Genomika tárgy 1

II. cikkelyMagas vérnyomás

204. 
     Mit nevezünk esszenciális magas vérnyomásnak?
     

• 
  A HT-s betegek 90%-ban a kiváltó okot nem sikerült azonosítani: esszenciális HT.
  
• 
  Definíciója: Esszenciális, primer, vagy (kísérlet állatokban) spontán HT-ról akkor beszélünk, ha a vérnyomás emelkedés hátterében kiváltó kórfolyamatot nem tudunk kimutatni
  

205. 
     Mekkora a magas vérnyomás előfordulása kb. a fejlett országokban?
     

Fejlett országokban a népesség 25-35% esszenciális HT, a 70 éven felüliek 60-70%-a

206. 
     Melyek a legfontosabb vérnyomás szabályozó mechanizmusok?
     

• 
  Vérnyomás (BP)= perctérfogat x teljes perifériás ellenállás (TPR)
  
• 
  HT: ezek emelkedése, együtt, vagy külön-külön
  
• 
  BP gyorsszabályozása: baroreflex mechanizmus (receptora az a. carotisban és az aortában)
  
• 
  Lassabb szabályozás: a vesék afferens arterioláinak juxtaglomeruláris szakaszán a nyomás csökkenése renin szintézist okoz (RAAS rendszer aktiválódása).
  
• 
  Leglassabb, leghatékonyabb: vesék vérnyomásfüggő nátrium és vízkiválasztása (nyomásdiurézis-mechanizmus
  

207. 
     Mi a RAAS és mit csinál?
     

renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS)

• 
  A RAAS a legjelentősebb a hosszútávú BP szabályozásban
  
• 
  A RAAS feladatai:
  
  • 
    Fenntartja a Na egyensúlyt
    
  • 
    szabályozza a vér térfogatát
    
  • 
    szabályozza a BP-t
    
• 
  A RAAS-t stimulálja:
  
  • 
    BP csökkenése
    
  • 
    a vér térfogatának csökkenése
    
  • 
    Na szint csökkenése
    
• 
  A fentiek közül mindegyik stimulálja a renin szekréciót a vese juxtaglomerulális apparátusából
  

208. 
     Mondjon példát a vérnyomás szabályozásban szereplő ioncsatornákra!
     

• 
  Ioncsatornák és transzporterek:
  
  • 
    Epithelial sodium chanel (eNaC), 16p13-p12 (b és g alegység), 12p13 (a alegység)
    
  • 
    Na reabszorciójában kulcsszereplő
    
  • 
    Aldosteron és a vasopressin aktiválja, amiloride (diuretikum) gátolja, disztális nefron apikális membránjában van.
    
  • 
    Szelektív a Na-ra és a Li-ra a K-mal szemben
    
  • 
    Túlexpressziója, emelkedett aktivitása: HT (Liddle szindróma)
    

209. 
     Hogyan hatnak a natriuretikus peptidek?
     

RAAS

• 
  Renin átalakítja az angiotensinogent angiotensin I-é
  
• 
  Angiotensin I-t az ACE (angiotensin converting enzym) angiotensin II-vé
  
• 
  Angiotensin II tulajdonságai:
  
  • 
    vasoconstrictor
    
  • 
    anti-natriuretic peptide
    
  • 
    aldosteron szekréciót vált ki a mellékveséből
    
• 
  Aldosterone szintén erős antinatriuretic és antidiuretic peptide, a vesében a mineralokortikoid receptoron keresztül hat
  
• 
  A fentieken kívül az angiotensin II hypertrophiát okoz az izomsejtekben és az artériák simaizmában
  

210. 
     Milyen fenotípusa van az ANP KO egérnek?
     

Sóérzékeny HT

211. 
     Mi az eNOS és hogyan szabályozza a vérnyomást?
     

• 
  eNOS (endothelial NO synthase) terméke: NO, intracelluláris Ca2+ ion emelkedése aktiválja
  
• 
  Guanilil cikláz receptorhoz kötődik, ciklikus GMP (cGMP) keletkezik, ami ellazítja a simaizmokat,
  
• 
  eNOS KO egér: krónikus HT
  

212. 
     Mi az angiotenzin II és hogyan szabályozza a vérnyomást?
     

• 
  Angiotensin II tulajdonságai:
  
