zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2022-62-5-304-310zurniimtpe-2971Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESАссоциация полиморфизма гена hANP (rs5065) с пылевой патологией лёгких и сопутствующими структурно-функциональными изменениями миокарда у шахтёровAssociation of hANP (rs5065) gene polymorphism with dust lung pathology and accompanying structural and functional changes in the myocardium among minershttps://orcid.org/0000-0002-4797-7842ЖуковаАнна ГеннадьевнаZhukovaAnna G.

Главный научный сотрудник, заведующая лабораторией молекулярно-генетических и экспериментальных исследований, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний», доктор биол. наук, доцент. Е-mail: nyura_g@mail.ru

Head of the molecular-genetic and experimental study laboratory, Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, Dr. of Sci. (Biol.), Associate Professor. 

e-mail: nyura_g@mail.ru

nyura_g@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8292-4810КазицкаяА. С.KazitskayaAnastasiya S.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7008-1035ЯдыкинаТ. К.YadykinaTatyana K.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7158-4988КоротенкоО. Ю.KorotenkoOlga Yu.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2225-6923ГуляеваО. Н.GulyaevaOlga N.noemail@neicon.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»; Кузбасский гуманитарно-педагогический институт ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет»РоссияResearch Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases; Kuzbass Humanitarian Pedagogical Institute of FSBEI HE "Kemerovo State University"Russian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»РоссияResearch Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational DiseasesRussian Federation202221072022625304310Copyright © Жукова А.Г., Казицкая А.С., Ядыкина Т.К., Коротенко О.Ю., Гуляева О.Н., 20222022Жукова А.Г., Казицкая А.С., Ядыкина Т.К., Коротенко О.Ю., Гуляева О.Н.Zhukova A.G., Kazitskaya A.S., Yadykina T.K., Korotenko O.Y., Gulyaeva O.N.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/2971Введение

Введение. Важную роль в механизмах регуляции сердечно-сосудистой системы играет атриальный натрийуретический пептид — ANP, синтезируемый предсердиями сердца в ответ на физиологические или патогенетические стимулы. Полиморфизм гена hANP (rs5065) изучен у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, однако его вклад в механизмы развития профессиональной и производственно обусловленной патологии нуждается в исследовании, поскольку комплексное воздействие неблагоприятных факторов производственной среды приводит к риску развития у шахтёров-угольщиков сочетанной патологии бронхолёгочной и сердечно-сосудистой систем.

Цель исследования — изучить ассоциацию полиморфизма гена hANP (rs5065) с пылевой патологией лёгких и сопутствующими структурно-функциональными изменениями миокарда у шахтёров Кузбасса.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для генетических исследований проведён забор венозной крови у 179 шахтёров Кузбасса. Основная группа — 114 горнорабочих основных профессий с ранее установленным диагнозом «пылевая патология лёгких», группа сравнения — 65 человек без установленного диагноза, работающие в аналогичных санитарно-гигиенических условиях. Выделение геномной ДНК из клеток крови проводили способом фенол-хлороформной экстракции с последующим осаждением этанолом. Полиморфный вариант гена hANP (rs5065) анализировали с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Всем рабочим была проведена трансторакальная эхокардиография с определением структурно-функциональных показателей левого желудочка сердца.

Результаты

Результаты. Шанс обнаружить гомозиготный генотип А/А гена hANP у шахтёров с пылевой патологией в 2,5 раза выше, чем в группе сравнения (χ2 — 7,190; р<0,008; OR — 2,453, CI 95% 1,262–4,768). Генотип G/G гена hANP является протективным в отношении развития бронхолёгочной патологии у шахтёров-угольщиков. У стажированных шахтёров обнаружена взаимосвязь между наличием пылевой патологии лёгких и развитием диастолической дисфункции левого желудочка 1 и 2 типа (χ2 — 9,922; р=0,002; OR — 5,117, CI 95% 1,842–14,218). Гетерозиготный мутантный генотип А/G гена hANP (rs5065) является фактором риска формирования диастолической дисфункции 1 и 2 типа у подземных рабочих основных профессий (χ2 — 4,442; р=0,0036; OR — 2,433, CI 95% 1,057–5,879).

