляционный анализ генетических параметров с. другими медико-физиологическими и этнодемографическими показателями.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

I.I, Генетические факторы старения и долголетия.

Одним из основных проблем современной геронтологии является вопрос о детерминации экзогенных и эндогенных факторов, которые влияют на продолжительность жизни организмов. Изучение возрастных изменений нервной /70/, сердечно-сосудистой /126/, эндокринной /53, 182/, иммунной и других систем /105/ позволяет оценить надежность обеспечиваемого ими гомеостаза, а также возрастные возможности организма. Но каким бы детальным не было наше знание о проявлении старения на клеточном, органном, организменном и популяционном уровнях, нерешенным остается вопрос о первичных причинах старения.

Поскольку видовые и индивидуальные признаки, а также их экс прессия определяются генетической программой, естественно. предположить, что изменения, имеющие фундаментальное значение, для всех проявлений старения, происходят на генетическом уровне, а как популяционная характеристика, продолжительность жизни может быть изучена методами генетики количественных признаков.

Любая задача по генетике количественных признаков ставит. цель решить: на каком уровне организации и каким способом происходит наследуемость этого признака.

По мнению Е. Мэрффи /155/, генетическая компонента, которая детерминирует Ж в обобщенном виде проявляется на трех основных уровнях организации:

1) Наследуемость физической структуры, которая несмотря на значительные модификации сохраняется на протяжении всего онтоге неза- .

2) Наследуемость безусловных рефлексов, которые проявляются в виде элементарных актов поведения и инстинктов;

3) Способность восприятия изменчивости окружающей среды и соответственная адаптация, когда эти изменения предшествуют процессам адаптационной селекции.

Б наследуемости такого сложного количественного признака, как продолжительность жизни, пока не удается однозначно определить на каком уровне организации происходит его детерминация. Другой стороной проблемы является установление способа его осуществления.

Генетическая детерминация количественных признаков может происходить тремя способами, а именноа) главными генами, б) большим числом малых генов или в) эпигенетически. Вопрос о преимуществе одного из трех перечисленных типов наследования в осуществление генетической детерминации продолжительности жизни остается спорным и требует решения. Литературные данные по этим вопросам крайне противоречивы. Несмотря на противоречивость фактов и подходов, существующих в исследованиях этого направления, мы сочли возможным разобраться в представленных вопросах.

Для начала требовалось определить эволюционное значение и характер самого процесса старения.

Вейсман считает, что старение носит эволюционно-адаптатив-ный характер и поэтому «гены старения» фиксировались в ходе. эволюции естественным отбором /198/. Противоположного мнения. придерживаются Медавар /149/ и Уильяме /199/, которые не считают старение эволюционно-адаптативным, поскольку признаки, которые проявляются в пострепродукционном периоде недоступны для естественного отбора. Они считают, что «гены старения» могут иметь благоприятный эффект на ранних стадиях онтогенеза и становятся неблагоприятными на поздней стадии, т. е. могут быть плейотроп-ными. Уязвимым моментом этой теории остается вопрос о механизмах переключения действия этих генов от созидания к разрушению.

Существует множество последователей как первого, так и второго направления.

Вторая принципиальная установка, в которой также расходятся во мнениях исследователи, это — является ли продолжительность жизни конституциональным признаком, т. е. определяемым всей физиологией организма, и, в конечном итоге, всем геномом, или существует ограниченное количество вполне определенных признаков или генов, которые являются детерминантой старения и продолжительности жизни.

Литературные данные по этим вопросам краше противоречивы.

Обработкаобольшого фактического материала позволила Захеру /177/ показать,, что существует определенная зависимость. между продолжительностью жизни (L), весом мозга (Е) и общим весом тела (S). Эта зависимость для млекопитающих выражается формулой: fn L = 0,64*PnE -0,23-enS+L03S.

Аналогичную зависимость, но с другим коэффициентом удалось получить и для других таксонометрических групп. Эти результаты, свидетельствуют, что продолжительность жизни является конституциональным признаком /114/. В пользу этой гипотезы свидетельствуют данные других исследований, которые показывают отрицательную корреляцию между продолжительностью жизни и интенсивностью метаболических процессов /176, 178/. Сопоставляя эти данные За-хер показал, что продолжительность жизни можно представить как конституциональный признак, который находится в аллометрической зависимости от веса мозга (Е), веса тела (S), интенсивности метаболизма (М) и температуры тела (Tg) и для млекопитающих выражается Формулой (178): лЛОГ т.

