CC BY
12
8. Котелевец, Е. П. Временные характеристики вариабельности сердечного ритмау медицинских работников родовспомогательных учреждений / Е. П. Котелевец, В. А. Кирюшин. - Текст : непосредственный // Медицина труда и промышленная экология. - 2021. - Т. 61, № 11. - С. 750-754.
9. Кураш, И. А. Вариабельность сердечного ритма у работников, подвергающихся воздействию производственной вибрации / И. А. Кураш, И. П. Семенов, Т. М. Рыбина. - Текст : непосредственный // Санитарно-эпидемиологическая служба Республики Беларусь : история, актуальные проблемы на современном этапе и перспективы развития : сборник научных трудов Международной научно-практической конференции «Здоровье и окружающая среда», посвященной 90-летию санитарно-эпидемиологической службы Республики Беларусь, Минск, 28 октября 2016 года / Министерство здравоохранения Республики
Беларусь, Белорусский государственный медицинский университет. - Минск : Белорусский государственный медицинский университет, 2016. - С. 313-317.
10. Игишева, Л. Н. Комплекс ORTO-expert как компонентздоровьесбере-гающих технологий в образовательных учреждениях : методическое руководство / Л. Н. Игишева, А. Р. Галеев. - Кемерово, 2003. - 36 с. -Текст : непосредственный.
11. Баевский, Р. М. Методические рекомендации по анализу ВСР при использовании различных электрокардиографических систем / Р. М. Баевский. - Текст : непосредственный // Вестник аритмологии. -2002. - № 24. - С. 65-86.
■ УДК [613.6.02:613.63/64]-057.21
С. В. МОВЕРГОЗ, Н. П. СЕТКО, Е. Ю. КАЛИНИНА
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ДЕТОКСИКАЦИИ У ОПЕРАТОРОВ И МАШИНИСТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ВРЕДНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ
ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России S. V. MOVERGOZ, N. P. SETKO, E. Y. KALININA
MOLECULAR AND GENETIC ASPECTS OF THE STATE OF THE DETOXIFICATION SYSTEM IN OPERATORS AND MACHINISTS, DEPENDING ON THE DEGREE OF HARMFULNESS OF PRODUCTION FACTORS
FSBEI HE «Orenburg State Medical University» of the Ministry of Health ofRussia
Резюме. У рабочих двух профессиональных групп с разными условиями труда по степени их вредности проведено исследование полиморфизма 6 генов цитохрома Р-450 методом полимеразной цепной реакции (CYP450) - ген CYP1A1 (rs1048943), ген CYP1A1 (rs4646421), ген CYP1A2 (rs2069522, rs1799853), ген CYP2C9*2 (rs1057910), ген CYP2C9*3 (rs2279343), ген CYP2B6. Первую группу составили операторы (100 человек) с вредными условиями труда второй степени (3.2) и вторую группу - машинисты (108 человек) с вредными условиями труда третьей степени (3.3). Установлено, что среди операторов от 6 % до 44 %, а среди машинистов от 18 % до 48 % имели одну или две мутации исследованных генов цитохрома Р-4450. При этом среди машинистов в сравнении с операторами было в 1,5-2 раза больше число рабочих, имеющих две мутации, что определяет повышенную чувствительность к производственным факторам и увеличивает риск развития заболеваний.
Ключевые слова: машинисты, операторы, полиморфизм генов, цитохром Р-450.
Summary. The polymorphism of 6 cytochrome P-450 genes was studied by polymerase chain reaction (SUR450) in workers of two professional groups with different working conditions according to their degree of harmfulness - the SUR1A1 gene (rs1048943), the SUR1A1 gene (rs4646421), the SUR1A2 gene (rs2069522, rs1799853), the SUR2C9*2gene (rs1057910), the SUR2C9 gene*3 (rs2279343), the SUR2B6 gene. The first group consisted of operators (100 people) with harmful working conditions of the second degree - 3.2 and the second group - machinists (108 people) with harmful working conditions of the third degree - 3.3. It was found that among operators from 6 to 44 %, and among machinists from 18 to 48 % had one or two mutations of the studied cytochrome P-4450 genes. At the same time, the number of workers with two
mutations was 1.5-2 times higher among machinists compared to operators, which determines an increased sensitivity to production factors and increases the risk of developing diseases.
Key words: machiniMs, operators, gene polymorphism, cytochrome P450.
Восприимчивость организма рабочих к действию неблагоприятных факторов производственной среды в значительной мере зависит от особенностей генетических ассоциаций, определяющих активность ферментов системы детоксикации загрязнителей воздуха рабочей зоны, а также активность факторов, участвующих в патогенезе техногенных нарушений в органах-мишенях [1, 2, 3]. В настоящее время имеются исследования о том, что в основе адаптации рабочих к факторам производственной среды лежит мутационный процесс, приводящий к появлению новых аллелей [4, 5, 6].