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование ограничено количеством шахтёров, проходивших периодический медосмотр и находившихся на стационарном лечении в НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний.

Заключение

Заключение. Полиморфизм гена hANP (rs5065) ассоциирован с развитием профессиональной патологии лёгких и сопутствующих ей структурно-функциональных изменений миокарда у шахтёров юга Кузбасса.

Этика

Этика. Обследование пациентов соответствовало этическим стандартам биоэтического комитета НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний, разработанным в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» (2000 г.) с поправками 2013 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утверждёнными Приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации № 266 от 19.06.2003 г. Все пациенты перед проводимым обследованием подписывали информированное согласие на участие.

Участие авторов

Участие авторов:Жукова А.Г. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;Казицкая А.С. — сбор и обработка материала, проведение генетических исследований, статистическая обработка, редактирование;Ядыкина Т.К. — проведение генетических исследований;Коротенко О.Ю. — сбор и обработка материала, редактирование;Гуляева О.Н. — проведение генетических исследований, статистическая обработка.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 25.04.2022 / Дата принятия к печати: 25.05.2022 / Дата публикации: 25.06.2022

Introduction

Introduction. An important role in the mechanisms of regulation of the cardiovascular system is played by atrial natriuretic peptide, ANP, which is synthesized by the atria of the heart in response to physiological or pathogenetic stimuli. The polymorphism of the hANP (rs5065) gene has been studied in people with cardiovascular diseases, however, its contribution to the mechanisms of development of occupational and industrially caused pathology needs to be studied, since the complex impact of unfavorable factors of the production environment leads to the risk of developing combined pathology of the bronchopulmonary and cardiovascular systems in coal miners.

The purpose was to study the association of hANP (rs5065) gene polymorphism with dust lung pathology and accompanying structural and functional changes in the myocardium among Kuzbass miners.

Materials and methods

Materials and methods. For genetic research, venous blood was taken from 179 Kuzbass miners. The main group consisted of 114 miners of the main professions with a previously proven diagnosis of "dust lung pathology", the comparison group included 65 individuals without a proven diagnosis working in similar sanitary and hygienic conditions. Isolation of genomic DNA from blood cells was carried out by phenol-chloroform extraction method followed by precipitation with ethanol. The polymorphic variant of the hANP (rs5065) gene was analyzed using real-time polymerase chain reaction. All workers underwent transthoracic echocardiography with the determination of structural and functional parameters of the left ventricle of the heart.

Results

Results. The chance of detecting the homozygous A/A genotype of the hANP gene in miners with dust pathology is 2.5 times higher than in the comparison group (χ2 — 7.190; р<0.008; OR — 2.453, CI 95% 1.262–4.768). The G/G genotype of the hANP gene is protective against the development of bronchopulmonary pathology in coal miners. In the miners with long-term work experience, a relationship between the presence of dust lung pathology and the development of diastolic dysfunction of the left ventricle of types 1 and 2 (χ2 — 9.922; p=0.002; OR — 5.117, CI 95% 1.842–14.218) was found. The heterozygous mutant A/G genotype of the hANP (rs5065) gene is a risk factor for the development of diastolic dysfunction of types 1 and 2 in underground workers of main professions (χ2 — 4.442; p=0.0036; OR — 2.433, CI 95% 1.057–5.879).

Limitations

Limitations. The study was limited to the number of miners who underwent periodic medical examinations and were hospitalized at the Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases.

Conclusion

Conclusion. The polymorphism of the hANP (rs5065) gene is associated with the development of occupational lung pathology and accompanying structural and functional changes in the myocardium among miners of the South of Kuzbass.

Ethics

Ethics. The examination of the patients corresponded to the ethical standards of the Bioethical Committee of the Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases developed in accordance with the Helsinki Declaration of the World Medical Association "Ethical Principles of Conducting Scientific Medical Research with Human Participation" (2000), as amended in 2013 and the "Rules of Clinical Practice in the Russian Federation" approved by Order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 266 dated 19.06.2003. All patients signed an informed consent before the examination.

