zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2019-6-342-347zurniimtpe-1371Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESГенетические и биохимические аспекты формирования пр офессионального хронического пылевого бронхитаGenetic and biochemical aspects of formation of professional chronic dust bronchitishttps://orcid.org/0000-0001-8292-4810КазицкаяА. С.KazitskayaA. S.

Казицкая Анастасия Сергеевна, ст. науч. сотр. лаб. молекулярно-генетических и экспериментальных исследований,  канд. биол. наук

ул. Кутузова, 23, Новокузнецк,  654041

Anastasiуa S. Kazitskaya, senior researcher of laboratory of molecular genetic and experimental studies, Cand. of Sci. (Biol.)

23, Kutuzova Str., Novokuznetsk, 654041

anastasiya_kazitskaya@mail.ruПаневН. И.PanevN. I.

ул. Кутузова, 23, Новокузнецк,  654041

23, Kutuzova Str., Novokuznetsk, 654041

ЯдыкинаТ. К.YadykinaT. K.

ул. Кутузова, 23, Новокузнецк,  654041

23, Kutuzova Str., Novokuznetsk, 654041

ГуляеваО. Н.GulyaevaO. N.

ул. Кутузова, 23, Новокузнецк,  654041

23, Kutuzova Str., Novokuznetsk, 654041

ЕвсееваН. А.EvseevaN. A.

ул. Кутузова, 23, Новокузнецк,  654041

23, Kutuzova Str., Novokuznetsk, 654041

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»РоссияResearch Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational DiseasesRussian Federation20190407201906342347Copyright © Казицкая А.С., Панев Н.И., Ядыкина Т.К., Гуляева О.Н., Евсеева Н.А., 20192019Казицкая А.С., Панев Н.И., Ядыкина Т.К., Гуляева О.Н., Евсеева Н.А.Kazitskaya A.S., Panev N.I., Yadykina T.K., Gulyaeva O.N., Evseeva N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/1371Введение

Введение. Актуальной проблемой современной медицины труда является изучение роли экзогенных и эндогенных факторов в развитии профессиональной патологии бронхолегочной системы. Для выявления групп повышенного риска развития пылевой патологии бронхолегочной системы необходимо комплексное изучение клинических и генетических факторов, а также определение наиболее значимых диагностических маркеров развития данной патологии.

Цель исследования — изучить генетический статус по совокупности биохимических и молекулярно-генетических маркеров, а также биохимические показатели крови и функции внешнего дыхания у работников угледобывающей промышленности с хроническим пылевым бронхитом и лиц контрольной группы.

Материалы и методы

Материалы и методы. В клинике института обследованы 115 работников угольных шахт юга Кузбасса в возрасте от 39 до 58 лет. Среди них — 71 человек с ранее установленным диагнозом хронического пылевого бронхита (основная группа) и 44 человека контрольной группы лиц, работающих в тех же санитарно-гигиенических условиях, но не имеющих этой патологии. В работе использован комплекс клинико-биохимических и генетических методов исследования, оценены функциональные параметры бронхолегочной системы. Статистическая обработка результатов проведена с использованием программного обеспечения IBM SPSS Statistics 22.

Результаты

Результаты. Выявлены статистически значимые различия между биохимическими (повышение концентрации церулоплазмина и α–1-антитрипсина) и иммунологическими показателями (повышение общего количества лейкоцитов и СОЭ, увеличение концентрации IgG) у шахтеров с хроническим пылевым бронхитом и работников угольной промышленности без данной патологии. Определена зависимость функциональных изменений дыхательной системы с развитием профессиональной патологии. У лиц основной группы выявлено статистически значимое снижение функциональных показателей (объем форсированного выдоха за секунду и жизненная емкость легких), усиление степени дыхательной недостаточности. Обнаружена предрасположенность к развитию пылевого бронхита у обладателей генотипа НР 1–1 и резистентность к формированию данной патологии у лиц с генотипом НР 2–2. При изучении делеционного полиморфизма GSTT 1 выявлено, что носители варианта GSTT 1 «+» наиболее подвержены развитию хронического пылевого бронхита, а обладатели варианта GSTT 1 «–» резистентны к его формированию. Выявлена положительная ассоциативная связь с развитием пылевого бронхита у обладателей фенотипа ММ (система МN).

