Генетика, 2021, T. 57, № 1, стр. 29-43
Беременность как фактор адаптивной эволюции человека. Роль естественного отбора в возникновении преэклампсии
В. Н. Сереброва 1, *, Е. А. Трифонова 1, В. А. Степанов 1
1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
634050 Томск, Россия
* E-mail: vika.serebrova@medgenetics.ru
Поступила в редакцию 20.03.2020
После доработки 12.05.2020
Принята к публикации 17.06.2020
Аннотация
В обзоре рассмотрены данные о значимой роли беременности в адаптивной эволюции современного человека. В аспекте эволюционной медицины основное внимание уделяется тяжелой гипертензивной патологии беременности – преэклампсии (ПЭ). Обобщены имеющиеся на сегодняшний день эволюционные гипотезы о возникновении, причинах расовой и этнической вариабельности частоты развития данной патологии в популяциях человека. Приведены исследования, предполагающие вклад адаптивной эволюции в формирование наследственной предрасположенности к развитию ПЭ. Продемонстрированы собственные результаты, впервые выявившие значимую роль очищающего отбора в формировании генетической архитектуры ПЭ по системе регуляторных однонуклеотидных полиморфных вариантов новых генов-кандидатов данной патологии.
Изучение возникновения, распространения, особенностей этиопатогенеза и генетической архитектуры многофакторных заболеваний (МФЗ) человека в контексте эволюции является перспективным и активно развивающимся направлением. Несмотря на существующие предположения о том, что в современных популяциях человека большинство генетических вариантов, предрасполагающих к развитию МФЗ, имеют нейтральное эволюционное происхождение [1–4], множество проведенных на сегодняшний день исследований демонстрируют значимый вклад естественного отбора и адаптивных факторов в структуру генетической компоненты распространенных болезней [5–21].
Генофонд современного человека отражает историю разнообразных процессов генетической адаптации с момента расселения Homo sapiens из Африки, связанной с новыми условиями окружающей среды, с которыми пришлось столкнуться человеку эпохи позднего плейстоцена около 125–12 тыс. лет назад. Так, увеличению репродуктивной приспособленности в новых средовых условиях, вероятно, способствовали фенотипы, обеспечивающие терморегуляцию в условиях низких температур, толерантность к гипоксии на большой высоте и светлую пигментацию кожи в регионах с низким количеством солнечного света. Кроме того, эпоха неолита (около 12–4 тыс. лет назад) ознаменовалась переходом от присваивающего типа хозяйства охотников-собирателей к производящему – земледелию и скотоводству. Такая смена культуры также могла способствовать адаптивной эволюции человека в результате распространения оседлого образа жизни, роста плотности населения и изменения типа питания [22, 23].
Следует отметить, что приобретенная в ходе эволюции генетическая адаптация способствует формированию благоприятных фенотипов, которые могут оказывать вредное воздействие в случае изменений в условиях окружающей среды и образе жизни, поскольку адаптивные закрепления генетических модификаций происходят значительно медленнее перемен в образе жизни, характерных для современного общества [23–25]. На сегодняшний день все больше данных свидетельствует о возможном негативном эффекте ряда адаптивных изменений в геноме современного человека – формировании болезней и патологических состояний, например таких как ожирение, гипертония, воспалительные и аутоиммунные процессы, аллергия, диабет, онкологические заболевания [19, 23–26]. Ярким примером такого эффекта является гипотеза “экономных генов”, предложенная J.V. Neel [27]. Данная гипотеза предполагает, что генотипы, ассоциированные с развитием диабета в современных популяциях, обладали адаптивным преимуществом у охотников-собирателей, которые вели кочевой образ жизни [25, 27], в то время как переход к сидячему образу жизни и увеличение доступности пищевых ресурсов определяют повышенный риск развития ожирения и диабета 2-го типа [25, 28, 29]. Еще одним примером может служить “гигиеническая гипотеза” [30], согласно которой усиленный иммунный ответ, обеспечивавший борьбу с инфекциями в прошлом, в настоящее время благодаря широкому использованию антибиотиков и вакцинации способствует развитию воспалительных и аутоиммунных заболеваний [25, 31, 32]. Таким образом, посредством изучения адаптивных изменений в человеческом геноме и генофонде популяций, возникших в условиях новой среды обитания, можно не только приблизиться к пониманию процессов формирования генетического разнообразия и роли их фенотипических проявлений в развитии болезней и здоровья человека, но также попытаться оценить возможный вклад “недостающей наследуемости” (англ. “missing heritability”) при МФЗ [18, 22, 23, 25, 26].
В настоящем обзоре приводятся данные, которые демонстрируют значимую роль такого физиологического состояния как беременность в ходе адаптивной эволюции современного человека. Кроме того, в аспекте эволюционной медицины рассматривается одно из наиболее тяжелых гипертензивных расстройств беременности многофакторной этиологии – преэклампсия (ПЭ). Проведено обобщение имеющихся на сегодняшний день эволюционных гипотез происхождения данной патологии, а также обсуждаются результаты исследований, посвященных изучению роли естественного отбора в формировании генетической архитектуры ПЭ.
РОЛЬ БЕРЕМЕННОСТИ В АДАПТИВНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА
В процессе адаптивной эволюции современного человека, согласно E.A. Brown с соавт. [33], большая роль отводится средовым факторам, оказывающим влияние на фертильность и беременность. Значимое давление отбора в недавней эволюции человека опосредовано путем распространения инфекционных заболеваний в связи с ростом плотности населения, добавления в пищевой рацион зерна и молочных продуктов, изменения уровня кислорода и ультрафиолетового излучения в ходе расселения человека, однако более серьезный эффект данные селективные факторы могли оказывать во время беременности. Такое предположение основано на большей уязвимости организма беременной женщины к действию разнообразных средовых факторов в связи с чрезвычайными энергетическими, физическими и иммунологическими затратами для обеспечения потребностей плода [33–40].
Одним из основных селективных факторов, влияющих на фертильность и протекание беременности вследствие изменения биодоступности поступающих с пищей нутриентов, является ультрафиолетовое излучение. Ярким примером действия направленного отбора может служить формирование баланса между синтезом витамина D3 и стабильностью фолиевой кислоты во время беременности, о чем свидетельствует последовательное изменение содержания в коже меланина в соответствии с уровнем воздействия солнечного ультрафиолетового излучения [41, 42]. Так, развитие дефектов нервной трубки у плода редко встречается среди женщин с темной пигментацией кожи, поскольку высокое содержание меланина предотвращает разрушение фолиевой кислоты и формирование летальных пороков развития [41, 43]. Таким образом, среди населения Африки, Юго-Восточной Азии, Австралии и Тихоокеанского региона действие направленного отбора способствовало увеличению продукции меланина в коже для обеспечения стабильности фолиевой кислоты во время беременности. В то же время избыточное для более высоких широт содержание меланина в коже препятствует синтезу витамина D3, который необходим для усиления всасывания кальция, играющего ключевую роль в формировании скелета, в развитии жизненно важных органов и иммунной системы у плода, а также поддержании метаболизма костной системы матери [33, 44, 45].
Высокая частота заболеваемости инфекционными болезнями рассматривается в качестве одного из мощнейших когда-либо действовавших на человека эволюционных факторов, возникшего в результате увеличения плотности населения в связи с переходом к оседлому образу жизни около 10 тыс. лет назад [46]. Несмотря на то что заболевания инфекционной природы в большинстве случаев представляют существенную угрозу, еще более значимым селективным фактором они являются для беременных женщин, поскольку в результате физиологического подавления иммунной системы организм матери становится особенно уязвимым. Такая высокая чувствительность организма беременных женщин к различным инфекционным агентам может приводить к спонтанным абортам, более высокой заболеваемости и смертности по сравнению с общей частотой в популяции [33, 40].