  • 
    vasoconstrictor
    
  • 
    anti-natriuretic peptide
    
  • 
    aldosteron szekréciót vált ki a mellékveséből
    

• 
  A fentieken kívül az angiotensin II hypertrophiát okoz az izomsejtekben és az artériák simaizmában
  
• 
  Angiotensinogen (AGT) (1q42-q43): RAAS rendszer része, cGMP útvonallal szemben hat
  
• 
  Renin hasítja az angiotensinogent (termék: angI), ez a sebességmeghatározó lépés, a renin másodpercek alatt szekretálódik a juxtaglomeruláris sejtekből, hosszútávú szabályozás a máj által termelt AGT (órák/napok)
  
• 
  Sóhiány stimulálja a májból való ürülését.
  
• 
  AGT KO: erős alacsony vérnyomás, de más tünetek is: abnormális vese morfológia, csökkent újszülött túlélés.
  
• 
  AngI-t ACE hasítja tovább: AngII
  
• 
  Két receptor: AT1R, AT2R
  
• 
  AngII fő hatása AT1R-n, deszenzitizálja a natriuretic peptid receptorokat,
  
• 
  AT2R csökkenti a guanilil cikláz aktivitást
  

• 
  Angiotensinogen (AGT) (1q42-q43): RAAS rendszer része, cGMP útvonallal szemben hat
  
• 
  Renin hasítja az angiotensinogent (termék: angI), ez a sebességmeghatározó lépés, a renin másodpercek alatt szekretálódik a juxtaglomeruláris sejtekből, hosszútávú szabályozás a máj által termelt AGT (órák/napok)
  
• 
  Sóhiány stimulálja a májból való ürülését.
  
• 
  AGT KO: erős alacsony vérnyomás, de más tünetek is: abnormális vese morfológia, csökkent újszülött túlélés.
  
• 
  AngI-t ACE hasítja tovább: AngII
  
• 
  Két receptor: AT1R, AT2R
  
• 
  AngII fő hatása AT1R-n, deszenzitizálja a natriuretic peptid receptorokat,
  
• 
  AT2R csökkenti a guanilil cikláz aktivitást
  

213. 
     Hogyan szabályozza a vérnyomást a dopamin?
     

Dopamin receptorok

D1R, 5q31.1, G proteinhez kapcsolt receptor, Dopamint a vese is expresszálja és a Na transzportot gátolja, KO állat: szisztolés BP emelkedés.

D3R.: 3q13.3, vesében expresszálódik,

KO: HT, emelkedett renin, vese Na visszatartás;

b1 adrenerg receptor (ADRB1) 5q31.1: pl. noradrenalin hat rajta (szimpatikus idegrendszeri hatás), simaizom kontrakció, szívritmus növelés.

214. 
     Kinek a vérnyomása hasonlít jobban egymásra: szülő-gyermek, vagy a testvéreké?
     

A BP korrelációja kb. 2x akkora a közös környezetben élő vérrokonok között, mint a közös környezetben élő nem-vérrokonok között. Szintén magasabb vértestvérek között, mint szülő-gyermek között.

215. 
     Mi lehet a magyarázata, hogy az afrikai-amerikaiaknak között több a magas vérnyomású, mint a kaukázusi-amerikaiak között?
     

Az afrikai amerikaiak genetikai háttere 75%-ban afrikai, 25%-ban európai: alkalmasak admixture mapping analízisre (feltétel: 20-80% közötti keveredés).

216. 
     Milyen nem-genetikai tényezők befolyásolják a magas vérnyomás kialakulását?
     

• 
  Életkor
  
• 
  Táplálkozás: sóbevitel
  
• 
  Olyan populációkban, ahol alacsony a sóbevitel, nincs HT.
  
• 
  Mo-n az optimálisnak (5g/nap) 3x-sa. Észak-Japán: extrém magas sóbevitel: 30% HT gyakoriság.
  
