Генетические аспекты в формировании нарушения репродуктивного потенциала у мальчиков подросткового возраста промышленного города

Загарских Елена Юрьевна; Колесникова Любовь Ильинична; Колесников Сергей Иванович; Шенин Владимир Анатольевич; Долгих Владимир Валентинович

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ В ФОРМИРОВАНИИ НАРУШЕНИЯ РЕПРОДУКТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА У МАЛЬЧИКОВ ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТА ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА

Елена Юрьевна Загарских, Любовь Ильинична Колесникова, Сергей Иванович Колесников,

Владимир Анатольевич Шенин, Владимир Валентинович Долгих (Научный Центр проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН, г. Иркутск, директор - чл.-корр. РАМН, д.м.н., проф. Л.И. Колесникова)

Резюме. Изучение особенностей аллельных вариантов генов (GCTM1, GCTT1 и GCTP1), продукты которых ответственны за детоксикацию, свидетельствует о накоплении мутантных аллелей в следующем поколении, т.е. об уменьшении количества нормальных аллелей генов у мальчиков подросткового возраста по сравнению с родителями.

Ключевые слова: ген детоксикации, репродуктивный потенциал, подростки.

THE GENETIC ASPECTS OF FORMING THE REPRODUCTIVE POTENTIAL ABNORMALITIES IN THE BOYS OF ADOLESCENT AGE, LIVING IN INDUSTRIAL CITY

E.Y. Zagarskikh, L.I. Kolesnikova, S.I. Kolesnikov, V.A. Shenin, V.V. Dolgikh

(Scientific Center of Family Health and Human Reproduction Problems, Siberian Branch of RAMS, Irkutsk, Russia)

Summary. The study of features of allelic variants of genes, whose products are responsible for detoxification(GCTM1, GCTT1 и GCTP1), indicates the accumulation of mutant alleles in the next generation, it reduction the number of normal alleles in adolescent boys compared with their parents.

Key words: detoxification gene, reproductive potential, teenagers.

Во Франции в 2001 году был проведен 1-й Международный конгресс по предиктивной медицине. Основной упор на конгрессе сделан на интерпретацию результатов различных генетических текстов, в первую очередь, на изучение состояния генов системы детоксикации, ответственных за чувствительность к различным ксенобиотикам [1,2].

Являясь отражением качества здоровья в детском и подростковом возрасте, репродуктивный потенциал обеспечивает возможность воспроизводства в будущем, создает основу для обеспечения здоровья по прошествии репродуктивных лет жизни как женщин, так и мужчин, и определяет последствия, передаваемые от поколения к поколению.

Гены суперсемейства глютатион S-трансфераз (GCTM1, GCTT1 и GCTP1) контролируют синтез ферментов фазы 2 детоксикации. Глютатионопосредованная детоксикация играет также ключевую роль в обеспечении резистентности клеток к перекисному окислению липидов свободными радикалами, алкилированию белков и предотвращении поломок ДНК [3].

Глютатион S-трансферазы (GST) являются ферментами II фазы детоксикации экзогенных ксенобиотиков и эндогенных метаболитов.

Синтез глутатионтрансфераз (ГТ) контролируется генами разных хромосом. Молекулярная структура этих генов хорошо изучена. В каждом из них выявлены полиморфизмы, существенно влияющие на их функции [4,5].

GSTM кодируются 5 генами, все они расположены на

I хромосоме (1р1з.3). GSTT кодируются 2 генами, оба расположены на 22 хромосоме. GSTP класс представлен 1 геном, хромосомная локализация - 11g13. У одного из генов м класса - GSTM1 и одного из и класса - GSTT1 обнаружены делеционные полиморфизмы. Гомозиготные по де-леции индивидуумы полностью лишены соответствующей ферментативной активности. В гене GSTP1 выявлено два полиморфизма замены оснований: A1579G (A313G в кДНК), создающий изолейцин 105 валин полиморфизм полипептида и G2293T (С341Т в кДНК), вызывающий появление аланин -валин полиморфизма в 114 положении полипептидной цепи [6]. Оба полиморфных сайта близко расположены к активному центру фермента, поэтому установлено, что варианты фермента различаются по эффективности функционирования. Таким образом, данные полиморфизмы GST, влияя на

II фазу детоксикации, в определённой степени связаны с заболеваемостью.