1 =8'Е0,6-|0.

Анализ других работ показывает, что продолжительность жизни мо-г жет быть детерминирована только частью генетической информации.

Ключевым моментом в этом направлении является определение и характеристика тех генов и генных комплексов, которые ответственны в детерминации процессов старения (79, 83, 141). Пути для решения этого вопроса могут быть разными.

Одним из подходов исследователей является анализ эволюции продолжительности жизни.

Самым веским доказательством генетической детерминации старения является тот факт, что разные биологические виды имеют разную максимальную продолжительность жизни (МПЖ). МПЖ — это возраст наиболее долгоживущих представителей данного вида /45, 83/. Нужно отличать МПЖ от экологической продолжительности жизни (ЭПЖ). ЭПЖ является тем возрастом, которого реально достигают. представители соответствующего вида в сложившихся условиях среды /7, 45/. По определению Фролькиса /52/, за типично видовую продолжительность жизни можно принять тот возраст, до которого доживают 80% представителей данного вида. Для возрастной характеристики той или иной популяции также пользуются показателем средней продолжительности жизни (СМ) данной популяции, т. е. средне арифметическим возрастом всех членов популяции. Нужно отличать (Ж от среднего возраста выживания, возраста до которого доживает 50% представителей данной популяции. Важно отметить, что в природных популяциях вследствие жестких условий естественного отбора, животные не достигают старческого возраста и поэтому становится невозможным определить МПЖ, МПЖ можно определить только у одомашненных животных и в условиях современных зоопарков, где факторы «неестественной смерти» сведены до минимума. Тут надо строго отделить две основные тенденции. С одной стороны, естественный отбор препятствует достижению МПЖ отдельных представителей данного вида и, тем самым, уменьшает СПЖ, а с другой стороны способствует увеличению МПЖ в процессе эволюции данного вида. Доказательством этого служат данные палеонтологии, которые позволяют проследить за изменением МПЖ и СМ человека за последние 100 тыс. лет. На табл.1 приводятся данные об изменении СПЖ и МПЖ человека в ранние периоды исторического развития и прогноз на будущее.

Как видно из таблицы, МПЖ не менялась в течение 30 000 лет. Что касается СПЖ, то она резко увеличилась, что связано с. улучшением санитарных и бытовых условий и с успехами медицины. Но в последнее время СПЖ тоже стабилизировалось и по прогнозу ООН только в ХХ1-м веке переступит 75-летний рубеж.

Эти данные указывают, что продолжительность жизни является генетически детерминированным и, в настоящее время,.стабилизированным признаком, на. которой в ходе эволюции менялось давление естественного отбора.

Интересные данные при анализе генетических механизмов эволюции продолжительности жизни приматов, были получены Катлером /82/. Показано, что МПЖ хорошо вписывается в древо дивергенции приматов, как один из дивергирующих признаков и подвергается резким изменениям.

Например, если шимпанзе и человек имели. общего предка около 15*10® лет тому назад, а МПЖ человека больше, чем у шимпанзе на 50 лет, то МПЖ человека увеличилась в ходе эволюции минимум на 1,6 лет в млн.лет.

С другой стороны, биохимическое и генетическое сравнение между шимпанзе и человеком показало, что 99% аминокислотных последовательностей 50-ти наугад выбранных белков оказались идентичными. Анализ последовательности нуклэотидов выявил также лишь 1%/ую разнипу /124/. Если сопоставить эти данные и учесть воз.

Таблица & I Изменение МПЖ и СПЖ человека за 100 ООО лет.

Время, период СПЖ МПЖ.

Вюрм (около 70−30 тыс. лет назад) 29,4 69−77.

Верхний палеолит (30−12 тыс. лет назад) 32,4 95.

Мезолит (12−10 тыс. лет назад) 31,5 95.

Неолит (10−8 тыс. лет назад)... 38,2 95.

Античные греки (1100 до н.э., — I до н.э.) 35 95.

Античные римляне (753 до н.э.- 476 н.э.) 32 95.

Англичане (1276 н.э.) 48 95.

Англичане (1376−1400) 38. 95.

США (1900;1902) 61,5 95.

США (1970) 72,5 95.