• 
  SALT és DASH tanulmányok: HT-seknél csökkentett sóbevitel csökkenő vérnyomást eredményez (60-80 mmol/nap), Normotenzíveknél nem okozott csökkent BP-t;
  
• 
  Stressz
  
• 
  Mind fizikai, mind a mentális növeli a BP-t
  
• 
  Obezitás
  
• 
  30%-áért felelős az obezitás, 9 kg csökkenés = 19/18 Hg mm BP csökkenés
  
• 
  Alkohol
  
• 
  Egyes populációkban (pl skótokban) a legfontosabb oka, alkohol fogyasztás csökkentése 5/3 Hgmm BP csökkenés
  

217. 
     Mi az AME és mi okozza?
     

• 
  Apparent mineralocorticoid excess (AME), 16q22; 11-beta-hydroxysteroid dehydrogenase type II aktivitás hiány (HSD11B2), AR;
  
• 
  Nincs mineralokortikoid (aldosteron) fölösleg
  
• 
  Alacsony aldosterone és renin szint
  
• 
  Kortizol (pl. glükokortikoid)®kortizon átalakulás hiánya. A kortizol (az aldosteron mellett) aktiválja az I-es típusú mineralocorticoid receptort (MR) a vesében, (a kortizon nem)
  
• 
  Így a magas glükokortikoid szint a vesében Na visszatartást okoz, ami HT-hez vezet
  

218. 
     Mi okozza a glükokortikoiddal kezelhető magas vérnyomást?
     

• 
  Glucocorticoid remediable aldosteronism (GRA) glükokortikoiddal kezelhető aldoszteronizmus; 8q21, AD,
  
• 
  A CYP11B1 (steroid 11-beta-hydroxylase) és CYP11B2 (aldosterone synthase) gének anti-Lepore típusú fúziója. A két gén 95%-ban megegyezik.
  
• 
  Unequal crossing over következtében a fúziós gén promótere a CYP11B1, kódoló régiója a CYP11B2. Az így keletkezett gén az ACTH kontrollja alatt áll (az Ang II helyett), aldosteront termel. Működését a glükokortikoid gátolja.
  
• 
  Az ACTH túlműködteti a fúziósgént és az így túl sok aldosteront termel, ami emeli a vérnyomást
  

219. 
     Mi okozza a terhességben súlyosbodó magas vérnyomás monogénes formáját?
     

• 
  Terhességben súlyosbodó HT;
  
• 
  gain of function mutáció a mineralokortikoid receptor génben; 4q31.1
  
• 
  AD
  
• 
  pl. S810L mutáció: a receptor hormonkötő doménjében található, s hatására a progeszteron is aktiválja a receptort aminek a szintje terhességben 100x-sára nő, így okozva HT-t
  

220. 
     Mi okozza a 2-es típusú pseudohypoaldosteronismust?
     

• 
  AD, HT, magas szérum K+, Cl-, 3 kromoszómarégióhoz kapcsolható:
  
  • 
    1q31-q42; gén nem ismert
    
  • 
    17q21-q22, WNK4 gén; serine-threonine protein kinase, vesében expresszálódik, 4 missense mutációt találtak eddig.
    
  • 
    12p13 WNK1 serine-threonine kinase, vesében és más szövetekben is expresszálódik, 41, ill. 22 kb deléció az 1-es intronban: 5x transzkripció növekedés
    
  • 
    WNK4 gátolja a Na+ Cl- kotranszportert, hibája megszünteti a gátlást (reabszorbciót okozva). Ez HT-t vált ki (magas Cl- szinttel).
    
  • 
    Másik funkciója: K+ szekréciót fokozza. Hibája miatt a K+ nem szekretálódik, ez okozza a magas K+ szintet (hiperkalémia)
    

221. 
     Mi az a Liddle szindróma?
     

• 
  Liddle szindróma (PSEUDOHYPOALDOSTERONISMUS); 16p13-p12; AD, korai manifesztáció, mutáció az epitéliális Na csatornában
  
• 
  eNaC: három alegység: nevük sodium channal nonvoltage-gated 1 (SCNN1A, B, G), vagy a,b,g.
  
• 
  A Liddle szindrómát az eNaC b, vagy g alegységében történő olyan mutáció okozza, ami a csatorna konstitutív aktivációját, vagy számbeli növekedését okozza: emelkedett Na abszorpció, K vesztés (HT és hipokalémia)
  
• 
  Ismertebb mutációk:
  
• 
  SCNN1B, ARG564TER, a csatorna citoplazmatikus farka elveszik; PRO615SER, TYR618HIS: mindkét mutáció: konstitutív aktiváció mineralokortikoid hiányában is. 615-618 között szabályozó régió található, ez sérül a mutációkban.
  