Кроме того, предполагается значимый вклад беременности в формирование приспособленности в ответ на изменение диеты, обусловленной возникновением и развитием сельского хозяйства, скотоводства и рыболовства в ходе недавней эволюции человека [19, 33]. Так, способность человека усваивать молоко во взрослом возрасте могла появиться в результате адаптивной эволюции, благодаря своему влиянию на репродуктивную приспособленность [47]. В первую очередь молоко обеспечивало стерильный источник жидкости, что было особенно важным для населения жаркого, засушливого климата Африки и Ближнего Востока [47]. Принимая во внимание чувствительность беременной женщины к загрязненным продуктам [48], способность к употреблению стерильного свежего молока, вероятно, обладала адаптивным преимуществом. Кроме того, молоко является источником дополнительного кальция, полезного для развития и нормального функционирования костной системы, а также для репродуктивной зрелости женского организма, поскольку достаточный уровень кальция в организме отчасти обеспечивает формирование широкого таза, что необходимо для благоприятного родоразрешения [33]. Еще одной важной особенностью является высокая калорийность жира, по сравнению с белками и углеводами, что вероятно в значительной степени помогало матери во время беременности и лактации прокормить потомство. Следует отметить, что молоко и другие животные жиры содержат холестерин, который является предшественником стероидных гормонов, обеспечивающих фертильность, а также влияет на раннее развитие и рост плода [49]. Примечательно, что недостаточное содержание холестерина в рационе коррелирует со сниженным уровнем половых гормонов [50], способствуя подавлению функции яичников. Таким образом, высокое содержание жира, холестерина и кальция в молоке способствует увеличению калорийности рациона, ускоренному развитию скелета, повышению фертильности, формируя тем самым адаптивное преимущество для женщин, употребляющих молочные продукты.
В настоящее время активно изучается роль адаптивной эволюции в формировании патологий беременности. Так, например, возникновение токсикоза все чаще рассматривают не с точки зрения патологического состояния, а в качестве адаптивного преимущества, закрепленного благодаря действию естественного отбора в популяциях человека [51, 52]. Показано, что более высокие шансы для успешного вынашивания эмбриона/плода наблюдаются в случае, если беременность сопровождается тошнотой и рвотой, чем при отсутствии симптомов токсикоза [52–54]. Согласно гипотезе M. Profet [52], токсикоз во время беременности необходим для защиты развивающегося эмбриона/плода, поскольку ограничивает потребление матерью токсических веществ в пищу. Примечательно, что наиболее интенсивные симптомы токсикоза наблюдаются на сроке 6–8 нед. беременности, когда органогенез у эмбриона особенно чувствителен к внешним факторам [52, 53]. Важно отметить, что традиционная диета у популяций с низкой частотой возникновения токсикоза состоит преимущественно из продуктов растительного, а не животного происхождения, которые из-за частого содержания патогенных микроорганизмов и паразитов представляют потенциальную опасность как для развивающегося эмбриона/плода, так и для беременной женщины [51, 53–56]. Тошнота при беременности, вероятно, направлена на предотвращение употребления в пищу токсинов, характерных для эпохи плейстоцена, а не современных ядов. Это согласуется и с результатами исследований, в которых показано, что токсикоз является сдерживающим фактором от употребления кофе – горького растительного алкалоида и слабо препятствует употреблению алкоголя [57]. По-видимому, это связано с тем, что количество алкоголя, необходимое для развития фетального алкогольного синдрома, стало доступно только с возникновением сельского хозяйства [52, 53, 58]. Следует отметить, что лучшим условием для развивающегося эмбриона/плода является расход энергетических резервов тела беременной женщины, а не употребление ею потенциально опасной пищи, в особенности мясной, которая до широкого распространения холодильников нередко содержала большое количество микроорганизмов и их токсинов [51–53].
Примером тонко настроенного метаболизма, соответствующего различающимся условиям окружающей среды и особенностям традиционной диеты, может служить возникновение гестационного сахарного диабета (ГСД). Известно, что заболеваемость ГСД для современных популяций обратно пропорциональна количеству потребляемых высокогликемических углеводов и молочных продуктов, входящих в состав традиционной диеты [33, 59–64]. Поскольку данная патология способствует развитию макросомии в случае несоответствия слишком крупного плода размерам малого таза матери, ГСД до появления кесарева сечения являлся одной из причин перинатальной заболеваемости и смертности, а также часто приводил к массивным кровотечениям во время родов [39, 65]. В связи с чем сниженная гликемическая реакция европейцев на принятие пищи, по сравнению с другими популяциями, может быть результатом направленного отбора на изменение метаболизма материнского организма в соответствии с особой диетой [33, 62–67].
Таким образом, результаты проведенных на сегодняшний день исследований демонстрируют, что при рассмотрении эффектов отбора на разных этапах эволюции человека нельзя недооценивать роль беременности в формировании приспособленности к действию разнообразных факторов, поскольку данное физиологическое состояние характеризуется значительным расходом ресурсов организма, необходимых для выживания в новых быстро меняющихся условиях окружающей среды. Кроме того, результатами ряда исследований [33, 54] подтверждается предполагаемый вклад адаптивной эволюции в формирование патологических состояний беременности, в связи с чем их изучение в контексте эволюционной медицины может представлять существенный интерес для понимания причин возникновения, особенностей этиопатогенеза, расовой и этнической вариабельности частоты развития данных осложнений.
РОЛЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА В ПРОИСХОЖДЕНИИ ПЭ
Болезнь с точки зрения эволюционной медицины рассматривается как результат несоответствия адаптивных изменений в геноме человека и генофонде популяций, произошедших в прошлом, современным условиям окружающей среды и образу жизни [26]. В настоящем обзоре в контексте эволюционной медицины наиболее подробно рассмотрены причины возникновения ПЭ у человека. Данная патология, именуемая также “болезнью теорий”, заслуживает особого внимания, поскольку является грозным гипертензивным осложнением беременности, этиопатогенез которого, несмотря на десятилетия исследований, остается слабоизученным [68–72]. Кроме того, в настоящее время отсутствуют прогностические биомаркеры и эффективная фармакологическая терапия ПЭ, которая признана тяжелой патологией беременности и определяет высокую частоту материнской и перинатальной заболеваемости и смертности, составляющих в мировом масштабе не менее 63 тыс. случаев в год [71, 73, 74]. Согласно наиболее распространенной гипотезе, основная причина развития ПЭ заключается в нарушении процессов формирования плацентарной ткани на ранних сроках гестации вследствие аномальной инвазии цитотрофобласта и неполного ремоделирования спиральных артерий матки [71, 74–76].
Несмотря на большое количество исследований, направленных на изучение генетической архитектуры ПЭ и применение различных подходов (анализ “случай–контроль”, полногеномный анализ сцепления в родословных (GWLS), полногеномное исследование ассоциаций (GWAS)), к настоящему времени не удалось выявить главные гены предрасположенности к развитию данной патологии, поскольку полученные результаты являются достаточно противоречивыми [3, 77, 79–84]. Таким образом, изучение ПЭ в аспекте эволюционной медицины представляет особый интерес для поиска новых генетических маркеров, которые согласно эволюционным гипотезам могут быть вовлечены в патогенез данного осложнения беременности. Кроме того, такой подход можно рассматривать в качестве одного из способов обнаружения “недостающей наследуемости”, что, вероятно, позволит приблизиться к пониманию генетической архитектуры такого заболевания многофакторной природы как ПЭ.
Вклад естественного отбора на микроэволюционном уровне в происхождение ПЭ
Первая эволюционная теория возникновения ПЭ была сформулирована D. Haig в 1993 г. [85]. Согласно данной гипотезе в основе патологии лежит “генетический конфликт интересов”, обусловленный действием отбора не только на гены плода, обеспечивающие высокий уровень поступления питательных веществ, но и на гены матери, которые оказывают обратный эффект путем ограничения потребностей плода для сохранения общих ресурсов организма [85]. В связи с этим у женщин с ПЭ эндотелиальная дисфункция может быть интерпретирована как попытка плода компенсировать недостаточное поступление питательных веществ с маточно-плацентарным кровотоком [83].
Так называемый “генетический конфликт интересов” происходит между тремя независимыми группами генов (материнские гены, гены плода, унаследованные от матери, и гены плода, унаследованные от отца), представляющих различные интересы, что в свою очередь способствует непрерывному процессу эскалации этого конфликта [85]. Согласно R. Pijnenborg с соавт. [86], такую связь между данными группами генов можно рассматривать в качестве особой формы “гонки вооружений” (гипотезы “Черной королевы”, в оригинале “Красной королевы” – англ. Red Queen hypothesis) в пределах одного вида, возникающей в процессе адаптации к последовательному добавлению новых этапов в уже существующее и хорошо сбалансированное взаимодействие между матерью и плодом. Примером такого взаимодействия может служить возникновение второй волны инвазии трофобласта наряду с индукцией восстановления материнской ткани. Поскольку у эволюции нет конечной цели, как и в “гонке вооружений” между хищником и жертвой, в соревновании матери и плода не может быть настоящего победителя [86]. Важно отметить, что с точки зрения гипотезы “Черной королевы” возникновение ПЭ является побочным результатом адаптивной эволюции, сформировавшимся в процессе непрерывной “гонки вооружений” между матерью и плодом, наследующим как материнские, так и отцовские гены [86].