США (2000) 73,5 95 можную частоту мутационного процесса и скорость эволюции, то получается, что лишь 250 генов могли быть вовлечены в увеличение продолжительности жизни&bdquoИми могут быть как структурные, так и регуляторные гены /80, 122/.

Другим подходом к вопросу о генетической детерминации старения является генетический анализ возрастных патологий /101, 140, 141, 142/,.

Было выработано 21, так называемых, патофизиологических и клеточных критериев старения, т. е. критериев, которые являются основными причинами возрастной патологии. Если провести корреляционный анализ всех генетических повреждений, описанных в каталоге Мак-Кгосика /148/ с этими критериями, то окажется, что 83 аутосомно-доминантных, 70 аутосомно-рецессивных и 9 Х-сцепленных генных мутации ускоряют старение и тем самым уменьшают продолжительность жизни человека. В пересчете на общее число описанных локусов получается, что 6,9% всех локусов могут влиять на продолжительность жизни человека. Экстраполируя это число на весь геном (на 100 ООО локусов), получается около 7000 локусов, изменение которых определяет гетерогенный характер старения среди разных индивидов /71, 101, 140, 141/.

Среди этих повреждений особое место занимают генетические синдромы, которые по характеру их эффекта. можно объединить под общим названием «прогероидных» синдромов. Они вызваны, в основном, хромосомными аномалиями. Наиболее классическим примером и резко выраженным прогероидным действием характеризуется синдром Хатчисона-Гильфорда или прогерия /87, 99, 113/. Из проведенного анализа вытекает важный вывод. Еще не описана такая мутация. какого-либо генного локуса, которая бы имела «антигероидный» эффект и, следовательно, что наблюдаемое долгожительство, в некоторых популяциях, может быть вызвано всего лишь отсутствием неблагоприятных генных эффектов /101, 133, 140/.

Мы рассмотрели те теоретические предпосылки, которые указывают на наличие генетического «компонента» в детерминации продолжительности жизни. Т еперь обсудим, как проявляется эта «компонента» и можно ли на природных популяциях наблюдать и оценивать интенсивность его действия. Данные, полученные в этом направлении, условно можно разделить на три группы:

1. Данные генеологии и семейного анализа-.

2. Данные, полученные близнецовым методом;

3. Данные, полученные методом генетических маркеров.

Метод генеологического анализа продолжительности жизни является наиболее традиционным в геронтологических исследованиях. Принцип метода заключается в сравнении времени и причин смерти в родословных, учитывая степень и характер родства каждого представителя.

Методической основой всех этих исследований является сравнение дисперсии какого-нибудь (в данном случае ПК) количествен-г-ного признака в родственниках и общей фенотипической дисперсии. Коэффициент наследования, в узком смысле, может быть, вычислен как показатель регрессии потомков к средней 13Ж обоих родителей /34/, ^ = oov.0p;

По данным Мэйнарда Смита наследуемость в диких популяциях Drosopftifa su-Wsc-nra, вычисленная по корреляции мезду сибса-ми и между родителями и потомками, была близка к 0,4 /143/. Для Д. те К* lastern D. St^^s она составляла 0,11−0,19. По. данным, полученным для 22 инбредных линий мышей, наследуемость для самцов и самок равнялась соответственно 0,21 и 0,36 /189/. В популяциях человека наследуемость Ж не менее 0,20 /170/.

Основоположниками этого метода являются Битон и К. Пирсон /62, 63/. Они проанализировали родословные английских перов и лордов и нашли положительную корреляцию продолжительностью жизни отцов и сыновей, а также между братьями.

Аналогичные данные были получены А. Беллом /64/. Проанализировав около 3000 представителей одного американского семейства, А. Белл показал, что СПЖ потомков, родители которых умерли до 60 летнего возраста, была на 20 лет меньше тех потомков, родители которых жили больше 80-ти лет.

Обширные исследования Пирля также указывают на наличие наследуемого фактора долголетия /164, 165, 166/. По данным Пирля.

86% людей, доживших до 90 и 100 лет, имели одного или обоих долголетних родителей. На генетическое предрасположение к долгожительству указывает и анализ родословных Иенских ученых Шуль-ца и Геккеля /175/.

Наличие семейного фактора долголетия показано в исследованиях на уровне целых популяций /171/. Популяционные изучения ПЖ имеют ряд весьма значительных преимуществ, поскольку дают возможность более широкого охвата проблемы и, кроме оценки наследственной детерминации ПЖ, позволяют связать гетерогенный характер старения в популяциях с другими биологическими факторами, как например, с дифференциальной репродуктивностью разных возрастных групп.