В настоящее время все более актуальными являются исследования, посвященные поиску ассоциаций между особенностями полиморфизма генов системы детоксикаци с различными формами нарушения репродуктивной функции [7].

Полиморфизм генов системы GST, возможно, влияет и на

процесс оплодотворения. Существуют исследования, где показано, что при ингибировании активности GSTM1 и GSTP1 сперматозоиды утрачивали способность к нормальной акро-сомной реакции и, соответственно, к оплодотворению. У супругов с нарушенной репродукцией отмечается накопление низкофункциональных аллелей семейства глютатионтранс-фераз, которые за счет своей неполноценности способствуют накоплению токсических веществ, негативно влияющих на гаметогенез.

В последние десятилетия отмечается снижение активности сперматогенеза у мужчин в различных странах, большинство авторов связывают ухудшение показателей репродуктивного здоровья мужчин с антропогенным загрязнением окружающей среды [8].

По данным многих авторов, обследование различных групп населения в регионах, подверженных и не подверженных воздействию токсинов и веществ, загрязняющих окружающую среду, выявило стойкую тенденцию к снижению концентрации сперматозоидов [3,9].

Основные предприятия, влияющие на состояние воздушного бассейна города Ангарска: ТЭЦ-9, участок №1 ТЭЦ-9, ТЭЦ-10 ОАО “Иркутскэнерго” (теплоэнергетика) и ОАО “Ангарская нефтехимическая компания” (ОАО «АНХК»). Их доля в суммарных выбросах города от стационарных источников составляет 61,9% и 17,8 % соответственно.

Среднегодовые концентрации превышали санитарные нормы по только по бенз(а)пирену. Превышения максимальных разовых концентраций были зафиксированы по диоксиду серы (1,1 ПДК), диоксиду азота (3,1 ПДК), формальдегиду

- (1,4 ПДК), бенз(а)пирену, сероводороду. Концентрации аммиака и фенола не превышали ПДК.

Цель работы: изучение полимофизма генов системы детоксикации (GCTM1, GCTT1 и GCTP1) у мальчиков подростков с нарушением формирования репродуктивного потенциала, проживающих в промышленном городе Ангарске.

Материалы и методы

Объектом исследования были избраны мальчики подросткового возраста, с рождения проживающие в городе Ангарске, не покидающие пределов Иркутской области сроком более чем на 2-3 месяца. Набор подростков осуществлялся методом сплошной выборки - проведением профилактических осмотров в школе.

В работе с подростками соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинской Декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki, 1964, 2000 ред.). Получение информированного согласия детей и их родителей на участие в проводимом ис-

следовании являлось обязательной процедурой при включении подростка в одну из групп.

Всего было осмотрено в Ангарске - 201 человек. На основании полученных результатов исследования были сформированы две группы подростков и их родителей. В группу подростков вошли 19 человек с репродуктивной патологией (задержка физического развития, задержка полового развития, гипоталамический синдром периода полового созревания, ожирение, синдром гиперпролактинемии, гинекомастия, с сопутствующей патологией - варикоцеле, фимоз), средний возраст - 16,59±0,58 лет и родители - 24 человека, работающие на предприятиях химической промышленности города Ангарска.

Исследованы частоты аллелей генов GSTT1, GSTM1 и GSTP1 у 24 родителей и 19 детей, проживающих в крупном промышленном городе Ангарске. В группе родителей представлены только матери.

ПЦР-амплификацию выполняли на термоциклере «Терцик» производства фирмы «ДНК технология» (Россия). Для постановки реакции использовали наборы для ПЦР производства ООО «Центр молекулярной генетики» в условиях: первичная денатурация 95° - 5 мин с последующими изменениями температур в режиме 95о - 1с, 62о - 1с, 72о - 1с и финальным синтезом 72о - 7 мин, 34 цикла для мультиплексной амплификации GSTM1 и GSTT1 и 36 циклов для GSTP1.