Особый интерес в эволюционном контексте представляет существование расовых и этнических различий частоты развития ПЭ в современных популяциях человека [71, 74, 87, 88]. Минимальная частота данной патологии отмечается у представителей монголоидной расы и составляет от 1.2 до 1.9%, в то время как европеоиды и негроиды имеют более высокие значения данного показателя, находящиеся в диапазоне от 2 до 5% [87–91]. Наблюдаемые различия в частоте возникновения ПЭ среди представителей разных этнических групп, вероятно, могут быть обусловлены адаптивной эволюцией, действующей на протяжении формирования генофондов данных популяций с момента расселения Homo sapiens из Африки около 100 тыс. лет назад.
Так, вариабельность частоты развития ПЭ среди современных популяций человека может зависеть от характерного для традиционной диеты количества потребляемой соли [92]. При изучении ПЭ в г. Нью-Йорк заболеваемость данной патологией была минимальна среди иммигрантов из Японии (1.2%), Тайваня (0.9%) и Ирана (0.6%) [88] по сравнению с частотой 2–8% беременностей в других развитых странах [70, 71, 93]. Примечательно, что именно японцы и иранцы отличаются наибольшим уровнем потребления соли, который обусловлен традиционной диетой на основе морепродуктов (Япония) и высоким засолением почв (Иран) [94]. В связи с этим можно предположить, что потребляющие большое количество соли популяции могли находиться под действием сильного отбора, элиминирующего генетические факторы риска ПЭ в условиях отсутствия современной медицинской помощи [33]. Еще одним средовым фактором, который мог влиять на формирование межпопуляционных различий в частоте возникновения ПЭ, является высотная гипоксия. Так, популяции, проживающие в высокогорных регионах (жители высокогорья в Андах, тибетцы), благодаря адаптации к гипоксическому воздействию новых средовых условий получили устойчивость к развитию ПЭ [33, 95, 96]. Кроме того, согласно работе, опубликованной A. Nakimuli с соавт. [88], возникновение ПЭ в современных популяциях человека можно рассматривать и как результат действия естественного отбора, направленного на сдерживание размеров плода, поскольку оптимальный вес для новорожденного должен составлять 2.5–3.5 килограмма, тогда как больший вес увеличивает риск осложнений во время родов [88]. Следует также отметить, что женщины африканского происхождения по сравнению с европейскими женщинами имеют меньшие размеры малого таза, что согласуется с более высокой частотой встречаемости ПЭ среди представителей негроидной расы [88, 97].
В связи с этим изучение роли действия естественного отбора на микроэволюционном уровне в формировании генетической архитектуры ПЭ наряду с сопоставлением полученных результатов со средовыми особенностями и традиционным образом жизни современных популяций, вероятно, будет способствовать пониманию причин, лежащих в основе межэтнической вариабельности возникновения данной патологии беременности.
Вклад естественного отбора на макроэволюционном уровне в происхождение ПЭ
Изучение возникновения ПЭ как результата действия естественного отбора на макроэволюционном уровне представляет большой интерес, поскольку формирование данного осложнения беременности характерно, прежде всего, для человека [7, 75, 76, 98, 99], тогда как только редкие сообщения свидетельствуют о развитии этой патологии среди обезьян: горилл [100, 101], шимпанзе [102], макак [103]. В связи с тем, что плацента является ключевым звеном этиопатогенеза ПЭ, эволюционный подход к анализу генетической архитектуры данного заболевания по системе генов, вовлеченных в молекулярные процессы, происходящие в плацентарной ткани, вероятно, позволит выявить причины и основные механизмы возникновения данной патологии беременности у человека.
В контексте ведущей роли плаценты в развитии ПЭ существенный интерес представляет гипотеза E.T. Abrams и J.N. Rutherford [104], согласно которой риск развития гестационных осложнений, связанных с аномалиями плаценты (ПЭ, послеродовое кровотечение), может быть следствием действия естественного отбора на гены, продукты которых вовлечены в регуляцию глубины инвазии трофобласта и ремоделирования спиральных артерий. Следует отметить, что глубокая инвазия трофобласта характерна только для гемохориального типа плаценты, при этом недостаточный уровень его инвазии является предрасполагающим фактором для развития ПЭ [76, 86, 99, 105, 106], тогда как эпителиохориальный тип плацентации обеспечивает защитный эффект против развития данного осложнения беременности [7]. Ранее предполагалось, что в ходе эволюции на основе видов с эпителиохориальным типом плаценты возникли новые виды млекопитающих с высокоинвазивной плацентацией, однако результаты исследований, посвященных сравнению уровня плацентации в большом разнообразии таксонов, убедительно свидетельствуют об обратном [107–110]. Согласно M.G. Elliot [7] самые ранние плацентарные млекопитающие обладали гемохориальным и эндотелиохориальным типами плацентации, тогда как эпителиохориальный тип плаценты является сравнительно недавним эволюционным приобретением, возникшим в нескольких таксономических группах независимо друг от друга. Именно гемохориальную плаценту человека в некоторых отношениях можно назвать “примитивной”, поскольку происхождение данного типа плаценты последовательно прослеживается до самых ранних видов млекопитающих, живших около 200 млн лет назад [7]. Характеристика типов плацентации у представителей грандотряда Euarchonta представлена на рис. 1.
Существует предположение, согласно которому высокоинвазивная гемохориальная плацента необходима для развития большего размера головного мозга, тогда как риск возникновения ПЭ у человека является платой за высокий уровень когнитивных способностей вида [111–114]. Тем не менее значительное количество работ демонстрирует, что виды животных с гемохориальной плацентацией не обладают большими размерами головного мозга в сравнении с видами, которые имеют другие типы плаценты [115–118]. Согласно предположению M.G. Elliot [7] у человека гемохориальный тип плаценты обеспечивает быстрое внутриутробное развитие мозга, обладая при этом высокой ценой в виде возможного формирования ПЭ. Так, при рассмотрении характера плацентации в контексте всего класса млекопитающих человек и другие приматы, вероятно, имеют неподходящий им тип плаценты. Кроме того, гипотеза M.G. Elliot предполагает, что инвазивная гемохориальная плацента человека может являться не следствием адаптивной эволюционной стратегии, а отражением “случайного закрепления” неблагоприятного фенотипа. В связи с этим центральная эволюционная проблема беременности человека может заключаться не в том, “почему человеческая плацента настолько инвазивна?”, а в том, “почему человеческая плацента не эпителиохориального типа?” [7].
Результаты, полученные M.G. Elliot и B.J. Crespi [106], подтверждают гипотезу о том, что при ПЭ у человека сниженная плацентарная инвазия обеспечивается общим набором генов и патофизиологических механизмов, лежащих в основе незначительной плацентарной инвазии у представителей надотряда Euarchontoglires (грызуны, зайцеобразные, тупайи, шерстокрылы и приматы). Кроме того, свидетельствуют о конвергентной эволюции менее инвазивных (эндотелиохориального и эпителиохориального) типов плаценты. Так, анализ 16 578 белок-кодирующих генов в 18 таксонах (из которых 14 имеют гемохориальный, 2 – эпителиохориальный, 2 – эндотелиохориальный тип плаценты) позволил выявить 1254 гена, подвергавшихся адаптивной эволюции, направленной на уменьшение инвазивных свойств плаценты.
Примечательно, что полученные данные находят отражение в гипотезе, предложенной ранее рядом авторов [86, 104, 105, 116], которая рассматривает риск развития ПЭ как результат действия естественного отбора на макроэволюционном уровне по генам, кодирующим белки, вовлеченные в формирование плацентарной ткани. Так, R. Pijnenborg с соавт. [86] предположили, что в эволюции степени инвазивности плаценты в линии предков человекообразных обезьян участвовал положительный отбор, направленный на гены, продукты которых определяют степень глубины инвазии цитотрофобласта и ремоделирование спиральных артерий. Данное предположение согласуется с результатами исследования E.J. Crosley с соавт. [105], которые показали ассоциацию одной ветви филогенетического дерева с повышением инвазивных свойств плаценты вследствие эволюции спиральных артерий. Так, малая глубина инвазии трофобласта и расширение спиральных артерий внутри децидуальной оболочки характерны для представителей семейства Hylobatidae (гиббон), тогда как глубокая степень инвазии трофобласта и ремоделирование спиральных артерий, проходящее в миометрий, наблюдаются у представителей подсемейства Homininae – человека, шимпанзе, гориллы (табл. 1) [105, 116]. Изучение роли действия естественного отбора на формирование генетической структуры белок-кодирующих участков 18 тыс. генов, экспрессирующихся в плацентарной ткани при физиологической беременности, позволило выявить действие положительного отбора для 295 генов на ветках предков Hominidae (человек, шимпанзе, горилла, орангутан) и для 264 генов на ветках предков Homininae (человек, шимпанзе, горилла) [105]. Примечательно, что согласно результатам функциональной аннотации данных генов значительная часть из них имеет отношение к риску развития ПЭ.
