zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2023-63-4-234-240zurniimtpe-3163Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESИзучение полиморфизма гена аддуцина ADD1 Gly460Trp rs4961 у работников в условиях экспозиции химических факторов производственной среды (на примере предельных углеводородов)Polymorphism in ADD1 Gly460Trp rs4961 gene in workers exposed to occupational chemical factors (exemplified by saturated hydrocarbons)https://orcid.org/0000-0003-2356-1145ЗайцеваНина В.ZaitsevaNina V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихОлег В.DolgikhOleg V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2344-3037НурисламоваТатьяна ВалентиновнаNurislamovaTatyana V.

Зам. зав. отделом химико-аналитических методов исследований ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», д-р биол. наук.

e-mail: nurtat@fcrisk.ru

Deputy head. Department of Chemical and Analytical Research Methods of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Technologies of Public Health Risk Management, Doctor of Biological Sciences.

e-mail: nurtat@fcrisk.ru

nurtat@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0114-3930КазаковаОльга А.KazakovaOlga A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7664-3270МальцеваОльга А.MaltsevaOlga A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5669-1689ЧинькоТатьяна В.ChinkoTatyana V.noemail@neicon.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора; ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»РоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management; Perm National Research Polytechnic UniversityRussian FederationФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» РоспотребнадзораРоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk ManagementRussian FederationФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»РоссияPerm National Research Polytechnic UniversityRussian Federation202310042023634234240Copyright © Зайцева Н.В., Долгих О.В., Нурисламова Т.В., Казакова О.А., Мальцева О.А., Чинько Т.В., 20232023Зайцева Н.В., Долгих О.В., Нурисламова Т.В., Казакова О.А., Мальцева О.А., Чинько Т.В.Zaitseva N.V., Dolgikh O.V., Nurislamova T.V., Kazakova O.A., Maltseva O.A., Chinko T.V.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/3163Введение

Введение. В современных условиях особое значение приобретают вопросы выявления основных закономерностей формирования здоровья работников с целью ранней диагностики и снижения уровня общей и профессиональной заболеваемости.

Цель исследования — изучение полиморфизма гена аддуцина ADD1 Gly460Trp rs4961 работающих в условиях экспозиции химических факторов производственной среды (на примере предельных углеводородов).

Материалы и методы

Материалы и методы. Предметом исследования являлись воздух рабочей зоны и биологические среды (моча, буккальный эпителий) группы наблюдения (n=162) и работников, не занятых в технологическом процессе (группа сравнения, n=83) калийной флотационной фабрики.

Для оценки экспозиции воздуха производственной среды предельными углеводородами (гексан, гептан) выполнены лабораторно-инструментальные исследования воздуха на рабочих местах (11) и в помещении административного аппарата управления с использованием газоанализатора ГАНК-4. Исследование биосред (моча) на содержание предельных углеводородов (гексан, гептан) выполняли методом анализа равновесной паровой фазы на газовом хроматографе «Кристалл-5000» в соответствии методическими указаниями МУК 4.1.764-99.

Исследован полиморфизм гена аддуцина ADD1 Gly460Trh rs4961. Генотипирование проводилось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени путём дискриминации аллелей с помощью TaqMan-зондов на амплификаторе CFX96 (Bio-Rad) с использованием олигонуклеотидных праймеров и зондов, синтезированных компанией «Синтол» (Москва).

Для оценки достоверности различий полученных результатов использовали t-критерий Стьюдента и Z-тест Фишера. Для проверки нормальности количественных данных использовали критерий согласия (χ2) Пирсона. Оценивалось соответствие частот генотипов кандидатных генов закону равновесия Харди–Вайнберга.

Результаты

Результаты. Диапазон обнаруженных концентраций гексана в воздухе производственной среды в период наблюдения составил 14–68 мг/м3 (0,1ПДКр.з.), гептана 20–84 мг/м3 (0,1ПДКр.з.). Оценка уровня контаминации гексаном и гептаном мочи рабочих, имевших различный стаж профессионального контакта с предельными углеводородами от 1 года и более 10 лет показала, что при стаже работы более 10 лет содержание гексана увеличивается в 1,5 раза и гептана в 1,22 раза в сравнении с работниками, чей стаж составляет менее 10 лет.

