Установлено, что при блокировании гена Gata5 нарушается развитие аортального
клапана и появляется врождённый порок - бикуспидальный клапан.
Для человека и высокоразвитых животных крайне важным параметром системы
кровообращения является состояние клапанов сердца. Эти небольшого размера
уникальные образования обеспечивают строго однонаправленное продвижение крови
из вен в предсердия и желудочки сердца, а затем - в артерии. Формирование
клапанов начинается в раннем периоде внутриутробного развития организма, а
после рождения происходит их дальнейшее укрепление, позволяющее эффективно
противостоять постепенно возрастающему давлению крови.
Любые отклонения функции и структуры клапанов от нормы (пороки) отрицательно
сказываются на циркуляции крови в организме (гемодинамике), поскольку при этом
нарушается движение крови по сосудистой сети, ухудшается состояние сердечной
мышцы, наблюдаются застойные явления, отёки, уменьшается степень насыщения
крови кислородом и своевременное выведение двуокиси углерода в выдыхаемый
воздух. Из-за этого возникает гипоксия (кислородное голодание) органов и
тканей, а также смещение рН крови в кислую сторону (ацидоз), что крайне
негативно отражается на функционировании всех систем организма.
Существует две группы заболеваний клапанного аппарата сердца: 1) врождённые
пороки (дефекты межпредсердной и межжелудочковой перегородки, коарктация аорты,
тетрада Фалло и др.), формирующиеся во время внутриутробного развития, 2)
приобретённые пороки (стеноз и недостаточность клапанов), поражающие сердце
после рождения организма. Если причины, вызывающие приобретённую сердечную
патологию в основном известны (ревматизм, эндокардит, сепсис, сифилис, травмы, и
др.), то с врождёнными пороками предстоит ещё долго разбираться, поскольку
механизмы их возникновения практически не изучены. Известно, что их появлению
могут способствовать мутации генетического аппарата, неблагоприятные
токсические и микробные воздействия на эмбрион, но это только общие понятия.
Раскрыть все стороны столь опасных изменений в сердце до сих пор не удаётся.
Одним из наиболее распространённых врождённых пороков сердца является
бикуспидальный (двустворчатый) аортальный клапан. В норме этот клапан имеет
три створки, а при данной патологии их на одну меньше. Такая аномалия сердца
встречается у 1-2% новорожденных, но диагностируется, как правило, во взрослом
возрасте, когда начинают беспокоить первые клинические признаки. У пациентов
кроме общих симптомов, связанных с ухудшением гемодинамики, практически всегда
возникают осложнения в виде аортального стеноза, эндокардита, кардиоваскулярных
расстройств и т.д. Многие из них нуждаются в хирургическом вмешательстве.
Демографические исследования показали, что эта аномалия увеличивает частоту
заболеваемости и смертности, причём значительно больше, чем другие врождённые
сердечные пороки.
Ранее проведенные генетические исследования показали, что неправильное
развитие аортального клапана может провоцироваться сбоями в работе гена NOTCH1.
Он контролирует размножение и созревание клеток внутренней оболочки сердца -
эндокарда, образование из них особых выростов, которые постепенно увеличиваются
в размерах и превращаются в нормальные створки клапана. Мутации данного гена
обнаружены у пациентов с бикуспидальным аортальным пороком [1]. Других генов,
способных вызывать подобного рода врождённые нарушения, до настоящего времени
выявлено не было.
Группой учёных из Канады под руководством Brigitte Laforest [2] проведено
сложное экспериментальное исследование, направленное на изучение
биологической роли гена Gata5 и его участия в формировании сердечных пороков.
Для этого путём специального воздействия были получены лабораторные животные
с полным отсутствием данного гена в организме, у которых детально
анализировались особенности развития клапанного аппарата сердца.
В результате проведенного исследования удалость охарактеризовать
биологическую роль гена Gata5, а именно, его участие в нормальном росте
и созревании клеток внутренней оболочки миокарда и полноценных структур сердца.
В частности, обнаружено, что в эмбриональном периоде данный ген активно
регулирует деятельность важных для развития сердца групп генов (NOTCH, Tbx20,
Nos3 и др.). Блокирование гена Gata5 обуславливает указанную выше врождённую
аномалию аортального клапана.
Таким образом, доказано, что из-за прекращения работы гена Gata5 возникает
один из врождённых пороков сердца - бикуспидальный аортальный клапан. Это не
только расширяет наши знания о механизмах формирования врождённой сердечной
патологии, но и позволяет разработать методы её профилактики.
[1] J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 134 (2): 290-296 (2007)