Таблица 1.
Отряд Primates (Приматы) |
Тип плаценты | Уровень инвазии трофобласта | Ремоделирование спиральных артерий | |||
---|---|---|---|---|---|---|
гист. | анат. | |||||
Подотряд Strepsirrhini (Мокроносые приматы) | Эп. | Диф. | Не происходит | Не происходит | ||
Подотряд Haplorhini (Сухоносые приматы) | Парвотряд Platyrrhini (обезьяны Нового Света) | Г. | Дис. | Минимальная | Эндотелий сосуда не затронут | |
Парвотряд Catarrhini (обезьяны Старого Света) |
Семейство Cercopithecoidea (Мартышковые) | Г. | Дис. | Неглубокая | Расширение внутри д.о. | |
Семейство Hylobatidae (Гиббоновые) | Г. | Дис. | Неглубокая | Расширение внутри д.о. | ||
Семейство Hominidae (Гоминиды) | Г. | Дис. | Глубокая | Расширение внутри д.о., проходящее в миометрий |
Поскольку возникновение ПЭ характерно, прежде всего, для представителей подсемейства Homininae и наблюдается преимущественно у человека, помимо изучения существующих особенностей строения плацентарной ткани среди различных видов отряда Primates, интерес может представлять и исследование физиологических различий, наблюдаемых во время беременности среди представителей данных видов. Так, продолжительность беременности у человека превышает срок гестации у гориллы, шимпанзе и орангутана, что, вероятно, свидетельствует об эволюционных преимуществах продолжительного гестационного периода [119]. Кроме того, еще одной отличительной чертой человека являются необычно крупные новорожденные [120], что, по-видимому, коррелирует с большими размерами головного мозга [121]. Даже по сравнению с другими приматами у человека эти особенности в сочетании с гемохориальным типом плаценты способны приводить к высокому риску окислительного стресса и сосудистого повреждения в плаценте во время беременности, что, вероятно, также играет важную роль в патогенезе ПЭ [7].
Вышеизложенное демонстрирует, что изучение роли действия естественного отбора среди представителей эволюционной линии отряда Primates в формировании структуры генов, продукты которых вовлечены в развитие плацентарной ткани, вероятно, позволит выявить механизмы, лежащие в основе возникновения у человека такого тяжелого осложнения беременности как ПЭ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПОСВЯЩЕННЫЕ ОЦЕНКЕ РОЛИ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА В РАЗВИТИИ ПЭ
Несмотря на значительное количество эволюционных гипотез о причинах возникновения ПЭ, до настоящего времени существовали только косвенные свидетельства возможного вклада естественного отбора в формирование данного осложнения беременности, как на микроэволюционном, так и на макроэволюционном уровне [68, 122–124]. Важно отметить, что в экспериментальных исследованиях поиск сигналов естественного отбора не проводился, тогда как выводы о роли эволюционных факторов в формировании ПЭ основаны на предположениях и существующих гипотезах.
В своем ранее проведенном исследовании [125], результаты которого были частично опубликованы [126, 127], мы впервые применили эволюционный подход к анализу формирования генетической архитектуры ПЭ. Полученные результаты демонстрируют значимый вклад адаптивных изменений регуляторных однонуклеотидных полиморфных вариантов (rSNP) новых генов-кандидатов ПЭ, выявленных впервые благодаря исследованиям транскриптома плацентарной ткани, в структуру наследственной предрасположенности к данной патологии беременности. Так, действие слабого очищающего отбора в ряду представителей эволюционной линии парвотряда Catarrhini (человек, шимпанзе, орангутан и макака-резус) с помощью нового вычислительного ресурса INSIGHT выявлено для двух rSNP: rs2227262 гена NDRG1, ассоциированного с ПЭ у якутов [126], и rs10985257 гена CORO2A, ассоциированного с ПЭ у русских [127]. Такой тип отбора свидетельствует о консервативном характере данных rSNP, способствуя удержанию производных аллелей на низком уровне. Важно отметить, что оба гена являются новыми генами-кандидатами ПЭ, для которых при данной патологии характерна гиперэкспрессия в плацентарной ткани [128–132].
Высокая концентрация белка NDRG1 в плаценте при ПЭ, вероятно, следует рассматривать в качестве компенсаторного механизма, направленного на уменьшение степени повреждения клеток трофобласта [133, 134]. Так, ассоциированный с ПЭ предковый аллель С rSNP rs2227262 путем повышения уровня экспрессии гена NDRG1 в условиях гипоксии может защищать клетки трофобласта от повреждений, а также способствовать их дифференцировке. Такое предположение основано на данных базы “RegulomeDB”, согласно которым rSNP rs2227262 располагается в сайте связывания с транскрипционным фактором POLR2A (RNA Polymerase II Subunit A) – крупнейшим каталитическим компонентом РНК-полимеразы II. Вероятно, предковый аллель С обеспечивает необходимый уровень экспрессии гена NDRG1 в условиях гипоксии при неглубокой инвазии трофобласта, однако данный уровень может быть недостаточным для представителей семейства Hominidae, поскольку вследствие увеличения инвазивных свойств плаценты клетки трофобласта в большей степени подвергаются повреждающему действию гипоксии [126]. Примечательно, что полученные результаты согласуются с гипотезой M.G. Elliot [7], в которой предполагается, что инвазивная гемохориальная плацента человека может являться не следствием адаптивной эволюционной стратегии, а отражением “случайного закрепления” неблагоприятного фенотипа.
Известно, что продукт гена CORO2A участвует в мембранном транспорте, клеточной подвижности, а также может быть вовлечен в формирование воспалительного ответа [135]. Наибольший интерес представляет расположение ассоциированного с ПЭ rSNP rs10985257 в сайте связывания с транскрипционным фактором, модулятором окислительного стресса – CEBPB (CCAAT/Enhancer Binding Protein Beta), гиперэкспрессия которого в условиях гипоксии способствует нарушению инвазии вневорсинчатого трофобласта и поверхностной плацентации [136]. Кроме того, CEBPB является репрессором другого транскрипционного фактора – MYC (MYC Proto-Oncogene, BHLH Transcription Factor) [137], что обеспечивает дифференцировку Т-клеток в сторону Т-хелперов 2‑го типа, которые играют важную роль в успешной беременности, тогда как смещение баланса в пользу Т-хелперов 1-го типа наблюдается при ПЭ [138]. Примечательно, что транскрипционный фактор MYC ингибирует транскрипцию гена NDRG1, что в условиях гипоксии может оказывать неблагоприятный эффект в виду протективной функции белка NDRG1 в отношении клеток трофобласта [133]. Таким образом, rSNP rs10985257 посредством взаимодействия с транскрипционным фактором CEBPB может быть вовлечен в этиопатогенез ПЭ как на стадии формирования плаценты, так и на более поздних этапах беременности. Согласно нашему исследованию [127], действие слабого очищающего отбора приводит к элиминации ассоциированного с ПЭ производного аллеля С rSNP rs10985257 гена CORO2A, который с низкой частотой встречается в популяциях человека. Полученные результаты можно рассматривать с точки зрения гипотезы “генетического конфликта интересов” D. Haig [85]. Согласно данной гипотезе, отбор действует не только на гены плода, которые повышают поступление питательных веществ, но и на гены матери, которые стремятся ограничить потребности плода для сохранения общих ресурсов организма.
Таким образом, нами получены результаты, которые свидетельствуют о существенном вкладе естественного отбора в структуру наследственной подверженности и популяционной специфичности к развитию ПЭ. Кроме того, проведенное исследование продемонстрировало применимость эволюционного подхода к анализу формирования генетической архитектуры ПЭ, который может использоваться в будущих исследованиях, посвященных изучению данной патологии беременности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Появление анатомически современного человека в Африке согласно результатам археологических, генетических и геномных исследований датируется периодом около 200 тыс. лет назад, с последующей (около 80–50 тыс. лет назад) быстрой миграцией по всему миру [139]. В ходе расселения из Африки человек эпохи позднего плейстоцена (около 125–12 тыс. лет назад) столкнулся с необходимостью адаптации к быстро меняющимся условиям окружающей среды и образу жизни. Примечательно, что на данном этапе именно беременность могла внести существенный вклад в формирование адаптивной эволюции, поскольку такое физиологическое состояние характеризуется значительным расходом общих ресурсов организма, необходимых для выживания в новых средовых условиях.