Выводы

Выводы. При работе в аналогичных условиях у одних рабочих наблюдается отклонение биохимических и иммунологических показателей от нормы, а также нарушение функционирования дыхательной системы, а у других отсутствуют изменения. Ответная реакция организма на воздействие тех или иных внешних неблагоприятных факторов может быть обусловлена генетической предрасположенностью или резистентностью к развитию данного заболевания. 

Introduction

Introduction. Th e actual problem of modern occupational health is the study of the role of exogenous and endogenous factors in the development of occupational pathology of the bronchopulmonary system. То identify groups at increased risk of developing a dusty pathology of the bronchopulmonary system, it is necessary to conduct a comprehensive study of clinical and genetic factors, as well as to determine the most signifi cant diagnostic markers of the development of this pathology.

The aim of the study was to study the genetic status of a set of biochemical and molecular genetic markers, as well as biochemical parameters of blood and respiratory function in coal industry workers with chronic dust bronchitis and persons of the control group.

Materials and methods

Materials and methods. 115 workers of coal mines from the South of Kuzbass aged from 39 to 58 years were examined in the Clinic of the Institute. Among them — 71 people with a previously established diagnosis of chronic dust bronchitis (the main group) and 44 people of the control group of persons working in the same sanitary conditions, but not having this pathology. A complex of clinical, biochemical and genetic methods of research was used in the study, and functional parameters of the bronchopulmonary system were evaluated. Statistical processing of the results was carried out using IBM SPSS Statistics 22 soft ware.

Results

Results. Statistically signifi cant diff erences between biochemical (increase in the concentration of ceruloplasmin and α–1antitrypsin) and immunological parameters (increase in the total number of leukocytes and ESR, increase in the concentration of IgG) in miners with chronic dust bronchitis and coal industry workers without this pathology were revealed. The dependence of the functional changes of the respiratory system with the development of professional pathology is determined. Th e persons of the main group showed a statistically signifi cant decrease in functional parameters (forced exhalation per second and lung capacity), increased respiratory failure. A predisposition to the development of dust bronchitis in the owners of the HP 1–1 genotype and resistance to the formation of this pathology in persons with the HP 2–2 genotype were found. Th e study of GSTT 1 deletion polymorphism revealed that carriers of the GSTT 1 «+» variant are most susceptible to the development of chronic dust bronchitis, and owners of the GSTT 1 variant are» resistant to its formation. Th ere was a positive аssociation with the development of dust bronchitis of the holders of the MM phenotype (MN).

Conclusions

Conclusions. When working in similar conditions, some workers have a deviation of biochemical and immunological parameters fr om the norm, as well as a violation of the respiratory system, while others have no changes. Th e response of the body to the impact of certain external adverse factors may be due to genetic predisposition or resistance to the development of the disease. 