Подробный анализ имеющихся в литературе данных о наследственных влияниях на ПЖ дается Коеном /74/, Хеншилем /109/, Вой-тенко и др. /12/. Довольно высокая корреляция в Ж между родите лями и потомками была обнаружена при анализе материалов, относящихся к жителям Украинской ССР и, в меньшей степени, Абхазской ССР /10, 17/. Авторы считают, что в каждой популяции наследственное предопределение ПЖ может носить разнородный характер, т. е. в благоприятных климатогеографических условиях степень наследуемости может быть меньше /12/.

Существенным аспектом в изучении наследуемости ПЖ является сравнительная оценка наследственных влияний по линиям отца и.матери. Данные литературы по этому вопросу противоречивы /115/. Одни исследователи указывают о наследуемости ПЖ по отцовской линии /12, 64, 93, 148/, другие — о наличии материнского эффекта /90, 91, 115/, что объясняют влиянием цитоплазматического фактора наследственности.

Несмотря на огромное значение проведенных ранее генеологических исследовании, они имеют ряд недостатков, которые необходимо учитывать при анализе этих данных /155/. Одним из основных недостатков большинства ранних исследований являлось нивелирование причин смерти, в частности необходимо было отдифференци-ровывать смертность от несчастных случаев и от естественных причин. Другим принципиальным пунктом, который надо учитывать, это исключение из анализа лиц, погибших до репродуктивного возраста, поскольку пререпродуктивная смертность не может влиять на генетическую компоненту долгожительства. Кроме того, из/за существенного полового различия наблюдаемой МПЖ, при анализе обязательно должны учитываться пол как родителей, так и потомков.. Особое значение при рассмотрении вопросов, касающихся наследуемости Ж имеет строгое определение понятия «семейных факторов», поскольку наследуются не только биологические особенности, но и социальная среда и образ жизни, и семейные традиции имеютнемаловажное значение в детерминации процесса старения. Исходя из. этого, подход к анализу наследуемых факторов, в последнее время, стал принципиально иным. Оказалось, что корреляциячв Ж между родителями и потомками существенно менялась в зависимости от, того, оставались потомки жить вместе с родителями или жили отдельно /90, 91/. К тому. же выявилась существенная корреляция между супругами /90, 148/. По этому поводу в литературе возникло разногласие в определении «семейных факторов» долголетия. Некоторые исследователи пришли к заключению, что генетические факторы имеют мизерный эффект и, что наследственный характер Ж определяется преемственностью в образе жизни /168, 169/. Но другими исследователями тщательным анализом на обширном материале были определены как средовые, так и генетические компоненты, и последнее имело весьма существенное значение /91, 151, 201/.

Помимо выявления общих закономерностей наследственного предопределения смертности, в этих работах делается попытка отдифференцировать и определить в отдельности средовые и генетические компоненты разных причин смерти. Проведенный анализ /90/ показал, что наследственный характер ПЖ молено объяснить генети-. ческой предрасположенностью к некоторым заболеваниям, например: к заболеваниям сердечно-сосудистой системы /II, 23, 96/, ЦНС /49/, к злокачественным заболеваниям /139, 183/ и к инфекционным заболеваниям /69/, что впоследствии может предопределить как причины, так и время смерти /90, 138/. Заслуживает внимания и тот факт, что характер наследования отдельных причин смерти носит разнородный характер.

Другим подходом, указывающим, на наличие наследственного компонента детерминации ПЖ, является близнецовый метод. Основоположником этого метода является Гальтон /95/. Обширные геронто-логические исследования методом близнецового анализа были начаты в 1946 г. Ф. Кальманом и Г. Сандером /119/. Было показано, что межпаровые различия в ПЖ монозиготных близнецов значительно меньше, чем для дизиготных близнецов одного пола. Между дизоготнымиблизнецами разного пола корреляция в ПЖ была еще меньше /119,120/.

С помощью близнецового метода был проведен сравнительный анализ наследуемого компонента для разной социальной среды. Было получено, что корреляция в ПЖ между. близнецами в сельских популяциях больше, чем в городских /108/. По данным тех же авторов, межпаровая вариабельность в ПЖ существенно различается для близнецов, умерших в возрасте 6−29, 30−59, 60 лет и старше. Наибольшая корреляция в Ж наблюдалась в той группе, в которой причиной смерти была возрастная патология.