Результаты сравнительного анализа особенностей генетического полиморфизма у работников группы наблюдения по отношению к группе сравнения позволил установить значимые различия между частотами генотипов и аллелей гена аддуцина ADD1 Gly460Trp rs4961, характеризующиеся увеличением частоты дикого GG генотипа гена. Проведённая оценка отношения шансов (OR) наличия в группе наблюдения вариации генотипа GG гена ADD1 Gly460Trp rs4961 согласно мультипликативной (для G аллеля, наследуемого по доминантному типу OR=2,94; CI: 1,46–5,94; p<0,005) и общей (для GG генотипа, OR=3,14; CI: 1,44–6,86; p<0,005) моделям наследования, а также оценкой относительного риска (для G аллеля RR=1,38; CI: 1,23–1,53), позволила верифицировать достоверную вероятность формирования генетически детерминированных нарушений, ассоциированных с развитием артериальной гипертонии.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Ограничением исследования является изучение полиморфизма гена аддуцина ADD1 Gly460Trp rs4961 только при воздействии двух предельных углеводородов гексана и гептана.

Выводы

Выводы. В процессе исследований установлено, что с увеличением стажа работы на предприятии более 10 лет у работающих основных профессий достоверно (р<0,01) увеличивается содержание в моче гексана в 1,5 раза и гептана в 1,22 раза (р<0,048) в сравнении с работниками, чей стаж составляет менее 10 лет.

Установлено, что обнаружение в моче работников производственно-профессиональных групп, контактирующих с парами предельных углеводородов, гексана на уровне 0,006±0,002 мг/дм3 соответствовало 81% вариации гена ADD1 Gly460Trp rs4961 в виде дикого GG генотипа (p<0,05), что в условиях контаминации предельными углеводородами может формировать риск возникновения патологии сердечно-сосудистой систем.

Этика

Этика. При проведении исследования авторы руководствовались этическими принципами проведения медицинских исследований с участием человека в качестве субъекта, изложенными в Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации последнего пересмотра и получили информированное добровольное согласие от каждого работника на участие в обследовании.

Участие авторов

Участие авторов:Зайцева Н.В. — концепция исследования, редактирование;Долгих О.В. — концепция исследования, редактирование;Нурисламова Т.В. — актуальность, заключение;Казакова О.А. — сбор и обработка материала;Чинько Т.В. — материалы и методы, результаты;Мальцева О.А. — сбор, обработка материала, статистическая обработка материала.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 06.03.2022 / Дата принятия к печати: 17.03.2023 / Дата публикации: 10.04.2023

Introduction

Introduction. Nowadays it has become especially vital to reveal basic regularities in workers’ health formation in order to provide early diagnostics and to reduce overall and occupational morbidity.

The aim of the study was to examine polymorphism in ADD1 Gly460Trp rs4961 gene in workers exposed to chemical occupational factors at their workplaces (exemplified by saturated hydrocarbons).

Materials and methods

Materials and methods. We examined workplace air and biological media (urine and buccal epithelium) of exposed workers from the test group (n=162) and workers who didn’t deal with any technological processes at their workplaces (the reference group, n=83); both groups were employed at a potash flotation factory.

To assess exposure to saturated hydrocarbons (hexane and heptane) in workplace air, we performed laboratory-instrumental tests of air inside workshops (11) and in administrative rooms with GANK-4 gas analyzer. Biological media (urine) were examined to determine contents of saturated hydrocarbons (hexane and heptane) in them by analyzing vapor phase in equilibrium on "Kristall-5000" gas chromatographer according to methodical Guidelines MUK 4.1.764-99.

We analyzed polymorphism in ADD1 Gly460Trp rs4961 gene. Genetic typing was accomplished by polymerase chain reaction (PCR) in real time mode through allele discrimination with using TaqMan-probes on CFX96 (Bio-Rad) system as well as oligonucleotide primers and probes synthesized by "Sintol" company (Moscow).

We applied Student’s t-test and Fischer’s Z-test to estimate authenticity of differences in obtained results. Pearson’s chi-square test (χ2) was used to check normalcy of quantitative data. We also assessed whether frequencies of candidate gene genotypes conformed to Hardy–Weinburg equilibrium.

Results

Results. Hexane was detected in workplace air in concentrations within 14–68 mg/m3 range (0.1MPCworkplace) during the observation period; heptane, 20–84 mg/m3 (0.1MPCworkplace). We assessed contamination of workers’ urine with hexane and heptane depending on their working experience that involved occupational contacts with saturated hydrocarbons, from 1 year and up to longer than 10 years. The assessment revealed that hexane contents were by 1.5 times higher and heptane contents by 1.22 times higher in workers with their working experience being longer than 10 years against workers with shorter working experience (less than 10 years).