угледобывающая промышленностьхронический пылевой бронхитвоспалительный процессгенетические полиморфизмыcoal mining industrychronic dust bronchitisinfl ammatory processgenetic polymorphismsReferencesБухтияров И.В., Головкова Н.П., Хелковский-Сергеев Н.А. Проблемы сохранения здоровья работников угольной промышленности: новые вызовы и новые решения. Мед. труда и пром. экол. 2017; (12): 1–6.Bukhtiyarov I.V., Golovkova N.P., Khelkovskiy-Sergeyev N.A. Problems of preserving the health of coal industry workers: new challenges and new solutions. Med. truda i prom. ekol. 2017; (12): 1–6 (in Russian).Шпагина Л.А. Актуальные проблемы профессиональных заболеваний легких. Сиб. науч. мед. ж. 2017; 37(1): 55–60.Shpagina L.A. Actual problems of occupational lung diseases. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal. 2017; 37(1): 55–60 (in Russian).Гафаров Н.И., Захаренков В.В., Панев Н.И., Бурдейн А.В., Пузырев В.П., Рудко А.А. Хронический профессиональный бронхит у работников угледобывающих предприятий Кузбасса: Роль эндогенных факторов. Мед. труда и пром. экол. 2010; (3): 37–40.Gafarov N.I., Zakharenkov V.V., Panev N.I., Burdein A.V., Puzyrev V.P., Rudko A.A. Chronic occupational bronchitis in workers of Kuzbass coal-mining enterprises: Th e role of endogenous factors. Med. truda i prom. ekol. 2010; (3): 37–40 (in Russian).Панев Н.И., Захаренков В.В., Коротенко О.Ю., Епифанцева Н.Н. Иммунные и цитокиновые механизмы нарушения функции внешнего дыхания у шахтеров с профессиональной пылевой патологией легких. Мед. труда и пром. экол. 2015; (9): 109–10.Panev N.I., Zakharenkov V.V., Korotenko O.Yu., Epifantseva N.N. Immune and cytokine mechanisms of dysfunction of external respiration in miners with occupational dust pathology of the lungs. Med. truda i prom. ekol. 2015; (9): 109–10 (in Russian).Захаренков В.В., Михайлова Н.Н., Жукова А.Г., Панев Н.И., Казицкая А.С. Медико-биологический поиск иммунологических маркеров, позволяющих диагностировать риск развития хронических легочных заболеваний шахтеров. Аллергол. и иммунол. 2014; 15(4): 303–4.Zakharenkov V.V., Mikhailova N.N., Zhukova A.G., Panev N.I., Kazitskaya A.S. Medical and biological search for immunological markers that allow diagnosing the risk of developing chronic pulmonary diseases of miners. Allergologiya i immunologiya. 2014; 15(4): 303–4 (in Russian).Панев Н.И., Коротенко О.Ю., Захаренков В.В., Корчагина Ю.С., Гафаров Н.И. Диагностика предрасположенности к формированию хронического легочного сердца при профессиональной пылевой патологии легких. Мед. труда и пром. экол. 2014; (10): 35–9.Panev N.I., Korotenko O.Yu., Zakharenkov V.V., Korchagina Yu.S., Gafarov N.I. Diagnosis of predisposition to the formation of chronic pulmonary heart in occupational dust pathology of the lungs. Med. truda i prom. ekol. 2014; (10): 35–9 (in Russian).Sinitsky M.Y., Ponasenko A.V., Minina V.I., Asanov M.A., Druzhinin V.G., Yuzhalin A.E. Association of DNA repair gene polymorphisms with genotoxic stress in underground coal miners. Mutagenesis. 2017; 32(5): 501–9.Sinitsky M.Y., Ponasenko A.V., Minina V.I., Asanov M.A., Druzhinin V.G., Yuzhalin A.E. Association of DNA repair gene polymorphisms with genotoxic stress in underground coal miners. Mutagenesis. 2017; 32(5): 501–9.Гафаров Н.И., Захаренков В.В., Панев Н.И., Кучер А.Н., Фрейдин М.Б., Рудко А.А. Роль генетических факторов в развитии хронического пылевого бронхита у работников угледобывающих предприятий Кузбасса. Гигиена и сан. 2013; 92(4): 44–7.Gafarov N.I., Zakharenkov V.V., Panev N.I., Kucher A.N., Freidin M.B., Rudko A.A. Th e role of genetic factors in the development of chronic dust bronchitis among workers of Kuzbass coal mining enterprises. Gigiyena i sanitariya. 2013; 92(4): 44–7 (in Russian).Игнатова Г.Л., Захарова И.А., Александрова Е.А. Динамика клинических и функциональных нарушений дыхательной системы в зависимости от возраста и анамнеза курения. Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2013; (50): 19–22.Ignatova G.L., Zakharova I.A., Aleksandrova E.A. Th e clinical and functional impairment of the respiratory system depends on the age and history of smoking. Byulleten’ fi ziologii i patologii dykhaniya. 2013; (50): 19–22 (in Russian).Соловьева А.В. Факторы риска нарушения функции внешнего дыхания у пациентов с метаболическим синдромом. Земский врач. 2015; (1): 46–8.Solov’yeva A.V. Risk factors for impaired lung function in patients with metabolic syndrome. Zemskiy vrach. 