Важно отметить, что благоприятные фенотипы, закрепленные в геноме современного человека в ходе эволюции, могут оказывать и негативный эффект, который проявляется в виде формирования болезней и патологических состояний при изменении условий окружающей среды и образа жизни. Таким образом, изучение болезней многофакторной этиологии с точки зрения эволюционной медицины является высокоперспективным направлением исследований. Применение такого подхода не только будет способствовать более глубокому пониманию механизмов возникновения, распространения и патогенетики МФЗ, но также может препятствовать развитию данных заболеваний в случае своевременного изменения средовых условий, лежащих в основе формирования патологического процесса [140].
Особый интерес в контексте эволюционной медицины представляет изучение ПЭ – тяжелого гипертензивного осложнения беременности. Поскольку возникновение ПЭ характерно для представителей подсемейства Homininae и наблюдается преимущественно у человека, изучение роли естественного отбора на макроэволюционном уровне в формировании генетической архитектуры данной патологии, вероятно, позволит по-новому взглянуть на причины ее происхождения и особенности этиопатогенеза. Кроме того, наличие в современных популяциях человека расовых и этнических различий в частоте развития ПЭ может указывать на возможный вклад адаптивной эволюции, действующей на протяжении формирования генофондов данных популяций.
Обобщение имеющихся на сегодняшний день эволюционных гипотез о происхождении и распространении ПЭ свидетельствует о том, что возникновение данной патологии беременности является следствием действия естественного отбора на макроэволюционном уровне по генам, продукты которых вовлечены в регуляцию уровня инвазии трофобласта и ремоделирование спиральных артерий матки, тогда как вариабельность частоты развития ПЭ среди современных популяций человека может быть объяснена концепцией деканализации. Примечательно, что, несмотря на предполагаемую роль естественного отбора, экспериментальные исследования с целью подтверждения вклада адаптивной эволюции в развитие ПЭ не проводились. В связи с чем большое значение представляют результаты нашего предыдущего исследования [125–127], которые впервые продемонстрировали значимую роль естественного отбора в формировании генетической архитектуры ПЭ по системе rSNP новых генов-кандидатов данной патологии, выявленных благодаря анализу транскриптома плацентарной ткани.
Следует отметить, что изучение роли естественного отбора, как на макроэволюционном, так и на микроэволюционном уровне, в формировании генетической архитектуры ПЭ будет способствовать не только выявлению новых генетических маркеров и лучшему пониманию механизмов, лежащих в основе этиопатогенеза данного осложнения беременности, но также может пролить свет на происхождение и распространение этой тяжелой патологии в современных популяциях человека.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-29-13045.
Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики.
От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
Список литературы
Speakman J.R. Thrifty genes for obesity and metabolic syndrome time to call off the search? // Diab. Vasc. Dis. Res. 2006. № 3. P. 7–11.
Helgason A., Palsson S., Thorleifsson G. et al. Refining the impact of TCF7L2 gene variants on type 2 diabetes and adaptive evolution // Nat. Genet. 2007. V. 39. P. 218–225.
Dudley J.T., Kim Y., Liu L. et al. Human genomic disease variants: a neutral evolutionary explanation // Genome. Res. 2012. V. 22. № 8. P. 1383–1394. https://doi.org/10.1101/gr.133702.111
Qi L., Campos H. Genetic predictors for cardiovascular disease in Hispanics // Trends. Cardiovasc. Med. 2011. V. 21. № 1. P. 15–20. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2012.01.002
Corbo R.M., Gambina G., Scacchi R. How contemporary human reproductive behaviors influence the role of fertility-related genes: the example of the p53 gene // PLoS. One. 2012. V. 7. № 4. e35431.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035431
Di Rienzo A., Hudson R.R. An evolutionary framework for common diseases: the ancestral susceptibility model // Trends. Genet. 2005. V. 21. № 11. P. 596–601.
Elliot M.G. Oxidative stress and the evolutionary origins of preeclampsia // J. Reprod. Immunol. 2016. V. 114. P. 75–80. https://doi.org/10.1016/j.jri.2016.02.003
Kirwan J.D., Bekaert M., Commins J.M. et al. A phylomedicine approach to understanding the evolution of auditory sensory perception and disease in mammals // Evol. Appl. 2013. V. 6. № 3. P. 412–422. https://doi.org/10.1111/eva.12047
Gibson G. Decanalization and the origin of complex disease // Nat. Rev. Genet. 2009. V. 10. P. 134–140. https://doi.org/10.1038/nrg2502
Neel J.V., Weder A.B., Julius S. Type II diabetes, essential hypertension and obesity as “syndromes of impaired genetic homeostasis”: thrifty genotype hypothesis enters the 21st century // Perspect. Biol. Med. 1998. V. 42. № 1. P. 44–74.
Schmalhausen I.I. Factors of Evolution: The Theory of Stabilizing Selection. Philadelphia: Blakiston, 1949. 327 p.
McGrath J.J., Hannan A.J., Gibson G. Decanalization, brain development and risk of schizophrenia // Transl. Psychiatry. 2011. V. 1. e14. https://doi.org/10.1038/tp.2011.16
Алтухов Ю.П., Корочкин Л.И., Рычков Ю.Г. Наследственное биохимическое разнообразие в процессах эволюции и индивидуального развития // Генетика. 1996. Т. 32. № 11. С. 1450–1473.
Perlman R.L. Why disease persists: an evolutionary nosology // Med. Health. Care. Philos. 2005. V. 8. № 3. P. 343–350.
Schork N.J., Cardon L.R., Xu X. The future of genetic epidemiology // Trends. Genet. 1998. V. 14. P. 266–271.
Tishkoff S.A., Reed F.A., Ranciaro A. et al. Convergent adaptation of human lactase persistence in Africa and Europe // Nat. Genet. 2007. V. 39. P. 31–40.
Chakravarty M.V., Booth F.W. Eating, exercise and “thrifty” genotypes: connecting the dots toward an evolutionary understanding of modern chronic diseases // J. Appl. Physiol. 2004. V. 96. P. 3–10.
Степанов В.А. Эволюция генетического разнообразия и болезни человека // Генетика. 2016. Т. 52. № 7. С. 852–864. https://doi.org/10.7868/S0016675816070109
Rossier B.C., Bochud M., Devuyst O. The hypertension pandemic: An evolutionary perspective // Physiology (Bethesda). 2017. V. 32. № 2. P. 112–125. https://doi.org/10.1152/physiol.00026.2016
Dolgova O., Lao O. Evolutionary and medical consequences of archaic introgression into modern human genomes // Genes (Basel). 2018. V. 9. № 7. P. 1–12. https://doi.org/10.3390/genes9070358
Kruzel-Davila E., Wasser W.G., Skorecki K. APOL1 nephropathy: A population genetics and evolutionary medicine detective story // Semin. Nephrol. 2017. V. 37. № 6. P. 490–507. https://doi.org/10.1016/j.semnephrol.2017.07.002
Scheinfeldt L.B., Tishkoff S.A. Recent human adaptation: genomic approaches, interpretation and insights // Nat. Rev. Genet. 2013. V. 14. № 10. P. 692–702. https://doi.org/10.1038/nrg3604
Vasseur E., Quintana-Murci L. The impact of natural selection on health and disease: uses of the population genetics approach in humans // Evol. Appl. 2013. V. 6. № 4. P. 596–607. https://doi.org/10.1111/eva.12045
Shi H., Su B. Molecular adaptation of modern human populations // Int. J. Evol. Biol. 2011. V. 2011. Article ID 484769. 8 p. https://doi.org/10.4061/2011/484769
Saeb A.T., Al-Naqeb D. The impact of evolutionary driving forces on human complex diseases: A population genetics approach // Scientifica (Cairo). 2016. V. 2016. Article ID 2079704. 10 p. https://doi.org/10.1155/2016/2079704
Пузырев В.П., Кучер А.Н. Эволюционно-онтогенетические аспекты патогенетики хронических болезней человека // Генетика. 2011. Т. 47. № 12. С. 1573–1585.
Neel J.V. Diabetes mellitus: a “thrifty” genotype rendered detrimental by “progress”? // Am. J. Hum. Genet. 1962. V. 14. P. 353–362.