— 17.

Наличие генетического компонента в предопределении развития возрастной патологии и, в конечном итоге, детерминации причины и времени смерти, было показано и в других исследованиях /57/.Кро-ме того, методом близнецового анализа выявилось наличие наследственного компонента в определении психологических особенностей человека /57, 120/. Эти данные имеют большое значение, поскольку дают возможность связать социальные аспекты геронтологии с генетикой старения и, тем самым, рассмотреть старение человека, как интегральное явление социальных и биологических факторов. Еще одним подходом в изучении генетики старения и долголетия является метод генетических маркеров. Принцип метода заключается в связывании гетерогенного характера процесса старения между разными индивидами с определенными генетическими признаками. Теоретические предпосылки этого метода разработаны на экспериментальных Объектах, В частности на D-mePanogaster и на мышах.

Первые исследования в этом направлении принадлежат Гонзале-су /102/, который маркировал некоторые внешние признаки у DmePctno^asfer t связанные с продолжительностью жизни. При этом был сделан существенный вывод. о том, что многие признаки могут не сами вовлеченными в процесс старения, но быть сцепленными с другими — детерминирующими старение и продолжительность жизни.

Б исследованиях Пирля /167/ также показана корреляция некоторых внешних признаков (форма крыльев) с ПЖ.

Изучение различных маркированных мутантов дрозофилы позволяют провести генетический анализ ПЖ как отдельного, генетически детерминированного, количественного признака /67, 195/. При этом ПЖ наиболее долгоживущих линий можно увеличить гибридизацией с другой, даже коротко живущей линией. Таким образом, наблюдается эффект гетерозиса, который увеличивается и во втором поколении /68/.

Надо отметить, что при гетерозисе меняется не только Ж, но и другие признаки, определяющие общую приспособленность: плодовитость, скорость развития, жизнеспособность. Гетерозис у гибридов от скрещивания животных разных линий или географически отдельных рас проявляется в увеличении элементов, составляющих. приспособленности /75/. Предполагается, что в основе этих явлений лежат изменения уровня гетерозиготности и характера взаимодействия между неаллельными генами. Очевидно, Ж каким-то образом зависит от изменений в состоянии генома, вызывающих инбрид-ную депрессию и гетерозис.

Интересные данные получены на. инбредных и гибридных линиях мышей. Было показано влияние как целого генотопа, так и отдельных локусов на Ж отдельных линий /103, 114/. По мнению ряда авторов, в механизм влияния генотипа на Ж вовлечены как изменение параметров роста, так и восприимчивость к некоторым па-, тологиям. Эффект гетерозиса на выживаемость показан и в работах Шелла /179/. При анализе популяции травянистых растений суРспо^асеае прерий по 21 аллозимам, им было выявлено возрастное увеличение средней гетерозиготности по изученным системам.

Тут следует подробно разъяснить некоторые методологические трудности и особенности, возникающие при изучении генетических основ возрастных изменений в человеческих, популяциях.

Во-первых: из-за существующей панмиксии и высокой интенсивности миграции, невозможно выделить генетические линии долго и короткоживущих групп, не говоря уже о невозможности целенаправленных гибридизаций.

Во-вторых: из-за большой продолжительности жизни невозможно проводить возрастно-специфические или горизонтальные исследования и потому приходится довольствоваться временно-специфическими или вертикальными исследованиями. Иными словами, сравнивается распределение того или иного параметра между разными возрастными группами в данный момент времени. Затем эти данные интерпретируются, как зависимые от возраста. Такой подход вносит некоторую неточность в полученные результаты.

В-третьих: на человеческих популяциях невозможно контролировать влияние внешних условий, которые. влияют на фенотипичес-кую выраженность генетических признаков.

С другой стороны, исследования по влиянию генетических. признаков на процесс старения на уровне человеческих популяций обладает некоторыми преимуществами. Одним из этих преимуществ. является хорошая изученность возрастных изменений человеческого фенотипа, включая и патологию.

Изучение генетических факторов, в частности иммунологических и биохимических признаков, которые детерминируют развитие возрастной патологии, стало одним из основных направлений в понимании генетики старения.

Генетическая предрасположенность ко многим заболеваниям людей, обладающих разной группой крови по системам ABO, UNS, Р,.