• 
  SCNN1G, TRP574TER: megrövidült citoplazmatikus rész, megnövekedett Na vezetés
  

222. 
     Mi lehet az oka annak, hogy a nagy genomszűrések nem találtak „major locust” a magas vérnyomásnak?
     

• 
  Nagy genomszűrések (11.000 fő, 10 cM marker set= 387 db) nem találtak „major locust HT-nek, a metaanalízisek gyengítették a szignifikanciát
  
• 
  Lehetséges okok: többféle eredetű HT, ami az egyikre hajlamosít, lehet, hogy a másikra védő. Pl.: alacsony renin, magas renin, vagy obez HT vs nem-obez HT.
  
• 
  Etnikai különbségek (fehér-fekete: population admixture: populációk összekeveredése)
  

223. 
     Miért alkalmas az admixture mapping az afrikai-amerikaiak magas vérnyomásának vizsgálatára?
     

Az afrikai amerikaiaknak halál okának 24% a HT Az afrikaiak genetikailag hajlamosabbak HT-ra

feltétel: 20-80% közötti keveredés

224. 
     Hogyan találták meg az afrikai-amerikaiakban admixture mapping-gel a magas vérnyomásért felelős gént?
     

Olyan markerekkel kell szűrni, amelyek különböznek a két populáció között.

A 6q24 és a 21q21-es régiókban levő afrikaiakra specifikus markerek szignifikánsan gyakrabban fordultak elő a betegekben ®

Ezen a két lókuszon olyan variációk lehetnek, amelyek felelősek az afrikaiakban tapasztalható HT-ért.

225. 
     Melyik populációban gyakori az angiotenzinogén 235T allél, és mi lehet a magyarázata?
     

M235T polimorfizmus, LD-ben van 2 másik polimorfizmussal: T174M és egy promóter mutációval (-6 G/A): transzkripciós faktor kötődést befolyásol, nagyon magas a T235 az afrikai-ameriakiakban (70% T235 homozigóta vs 12% fehér). Elmélet: a T235 az ősi típus: sóvisszatartó, mai világban hátrány.

226. 
     Mi az az ACE?
     

ACE angiotensin I converting enzyme, 17q23, ID (inzerció/deléció I/D) polimorfizmus 250 bp a 16-os intronban, DD-sek (a delécióra homozigóták) ACE szintje kb. 2x-e az II-sekének (az inzercióra homozigóták). Nincs közvetlen összefüggés a BP-vel. (I allél asszociál a kitartást igénylő sportokkal)

227. 
     Az -adducin 460W variációja milyen fenotípussal asszociál egyes populációkban és milyen másik génnek a polimorfizmusa erősíti fel a hatását?
     

ACE I/D

Akik DD genotípusúak voltak sokkal több HT-s lett

228. 
     Mit kódol a CYP11B2 gén?
     

Aldosteron synthase, CYP11B2, 8q21,

Két polimorfizmus: -344T/C steroidogenic factor-1 (SF1) kötőhely polimorfizmus és 2-es intron csere a CYP11B1 2-es intronjával, LD a kettő között. Idővel hyperaldosteronizmus fejlődik ki: magas aldosteron:renin arány (ARR). HT-seken belül magas ARR: OR = 6,1;

Korral nő. A T allél a gyakoribb HT-sekben.

229. 
     Mire hajlamosít a CYP11B2 gén -344T/C polimorfizmusa?
     

hyperaldosteronizmus fejlődik ki: magas aldosteron:renin arány (ARR). HT-seken belül magas ARR: OR = 6,1;

Korral nő. A T allél a gyakoribb HT-sekben.

230. 
     Mi az az ARR magas vérnyomásban?
     

Aldosterone to renin ratio (ARR)

Kb. 15-30%-a a HT-seknek

Alacsony renin HT

231. 
     Mi a feltételezett mechanizmusa az Y kromoszóma HindIII+ polimorfizmusának magas vérnyomásban?
     

Y kromoszóma: férfiaknak magasabb a vérnyomásuk, apai ágról nagyobb a BP befolyás. Nonrecombinant régió (NRY) HindIII polimorfizmus. A HindIII hasítóhely asszociált magasabb vérnyomással (átlag (sys) 5,27 Hgmm-rel a vizsgált populációban). Feltételezett mechanizmus: a CYP11B2 gén kölcsönhatásba lép az Y kromoszómával.