Contribution

Contribution:Zhukova A.G. — concept and design of the study, writing text, editing;Kazitskaya A.S. — collection and processing of material, conducting genetic research, statistical processing, editing;Yadykina T.K. — conducting genetic research;Korotenko O.Yu. — collection and processing of material, editing;Gulyaeva O.N. — conducting genetic research, statistical processing.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

Received

Received: 25.05.2022 / Accepted: 25.05.2022 / Published: 25.06.2022

шахтёрыпылевая патология лёгкихген hANPгенетический полиморфизмструктурно-функциональные изменения миокардаminersdust lung pathologyhANP genegenetic polymorphismstructural and functional changes of the myocardiumReferencesЧеботарёв А.Г. Современные условия труда на горнодобывающих предприятиях и пути их нормализации. Горн. пром-сть. 2012; (2): 84-8.Chebotarev A.G. Current working environment at mines and ways of its improvement. Gornaya promyshlennost’. 2012; (2): 84–8 (in Russian).Чеботарёв А.Г. Состояние условий труда и профессиональной заболеваемости работников горнодобывающих предприятий. Горн. пром-сть. 2018; (1): 92-5. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2018-1-137-92-95Chebotarev A.G. Working environment and occupational morbidity of mine personnel. Gornaya promyshlennost’. 2018; (1): 92–5. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2018-1-137-92-95 (in Russian).Пиктушанская Т.Е., Яковлева Н.В., Брылева М.С., Чуранова А.Н. Закономерности формирования профессиональной заболеваемости в когорте шахтеров Ростовского угольного бассейна. Мед. труда и пром. экол. 2018; (8): 38-42. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-8-38-42Piktushanskaya T.E., Yakovleva N.V., Bryleva M.S., Churanova A.N. Concepts of occupational morbidity formation in miners of Rostov coal basin. Med. truda i prom. ekol. 2018; (8): 38–42. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-8-38-42 (in Russian).Васильева О.С., Кузьмина Л.П., Кравченко Н.Ю. Роль молекулярно-генетических исследований в диагностике и профилактике развития профессиональных заболеваний органов дыхания. Пульмонология. 2017; 27(2): 198-205. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2017-27-2-198-205Vasil’eva O.S., Kuz’mina L.P., Kravchenko N.Yu. A role of molecular analysis for diagnosis and prevention of occupational lung diseases. Pulmonologiya. 2017; 27(2): 198–205. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2017-27-2-198-205 (in Russian).Устинова О.Ю., Власова Е.М., Носов А.Е., Костарев В.Г., Лебедева Т.М. Оценка риска развития сердечно-сосудистой патологии у шахтеров, занятых подземной добычей хромовой руды. Анализ риска здоровью. 2018; (3): 94-103. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.3.10Ustinova O.Yu., Vlasova E.M., Nosov A.E., Kostarev V.G., Lebedeva T.M. Assessment of cardiovascular pathology risk in miners employed at deep chrome mines. Analiz riska zdorov’yu. 2018; (3): 94–103. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.3.10.engКазицкая А.С., Бондарев О.И., Бугаева М.С., Жукова А.Г., Ядыкина Т.К. Морфометрические и генетические исследования механизмов повреждения сердечно-сосудистой системы у шахтёров Кузбасса с пылевой патологией легких. Мед. труда и пром. экол. 2021; 61(9): 611-9. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-9-611-619Kazitskaya A.S., Bondarev O.I., Bugaeva M.S., Zhukova A.G., Yadykina T.K. Morphometric and genetic studies of the mechanisms of damage to the cardiovascular system in Kuzbass miners with dust lung pathology. Med. truda i prom. ekol. 2021; 61(9): 611–9. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-9-611-619 (in Russian).Коротенко О.Ю., Филимонов Е.С., Панев Н.И. Факторы риска структурно-функциональных изменений сердца у работников угольной промышленности. Гигиена и сан. 2021; 100(7): 688-92. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-7-688-692Korotenko O.Yu., Filimonov E.S., Panev N.I. Risk factors for structural and functional changes of the heart in coal industry workers. Gigiena i sanitariya. 2021; 100(7): 688–92. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-7-688-692 (in Russian).Cannone V., Huntley B.K., Olson T.M., Heublein D.M., Scott C.G., Bailey K.R. et al. Atrial natriuretic peptide genetic variant rs5065 and risk for cardiovascular disease in the general community: a 9-year follow-up study. Hypertension. 2013; 62(5): 860-5. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01344Cannone V., Huntley B.K., Olson T.M., Heublein D.M., Scott C.G., Bailey K.R. et al. Atrial natriuretic peptide genetic variant rs5065 and risk for cardiovascular disease in the general community: a 9-year follow-up study. Hypertension. 2013; 62(5): 860–5. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01344Rubattu S., Sciarretta S., Valenti V., Stanzione R., Volpe M. Natriuretic peptides: An update on bioactivity, potential therapeutic use, and implication in cardiovascular diseases. Am J Hypertens. 2008; 21(7): 733-41. https://doi.org/10.1038/ajh.2008.174Rubattu S., Sciarretta S., Valenti V., Stanzione R., Volpe M. Natriuretic peptides: An update on bioactivity, potential therapeutic use, and implication in cardiovascular diseases. Am J Hypertens. 2008; 21(7): 733–41. https://doi.org/10.1038/ajh.2008.174Kuhn M. Endothelial actions of atrial and B-type natriuretic peptides. Br J Pharmacol. 2012; 166(2): 522-31. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.2012.01827.xKuhn M. Endothelial actions of atrial and B-type natriuretic peptides. Br J Pharmacol. 2012; 166(2): 522–31. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.2012.01827.xRubattu S., Sciarretta S., Marchitti S., Bianchi F., Forte M., Volpe M. The T2238C human atrial natriuretic peptide molecular variant and the risk of cardiovascular diseases.Int J Mol Sci. 2018; 19(2): 540. https://doi.org/10.3390/ijms19020540Rubattu S., Sciarretta S., Marchitti S., Bianchi F., Forte M., Volpe M. The T2238C human atrial natriuretic peptide molecular variant and the risk of cardiovascular diseases. Int J Mol Sci. 2018; 19(2): 540. https://doi.org/10.3390/ijms19020540Volpe M., Carnovali M., Mastromarino V. The natriuretic peptides system in the pathophysiology of heart failure: from molecular basis to treatment. Clin Sci (Lond). 2016; 130(2): 57-77. https://doi.org/10.1042/CS20150469Volpe M., Carnovali M., Mastromarino V. The natriuretic peptides system in the pathophysiology of heart failure: from molecular basis to treatment. Clin Sci (Lond). 2016; 130(2): 57–77. https://doi.org/10.1042/CS20150469Li T.Y., Tse M.Y., Pang S.C., McLellan C.S., King W.D., Johri A.M. Sex differences of the natriuretic peptide polymorphism associated with angiographic coronary atherosclerosis. Cardiol Res. 2017; 8(1): 1-6. https://doi.org/10.14740/cr523wLi T.Y., Tse M.Y., Pang S.C., McLellan C.S., King W.D., Johri A.M. Sex differences of the natriuretic peptide polymorphism associated with angiographic coronary atherosclerosis. Cardiol Res. 2017; 8(1): 1–6. https://doi.org/10.14740/cr523wMa L., Xiang X. Atrial natriuretic peptide/natriuretic peptide receptor A (ANP/NPRA) signaling pathway: a potential therapeutic target for allergic asthma. Med Hypotheses. 2011; 77(5): 832-3. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2011.07.048Ma L., Xiang X. Atrial natriuretic peptide/natriuretic peptide receptor A (ANP/NPRA) signaling pathway: a potential therapeutic target for allergic asthma. Med Hypotheses. 2011; 77(5): 832–3. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2011.07.048De Vito P. Atrial natriuretic peptide: an old hormone or a new cytokine? Peptides. 2014; 58: 108-16. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2014.06.011De Vito P. Atrial natriuretic peptide: an old hormone or a new cytokine? Peptides. 2014; 58: 108–16. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2014.06.011Ma L., Zeng J., Mo B., Wang C., Sun Y., Zhang M. et al. ANP/NPRA signaling preferentially mediates Th2 responses in favor of pathological processes during the course of acute allergic asthma.Int J Clin Exp Med. 2015; 8(4): 5121-8.Ma L., Zeng J., Mo B., Wang C., Sun Y., Zhang M. et al. ANP/NPRA signaling preferentially mediates Th2 responses in favor of pathological processes during the course of acute allergic asthma. Int J Clin Exp Med. 2015; 8(4): 5121–8.Khoury E.E., Kinaneh S., Aronson D., Amir O., Ghanim D., Volinsky N. et al. Natriuretic peptides system in the pulmonary tissue of rats with heart failure: potential involvement in lung edema and inflammation. Oncotarget. 