The results of a comparative analysis of the features of genetic polymorphism in the workers of the observation group in relation to the comparison group allowed us to establish significant differences between the frequencies of genotypes and alleles of the adducine gene ADD1 Gly460Trp rs4961, characterized by an increase in the frequency of the wild GG genotype of the gene. The assessment of the odds ratio (OR) of the presence in the observation group of the variation of the genotype GG of the gene ADD1 Gly460Trp rs4961 according to the multiplicative (for G allele inherited by dominant type OR=2.94; CI: 1.46–5.94; p<0.005) and general (for GG genotype, OR=3.14; CI: 1.44–6.86; p<0.005) inheritance models, as well as an assessment of the relative risk (for the G allele RR=1.38; CI: 1.23–1.53), allowed us to verify the reliable probability of the formation of genetically determined disorders associated with the development of arterial hypertension.

Limitations

Limitations. A limitation of the study is the study of the polymorphism of the ADD1 Gly460Trp rs4961 adducin gene only when exposed to two saturated hydrocarbons, hexane and heptane.

Conclusion

Conclusion. Our research revealed that workers with basic production occupations and with working experience at the factory that was longer than 10 years had authentically higher hexane and heptane contents in their urine, by 1.5 (р<0.01) and 1.22 (р<0.048) times accordingly, than workers with their working experience at the factory being shorter than 10 years.

We established that detection of hexane in concentrations equal to 0.006±0.002 mg/dm3 in urine of workers with basic production occupations who contacted saturated hydrocarbons vapors corresponded to 81% of the variation of the ADD1 Gly460Trp rs4961 gene in the form of a wild GG genotype (p<0.05) corresponded, which in conditions of contamination with marginal hydrocarbons can form the risk of cardiovascular pathology.

Ethics

Ethics. The research was performed in full conformity with ethical principles for medical research involving human subjects stipulated by the Declaration of Helsinki issued by the World Medical Association (the latest edition); all the participants gave their informed voluntary consent to take part in the research.

Contribution

Contribution:Zaitseva N.V. — research concept, editing;Dolgikh O.V. — research concept, editing;Nurislamova T.V. — relevance, conclusion;Kazakova O.A. — collection and processing of material;Chinko T.V. — materials and methods, results;Maltseva O.A. — collection, processing of material, statistical processing of material.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

