Старший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетических и экспериментальных исследований, ФГБНУ «НИИ КПГПЗ», канд. биол. наук.
e-mail: anastasiya_kazitskaya@mail.ru
Senior researcher of the molecular-genetic and experimental studies laboratory, Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, Cand. of Sci. (Biol.).
e-mail: anastasiya_kazitskaya@mail.ru
Введение. Комбинированное воздействие неблагоприятных факторов производственной среды приводит к развитию у шахтёров сочетанной патологии бронхолегочной и сердечно-сосудистой систем, предрасположенность к которой зависит от индивидуальной восприимчивости организма. В связи с этим важным является комплексное изучение патогенетических механизмов, лежащих в основе формирования и течения профессиональных и производственно обусловленных заболеваний, для персонализированного подхода к диагностике, профилактике и терапии данной патологии.
Цель исследования — на основе морфологических и генетических исследований изучить механизмы повреждения сердечно-сосудистой системы у шахтёров с пылевой патологией лёгких.
Материалы и методы. Для генетических исследований проведен забор венозной крови у 190 шахтёров Кузбасса. Основная группа — 126 горнорабочих основных профессий с ранее установленным диагнозом «пылевая патология легких», группа сравнения — 64 работника без установленного диагноза, трудящихся в аналогичных санитарно-гигиенических условиях. Морфометрические исследования осуществляли с использованием аутопсийного материала, полученного при проведении 80 судебно-медицинских экспертиз шахтёров Кемеровской области. Все горнорабочие были разделены на 4 группы в зависимости от подземного стажа. Группа контроля была сформирована из 20 случаев судебно-медицинских экспертиз мужчин, погибших при автодорожных катастрофах и не имевших по результатам вскрытий органной патологии.
Результаты. Исследование аутопсийного материала позволило выявить наличие морфоструктурных изменений в сосудистой стенке сердца шахтёров в виде гипертрофии гладкомышечных клеток медиального слоя, утолщения эндотелиальной выстилки, развития фибропластических изменений в периваскулярных зонах. Данные изменения начинали формироваться уже с первых лет работы в подземных условиях и прогрессировали с увеличением стажа, способствуя «перекалибровке» сосудов сердца с формированием «обструкции» просветов. Одним из механизмов повреждения эндотелия у шахтёров является изменение экспрессии гена EDN1, регулирующего синтез эндотелина-1. Выявлены генотипы риска и резистентности развития пылевой патологии лёгких для полиморфизма rs5370 гена EDN1. Морфоструктурная перестройка эндотелия в совокупности с его патологической активацией способствует возникновению дисфункции эндотелия у горнорабочих.
Выводы. Проведенные исследования параметров сосудистого эндотелия свидетельствуют о его ключевой роли в патогенезе бронхолёгочной и сердечно-сосудистой патологии у шахтёров основных профессий. Попадая в организм рабочих, частицы угольно-породной пыли приводят к морфоструктурной перестройке клеток эндотелиального слоя и его патологической активации. Выявлен вклад молекулярно-генетических механизмов в развитие профессиональной патологии лёгких и сопутствующих ей болезней системы кровообращения у горнорабочих.
Introduction. The combined impact of unfavorable factors of the production environment in miners leads to the development of associated pathology of the bronchopulmonary and cardiovascular systems, the predisposition to which depends on the individual susceptibility of the body. In this regard, it is important to comprehensively study the pathogenetic mechanisms underlying the formation and course of occupational and work-related diseases for a personalized approach to the diagnosis, prevention and therapy of this pathology.
The purpose of this study was to study the mechanisms of damage to the cardiovascular system in miners with dust lung pathology on the basis of morphological and genetic studies.
Materials and methods. For genetic studies, venous blood drawing was conducted in 190 Kuzbass miners. The main group included 126 miners of the main professions with the previously proven diagnosis "dust lung pathology", the comparison group consisted of 64 workers without a proven diagnosis working in similar sanitary and hygienic conditions. Morphometric studies were carried out using autopsy material obtained during 80 forensic medical examinations of miners in the Kemerovo region. All the miners were divided into 4 groups depending on their underground work experience. The control group was formed from 20 cases of forensic medical examinations of men who died in road accidents and did not have organ pathology according to the results of autopsies.
Results. The study of the autopsy material revealed the presence of morphostructural changes in the vascular walls of the miners’ hearts in the form of hypertrophy of the smooth muscle cells of the medial layers, thickening of the endothelial lining, and the development of fibroplastic changes in the perivascular zones. These changes began to form from the first years of work in the underground conditions and progressed with increasing work experience contributing to the "recalibration" of the heart vessels with the formation of the lumen "obstruction". One of the mechanisms of endothelial damage in miners was a change in the expression of the EDN1 gene, which regulates the synthesis of endothelin-1. The risk and resistance genotypes of the development of dust lung pathology for the rs5370 polymorphism of the EDN1 gene were identified. Morphostructural rearrangement of the endothelium in the combination with its pathological activation contributed to the occurrence of endothelial dysfunction in miners.
Conclusions. The conducted studies of the parameters of the vascular endothelium indicate its key role in the pathogenesis of bronchopulmonary and cardiovascular pathology in miners of the main professions. Getting into the body of workers, particles of coal-rock dust lead to morphostructural rearrangement of the cells of the endothelial layer and its pathological activation. The contribution of molecular and genetic mechanisms to the development of occupational lung pathology and associated diseases of the circulatory system in miners is revealed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.