2018; 9(31): 21715-30. https://doi.org/10.18632/oncotarget.24922Khoury E.E., Kinaneh S., Aronson D., Amir O., Ghanim D., Volinsky N. et al. Natriuretic peptides system in the pulmonary tissue of rats with heart failure: potential involvement in lung edema and inflammation. Oncotarget. 2018; 9(31): 21715–30. https://doi.org/10.18632/oncotarget.24922Barbato E., Bartunek J., Mangiacapra F., Sciarretta S., Stanzione R., Delrue L. et al. Influence of rs5065 atrial natriuretic peptide gene variant on coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2012; 59(20): 1763-70. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2012.02.017Barbato E., Bartunek J., Mangiacapra F., Sciarretta S., Stanzione R., Delrue L. et al. Influence of rs5065 atrial natriuretic peptide gene variant on coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2012; 59(20): 1763–70. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2012.02.017Sambrook J., Russell D.W. Purification of nucleic acids by extraction with phenol:chloroform. CSH Protoc. 2006; (1): pdb.prot4455. https://doi.org/10.1101/pdb.prot4455Sambrook J., Russell D.W. Purification of nucleic acids by extraction with phenol:chloroform. CSH Protoc. 2006; (1): pdb.prot4455. https://doi.org/10.1101/pdb.prot4455Казицкая А.С., Михайлова Н.Н., Жукова А.Г., Горохова Л.Г. Иммунные механизмы формирования профессиональной пылевой патологии бронхолегочной системы. Мед. труда и пром. экол. 2018; (6): 33-8. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-6-33-38Kazitskaya A.S., Mikhailova N.N., Zhukova A.G., Gorokhova L.G. Immune mechanisms underlying occupational bronchopulmonary diseases due to dust. Med. truda i prom. ekol. 2018; (6): 33–8. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-6-33-38 (in Russian).Xing J., Yakubov B., Poroyko V., Birukova A.A. Opposite effects of ANP receptors in attenuation of LPS-induced endothelial permeability and lung injury. Microvasc Res. 2012; 83(2): 194-9. https://doi.org/10.1016/j.mvr.2011.09.012Xing J., Yakubov B., Poroyko V., Birukova A.A. Opposite effects of ANP receptors in attenuation of LPS-induced endothelial permeability and lung injury. Microvasc Res. 2012; 83(2): 194–9. https://doi.org/10.1016/j.mvr.2011.09.012Anand-Srivastava M.B. Natriuretic peptide receptor-C signaling and regulation. Peptides. 2005; 26(6): 1044-59. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2004.09.023Anand-Srivastava M.B. Natriuretic peptide receptor-C signaling and regulation. Peptides. 2005; 26(6): 1044–59. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2004.09.023Бугаева М.С., Горохова Л.Г., Бондарев О.И., Михайлова Н.Н. Влияние угольно-породной пыли на риск развития морфологических нарушений сердечно-сосудистой системы. Мед. труда и пром. экология. 2020; 60(6): 415-20. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-6-415-420Bugaeva M.S., Gorokhova L.G., Bondarev O.I., Mikhailova N.N. Influence of coal-rock dust on the risk of developing morphological disorders of the cardiovascular system. Med. truda i prom. ekol. 2020; 60(6): 415–20. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-6-415-420 (in Russian).Жукова А.Г., Казицкая А.С., Ядыкина Т.К., Панев Н.И. Полиморфизм генов HIF-1А (rs11549465) и VEGFА (rs2010963) и иммунный статус шахтёров с пылевой патологией лёгких. Гигиена и сан. 2021; 100(7): 683-7. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-7-683-687Zhukova A.G., Kazitskaya A.S., Yadykina T.K., Panev N.I. Polymorphism of HIF-1A (rs11549465) and VEGFA (rs2010963) genes and the immune status in the dust lung pathology miners working at the coal enterprises in the South of Kuzbass. Gigiena i sanitariya. 2021; 100(7): 683–7. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-7-683-687 (in Russian).

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