RReSuS) Lewis, Duffy > K? Jd, Uieg.0, Lutheran, Mt, Xjo и др. изучается давно и к сегодняшнему дню накоплен большой фак-. тический материал, относящийся к данным вопросам /129, 144, 150/.

Последнее десятилетие интенсивно изучается и связь системы лейкоцитарных антигенов (HLA) с различными заболеваниями /86,129/. Известны и другие генетически полиморфные системы, также предопределяющие развитие некоторых патологий /129, 193/.

Данные исследований на уровне человеческих популяций имеют большое значение и в другом аспекте. Поскольку генотип предопределяет развитие определенной патологии /II, 96, 138/, а эта патология характеризуется возрастным распределением, то должен наблюдаться и эффект этого процесса, а именно селективная элиминация определенных генотипов в определенных возрастных группах, который выразился бы. во временных изменениях частот распределения этих генотипов. Для сравнения можно привести пример временной изменчивости частот аллозимов в онтогенезе некоторых животных. Данное явление наблюдается преимущественно в популяциях тех животных, которые в ходе онтогенеза подвергаются резким изменениям окружающей среды, за адаптацию к которой ответственны разные группы генов, и, соответственно, давление естественного отбора на эти гены меняются. Б результате изменяется частота распространения некоторых генов в разных возрастных группах /27/.

Учитывая то, что главными факторами элиминации в человеческих популяциях являются различные заболевания, характеризующиеся определенным возрастным распределением, в человеческих популяциях должны были бы наблюдаться возраст-зависимые изменения частоты распределения генов. По. этому поводу в литературе имеются противоречивые данные /144/. Несмотря на теоретические /110/ и экспериментальные /172/ возражения, на обширном материале показано достоверное возрастное изменение частоты генов /77, 117, 154, 191, 192, 196/. Правда, характер этих изменений в разных популяциях не всегда схож, что можно объяснить либо особенностями самих популяций, либо незакономерными, случайными изменениями, вследствие дрейфа генов.

В работах Йоргенсена /116, 117/ проводится анализ возрастной динамики эритроцитарных антигенов системы ABO. По данным этого автора люди, обладающие группой 0 имеют больше шансов дожить до глубокой старости (75 лет и выше), чем другие. Автор объясняет наблюдаемый феномен несколько большей приспособленностью и отсутствием «факторов риска» к некоторым заболеваниям лиц с первой группой крови. Аналогичные данные получены и другими авторами /28, 48/ на больших панмиксических популяциях г. Москвы. Сопоставление частот фенотипов и генов ABO у геронтов и в контроле в Московской популяции выявляет тенденцию, к повышению частоты группы 0 — абсолютно и по отношению к группе, А — в старческом возрасте и, в первую очередь, у долгожителей. В исследуемой группе не выявлено статистически достоверных различий. в распределении частот фенотипов и генов ABO у мужчин и женщин. Отмечено уменьшение соотношения количеств мужчин и женщин с возрастом, наблюдается тенденция к увеличению доли женщин среди долгожителей при одновременном повышении индексов О: А и особенно В: А фенотипов.

Распространение генетических систем эритроцитарных антигенов долгожителей в возрасте выше 100 лет было исследовано Стургеоном /192/. Было показано достоверное увеличение частоты гена ?2 и фенотипа Le (а~ долгожителей. По остальным системам (ABO, MNS, R?, КеРР, Puffy и) достоверные изменения частот распределения фенотипов и генов не выявлены.

При этом по системе ABO наблюдается тенденция к уменьшению как абсолютной, так и относительной частоты гена 0 /192/.

Анализ возрастных изменений частот генов и фенотипов по системам, эритроцитарных антигенов (ABO, MK/S, Duffy, КеР?, К? old и Lewis) и по чувствительности на ощущение вкуса ФТК дается в работах Кроуфорда /77/. Кроме частот генов и фенотипов, в работе анализируется гетерозиготность как по отдельным локусам, так и в качестве среднего показателя. Б противоположность работам.

Бердышева /6/ достоверного изменения гетерозиготности не выявле-р но. Величина X для ранговой статистики Фридмана составляла 5,63, что указывает на недостоверность различия.

Однако, подобные исследования единичны, к тому же они проводились на малочисленном материале, и в качестве маркеров использовались только. системы эритроцитарных антигенов и некоторых сывороточных белков.