2015; (1): 46–8 (in Russian).Gulumian M., Borm P.J., Vallyathan V., Castranova V., Donaldson K., Nelson G. et al. Mechanistically identifi ed suitable biomarkers of exposure, eff ect, and susceptibility for silicosis and coal-worker’s pneumoconiosis: a comprehensive review. J. Toxicol. Environ. Health B. Crit. Rev. 2006; 9(5): 357–95.Gulumian M., Borm P.J.A, Vallyathan V., Castranova V., Donaldson K., Nelson G. et al. Mechanistically identifi ed suitable biomarkers of exposure, eff ect, and susceptibility for silicosis and coal-worker’s pneumoconiosis: a comprehensive review. J. Toxicol. Environ. Health B. Crit. Rev. 2006; 9(5): 357–95.Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены «предрасположенности». Введение в предиктивную медицину. СПб.: Интермедика; 2000.Baranov V.S., Baranova E.V., Ivashchenko T.E., Aseyev M.V. Th e human genome and the genes of “predisposition”. Introduction to predictive medicine. St. Petersburg: Intermedika; 2000 (in Russian).Pavanello S., Clonfero E. Biological indicators of genotoxic risk and metabolic polymorphisms. Mutat Res. 2000; 463(3): 285–308.Pavanello S., Clonfero E. Biological indicators of genotoxic risk and metabolic polymorphisms. Mutat Res. 2000; 463(3): 285–308.Данилов И.П., Гафаров Н.И., Третьякова С.Ю., Батарина Н.В. Эндогенные факторы риска развития профессионального флюороза у рабочих алюминиевого завода. В кн.: Проблемы профессиональной и общей патологии в регионах Сибири. Новокузнецк; 2002: 32–5.Danilov I.P., Gafarov N.I., Tretyakova S.Yu., Batarina N.V. Endogenous risk factors for the development of occupational fl uorosis in aluminum plant workers. In: Problems of occupational and general pathology in the regions of Siberia. Novokuznetsk; 2002: 32–5 (in Russian).Izmerov N.F., Kuzmina L.P., Tarasova L.A. Geneticbiochemical criteria for individual sensitivity in development of occupational bronchopulmonary diseases. Cent. Eur. J. Public. Health. 2002; 10(1–2): 35–41.Izmerov N.F., Kuzmina L.P., Tarasova L.A. Genetic-biochemical criteria for individual sensitivity in development of occupational bronchopulmonary diseases. Cent. Eur. J. Public. Health. 2002; 10(1–2): 35–41.Спицын В.А., Макаров С.В., Пай Г.В., Бычковская Л.С. Полиморфизм в генах человека, ассоциирующихся с биотрансформацией ксенобиотиков. Вестник ВОГиС. 2006; 10(1): 97– 105.Spitsyn V.A., Makarov S.V., Pay G.V., Bychkovskaya L.S. Polymorphism in human genes associated with xenobiotic biotransformation. Vestnik VOGiS. 2006; 10(1): 97–105 (in Russian).Eaton D.L. Biotransformation enzyme polymorphism and pesticide susceptibility. Neurotoxicology. 2000; 21(1–2): 101–11.Eaton D.L. Biotransformation enzyme polymorphism and pesticide susceptibility. Neurotoxicology. 2000; 21(1–2): 101–11.Bolt H.M., Roos P.H., Th ier R. Th e cytochrome P–450 isoenzyme CYP2E1 in the biological processing of industrial chemicals: consequences for occupational and environmental medicine. Int. Arch. Occup. Environ. Health. 2003; 76(3): 174–85.Bolt H.M., Roos P.H., Th ier R. Th e cytochrome P–450 isoenzyme CYP2E1 in the biological processing of industrial chemicals: consequences for occupational and environmental medicine. Int. Arch. Occup. Environ. Health. 2003; 76(3): 174–85.Reszka E., Wasowicz W., Gromadzinska J. Genetic polymorphism of xenobiotic metabolising enzymes, diet and cancer susceptibility. Br. J. Nutr. 2006; 96(4): 609–19.Reszka E., Wasowicz W., Gromadzinska J. Genetic polymorphism of xenobiotic metabolising enzymes, diet and cancer susceptibility. Br. J. Nutr. 2006; 96(4): 609–19.Olshan A.F., Weissler M.C., Watson M.A., Bell D.A. GSTM1, GSTT 1, GSTP1, CYP1A1 and NAT1 polymorphisms, tobacco use and the risk of head and neck cancer. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2000; 9(2): 185–91.Olshan A.F., Weissler M.C., Watson M.A., Bell D.A. GSTM1, GSTT 1, GSTP1, CYP1A1 and NAT1 polymorphisms, tobacco use and the risk of head and neck cancer. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2000; 9(2): 185–91.Chan E.C., Lam S.Y., Fu H.K., Kwong Y.L. Polymorphisms of the GSTM1, GSTP1, MPO, XRCC1 and NQO1 genes in Chinese patients with non-small cell lung cancer: Relationship with aberrant promotor methylation of the CDKN2A and RA RB genes. Cancer Genet. Cytogenet. 2005; 162(1): 10–20.Chan E.C., Lam S.Y., Fu H.K., Kwong Y.L. Polymorphisms of the GSTM1, GSTP1, MPO, XRCC1 andNQO1 genes in Chinese patients with non-small cell lung cancer: Relationship with aberrant promotor methylation of the CDKN2A and RA RB genes. Cancer Genet. Cytogenet. 2005; 162(1): 10–20.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.