Важнейшую роль в защите организма рабочих от действия неблагоприятных производственных факторов, развитии адаптационных реакций, а также участии в биотрансформации техногенных загрязнителей принимает семейство цитохромов Р-450, ферментов конъюгации и транспортных белков [7, 8, 9]. Семейство генов, кодирующих ферменты Р-450, участвует в метаболизме различных ксенобиотиков, обладает выраженной видовой специфичностью и часто содержит большое количество активных генов в одном подсемействе. При этом генетический полиморфизм является ведущим в индивидуальных процессах детоксикации, а также предрасположенности к развитию производственно обусловленных и профессиональных заболеваний [10, 11].
Цель исследования - оценить особенности полиморфизма генов цитохрома Р-450 у операторов и машини-
стов, подвергающихся воздействию производственных факторов различной степени вредности.
Материалы и методы. Исследования проведены у 100 операторов, условия труда которых являются вредными второй степени, и у 108 машинистов, условия труда которых являются вредными третьей степени, нефтеперерабатывающего предприятия.
У рабочих обеих профессиональных групп определены шесть генов семейства цитохрома Р-450 (СУР450) - ген СУР1А1 (rs1048943), генСУР1А1 (rs4646421), генСУР1А2 (rs2069522, rs1799853), ген СУР2С9*2 (rs1057910), ген СУР2С9*3 (rs2279343), ген СУР2В6. Для этого из образцов биоматериала (мазков со слизистой ротовой полости) выделялась геномная ДНК методом переосаждения нуклеиновых кислот с помощью реагента Проба-НК (ДНК-технология, Россия). Исследование полиморфных вариантов изучаемых генов проводилось методом аллель-специфической гибридизации в формате полиме-разной цепной реакции (ПЦР) с флуоресцентной детекцией в режиме реального времени (TagMan) с помощью наборов праймеров (НПО «Синтол», Россия) на детектирующем амплификаторе DTlite (ДНК-Технология, Россия) с последующим секвенированием продуктов амплификации на автоматическом генетическом анализаторе «Нанофор-5» (НПО «Синтол», Россия).
Каждый образец амплифицировался с использованием пары специфических праймеров и двух зондов, несущих «гаситель» на 3 -конце и флуоресцентных красителей (FAM и R6G) на 5-конце. Результаты интерпретировали исходя из анализа графиков накопления флуоресценции. Общий объем реакционной смеси составлял 25 мкл, смесь содержала 40-100 нг ДНК; 300 нМ каждого праймера; по 100-200 нМ Taqman-зондов, конъюгированных с FAM и R6G; 200 мкМ dNTP, амплифицированный буфер, термостабильную Taq-полимеразу - 0,5 ед. акт/реакц.
Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием стандартных методов вариационной статистики. Для выявления статистически значимых различий в сравниваемых группах были использованы при правильном вариационном ряде параметрический метод с определением критерия Стьюдента; при неправильном вариационном ряде использовался непараметрический метод с определением критерия х2.
Для компьютерной статистической обработки применены программные средства «Epi INFO, Version 6», разработанные центром контроля и профилактики заболеваний при поддержке ВОЗ; Microsoft Excel ХР «Statistica».
Результаты исследования и их обсуждение. Анализ данных генотипирования СУР1А1 rs 1048943 и rs 464621, представленных в таблице 1, свидетельствует о том, что подгруппа быстрых метаболайзеров ^M), носителей двух нормальных аллелей, значительно больше у операторов в сравнении с машинистами по локусу rs 1048943 в 1,6 раза, по локусу rs 464621 - в 1,3 раза. У машинистов определено большее количество промежуточных метаболайзеров (ПМ) - лиц, имеющих один мутантный аллель, по сравнению с операторами по локусу rs 1048943
в 1,58 раза, а по участку ге 464621 различий среди операторов и машинистов не установлено.
На этом фоне у рабочих обеих исследуемых профессий определены носители двух мутантных аллелей - слабых метаболайзеров (СМ), содержание которых у машинистов по сравнению с операторами по локусу ге 1048943 превышало в 3,08 раза и по локусу ге 464621 в 3,14 раза.
Идентифицированные полиморфизмы в гене CYP1A1 ге 1048943 (замена А > G) и ге 464621 (замена Т > С), которые наиболее выражены у машинистов, приводят к замене аминокислоты изолейцина на валин, в результате чего продуцируется фермент, активность которого почти в 2 раза выше, чем в исходном белке, что ведет к увеличению концентрации недоокисленных промежуточных токсических метаболитов и накоплению свободных радикалов.