232. 
     Az eNOS 298asp variációja milyen populációban asszociált magas vérnyomással?
     

Endothelial nitric oxide synthase (eNOS), 7q36, terhesség indukálta HT-vel találtak kapcsolatot genomszűréssel (NO termelés alacsony), glu298asp (G/T), asp298 23% terhes HT, 12% kontroll (p<0,01), máshol a T allél asszociált a HT drogrezisztenciával

5q31.1 mikroszatellita szűrés az 5-ös kromoszóma hosszú karján a disztális régióban: a1B és b2 adrenerg receptor, dopamin 1 R közelében.

233. 
     Értelmezze a takarékos gén elméletét magas vérnyomásban!
     

A vérnyomás emelkedése obezitásban annak analógja, hogy a megnövekedett fizikai terhelésre megnövelt vérnyomással válaszol a szervezet. A csökkent képesség abnormális lehet, így azok a kövér emberek akik normotenzivek, hordozhatnak mutációt.

Példa: leptin hat a vérnyomást befolyásoló génekre is. Leptin receptor polimorfizmus asszociál alacsony, normális vérnyomással obezitásban.

Lys109Arg, Gln223Arg közül a ritkábbal (Arg) rendelkezők védettek a magas vérnyomástól.

234. 
     A magas vérnyomásnál a kapcsoltsági analízisre bemutatott állatmodell példában hogyan találták meg a magas vérnyomásért felelős lókuszt?
     

Példa kapcsoltsági analízisre sóérzékeny patkányok (S) és sórezisztens patkányok (R) között a 9-es kromoszómán az F2-es generációban. Az S és az R állatokból származó mikroszatellita markerek segítségével. Az Ae3 markernél 71 állat homozigóta az S állatból származó markerre és vérnyomásuk (BP) 186 Hgmm, 47 állat homozigóta az R állatból származó markerre, BP: 160. A két állatcsoport vérnyomáskülönbsége itt a legnagyobb, közelben kell lenni BP-t befolyásoló génnek.

235. 
     Milyen a vérnyomása a sóérzékeny (S) patkányhoz képest annak a patkánynak, amelybe a sórezisztens (R) patkány egyik vérnyomásért felelős lókuszát keresztezésekkel betették?
     

A kongenikus állatnak 19Hgmm-rel volt alacsonyabb a vérnyomása mint az S állatnak

236. 
     A magas vérnyomás kongenikus állatmodelljében milyen stratégiával keresik meg a vérnyomás szabályozásáért felelős géneket?
     

Kongenikus állatok előállítása. Az utolsó generációban a recipiens állat genomjába lesz benne donor állat genomjának adott része.

sóérzékeny patkányok (S) és sórezisztens patkányok (R) között a 9-es kromoszómán az F2-es generációban. Az S és az R állatokból származó mikroszatellita markerek segítségével.

237. 
     Mi az a dupla kongenikus patkány és mire lehet használni?
     

Dahl sóérzékeny patkány (S): 16 db kromoszóma lókusz asszociál a vérnyomással.

Stratégia: Alacsony vérnyomású patkány megfelelő kromoszómarégióját keresztezésekkel átviszik magas vérnyomású patkányba. QTL bizonyított, ha a magas vérnyomású patkánytörzs vérnyomása lecsökken.

Előzetes eredmények a 2-es és 10-es kromoszómán elhelyezkedő hajlamosító lókuszok között kölcsönhatás lehetséges.

3 egértörzs: 1. Dahl sóérzékeny patkány (S), 2. Chr 2 (donor törzs: Wystar Kyoto,W), 3. Chr 10 (Milan normotensive, M) kongenikus: S törzsbe bevitték a megfelelő kromoszómarégiót. Ezek a patkányok a 2-es, illetve a 10-es megfelelő kromoszómarégión kívül az S törzs genetikai állományát hordozzák.

A dupla kongenikus egértörzsek genetikai térképe a 2-es és a 10-es kromoszómán. A befeketített részek a normális vérnyomású patkányokból származnak. Ezeket a kromoszómarészeket keresztezésekkel berakták a sóérzékeny magasvérnyomású (S) patkány megfelelő kromoszómáiba.