Ayub Q., Moutsianas L., Chen Y. et al. Revisiting the thrifty gene hypothesis via 65 loci associated with susceptibility to type 2 diabetes // Am. J. Hum. Genet. 2014. V. 94. № 2. P. 176–185. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2013.12.010
Myles S., Lea R.A., Ohashi J. et al. Testing the thrifty gene hypothesis: the Gly482Ser variant in PPARGC1A is associated with BMI in Tongans // BMC. Med. Genet. 2011. V. 12. № 10. P. 1–7. https://doi.org/10.1186/1471-2350-12-10
Strachan D.P. Hay fever, hygiene, and household size // BMJ. 1989. V. 299. № 6710. P. 1259–1260.
Okada H., Kuhn C., Feillet H. et al. The ‘hygiene hypothesis’ for autoimmune and allergic diseases: an update // Clin. Exp. Immunol. 2010. V. 160. № 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1111/j.1365-2249.2010.04139.x
Sironi M., Clerici M. The hygiene hypothesis: an evolutionary perspective // Microbes. Infect. 2010. V. 12. № 6. P. 421–427. https://doi.org/10.1016/j.micinf.2010.02.002
Brown E.A., Ruvolo M., Sabeti P.C. Many ways to die, one way to arrive: how selection acts through pregnancy // Trends. Genet. 2013. V. 29. № 10. P. 585–592. https://doi.org/10.1016/j.tig.2013.03.001
Butte N.F. Carbohydrate and lipid metabolism in pregnancy: normal compared with gestational diabetes mellitus // Am. J. Clin. Nutr. 2000. V. 71. P. 1256S–1261S. https://doi.org/10.1093/ajcn/71.5.1256s
Kaufmann P., Mayhew T.M., CharnockJones D.S. Aspects of human fetoplacental vasculogenesis and angiogenesis. II. Changes during normal pregnancy // Placenta. 2004. V. 25. № 2–3. P. 114–126.
Sladek S.M., Magness R.R., Conrad K.P. Nitric oxide and pregnancy // Am. J. Physiol. 1997. V. 272. P. R441–R463.
Hermida R.C., Ayala D.E., Mojón A. et al. Blood pressure patterns in normal pregnancy, gestational hypertension, and preeclampsia // Hypertension. 2000. V. 36. № 2. P. 149–158.
James A.H., Bushnell C.D., Jamison M.G. et al. Incidence and risk factors for stroke in pregnancy and the puerperium // Obstet. Gynecol. 2005. V. 106. № 3. P. 509–516.
Jolly M.C., Sebire N.J., Harris J.P. et al. Risk factors for macrosomia and its clinical consequences: a study of 350,311 pregnancies // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2003. V. 111. № 1. P. 9–14.
Robinson D.P., Klein S.L. Pregnancy and pregnancy-associated hormones alter immune responses and disease pathogenesis // Horm. Behav. 2012. V. 62. № 3. P. 263–271. https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2012.02.023
Jablonski N.G., Chaplin G. Colloquium paper: human skin pigmentation as an adaptation to UV radiation // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. P. 8962–8968. https://doi.org/10.1073/pnas.0914628107
Steindal A.H., Tam T.T., Lu X.Y. et al. 5-Methyltetrahydrofolate is photosensitive in the presence of riboflavin // Photochem. Photobiol. Sci. 2008. V. 7. № 7. P. 814–818. https://doi.org/10.1039/b718907a
Fleming A., Copp A.J. Embryonic folate metabolism and mouse neural tube defects // Science. 1998. V. 280. № 5372. P. 2107–2109.
Holick M.F. Vitamin D: importance in the prevention of cancers, type 1 diabetes, heart disease, and osteoporosis // Am. J. Clin. Nutr. 2004. V. 79. № 3. P. 362–371.
Norman A.W. From vitamin D to hormone D: fundamentals of the vitamin D endocrine system essential for good health // Am. J. Clin. Nutr. 2008. V. 88. № 2. P. 491S–499S.
Campino S., Kwiatkowski D., Dessein A. Mendelian and complex genetics of susceptibility and resistance to parasitic infections // Semin. Immunol. 2006. V. 18. № 6. P. 411–422.
Ingram C.J., Mulcare C.A., Itan Y. Lactose digestion and the evolutionary genetics of lactase persistence // Hum. Genet. 2009. V. 124. № 6. P. 579–591. https://doi.org/10.1007/s00439-008-0593-6
Pouillot R., Hoelzer K., Jackson K.A. et al. Relative risk of listeriosis in foodborne diseases active surveillance network (FoodNet) sites according to age, pregnancy, and ethnicity // Clin. Infect. Dis. 2012. V. 54. P. S405–S410. https://doi.org/10.1093/cid/cis269
Herrera E. Lipid metabolism in pregnancy and its consequences in the fetus and newborn // Endocrine. 2002. V. 19. № 1. P. 43–55.
Goldin B.R., Adlercreutz H., Gorbach S.L. et al. Estrogen excretion patterns and plasma levels in vegetarian and omnivorous women // N. Engl. J. Med. 1982. V. 307. № 25. P. 1542–1547.
Flaxman S.M., Sherman P.W. Morning sickness: a mechanism for protecting mother and embryo // Q. Rev. Biol. 2000. V. 75. № 2. P. 113–148.
Profet M. Pregnancy sickness as adaptation: a deterrent to maternal ingestion of teratogens // The Adapted Mind: Evolutionary Psychology and the Generation of Culture / Eds Barkow J.H., Cosmides L., Tooby J. N.Y.: Oxford Univ. Press, 1992. P. 327–365.
Palmer J., Palmer L. Evolutionary Psychology: The Ultimate Origins of Human Behavior. New Jersey, 2001. 304 p.
Sherman P.W., Flaxman S.M. Nausea and vomiting of pregnancy in an evolutionary perspective // Am. J. Obstet. Gynecol. 2002. V.186. № 5. P. 190–197.
Lacasse A., Rey E., Ferreira E. et al. Epidemiology of nausea and vomiting of pregnancy: prevalence, severity, determinants, and the importance of race/ethnicity // BMC Pregnancy Childbirth. 2009. V. 9. № 6. https://doi.org/10.1186/1471-2393-9-26
Pepper G.V., Craig Roberts S. Rates of nausea and vomiting in pregnancy and dietary characteristics across populations // Proc. Biol. Sci. 2006. V. 273. № 1601. P. 2675–2679.
Little R.E., Hook E.B. Maternal alcohol and tobacco consumption and their association with nausea and vomiting during pregnancy // Acta Obstet. Gynecol. Scand. 1979. V. 58. № 1. P. 15–17.
Tanaka T. The San, Hunter-Gatherers of the Kalahari. Univ. Tokyo Press, 1980. 200 p.
Hoyt G., Hickey M.S., Cordain L. Dissociation of the glycaemic and insulinaemic responses to whole and skimmed milk // Br. J. Nutr. 2005. V. 93. № 2. P. 175–177.
Zhang C., Ning Y. Effect of dietary and lifestyle factors on the risk of gestational diabetes: review of epidemiologic evidence // Am. J. Clin. Nutr. 2011. V. 94. № 6. P. 1975S–1979S. https://doi.org/10.3945/ajcn.110.001032
Savitz D.A., Janevic T.M., Engel S.M. et al. Ethnicity and gestational diabetes in New York City, 1995–2003 // BJOG. 2008. V. 115. № 8. P. 969–978. https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.2008.01763.x
Atkinson F.S., Foster-Powell K., Brand-Miller J.C. International tables of glycemic index and glycemic load values: 2008 // Diabetes. Care. 2008. V. 31. № 12. P. 2281–2283. https://doi.org/10.2337/dc08-1239
Itan Y., Jones B.L., Ingram C.J. et al. A worldwide correlation of lactase persistence phenotype and genotypes // BMC. Evol. Biol. 2010. V. 10. P. 36–47. https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-36
Ströhle A., Hahn A. Diets of modern hunter-gatherers vary substantially in their carbohydrate content depending on ecoenvironments: results from an ethnographic analysis // Nutr. Res. 2011. V. 31. № 6. P. 429–435. https://doi.org/10.1016/j.nutres.2011.05.003
Langer O., Yogev Y., Most O. et al. Gestational diabetes: the consequences of not treating // Am. J. Obstet. Gynecol. 2005. V. 192. № 4. P. 989–997.
Dickinson S., Colagiuri S., Faramus E. et al. Postprandial hyperglycemia and insulin sensitivity differ among lean young adults of different ethnicities // J. Nutr. 2002. V. 132. № 9. P. 2574–2579.
Henry C.J., Lightowler H.J., Newens K. et al. Glycaemic index of common foods tested in the UK and India // Br. J. Nutr. 2008. V. 99. № 4. P. 840–845.