Таблица 1 - Частота генотипов и аллелей полиморфизмов гена СУР1А1 среди операторов и машинистов
Генотип, аллель Частота аллельных вариантов (%) х2(р)
Операторы Машинисты
СУР1А1 (rs 1048943) АА 69,0 42 0,5 (0,80)
AG 25,0 39,5
GG 6,0 18,5 0,42 (0,54)
Соответствие равновесию Харди -Вайнберга 0,54 0,39 —
СУР1А1 (rs 464621) ТТ 72 58 0,2 (0,70)
ТС 21 20
СС 7,0 22 0,38 (0,54)
Соответствие равновесию Харди -Вайнберга 0,68 0,72 —
Исследованныйу операторов и машинистов генотип CYP1A2, который является монооксигеназой, способной катализировать множество метаболических реакций в том числе, участвует в метаболизме ксенобиотиков, а диким аллелем данного гена является аллель С, му-тантным аллелем - аллель Т.
Результаты исследования полиморфизма данного гена у операторов и машинистов свидетельствуют о более выраженном генотоксическом эффекте среди машинистов по сравнению с операторами (табл. 2). Так, среди обследованных машинистов быстрых метоболайзеров -носителей двух нормальных аллелей - в 1,4 раза было меньше, чем среди операторов, в то время как содержание патологических гетерозигот у машинистов было больше в 1,5 раза, а наличие двух мутантных аллелей в 1,6 раза соответственно.
Важным ферментом суперсемейства цитохрома Р-450, составляющего 18 % белка цитохрома Р-450 и распо-
лагающегося в микросомах печени, является CYP2C9, который играет значительную роль в окислении различных ксенобиотиков. Анализ полиморфизма гена CYP2C9 (rs 1799853, C > T) и (rs 1057910, А > С), где нормальными аллелями являются С и А, а мутантными аллелями Т и С, показал, что действие вредных производственных факторов привело к появлению большого количества промежуточных метаболайзеров (табл. 3). Так, среди машинистов выявлено значительно большее количество лиц, имеющих два мутантных аллеля, превышающих данные операторов по локусу rs 1799853 в 2,4 раза и по локусу rs 1057910 в 2,3 раза соответственно.
Таблица 2 - Частота вариантов генотипов гена СУР1Л2 ^ 2069522 у операторов и машинистов
Генотип, аллель CYP1A2 (rs 2069522) Частота аллельных вариантов (%) х2(р)
Операторы Машинисты
СС 66 48 0,6 (0,70)
СТ 21 31
ТТ 13 21 0,50 (0,60)
Соответствие равновесию Харди - Вайнберга 0,54 0,42 —
Машинисты
42
Операторы
48
45
48
58
39,5 42
60
40
20
rs 2279343 CYP2B6
59
rs 1057910 CYP2C9
44 46
rs 1799853 CYP2C9
52
rs 2069522 CYP1A2
66
rs 464621 CYP1A1
72
rs 1048943 CYP1A1
0 Генотип 0 аллели генов
69
20
40
60
80
I Номальная гомозигота ■ Патологическая гетерозигота ■ Патологическая гомозигота
Рисунок - Распределение машинистов и операторов в зависимости от аллелей полиморфизма генов цитохрома Р-450 (%)
Таблица 3 — Частота вариантов генотипов гена CYP2C9 у операторов и машинистов
Генотип, аллель Частота аллельных вариантов(%) х2(р)
Операторы Машинисты
CYP2С9 (rs 1799853) СС 52 45 0,40 (0,50)
СТ 40 36
ТТ 8 19 0,68 (0,8)
Соответствие равновесию Xapди -Вайнберга 0,82 0,68 —
CYP2С9 (rs 1057910) АА 46 29 0,52 (0,82)
АС 44 48
СС 10 23 0,60 (0,86)
Соответствие равновесию Xapди -Вайнберга 0,52 0,72 —
Ген CYP2B6 относится к группе монооксигеназ, которые катализируют различные биохимические реакции, включая расщепление и синтез холестерина, липидов, жирных кислот, участвует в метаболизме ксенобиотиков; а полиморфизм ге 2279349 (А > G) приводит к снижению функциональной активности монооксигеназ (Кук С. С., 2008). Проведенные исследования обнаружили среди машинистов и операторов нефтеперерабатывающего предприятия большой процент лиц - носителей двух мутантных аллелей, который среди машинистов был в 1,8 раза больше, чем среди операторов (табл. 4).
Таблица 4 - Частота вариантов генотипов гена СУР2В6 среди операторов и машинистов
Генотин и аллели ген СУР2В6 rs 2279343 Частота аллельных вариантов (%) х2(р)
Операторы Машинисты
АА 59 26 0,08 (0,86)
AG 18 32
GG 23 42 0,09 (0,77)
Соответствие равновесию Xapди -Вайнберга 0,93 0,92 —
Кроме этого, среди машинистов было также значительно больше лиц - носителей одного мутантного аллеля (42 % против 23 % операторов), а число с нормальными носителями аллелей выявлено лишь у 26 % машинистов против 59 % обследованных операторов.