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

Received

Received: 06.03.2022 / Accepted: 17.03.2023 / Published: 10.04.2023

газохроматографический анализбиологические средыкровьполиморфизм гена аддуцина ADD1 Gly460Trh rs4961скрининговые исследованияgas chromatography analysisbiological mediabloodPolymorphism of the Adducin gene Add1 Gly460TRH RS4961screening researchReferencesВласова Е.М., Пономарева Т.А., Селезнев С.С., Сафронов С.В. Оценка эффективности профилактических мероприятий по минимизации риска воздействия производственной среды на организм работников при выполнении подземных горных работ. Мед. труда и пром. экол. 2017; 6: 39–43.Vlasova Е.М., Ponomaryova Т.А., Seleznyov S.S., Safronov S.V. Evaluating efficiency of preventive measures to minimize risk of occupational environment influence on workers engaged into subsurface mining. Med. truda i prom. ekol. 2017; 6: 39–43 (in Russian).Карначев И.П., Левашов С.П., Шкрабак Р.В., Челтыбашев А.А. О концепции управления профессиональными рисками в сфере охраны здоровья и безопасности труда работников промышленных предприятий России. Горный журнал. 2018; 4: 87–92.Karnachyov I.P., Levashov S.P., Shkrabak R.V., Cheltybashev А.А. On the concept of occupational risk management in health protection and labor safety for workers employed at industrial enterprises in Russia. Gornyj zhurnal. 2018; 4: 87–92. https://doi.org/10.17580/gzh.2018.04.16 (in Russian).Вишняк Б.А., Поздеев А.А. Технология обогащения и автоматизация процессов калийных флотационных фабрик: коллективная монография. Пермь: Изд-во ПНИПУ; 2011.Vishnyak B.А., Pozdeevв А.А. Processing technology and automation at potash flotation factories: a monograph by a team of authors. Perm: PSRPU publishing house; 2011 (in Russian).Измеров Н.Ф. Российская энциклопедия по медицине труда. М.; ОАО «Издательство «Медицина»; 2009.Izmerov N.F. The Russian encyclopedia on occupational medicine. М.; «Meditsina» publishing house; 2009 (in Russian).Филов В.А. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов. Л.: Химия; 1990.Filov V.А. Adverse chemicals. Hydrocarbons. Halogen derivatives of hydrocarbons. Reference book. L.: Chemistry; 1990 (in Russian).Лискова М.Ю. Негативное воздействие, оказываемое на окружающую среду предприятиями по добыче и обогащению калийно-магниевых солей. Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2017; 16(1): 82–8.Liskova М.Yu. Negative impact on the environment caused by companies that mine and process potassium and magnesium salts. Vestnik PNIPU. Geologiya. Neftegazovoe i gornoe delo. 2017; 16(1): 82–8 (in Russian).Онищенко Г.Г. Состояние условий труда и профессиональная заболеваемость работников в Российской Федерации. Нефть и здоровье. 2009; 13–8.Onishchenko G.G. Working conditions and occupational morbidity in workers of the Russian Federation. Neft’ i zdorov’e. 2009; 13–8 (in Russian).Оруджев Р.А., Джафарова Р.Э. Особенности токсического действия углеводородов нефти на организм человека. Вестник Витебского Государственного Медицинского Университета. 2017; 16(4): 8–15.Orujov R.А., Jafarova R.E. The peculiarities of the toxic effect of petroleum hydrocarbons on the human. Vestnik Vitebskogo Gosudarstvennogo Meditsinskogo Universiteta. 2017; 16(4): 8–15. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2017.4.8 (in Russian).Измеров Н.Ф., Прокопенко Л.В., Бухтияров И.В. Сохранение здоровья и трудового долголетия работников — основа инновационной социально ориентированной экономики России. В кн.: «Матер. 11-го Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей». М.–Ярославль; 2012. Т.2.: 430–3.Izmerov N.F., Prokopenko L.V., Bukhtiyarov I.V. Preservation of workers’ health and long working life as a base of innovative and socially oriented economy in Russia. In: «Materials of the 11th All-Russian conference of hygienists and sanitary inspectors». М.–Yaroslavl; 2012: 2: 430–3 (in Russian).Валеева Э.Т., Бакиров А.Б., Каримова Л.К. Профессиональный риск для здоровья работников химической промышленности. Вестник РГМУ. 2013; 5–6: 124–8.Valeeva E.Т., Bakirov А.B., Karimova L.К. Occupational risks for chemical workers’ health. Vestnik RGMU. 2013; 5–6: 124–8 (in Russian).Уланова Т.С., Нурисламова Т.В., Попова Н.А., Мальцева О.А. Оценка уровня контаминации выдыхаемого воздуха и крови работников резинотехнического производства в условиях профессиональной экспозиции акрилонитрилом. Мед. труда и пром. экол. 2016; 8: 37–42.Ulanova Т.S., Nurislamova Т.V., Popova N.А., Maltseva О.А. Evaluation of contamination levels of serum and expired air of mechanical rubber production workers exposed to acrylonitrile at work. Vestnik RGMU. 2016; (8): 37–42 (in Russian).Карпищенко А.И. Медицинские лабораторные технологии. М: ГЭОТАР-Медиа; 2014.Karpishchenko А.I. Medical laboratory technologies. М.: GEOTAR-Media; 2014 (in Russian).Ильин В.П. Методические особенности применения Т-критерия Стьюдента в медико-биологических исследованиях. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2011; 5(81): 160–1.Ilyin V.P. Methodical peculiarities of applying Student’s t-test in medical and biological research. Byulleten’ VSNTS SO RAMN. 2011; 5(81): 160–1 (in Russian).Гафарова Л.М., Завьялова И.Г., Мустафин Н.Н. Об особенностях применения критерия согласия Пирсона χ2. Экономические и социально-гуманитарные исследования. 2015; 4(8): 63–7.Gafarova L.М., Zavyalova I.G., Mustafin N.N. On peculiarities of applying Pearson’s chi-square test χ2. Ehkonomicheskie i sotsial’no-gumanitarnye issledovaniya. 2015; 4(8): 63–7 (in Russian).Мухин А.А. Применение методов статистического моделирования в оценке факторных зависимостей численности населения Российской Федерации. Вестник Удмуртского университета. 2016; 26(3): 29–39.Mukhin А.А. The application of statistical modeling methods to the estimation of factor dependencies of the Russian Federation population. Udmurtia University Bulletin. 2016; 26(3): 29–39 (in Russian).Георгиевский А.Б. К истории закона Харди-Вейнберга. Историко-биологические исследования. 2011; 3(1): 63–75.Georgievskiy А.B. On history of Hardy — Weinburg equilibrium. Istoriko-biologicheskie issledovaniya. 2011; 3(1): 63–75 (in Russian).U.S. Environmental Protection Agency. Integrated Risk Information System (IRIS) on n-Hexane. National Center for Environmental Assessment. Office of Research and Development, Washington, DC; 1999U.S. Environmental Protection Agency. Integrated Risk Information System (IRIS) on n-Hexane. National Center for Environmental Assessment. Office of Research and Development, Washington, DC; 1999Pereira A.C., Floriano M.S., Mota G.F., Cunha R.S., Herkenhoff F.L., Mill J.G. et al. β2 adrenoceptor functional gene variants, obesity, and blood pressure level interactions in the general population. Hypertension. 2003; 42(4): 685–92.Pereira A.C., Floriano M.S., Mota G.F., Cunha R.S., Herkenhoff F.L., Mill J.G. et al. β2 adrenoceptor functional gene variants, obesity, and blood pressure level interactions in the general population. Hypertension. 2003; 42(4): 685–92.Dolgikh O.V., Zaitseva N.V., Nikonoshina N.A. Сonditions of aerogenic exposition to benzol and genetic status as factors of formation of immune profile features in men with vegetative regulation impairments/ 20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference — SGEM 2020. Conference Proceedings; 2020: 73–80.Dolgikh O.V., Zaitseva N.V., Nikonoshina N.A. Сonditions of aerogenic exposition to benzol and genetic status as factors of formation of immune profile features in men with vegetative regulation impairments. 20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference — SGEM 2020. Conference Proceedings; 2020: 73–80.Челакова Ю.А., Долгих О.В. Особенности иммунного статуса рабочих нефтехимического производства с патологией сердечно-сосудистой системы. ЗНиСО. 2020; 5(326): 47–51.Chelakova Yu.А., Dolgikh О.V. Peculiarities of the immune status of petrochemical workers with cardiovascular diseases. ZNiSO. 2020; 5(326): 47–51. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2020-326-5-47-51 (in Russian).Зайцева Н.В., Уланова Т.С., Долгих О.В., Нурисламова Т.В. Ассоциативный анализ результатов исследования уровня контаминации биосред ароматическими углеводородами и иммунотропных эффектов у работников нефтегазодобывающих предприятий в различных стажевых группах. Якутский медицинский журнал. 2020; 3 (71): 25–8.Zaitseva N.V., Ulanova Т.S., Dolgikh О.V., Nurislamova Т.V. Association analysis-based study results in evaluating the aromatic hydrocarbons contamination level of bio media and immunotropic effects of oil and gas enterprises employees from various work experience groups. Yakutskij meditsinskij zhurnal. 2020; 3(71): 25–8. https://doi.org/10.25789/YMJ.2020.7 (in Russian).Челакова Ю.А., Долгих О.В. Особенности клеточной регуляции и специфической гиперчувствительности работников нефтехимического производства с патологией сердечно-сосудистой системы. Медицина труда и экология человека. 2020; 2(22): 25–30.Chelakova Yu.А., Dolgikh О.V. Features of cell regulation and specific hypersensitivity of workers employed in the petrochemical plant with the pathology of the cardiovascular system. Meditsina truda i ehkologiya cheloveka. 2020; 2(22): 25–30. https://doi.org/10.24411/2411-3794-2020-10204 (in Russian).Dolgikh O.V., Zaitseva N.V., Nosov A.E., Krivtsov A.V., Dianova D.G., Kazakova O.A., Otavina E.A., Alikina I.N. Analysis of the role of carriership of polymorphic genotypes of esr1, enos, and apoe4 genes in the development of arterial hypertension in men. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018; 164(6): 753–6.Dolgikh O.V., Zaitseva N.V., Nosov A.E., Krivtsov A.V., Dianova D.G., Kazakova O.A., Otavina E.A., Alikina I.N. Analysis of the role of carriership of polymorphic genotypes of esr1, enos, and apoe4 genes in the development of arterial hypertension in men. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018; 164(6): 753–6.

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