В исследовании использовались вычислительные процедуры методов математической статистики, реализованные в лицензионном интегрированном статистическом пакете комплексной обработки данных STATISTICA v. 6.1 (Stat-Soft Inc, USA), правообладатель лицензии - НЦ проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН. Для оценки статистической значимости различий применялись критерии: х2 и t-критерий Стьюдента. Критический уровень значимости при проверке гипотез р=0,05.

Результаты и обсуждение

При анализе делеционного полиморфизма гена GSTМ1 (табл. 1) выявлено достоверное уменьшение доли +/+ гомозигот в группе подростков по сравнению с группой родителей (26,32%; против 58,33%, х2=4,41; р<0,05). При этом наблюдается существенное увеличение количества делецион-ного мутантного аллеля (0/0) гена GSTМ1 в группе подростков (73,68%) по сравнению с группой родителей (41,67%, р<0,05).

Анализ полиморфизма гена GSTT1 не выявил достоверно значимых различий в группах подростков и их родителей, хотя происходит некоторая тенденция увеличения делеционного аллеля (0/0) гена GSTT1 у

Таблица 2

Распределение генотипов глутатионтранс-фераз GSTM1 и GSTT1 в исследованных группах

Генотипы Группы

Подростки «Копия-пара» родители

Кол-во % Кол-во %

М1+/Т1 + 3 15,79 10 41,66

Ml 0/0 / Т1 0/0 2 10,53 4 16,67 17

Ml 0/0/T1 + 11 57,89 9 37,5

М1+/Т1 0/0 3 15,79 1 4,17

N 19 24

мальчиков подростков (26,32%) по сравнению с группой родителей (16,67%).

По данным таблицы 2 выявлено уменьшение количества двойных нулевых, комбинированных генотипов в группе подростков (10,53%) по сравнению с группой родителей (16,67%), а также увеличение М1 0/0/Т1+ в группе подростков (57,89%) по сравнению с группой родителей (37,5%), уменьшение М1+/Т1+ в группе подростков (15,79%) по сравнению с группой родителей (41,66%), увеличение М1+/Т1 0/0 в группе подростков (15,79%) по сравнению с группой родителей (4,17%).

Изучение особенностей аллельных вариантов генов, продукты которых ответственны за детоксикацию, свидетельствует о некотором накоплении мутантных аллелей в следующем поколении, т.е. уменьшения количества нормальных аллелей генов у мальчиков подросткового возраста.

Генетические маркеры, в недалеком прошлом считавшиеся нейтральными, в настоящее время обнаруживают все большее число ассоциативных связей с множеством муль-факториальных заболеваний. Адаптивные возможности человека в сильной степени зависят от соотношения полезных и вредных наследственных черт.

Стадийность адаптации на популяционно-генетическом уровне, а также гетерогенность генетических структур больных и здоровых, обусловленная половым диморфизмом, длительностью проживания, периодом онтогенеза и нозологической неоднородностью - проявление генетического груза популяции, формирующейся в экстремальных условиях окружающей среды.

Таким образом, полученные нами результаты, подтвердили гипотезу о роли дисбаланса генов системы детоксикации при формировании репродуктивных нарушений у мальчиков подросткового возраста, с рождения проживающих в городе Ангарске, что требует дальнейшего, более детального изучения в группах с различными вариантами нарушений репродуктивного потенциала подростков.

Использование современных молекулярно-генетических технологий позволяет изучить роль наследственного полиморфизма генов-кандидатов, контролирующих различные метаболические и гомеостатические системы, нарушения в которых вовлечены в патогенез бесплодия. Нарушение формирования репродуктивного потенциала можно рассматривать как мультифакториальное заболевание, которое является результатом действия многих генов, а также большого числа внешних и внутренних факторов.