Б Ы Б О Д Ы.

1. Аптропо-генетическпе исследования распределения генетических систем сывороточных белков (Гп, Гц и Тф) и эритроцитар-ных изоферментов (Ж, Эс" Д", ФГМ, КФ, ГЛО-1, 6ФГД и ДДГ), проведенные на территории Западной Грузии, позволили выделить и охарактеризовать две популяции — абхазскую и имеретинскую, которые имеют высокий индекс долгожительства.

2. Полученные результаты. по распределению изученных маркеров указывают на большое сходство абхазской и имеретинской популяции, с группами переднеазиатскоп и средиземно-балканской малой рас. Анализ генетических дистанций выявляет склонность исследуемых популяций к группам переднеазиатской малой расы и позволяет, отнести абхазскую и. имеретинскую популяции к причерноморскому и западно-грузинскому вариантам, соответственно, единой колхской группы.

3. Характеристика распределения генетических маркеров в группе долгожителей (старше 89 лет) не выявила статистически достоверных закономерностей изменения частоты отдельных генов и показателей гетерозиготности по сравнению с группой младше 89 лет.

4. Во всех возрастных группах 22−44 лет, 45−59 лет и 60−88 лет, в том числе в группе долгожителей наблюдаются некоторые колебания частоты распределения отдельных аллелей, но раз-нонаправленность этих изменений в обеих изученных популяциях указывает, что они являются следствием случайных генетических процессов.

5. В исследует, шх популяциях наблюдается возраст-зависимая вариабельность показателей гетерозиготности, но соответствующий анализ методом ранговой статистики не выявляет определенных тенденций и указывает на то, что по изученным маркерам не наблюдается эффект гетерозиса на ПЖ и на формирование феномена долгожительства.

6. Долгожительство, как фенотипическая характеристика исследуемых «цолгожительских» популяций Абхазии и Имеретии по исследованным маркерам не отражается на их генетической структуре.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Антропо-генетическое исследование, проводимое на территории Западной Грузии, предусматривало изучение популяционной структуры «долгожительских» групп. Предварительное демографическое исследование дало возможность выделить отдельные группы, в которых индекс долгожительства намного ьыше, чем средний показатель для всего региона. Таковыми. оказались сс.Моква, Члоу, Джгерда и Тхина — Очамчцрского р-на, с^Дурипш Гудаутского р-на. и с. Земо-Алисубани Терджольского р-на. Население с.с.Моква, Члоу, Тхина, Джгерда и Дуришп относятся. абхазской энтической группе и по принятой антропологической классификации /2/ представляют. западно-грузинский вариант той же колхской группы передноазиатской малой расы.

Популяционно-генетическое исследование распределения полиморфных маркеров сывороточных белков (Гп, Гц и Тф) и эритроцитар-ных изоферментов (АК, Эс" Д", Ф1М, КФ, ГЛ0−1, 6ФГД и ДДГ) дали возможность охарактеризовать генетическую структуру, изучаемых групп. Большинство исследуемых систем,. за ис1Шочением Тф, оказались полиморфными. Наблюдаеше фенотипы были распределены в соответствии с законом Харди-Вайнбэрга /30/, что указывает на генетическую уравновешенность изучаемых групп. Сопоставление значения теоретической и фактической гетерозиготности показывает, что. наблюдаемые различия находятся в пределах случайных отклонений.

Анализ, проведенный с помощью генетических дистанций рассчитанных по методу Нея /158/ и Кавали-€форца /72, 88/ и проверка на генетическую однородность по распределению частот генов /187/, позволили исследуемый контингент объединить в две группы, абхазскую и имеретинскую, которых мы условно называем популяциями.

Абхазская популяция по распределению изучаемых маркеров характеризуется большой генетической гетерогенностью. Вариабельность генетических параметров в абхазской группе хорошо согласуется с литературными данными по распределению других антропологических признаков /I, 2, 3, 4, 15, 21/. Несмотря на наблюдаемую гетерогенность, проведенный нами анализ с помощью генетических дистанций и проверка на популяционную однородность позволили считать правомочным абхазскую группу представить как исходно единую абхазскую популяцию.

Исследование мономорфных систем, Тф и ДЦГ дало возможность по системе. ДЦГ в группах восточной абхазпп выявить редкий вариант ДДГИЭТТ, который по электрофоретической подвижности идентичен редкому варианту Предполагается миграция носителя этого аллеля из пндо-иамирских групп.