Robillard P.Y., Dekker G., Chaouat G. et al. Historical evolution of ideas on eclampsia/preeclampsia: A proposed optimistic view of preeclampsia // J. Reprod. Immunol. 2017. V. 123. P. 72–77. https://doi.org/10.1016/j.jri.2017.09.006
Boeldt D.S., Bird I.M. Vascular adaptation in pregnancy and endothelial dysfunction in preeclampsia // J. Endocrinol. 2017. V. 232. № 1. P. R27–R44.
Gathiram P., Moodley J. Pre-eclampsia: its pathogenesis and pathophysiology // Cardiovasc. J. Afr. 2016. V. 27. № 2. P. 71–78. https://doi.org/10.5830/CVJA-2016-009
Tannetta D., Sargent I. Placental disease and the maternal syndrome of preeclampsia: missing links? // Curr. Hypertens. Rep. 2013. V. 15. № 6. P. 590–599. https://doi.org/10.1007/s11906-013-0395-7
Ridder A., Giorgione V., Khalil A. et al. Preeclampsia: The relationship between uterine artery blood flow and trophoblast function // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. № 13. P. 1–14. https://doi.org/10.3390/ijms20133263
Адамян Л.В., Артымук Н.В., Башмакова Н.В. и др. Клинические рекомендации “Гипертензивные расстройства во время беременности, в родах и послеродовом периоде. Преэклампсия. Эклампсия”. М., 2016. 72 с.
Burton G.J., Redman C.W., Roberts J.M. et al. Pre-eclampsia: pathophysiology and clinical implications // BMJ. 2019. V. 366. № l2381. P. 1–15. https://doi.org/10.1136/bmj.l2381
Robillard P.Y., Dekker G., Chaouat G. et al. High incidence of early onset preeclampsia is probably the rule and not the exception worldwide. 20th anniversary of the reunion workshop. A summary // J. Reprod. Immunol. 2019. V. 133. P. 30–36. https://doi.org/10.1016/j.jri.2019.05.003
Turco M.Y., Moffett A. Development of the human placenta // Development. 2019. V. 146. № 22. P. 1–14. https://doi.org/10.1242/dev.163428
Buurma A.J., Turner R.J., Drissen J.H. et al. Genetic variants in pre-eclampsia: a meta-analysis // Hum. Reprod. Update. 2013. V. 19. № 3. P. 289–303. https://doi.org/10.1093/humupd/dms060
Staines-Urias E., Paez M.C., Doyle P. et al. Genetic association studies in pre-eclampsia: systematic meta-analyses and field synopsis // Int. J. Epidemiol. 2012. V. 41. № 6. P. 1764–1775. https://doi.org/10.1093/ije/dys162
Yang W., Zhu Z., Wang J. et al. Evaluation of association of maternal IL-10 polymorphisms with risk of preeclampsia by A meta-analysis // J. Cell. Mol. Med. 2014. V. 18. № 12. P. 2466–2477. https://doi.org/10.1111/jcmm.12434
Zhang G., Zhao J., Yi J. et al. Association between gene polymorphisms on chromosome 1 and susceptibility to pre-eclampsia: An updated meta-analysis // Med. Sci. Monit. 2016. V. 22. P. 2202–2214.
Zhou L., Cheng L., He Y. et al. Association of gene polymorphisms of FV, FII, MTHFR, SERPINE1, CTLA4, IL10, and TNFalpha with pre-eclampsia in Chinese women // Inflamm. Res. 2016. V. 65. № 9. P. 717–724. https://doi.org/10.1007/s00011-016-0953-y
Johnson M.P., Brennecke S.P., East C.E. et al. Genome-wide association scan identifies a risk locus for preeclampsia on 2q14, near the inhibin, beta B gene // PLoS One. 2012. V. 7. № 3. e33666. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0033666
Williams P.J., Pipkin F.B. The genetics of pre-eclampsia and other hypertensive disorders of pregnancy // Best. Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. 2011. V. 25. № 4. P. 405–417. https://doi.org/10.1016/j.bpobgyn.2011.02.007
Zhao L., Bracken M.B., DeWan A.T. Genome-wide association study of pre-eclampsia detects novel maternal single nucleotide polymorphisms and copy-number variants in subsets of the Hyperglycemia and Adverse Pregnancy Outcome (HAPO) study cohort // Ann. Hum. Genet. 2013. V. 77. № 4. P. 277–287. https://doi.org/10.1111/ahg.12021
Haig D. Genetic conflicts in human pregnancy // Q. Rev. Biol. 1993. V. 68. № 4. P. 495–532.
Pijnenborg R., Vercruysse L., Hanssens M. Fetal-maternal conflict, trophoblast invasion, preeclampsia, and the red queen // Hypertens. Pregnancy. 2008. V. 27. № 2. P. 183–196. https://doi.org/10.1080/10641950701826711
Gong J., Savitz D., Stein C. et al. Maternal ethnicity and preeclampsia in New York city, 1995–2003 // Paediatr. Perinat. Epidemiol. 2012. V. 26. № 1. P. 45–52. https://doi.org/10.1111/j.1365-3016.2011.01222.x
Nakimuli A., Chazara O., Byamugisha J. et al. Pregnancy, parturition and preeclampsia in women of African ancestry // Am. J. Obstet. Gynecol. 2014. V. 210. № 6. P. 510–520. https://doi.org/10.1016/j.ajog.2013.10.879
Goffinet F. Epidemiology // Ann. Fr. Anesth. Reanim. 2010. V. 29. № 3. P. e7–e12. https://doi.org/10.1016/j.annfar.2010.02.010
Steegers E.A., von Dadelszen P., Duvekot J.J. et al. Pre-eclampsia // Lancet. 2010. V. 376. № 9741. P. 631–644. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(10)60279-6
Xiao J., Shen F., Xue Q. et al. Is ethnicity a risk factor for developing preeclampsia? An analysis of the prevalence of preeclampsia in China // J. Hum. Hypertens. 2014. V. 28. № 11. P. 694–698. https://doi.org/10.1038/jhh.2013.148
Reyes L., Garcia R., Ruiz S. et al. Nutritional status among women with pre-eclampsia and healthy pregnant and non-pregnant women in a Latin American country // J. Obstet. Gynaecol. Res. 2012. V. 38. № 3. P. 498–504. https://doi.org/10.1111/j.1447-0756.2011.01763.x
Mol B.W.J., Roberts C.T., Thangaratinam S. et al. Pre-eclampsia // Lancet. 2016. V. 387. № 10022. P. 999–1011. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00070-7
Brown I.J., Tzoulaki I., Candeias V. et al. Salt intakes around the world: implications for public health // Int. J. Epidemiol. 2009. V. 38. № 3. P. 791–813. https://doi.org/10.1093/ije/dyp139
Wilson M.J., Lopez M., Vargas M. et al. Greater uterine artery blood flow during pregnancy in multigenerational (Andean) than shorter-term (European) high-altitude residents // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2007. V. 293. № 3. P. R1313–R1324.
Ahmed S.I.Y., Ibrahim M.E., Khalil E.A.G. High altitude and pre-eclampsia: Adaptation or protection // Med. Hypotheses. 2017. V. 104. P. 128–132. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2017.05.007
Handa V.L., Lockhart M.E., Fielding J.R. et al. Racial differences in pelvic anatomy by magnetic resonance imaging // Obstet. Gynecol. 2008. V. 111. № 4. P. 914–920. https://doi.org/10.1097/AOG.0b013e318169ce03
Agius A., Sultana R., Camenzuli C. et al. An update on the genetics of pre-eclampsia // Minerva. Ginecol. 2017. V. 70. № 4. P. 465–479. https://doi.org/10.23736/S0026-4784.17.04150-8
Robillard P.Y., Hulsey T.C., Dekker G.A. et al. Preeclampsia and human reproduction. An essay of a long term reflection // J. Reprod. Immunol. 2003. V. 59. № 2. P. 93–100.
Baird J. Eclampsia in a lowland gorilla // Am. J. Obstet. Gynecol. 1981. V. 141. № 3. P. 345–346.
Thornton J.G., Onwude J.L. Convulsions in pregnancy in related gorillas // Am. J. Obstet. Gynecol. 1992. V. 167. № 1. P. 240–241.
Stout C., Lemmon W.B. Glomerular capillary endothelial swelling in a pregnant chimpanzee // Am. J. Obstet. Gynecol. 1969. V. 105. № 2. P. 212–215.