Таблица 1

Распределение аллелей генов С8ТМ1 и 08ТТ1 в исследованных группах подростков и родителей

Группы Подростки «Копия-пара» родители

Гены Кол-во % Кол-во %

GSTM1

+ 5 26,32 14 58,33*

0/0 14 73,68 10 41,67

GSTT1

+ 14 73,68 20 83,33

О/О 5 26,32 4 16,67

N 19 24

Примечание: * - p < 0,05.

ЛИТЕРАТУРА

1. Баранов В.С. Тестирование генов системы детоксикации в профилактике некоторых мультифакториальных заболеваний // Журнал акушерства и женских болезней. - 2003.

- №2. - С.11-16.

2. Баранов В.С. и др. Геном человека и гены «предрасположенности» (введение в предиктивную медицину) / Под ред. В.В. Фадеева. - СПб.: Интермедицина, 2000. - 272 с.

3. Галимов Ш.Н. и др. Синдром андрогенной недостаточности как маркер техногенного загрязнения среды обитания // Проблемы репродукции. - 2002. - Т. 8. №1. - С.46-50.

4. Галимов Ш.Н. и др. Диоксины и репродуктивное здоровье мужчин в РФ // Национальный план действий по экологически обоснованному управлению диоксинами/фуранами

и диоксиноподобными веществами: материалы Рос. конф. -СПб., 2002. - С.92-96.

5. Демидова И.А., Ворсанова И.А. Цитологический и молекулярный полиморфизм гетерохроматиновых районов хромосом человека // Медицинская генетика (экспресс-информация). - 1990. - №12. - С.1-9.

6. Назаренко М.С., Пузырев В.П., Лебедев И.Н. Частоты полиморфизмов С677Т и А1298С гена метилентетрагидрофола-тредуктазы (MTHFR) на раннем этапе индивидуального развития человека // Генетика. - 2006. - Т. 42. №5. - С.711-717.

7. Сурмач М.Ю. Репродуктивное здоровье и репродуктивный потенциал: методология исследования и оценки // Медицинские новости. - 2007. - №3. - С.40-45.

8. Baranova H. Possible involvement of arylamine

N-acetyltransferase 2, glutathione S-transferases Ml and T1 9. Rossini A., et al. Frequencies of GSTM1, GSTT1, and

genes in the development of endometriosis // Mol. Hum. Reprod. GSTP1 polymorphisms in a Brazilian population // Genet. Mol.

- 1999. - Vol. 5. №7. - P.636-641. Res. - 2002. - Vol. 1. №3. - P.233-240.

Информация об авторах: 664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, дом 16, УРАМН НЦ проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН, тел. (3952) 207636, 207367, e-mail: [email protected], Загарских Елена Юрьевна -н.с., к.м.н.; Колесникова Любовь Ильинична - директор, член-корр. РАМН, проф.; Колесников Сергей Иванович -академик РАМН, заместитель председателя комитета по охране здоровья Государственной Думы ФС РФ; Долгих Владимир Валентинович - главный врач клиники, д.м.н., проф.; Шенин Владимир Анатольевич - с.н.с., д.м.н., профессор

ОЦЕНКА МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ФОРМИРОВАНИЕ ОБРАЗА ЖИЗНИ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО ВУЗА

Ольга Арнольдовна Карабинская, Владимир Григорьевич Изатулин, Олег Александрович Макаров, Оксана Владимировна Колесникова, Алексей Николаевич Калягин, Александр Болеславович Атаманюк (Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов, курс психологии и педагогики, зав. - к.м.н., доц. А.Б. Атаманюк, кафедра гистологии и эмбриологии, зав. - д.б.н., проф. Л.С. Васильева, кафедра общей гигиены, зав. - д.м.н., проф., акад. РАМН М.Ф. Савченков, кафедра пропедевтики внутренних болезней, зав. - д.м.н., проф. Ю.А. Горяев)

Резюме. Исследован комплекс медико-биологических, социально-гигиенических факторов влияющих на формирование образа жизни студенческой молодёжи. Установлены наиболее важные негативные факторы: увеличение продолжительности учебного времени обусловленного фактической академической нагрузкой и временем переездов; значительным снижением времени отдыха (свободного времени и продолжительности сна); низкая двигательная активность (снижение числа студентов, занимающихся физкультурой и спортом); не рациональное питание (нарушение режима и качества питания); широкое распространение в студенческой среде вредных привычек (табакокурение, употребление алкогольных напитков).