Проводимые исследования впервые давали возможность по распределению изучаемых маркеров охарактеризовать популяции Закавказья, в частности, абхазскую и имеретинскую. Нами была предпринята попытка с помощью генетических. расстояний определить расовую принадлежность исследуемых групп. Для¦анализа.были выбраны три группы — Италия, Турция и Индия, которые являются типичными представителями средиземно-балканской, передноазиатской и .индо-памирской малых рас, соответственно. Расчет генетических дистанций производили по методам Не я /158/ и Кавали-Сфорца /72., -88/.. Учитывая, что сравниваемые группы относятся к одной индо-среди-земноморской (южно-европейской) расе, оценку генетических дистанций по методу Кавали-Сфорца следует считать более корректной. Проведенный анализ позволяет заключить, что по распределению изучаемых маркеров абхазская и имеретинская популяции. находятся в более близком родстве к переднеазиатской малой расе. Полученныв результаты, литературные данные по соматоантропологическим параметрам и существующая антропологическая классификация дают возможность абхазскую популяцию отнести к причерноморскому варианту, а имеретинскую к западно-грузинскому варианту единой колхской группы передиеазиатской малой ра.сы.

Помимо изучения вопросов этнической антропологии и характеристики популяционной структуры исследуемых групп, полученные результаты дают возможность заключить, что наблюдаемый «феномен долгожительства» в данных популяциях не сопровождается какими-либо генетическими особенностями по распределению изучаемых систем, которые находятся в хорошем соответствии с другими антропосоматометрическими параметрами /2/.

Кроме межпопуляционного анализа, данное, исследование предусматривало изучение внутрипопуляционной однородности распределения исследуемых маркеров, в частности проверки генетической гомогенности возрастных групп, в том числе группы долгожителей.

Выявление и характеристика генных локусов, которые влияют на выживаемость и продолжительность жизни человека и способствуют формированию долгожительства, является один из основных задач современной геронтологии.

Литературные данные по этим вопросам крайне противоречивы. Одни авторы указывают, что определенные гены могут оказаться риск-факторами в развитии ряда патологии и тем самым влияют на ПЖ организмов. Показано, что селективная выживаемость отдельных фенотипов вызывает возрастное изменение частоты. встречаемости определенных генов /26, 48, 116, 130, 191, 192/.

Противоположно этим результатам в литературе существуют данные как экспериментального, так и теоретического плана, которые отрицают существование таких эффектов /77, 110, 172/.

Полученные нами данные указывают, что во всех возрастных группах, в том числе в группе долгожителей, наблюдается неко-. торая возрастная вариабельность частоты распределения аллелей.

Проведенный статистический анализ и проверка на генетическую р однородность с помощью критерия X показал, что наблюдаемые изменения не являются закономерными. Сопоставление этих колебаний в двух исследуемых популяциях тоже указывает на их разнонаправленный характер.

Помимо изучения распределения отдельных аллелей, проводимые исследования дали возможность проверить эффект аллель-ных и неаллельных взаимодействий на выживаемость организмов. Эти взаимоотношения, которые проявляются или в инбридной депрессии или в гетерозисе имеют сложный характер. Эффект гетерозиса на выживаемость отдельных индивидов и его причастность в формировании долгожительства широко обсуждается в литературе /6, 68, 75, 179/.

Полученные нами данные позволили провести анализ возрастных изменений показателей г. етерозиготности в .исследуемых популяциях. Для выявления общих тенденций наблюдаемых изменений р метод ранговой статистики. Значения X для обеих популяций оказались меньше. стандартного значения, что указывает на недостоверность существования каких-либо закономерностей. Эти данные хорошо согласуются с данными некоторых авторов /77/.

Исхода из вышеизложенного, можно заключить, что по изученным наш маркерам в. исследуемых популяциях частоты генов и показатели, гетерозиготности подвержены некоторым возрастным колебаниям, но соответствующий статистический анализ не позволяет выявить какие-либо закономерности и следует рассмотреть их как следствие случайных процессов.

Суммируя все вышесказанное, проведенное исследование дает возможность в абхазской и имеретинской популяциях, изучаемые генетические системы в отношении процесса старения и выживаемости отнести либо к категории малых генов, эффект которых трудно уловить, либо считать их нейтральными.