Krugner-Higby L., Luck M., Hartley D. et al. High-risk pregnancy in rhesus monkeys (Macaca mulatta): a case of ectopic, abdominal pregnancy with birth of a live, term infant, and a case of gestational diabetes complicated by pre-eclampsia // J. Med. Primatol. 2009. V. 38. № 4. P. 252–256. https://doi.org/10.1111/j.1600-0684.2009.00349.x
Abrams E.T., Rutherford J.N. Framing postpartum hemorrhage as a consequence of human placental biology: an evolutionary and comparative perspective // Am. Anthropol. 2011. V. 113. № 3. P. 417–430. https://doi.org/10.1111/j.1548-1433.2011.01351.x
Crosley E.J., Elliot M.G., Christians J.K. et al. Placental invasion, preeclampsia risk and adaptive molecular evolution at the origin of the great apes: evidence from genome-wide analyses // Placenta. 2013. V. 34. № 2. P. 127–132. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2012.12.001
Elliot M.G., Crespi B.J. Genetic recapitulation of human pre-eclampsia risk during convergent evolution of reduced placental invasiveness in eutherian mammals // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2015. V. 370. № 1663. P. 20140069. https://doi.org/10.1098/rstb.2014.0069
Vogel P. The current molecular phylogeny of eutherian mammals challenges previous interpretations of placental evolution // Placenta. 2005. V. 26. № 8–9. P. 591–596.
Carter A.M., Enders A.C. Comparative aspects of trophoblast development and placentation // Reprod. Biol. Endocrinol. 2004. V. 2. № 46. P. 1–15.
Elliot M., Crespi B. Phylogenetic evidence for early hemochorial placentation in eutheria // Placenta. 2009. V. 30. № 11. P. 949–967. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2009.08.004
Mess A., Carter A.M. Evolutionary transformations of fetal membrane characters in Eutheria with special reference to Afrotheria // J. Exp. Zool. B. Mol. Dev. Evol. 2006. V. 306. № 2. P. 140–163.
Cole L.A., Khanlian S.A., Kohorn E.I. Evolution of the human brain, chorionic gonadotropin and hemochorial implantation of the placenta: insights into origins of pregnancy failures, preeclampsia and choriocarcinoma // J. Reprod. Med. 2008. V. 53. № 8. P. 549–557.
Eisenberg J.F. The Mammalian Radiations: An Analysis of Trends in Evolution, Adaptation and Behavior. Univ. Chicago Press, 1983. 610 p.
Chaline J. Increased cranial capacity in hominid evolution and preeclampsia // J. Reprod. Immunol. 2003. V. 59. № 2. P. 137–152.
Robillard P.Y., Dekker G.A., Hulsey T.C. Evolutionary adaptations to pre-eclampsia/eclampsia in humans: low fecundability rate, loss of oestrus, prohibitions of incest and systematic polyandry // Am. J. Reprod. Immunol. 2002. V. 47. № 2. P. 104–111.
Capellini I., Venditti C., Barton R. Placentation and maternal investment in mammals // Am. Nat. 2011. V. 177. № 1. P. 86–98. https://doi.org/10.1086/657435
Carter A.M., Pijnenborg R. Evolution of invasive placentation with special reference to non-human primates. // Best. Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. 2011. V. 25. № 3. P. 249–257. https://doi.org/10.1016/j.bpobgyn.2010.10.010
Elliot M., Crespi B. Placental invasiveness and brain-body allometry in eutherian mammals // J. Evol. Biol. 2008. V. 21. № 6. P. 1763–1778. https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2008.01590.x
Martin R.D. The evolution of human reproduction: a primatological perspective // Am. J. Phys. Anthropol. 2007. V. 134. № 45. P. 59–84.
Dunsworth H.M., Warrener A.G., Deacon T. et al. Metabolic hypothesis for human altriciality // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2012. V. 109. № 38. P. 15212–15216.
Pawlwski B. Why are human newborns so big and fat? // Hum. Evol. 1998. V. 13. № 1. P. 65–72.
Cunnane S.C., Crawford M.A. Survival of the fattest: fat babies were the key to evolution of the large human brain // Comp. Biochem. Physiol. A. Mol. Integr. Physiol. 2003. V. 136. № 1. P. 17–26.
Than N.G., Romero R., Xu Y. et al. Evolutionary origins of the placental expression of chromosome 19 cluster galectins and their complex dysregulation in preeclampsia // Placenta. 2014. V. 35. № 11. P. 855–865. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2014.07.015
Zadora J., Singh M., Herse F. et al. Disturbed placental imprinting in preeclampsia leads to altered expression of DLX5, a human-specific early trophoblast marker // Circulation. 2017. V. 136. № 19. P. 1824–1839. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117. 028110
Kaartokallio T., Wang J., Heinonen S. et al. Exome sequencing in pooled DNA samples to identify maternal pre-eclampsia risk variants // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 1–9. https://doi.org/10.1038/srep29085
Сереброва В.Н. Эволюционно-генетический анализ роли регуляторных участков генома в формировании структуры наследственной предрасположенности к преэклампсии: Дис. … канд. мед. наук. Томск, 2018. 258 с.
Сереброва В.Н., Трифонова Е.А., Степанов В.А. Эволюционно-генетический анализ роли регуляторных участков гена NDRG1 в формировании структуры наследственной предрасположенности к преэклампсии в популяциях различного этнического происхождения // Мед. генетика. 2018. Т. 17. № 1(187). С. 32–36.
Сереброва В.Н., Трифонова Е.А., Степанов В.А. Эволюционно-генетический анализ роли регуляторных участков гена CORO2A в формировании наследственной предрасположенности к преэклампсии у русских и якутов // Науч. результаты биомед. исследований. 2018. Т. 4. № 3. С. 38–48. https://doi.org/10.18413/2313-8955-2018-4-3-0-4
Трифонова Е.А., Габидулина Т.В., Ершов Н.И. и др. Характеристика транскриптома плацентарной ткани у женщин с физиологической беременностью и преэклампсией // Acta Naturae. 2014. Т. 6. № 2(21). С. 77–90.
Nishizawa H., Ota S., Suzuki M. et al. Comparative gene expression profiling of placentas from patients with severe pre-eclampsia and unexplained fetal growth restriction // Reprod. Biol. Endocrinol. 2011. V. 9: 107. https://doi.org/10.1186/1477-7827-9-107
Sitras V., Paulssen R.H., Gronaas H. et al. Differential placental gene expression in severe preeclampsia // Placenta. 2009. V. 30. № 5. P. 424–433. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2009.01.012
Loset M., Mundal S.B., Johnson M.P. et al. A transcriptional profile of the decidua in preeclampsia // Am. J. Obstet. Gynecol. 2011. V. 204. № 1. P. 1–27. https://doi.org/10.1016/j.ajog.2010.08.043
Meng T., Chen H., Sun M. et al. Identification of differential gene expression profiles in placentas from preeclamptic pregnancies versus normal pregnancies by DNA microarrays // OMICS. 2012. V. 16. № 6. P. 301–311. https://doi.org/10.1089/omi.2011.0066
Chen B., Nelson D.M., Sadovsky Y. N-Myc downregulated gene 1 (Ndrg1) modulates the response of term human trophoblasts to hypoxic injury // J. Biol. Chem. 2006. V. 281. № 5. P. 2764–2772.
Louwen F., Muschol-Steinmetz C., Reinhard J. et al. A lesson for cancer research: placental microarray gene analysis in preeclampsia // Oncotarget. 2012. V. 3. № 8. P. 759–773.
Huang W., Ghisletti S., Saijo K. et al. Coronin 2A mediates actin-dependent de-repression of inflammatory response genes // Nature. 2011. V. 470. № 7334. P. 414–418. https://doi.org/10.1038/nature09703
Zhuang B., Luo X., Rao H. et al. Oxidative stress-induced C/EBPβ inhibits β-catenin signaling molecule involving in the pathology of preeclampsia // Placenta. 2015. V. 36. № 8. P. 839–846. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2015.06.016
Tinel M., Berson A., Elkahwaji J. et al. Downregulation of cytochromes P450 in growth-stimulated rat hepatocytes: role of c-Myc induction and impaired C/EBP binding to DNA // J. Hepatol. 2003. V. 39. № 2. P. 171–178.
Gathiram P., Moodley J. Pre-eclampsia: its pathogenesis and pathophysiology // Cardiovasc. J. Afr. 2016. V. 27. № 2. P. 71–78. https://doi.org/10.5830/CVJA-2016-009
Henn B.M., Cavalli-Sforza L.L., Feldman M.W. The great human expansion // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2012. V. 109. № 44. P. 17758–17764. https://doi.org/10.1073/pnas.1212380109
Wells J.C.K., Nesse R.M., Sear R. et al. Evolutionary public health: introducing the concept // Lancet. 2017. V. 390. № 10093. P. 500–509. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(17)30572-X
Дополнительные материалы отсутствуют.