Анализ данных, представленных на рисунке, свидетельствует о том, что среди машинистов в сравнении с операторами выявлено большее число лиц, являющихся носителями патологических мутаций в генах системы детоксикации цитохрома Р-450, что, вероятно, свидетельствует о гентотоксическом действии профессиональных вредностей и генетической детерминации донозологических изменений в организме рабочих. Это согласуется с имеющимися данными научных исследований о том, что активный потенциал организма
складывается из слаженности функционирования и особенностей генетической предрасположенности в ответ на действие загрязнений производственной среды [1]. Выводы:
1. Среди машинистов в сравнении с операторами выявлено наибольшее число лиц, являющихся носителями патологических мутаций в генах системы детоксикации цитохрома Р-450, что свидетельствует о генотоксическом действии профессиональных вредностей, воздействующих на рабочих.
2. Выявлены особенности генетического полиморфизма ферментов семейства цитохрома Р-450, характеризующиеся тем, что среди машинистов отмечалось в 1,5-2 раза больше лиц, имеющих два мутантных аллеля, в сравнении с операторами, что определяет повышенную чувствительность организма рабочих к действию производственных вредностей и увеличивает риск развития производственно обусловленной и профессиональной заболеваемости.
__Литература_
1. Баранов, В. С. Генетический паспорт - основа индивидуальной и пре-диктивной медицины / В. С. Баранов. - Санкт-Петербург, 2009. - 527 с. -Текст : непосредственный.
2. Баранов, В. С. Геном человека «гены и предрасположенности» : Введение в предиктивную медицину / В. С. Баранов, Е. В. Баранова, Т. Э. Иващенко, М. В. Асеев. - Санкт-Петербург, 2009. - 263 с. - Текст : непосредственный.
3. Глотов, А. С. Разработка и апробация тест-систем на основе гелевых биочипов для изучения генетического полиморфизма человека : специальность 03.00.15 «Генетика», 03.00.03 «Молекулярная биология» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Глотов Андрей Сергеевич ; Санкт-Петербургский государственный университет. - Санкт-Петербург, 2006. - 18 с. - Место защиты: С.-Петерб. гос. ун-т. - Текст : непосредственный.
4. Дианова, Д. Г. Экспрессия мембранных и внутриклеточных маркеров у работающих в условиях экспозиции фенолами / Д. Г. Дианова, О. В. Долгих, М. А. Сафонова. - Текст : непосредственный // Медицина труда и промышленная экология. - 2012. - № 12. - С. 28-30.
5. Дианова, Д. Г. Идентификация апатоза у работающих в условиях экспозиции тяжелыми металлами и пылью / Д. Г. Дианова, Т. С. Лыхина. - Текст : непосредственный // Российский иммунологический журнал. - 2013. -Т. 7 (16). - № 2-3. - С. 130.
6. Долгих, О. В. Иммуногенетические показатели у работающих в условиях сочетанного воздействия пыли и производственного шума / О. В. Долгих, А. В. Кривцов, О. А. Бубнова. - Текст : непосредственный // Российский иммунологический журнал. - 2015. - Т. 9 (18). -№ 2 (1). - С. 551-553.
7. Долгих, О. В. Иммунные и ДНК-маркеры воздействия техногенной нагрузки / О. В. Долгих, А. В. Кривцов, Р. А. Харахорина, Д. В. Лапин. - Текст : непосредственный // Вестник Уральской медицинской академической науки. - Москва. - 2012. - № 4. - С. 240-241.
8. Долгих, О. В. Иммунологические и генетические маркеры воздействия ароматических углеводородов на работающих / О. В. Долгих, А. В. Кривцов, А. М. Гугович, Р. А. Харахорина, Д. В. Лапин, Т. С. Лыхина, М. А. Сафонова. - Текст : непосредственный // Медицина труда и промышленная экология. - 2012. - № 12. - С. 30-33.
9. Долгих, О. В. Особенности иммунного и генетического статуса у женщин в условиях производства / О. В. Долгих, А. В. Кривцов, Т. С. Лыхина, А. М. Гугович, Р. А. Харахорина. - Текст : непосредственный // Российский иммунологический журнал. - 2012. - Т. 6 (14), № 2 (1). - С. 50-51.
10. Dolgikh, О. Molecular markers of apoptosis in induSrial workers / O. Dolgikh, N. Zaitseva, D. Dianova, A. Krivtsov. - Text : unmediated // In vivo: international Journal of Experimental and Clinical Pathophysiology and Drub Research. - 2011. - Vol. 25, № 3. - P. 523-524.
11. Deo, S. S. Role played by The 2 type cytokines in JgE mediated allergy and aShma / S. S. Deo [et al.]. - Text : unmediated // Zung India. - 2010. -Vol. 27. - P. 66-71.