Ключевые слова: образ жизни, студенты, социально-гигиенические факторы.

ESTIMATION OF MEDICAL AND BIOLOGIC AND SOCIALLY-HYGIENIC FACTORS INFLUENCING UPON FORMATION OF THE WAY OF LIFE OF STUDENTS OF MEDICAL HIGHER SCHOOL

O.A. Karabinskaja, V.G. Izatulin, O.A. Makarov, O.V. Kolesnikova, A.N. Kalyagin, A.B. Atamanjuk

(Irkutsk State Medical University)

Summary. The complex of medical and biologic, socially-hygienic factors influencing upon formation of the way of life of students has been investigated. The most important negative factors have been established: increase in duration of school hours caused actual academic loading and time of removal; considerable decrease of time for rest (free time and duration of sleep); low motion (decrease of number of students engaged in physical culture and sports); not balanced diet (violation of behavior and quality of nutrition); a wide circulation of bad habits (a tobacco smoking, use of alcoholic drinks) in student’s environment.

Key words: way of life, students, socially-hygienic factors.

В конце XX века и начале XXI столетия отмечается устойчивая тенденция ухудшения здоровья населения, его различных возрастных групп и особенно лиц молодого возраста. Особую тревогу вызывает негативная динамика практически всех показателей здоровья студенческой молодежи, поскольку она представляет собой тот потенциал, которому предстоит решать важнейшие задачи по развитию и преобразованию общества [3].

Эта проблема становится все более актуальной в связи с трудностями социально-экономического характера, переживаемыми в настоящее время Россией. Студенчество имеют низкую социальную защищенность, между тем как специфика возраста и учебного процесса требует наличия адекватных социальных гарантий (медицинского обслуживания, полноценного питания и отдыха, материального, спортивнооздоровительного обеспечения и др.). Ослабленное чаще всего еще до ВУЗа физическое здоровье и психика, недостаточное питание, гиподинамия, невысокий в целом уровень валеологической культуры обусловливает то, что половина студентов нездорова, и многие из них находятся в премор-бидных (предболезненных) состояниях.

Состояние здоровья и физического развития студента отражается на всех сферах его жизнедеятельности и является важным условием осуществления им функций как будущего специалиста, а потребность в здоровом образе жизни необходимым фактором социальной адаптации. В то же время проявляется и обратная зависимость: образ жизни студента, степень и характер активности его учебной и вне

учебной деятельности во многом определяют состояние его здоровья.

Студенты - представляют собой динамичную группу, находящуюся в периоде активного формирования социальной и физиологической зрелости, хорошо адаптируемую к комплексу факторов социального и природного окружения, но вместе с тем, в силу ряда причин, подверженную высокому риску нарушений в состоянии здоровья.

Основными элементами здорового образа жизни и сохранения здоровья студентов являются эффективная организация учебно-трудовой деятельности; оптимальная двигательная активность; рациональное питание; отказ от вредных привычек; психофизиологический статус (выработка положительных эмоций) и т.д.

Несмотря на многочисленные исследования, зарубежные ученые считают, что студенты медицинских вузов являются одной из наименее обследованных в социальногигиеническом отношении групп учащейся молодежи [4].

В научных работах отмечается, что количество студентов специальной медицинской группы увеличилось с 10 до 2025%, а в некоторых ВУЗах достигает 40%, и по прогнозам к 2012 году может достигнуть 70% от общего количества студентов [2]. За время обучения в ВУЗе здоровье студентов не улучшается, ряд авторов отмечают его ухудшение [1].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Цель исследования: Изучить влияние медико-

биологических, социально-гигиенических факторов на формирование образа жизни студентов медиков.

The genetic aspects of forming the reproductive potential abnormalities in the boys of adolescent age, living in industrial city