К вопросу о возможностях эпигенетического наследования некоторых оптико-анатомических показателей глаз близоруких родственников

А.Н. Лялин, А.В. Корепанов, Н.В. Киреева, Т.А. Пчельникова

ГБОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» Минздрава России, г. Ижевск, Россия

Введение. В патогенезе миопии важная роль отводится наследственным факторам, заметно влияющим на процесс усиления рефракции. Существенное увеличение количества близоруких школьников среди детей, не имеющих близоруких родственников, как и появление миопии на более ранних этапах обучения с последующим быстрым ее прогрессированием у школьников, имеющих родителей миопов, не может не привлекать пристальное внимание офтальмологов к механизмам наследования миопии. Поэтому весьма интересна роль интенсивно меняющегося формата зрительных стимулов в механизмах наследования миопии, которая до настоящего времени остается практически неисследованной.

Как известно, одним из ведущих регуляторов рефрактогенеза является процесс аккомодации.  Так,  интенсивные, а тем более чрезмерные зрительные нагрузки в режиме близкого зрения нарушают не только сложившийся в течение тысячелетий баланс зрительных нагрузок, но и тем самым вызывают пассивные (с биологической точки зрения нецелесообразные) адаптивные реакции со стороны зрительной системы. В результате пассивной адаптации за счет ускоренного роста происходят структурные изменения в тканях глаза, увеличиваются размеры глазного яблока и формируется миопическая рефракция. Поэтому вызывает определенный интерес взаимосвязь генетического контроля и воздействия неблагоприятных факторов зрительной работы на ход процесса рефрактогенеза, в частности, на развитие миопии в среде близоруких родственников.

Изучением роли внешней среды на механизмы наследования занимается наука эпигенетика. Она изучает механизмы регулирования активности генов и исследованием возможностей управления данными процессами. Роль материального носителя вновь приобретаемых признаков без мутаций генов отводится эпигеному, образующемуся присоединением метильной группы СН 3 к азотистому основанию цитозину в молекуле ДНК. Сам термин «эпигенетическое наследование» означает, что структура генетического материала под воздействием изменившихся факторов внешней среды не меняется, изменяется лишь активность тех или иных метилированных генов [1, 2]. Таким образом, при интенсивной зрительной работе в режиме близкого зрения существует вероятность накопления в эпигеномах негативных свойств, приобретенных под влиянием неблагоприятных зрительных стимулов в нескольких поколениях, что может отрицательно сказываться на процессе рефрактогенеза у будущих поколений.

Цель. Сравнительный анализ основных оптикоанатомических показателей глаз в трех поколениях близоруких родственников с точки зрения возможности их эпигенетического наследования.

Материал  и методы. Проведены авторефрактометрические и эхобиометрические исследования в трех поколениях близоруких ближайших родственников.

Первую группу составили 7 бабушек и 3 дедушек (20 глаз) близоруких школьников. Родителей обследовано 17 человек (34 глаза), среди которых было 15 женщин и двое мужчин, которые вошли во вторую группу.  Третью группу составили 23 школьника (46 глаз), в которую вошли 8 мальчиков и 15 девочек. Возраст детей варьировал от 11 до 15 лет и  в среднем  составил 12,8 лет. Следовательно, зрительной системой детей к моменту исследований выполнен в среднем только 5-6 летний объем учебных зрительных нагрузок.

Результаты и обсуждение. В группе бабушек и дедушек выявлена миопия от 1,0 до 3,0 дптр, которая в среднем составила 2,5 дптр. Данные эхобиометрии показали, что длина ПЗО  в среднем составила 23,14 мма. Среднестатистическая форма глаза оказалась приближенной к сжатому эллипсоиду (К = 0,98).

Среди родителей близорукость варьировала от 1,0 до 7,0 дптр, а в среднем составило 6,0 дптр. Длина ПЗО в среднем равнялась 23,28 мм. При этом среднестатистическая форма глаза оказалась приближенной к шаровидной (К = 0,99).

Близорукость у детей варьировала в интервале от 1,0 до 10,0 дптр и в среднем была равной 7,25 дптр. Длина ПЗО в среднем оказалась равной 24,6 мм. Среднестатистическая форма глазного яблока у детей, средний возраст которых составил всего 12,8 лет, оказалась уже приближенной к форме вытянутого эллипсоида (К = 1,01).

Анализ полученных данных показывает, что как рефрактометрические, так и эхобиометрические показатели увеличиваются из поколения в поколение. При этом темпы их увеличения заметно выше у сегодняшних школьников, чем они были в старших поколениях. Особенно обращает на себя внимание факт того, что у детей исследованные оптико-анатомические показатели уже намного превышают величину показателей взрослых ближайших родственников. Данные факты очень сложно объяснить одним лишь изменением формата зрительных нагрузок. Вполне возможно предположить, что существует дополнительный механизм, ведущий к ускорению генетически запрограммированной скорости роста глазного яблока. Весьма вероятно, что в старших поколениях накопились регуляторы адаптивных реакций по типу пассивной адаптации, а в результате их эпигенетического наследования снижается порог устойчивости зрительной системы к нагрузкам в режиме близкого зрения. Последовательно происходящая кумуляция такого рода эпигеномов у будущих поколений может способствовать более быстрому росту глазного яблока под влиянием зрительных нагрузок на близких от глаз расстояниях.

Тем не менее, существуют альтернативные возможности выхода из складывающейся негативным образом ситуации. Так, по мнению Б.Ф.Ванюшина (2014) эпигенетические изменения в отличие от мутации генов наследуются только на протяжении 3, иногда 4 поколений. Кроме того существует возможность тормозить «плохие» гены и стимулировать «хорошие»  гены за счет накопления положительных свойств в эпигеномах в процессе активной адаптации. Активирование «хороших» генов, ограничивающих чрезмерный рост глазного яблока и повышающих резервы адаптации зрительной системы, может производиться методом оптической кинезиотерапии, с применением тренажеров «Зеница», аппаратов «Визотроник »  и др., позволяющей нормализовать процесс рефрактогенеза [5].

Заключение. Изменившийся формат зрительных нагрузок в процесс рефрактогенеза приводит к превалированию фенотипической адаптации, происходящей под влиянием внешней среды,   над генотипической. Скачкообразное повышение величины рефракции и размеров глазного яблока у детей – школьников, относительно данных показателей в старших поколениях может  свидетельствовать об эпигенетическом  наследовании миопии. Изучение механизмов формирования эпигеномов, способствующих ускорению роста глазного яблока, либо напротив, стимулирующих образование эпигеномов, ограничивающих рост глазного яблока, позволит осуществлять экспрессию (регуляцию функционирования) генов, влияющих на процесс рефрактогенеза.

Противостоять негативному эпигенетическому наследованию могут зрительные стимулы и методы, способствующие развитию дальнего зрения и повышающие резервы адаптации зрительной системы в целом.

Список литературы:

  1. Ванюшин Б.Ф. Метилирование ДНК и эпигенетика.// Генетика. – 2006. - № 9. – С. 1-14.
  2. Несса Кэрри. Эпигенетика: как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2012. 

Задать вопрос

Имя

E-mail

Вопрос

Введите результат 4 + 8:

Сделать заявку

Имя

Телефон

E-mail

Введите результат 10 + 6: