zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2023-63-4-270-274zurniimtpe-3168Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF REPORTSПолиморфизм генов циркадных ритмов у работников предприятия непрерывного производства со сменным графиком работыPolymorphism of genes of circadian rhythms in employees of a continuous production enterprise with a shift work scheduleСубботинаАлена АлександровнаSubbotinaAlena A.

Младший научный сотрудник отдела иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН». 

e-mail: alena-osa@bk.ru

Junior researcher of the Department of Immunobiological Diagnostic Methods at the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies.

e-mail: alena-osa@bk.ru

alena-osa@bk.ruДолгихОлег В.DolgikhOleg V.noemail@neicon.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения»РоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesRussian Federation202310042023634270274Copyright © Субботина А.А., Долгих О.В., 20232023Субботина А.А., Долгих О.В.Subbotina A.A., Dolgikh O.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/3168

Циркадная система играет важную роль в регуляции функций организма человека. В результате нарушений работы циркадной системы возникают такие функциональные расстройства, как нарушения сна, углеводного обмена, метаболический синдром, переходящий в ожирение, сердечно-сосудистая патология, онкологические процессы. Одной из социально значимых причин нарушения циркадных ритмов является сменный график работы.

Цель исследования — изучить генетический статус работников и выявить маркеры предрасположенности к формированию «непереносимости» сменной работы.

Обследованы 2 группы работников предприятия: группа наблюдения — 40 человек 23–63 лет (30 женщин, 10 мужчин) со сменным графиком работы, группа сравнения — 51 человек 24–62 лет (41 женщина, 10 мужчин) административного аппарата с дневным графиком работы. Типирование полиморфных локусов генов циркадной системы осуществлялось наборами компании «Синтол» (Россия) с использованием метода Real-Time ПЦР на приборе CFX96 с аллельной дискриминацией кривых флюоресценции.

Генотипирование локусов 5 основных циркадных генов позволило установить, что встречаемость минорного аллеля Т гена мелатонинового рецептора MTNR1A (rs34532313) у работников непрерывного производства составляет 30%, что в 5 раз выше, чем у работников с нормированным графиком работы (p<0,05). При этом у работников со сменным графиком наблюдалась значимая гипоэкспрессия сывороточного серотонина (в 1,54 раза, p<0,05) относительно группы сравнения.

У работников непрерывного производства установлена повышенная встречаемость минорного аллеля Т гена рецептора мелатонина MTNR1A (rs34532313) с одновременным снижением экспрессии катехоламина серотонина, что в условиях работы по сменам может оказывать влияние на формирование дисрегуляторных нарушений функционирования гомеостатических систем и течения физиологических процессов метаболизма. Вследствие чего полиморфизм гена MTNR1A (rs34532313) можно использовать в качестве маркера «непереносимости» сменной работы.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Существуют количественные ограничения группы наблюдения лиц различного пола.

Этика

Этика. При проведении исследования авторы руководствовались этическими принципами проведения медицинских исследований с участием человека в качестве субъекта, изложенными в Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации последнего пересмотра. Пациенты подписали добровольное информированное согласие на проведение обследования.

Участие авторов

Участие авторов:Субботина А.А. — сбор и обработка материала, написание текста, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи;Долгих О.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Благодарности

Благодарности. Авторы выражают благодарность директору ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» доктору медицинских наук В.Б. Алексееву, научному руководителю доктору медицинских наук, академику РАН Н.В. Зайцевой и сотрудникам отдела иммунологических методов диагностики за помощь в проведении исследования.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Конфликт интересов отсутствует.

Дата поступления

Дата поступления: 09.02.2022 / Дата принятия к печати: 17.02.2022 / Дата публикации: 10.04.2023

The circadian system plays an important role in regulating the functions of the human body. As a result of violations of the circadian system, functional disorders such as sleep disorders, carbohydrate metabolism, metabolic syndrome turning into obesity, cardiovascular pathology, oncological processes occur. One of the socially significant causes of circadian rhythm disorders is a shift work schedule.

The study aims to explore the genetic status of employees and identify markers of predisposition to the formation of "intolerance" of shift work.

Researchers have examined two groups of employees of the enterprise: observation group — 40 people gave 23–63 years old (30 women, 10 men) with a shift work schedule, the comparison group consisted of 51 people 24–62 years old (41 women, 10 men) of the administrative apparatus with a daily work schedule. Typing of polymorphic loci of the circadian system genes was carried out by sets of the company "Syntol" (Russia) using the Real-Time PCR method on a CFX96 device with allelic discrimination of fluorescence curves.

Genotyping of the loci of the five main circadian genes allowed us to establish that the occurrence of the minor allele T of the MTNR1A melatonin receptor gene (rs34532313) in continuous production workers is 30%, which is five times higher than in workers with a standardized work schedule (p<0.05). At the same time, workers with a shift schedule had a significant hypo-expression of serum serotonin (1.54 times, p<0.05) relative to the comparison group.

Continuous production workers have an increased occurrence of the minor allele of the MTNR1A melatonin receptor T gene (rs34532313) with a simultaneous decrease in the expression of serotonin catecholamine, which in shift work conditions can affect the formation of dysregulatory disorders of the functioning of homeostatic systems and the course of physiological metabolic processes. As a result, the polymorphism of the MTNR1A gene (rs34532313) can use as a marker of "intolerance" to shift work.

Limitations

Limitations. There are quantitative restrictions on the observation group of persons of different genders.

Ethics

Ethics. When conducting the study, the authors were guided by the Ethical principles of conducting medical research with the participation of a person as a subject, set out in the Helsinki Declaration of the World Medical Association of the last revision. The patients signed a voluntary informed consent for the examination.

Contribution

Contribution:Subbotina A.A. — collection and processing of the material, writing the text, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article;Dolgikh O.V. — the concept and design of the study, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.

Gratitude

Gratitude. The authors express their gratitude to: V.B. Alekseev, the Director of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Dr. of Sci. (Med.); N.V. Zaitseva, the scientific supervisor, Dr. of Sci. (Med.), Academician of the RAS; staff of the Department of Immunological diagnostic methods for their assistance in conducting the study.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

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

Received

Received: 09.02.2022 / Accepted: 17.02.2022 / Published: 10.04.2023

сменная работаполиморфизм геноврецептор мелатонинасеротонинshift workgene polymorphismmelatonin receptorserotoninReferencesЧаулин А.М., Дуплякова П.Д., Дупляков Д.В. Циркадные ритмы сердечных тропонинов: механизмы и клиническое значение. Российский кардиологический журнал. 2020; 25(S.3): 62–69. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2020-4061Chaulin A.M., Duplyakova P.D., Duplyakov D.V. Circadian rhythms of cardiac troponins: mechanisms and clinical significance. Russian Journal of Cardiology. 2020; 25(S3): 62–9. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2020-4061 (in Russian).Garufi C., Giacomini E., Torsello A., Sperduti I., Melucci E., Mottolese M., Zeuli M., Ettorre G.M., Ricciardi T., Cognetti F., Magnani M., Ruzzo A. Gender effects of single nucleotide polymorphisms and miRNAs targeting clock-genes in metastatic colorectal cancer patients (mCRC). Scientific Reports. 2016; 26: 34006. https://doi.org/10.1038/srep34006Garufi C., Giacomini E., Torsello A., Sperduti I., Melucci E., Mottolese M., Zeuli M., Ettorre G.M., Ricciardi T., Cognetti F., Magnani M., Ruzzo A. Gender effects of single nucleotide polymorphisms and miRNAs targeting clock-genes in metastatic colorectal cancer patients (mCRC). Scientific Reports. 2016; 26: 34006. https://doi.org/10.1038/srep34006Семёнова Н.В. Хронобиологические аспекты нарушений сна у женщин климактерического периода: роль мелатонина (обзор литературы). Acta Biomedica Scientifica. 2017; 2(5,1): 32–7. https://doi.org/10.12737/article_59e71aad2aa777.29348772Semenova N.V. Chronobiological aspects of sleep disorders in menopausal women: the role of melatonin (literature review). Acta Biomedica Scientifica. 2017; 2(5,1): 32–7. https://doi.org/10.12737/article_59e71aad2aa777.29348772 (in Russian).Bin L., Ke X., Yufeng J., Xiaoling L. Aberrant expression of Per1, Per2 and Per3 and their prognostic relevance in non-small cell lung cancer. International Journal of Clinical and Experimental Pathology. 2014; 7(11): 7863–71.Bin L., Ke X., Yufeng J., Xiaoling L. Aberrant expression of Per1, Per2 and Per3 and their prognostic relevance in non-small cell lung cancer. International Journal of Clinical and Experimental Pathology. 2014; 7(11): 7863–71.Gibbs J.E., Beesley S., Plumb J., Singh D., Farrow S., Ray D.W., Loudon A.S. Circadian timing in the lung; a specific role for bronchiolar epithelial cells. Endocrinology. 2009; 150: 268–76. https://doi.org/10.1210/en.2008-0638Gibbs J.E., Beesley S., Plumb J., Singh D., Farrow S., Ray D.W., Loudon A.S. Circadian timing in the lung; a specific role for bronchiolar epithelial cells. Endocrinology. 2009; 150: 268–276. https://doi.org/10.1210/en.2008-0638Winter S.L., Bosnoyan-Collins L., Pinnaduwage D., Andrulis I.L. Expression of the circadian clock genes PER1 and PER2 in sporadic and familial breast tumors. Neoplasia. 2007; 9(10): 797–800. https://doi.org/10.1593/neo.07595Winter S.L., Bosnoyan-Collins L., Pinnaduwage D., Andrulis I.L. Expression of the circadian clock genes PER1 and PER2 in sporadic and familial breast tumors. Neoplasia. 2007; 9(10): 797–800. https://doi.org/10.1593/neo.07595Schwertner A., Conceição Dos Santos C.C., Costa G.D. et al. Efficacy of melatonin in the treatment of endometriosis: a phaseII, randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Pain. 2013; 154(6): 874–81. https://doi.org/10.1016/j.pain.2013.02.025Schwertner A., Conceição Dos Santos C.C., Costa G.D. et al. Efficacy of melatonin in the treatment of endometriosis: a phaseII, randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Pain. 2013; 154(6): 874–81. https://doi.org/10.1016/j.pain.2013.02.025Slominski R.M., Reiter R.J., Schlabritz–Loutsevitch N., Ostrom R.S., Slominski A.T. Melatonin membrane receptors in peripheral tissues: distribution and functions. Molecular and Cellular Endocrinology. 2012; 351(2): 52–66. https://doi.org/10.1016/j.mce.2012.01.004Slominski R.M., Reiter R.J., Schlabritz–Loutsevitch N., Ostrom R.S., Slominski A.T. Melatonin membrane receptors in peripheral tissues: distribution and functions. Molecular and Cellular Endocrinology. 2012; 351(2): 52–66. https://doi.org/10.1016/j.mce.2012.01.004Цветкова Е.С., Романцова Т.И., Рунова Г.Е., Беляев Н.С., Гольдшмид А.Е. Влияние сменного графика работы на показатели метаболического здоровья. Ожирение и метаболизм. 2019; 16(3): 11–9. https://doi.org/10.14341/omet10015Tsvetkova E.S., Romantsova T.I., Runova G.E., Beliaev N.S. Goldshmid A.E. The influence of shift work on metabolic health. Obesity and metabolism. 2019; 16(3): 11–9. https://doi.org/10.14341/omet10015 (in Russian).Ризванова Ф.Ф., Пикуза О.И., Файзуллина Р.А., Гайфуллина Р.Ф., Ризванов А.А., Кравцова О.А. Генетическая диагностика: полиморфизм генов цитокинов. Практическая медицина. 2010; 6(45): 41–43.Rizvanova F.F., Pikuza O.I., Faizullina R.A., Gaifullina R.F., Rizvanov A.A., Kravtsova. O.A. Genetic diagnosis: polymorphism of cytokine genes. Prakticheskaya meditsina. 2010; 6(45): 41–3 (in Russian).Boverhof D.R., Ladics G., Luebke B., Botham J., Corsini E., Evans E., Germolec D., Holsapple M., Loveless S.E., Lu H., van der Laan J.W., White K.L.Jr, Yang Y. Approaches and considerations for the assessment of immunotoxicity for environmental chemicals: a workshop summary. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2014; 68(1): 96–107. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2013.11.012Boverhof D.R., Ladics G., Luebke B., Botham J., Corsini E., Evans E., Germolec D., Holsapple M., Loveless S.E., Lu H., van der Laan J.W., White K.L.Jr, Yang Y. Approaches and considerations for the assessment of immunotoxicity for environmental chemicals: a workshop summary. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2014; 68; 1: 96–107. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2013.11.012Lieb R., Pfister H., Mastaler M., Wittchen H.U. Somatoform syndromes and disorders in a representative population sample of adolescents and young adults: prevalence, comorbidity and impairments. Acta Psychiatrica Scandinavica. 2000; 101(3): 194–208.Lieb R., Pfister H., Mastaler M., Wittchen H.U. Somatoform syndromes and disorders in a representative population sample of adolescents and young adults: prevalence, comorbidity and impairments. Acta Psychiatrica Scandinavica. 2000; 101; 3: 194–208.Cascio W.E. Proposed pathophysiologic framework to explain some excess cardiovascular death associated with ambient air particle pollution: Insights for public health translation. Biochimica et Biophysica Acta. 2016; 1860; 12: 2869–79. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2016.07.016Cascio W.E. Proposed pathophysiologic framework to explain some excess cardiovascular death associated with ambient air particle pollution: Insights for public health translation. Biochimica et Biophysica Acta. 2016; 1860; 12: 2869–79. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2016.07.016Florea V.G., Cohn J.N. The autonomic nervous system and heart failure. Circulation Research. 2014; 114; 11: 1815–26. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.114.302589Florea V.G., Cohn J.N. The autonomic nervous system and heart failure. Circulation Research. 2014; 114; 11: 1815–26. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.114.302589Курбатова И.В., Топчиева Л.В., Немова Н.Н. Циркадные гены и сердечно-сосудистые патологии. Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2014; 5: 3–17.Kurbatova I.V., Topchieva L.V., Nemova N.N. Circadian genes and cardiovascular pathology. Transactions of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences. 2014; 5: 3–17 (in Russian).Никоношина Н.А., Зайцева Н.В., Долгих О.В. Анализ особенностей иммунной регуляции, ассоциированных с полиморфизмом кандидатных генов у мужчин с диагнозом атеросклероз (на примере Пермского края). Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2020; 170; 11: 608–12. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2020-170-11-608-612Nikonoshina N.A., Zaitseva N.V., Dolgikh О.V. Peculiarities of Immune Regulation in Men of Perm Region with Atherosclerosis Related to Polymorphism of Candidate Genes. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2020; 170; 11: 608–612. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2020-170-11-608-612 (in Russian).Дианова Д.Г., Долгих О.В. Продолжительность трудовой деятельности работников производства фталевого ангидрида и дисбаланс показателей клеточного иммунитета. Медицина труда и промышленная экология. 2021; 61; 2: 97–102. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-2-97-102Dianova D.G., Dolgikh O.V. The duration of labor activity of workers in the production of phtalic anhydride and the imbalance of cellular immunity indicators. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2021; 61; 2: 97–102. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-2-97-102 (in Russian).Долгих О.В., Зайцева Н.В., Никоношина Н.А. Условия аэрогенной экспозиции бензолом и генетический статус как факторы формирования особенностей иммунного профиля у мужчин с нарушениями вегетативной регуляции. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2021; 171; 2: 191–5. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2021-171-2-191-195Dolgikh O.V., Zaitseva N.V., Nikonoshina N.A. Conditions of aerogenic exposition to benzene and genetic status as factors of formation of immune profile features in men with vegetative regulation impairments. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021; 171; 2: 191–5. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2021-171-2-191-195 (in Russian).Нестерова М.В. Мелатонин — адаптоген с мультимодальными возможностями. Медицинский совет. 2015; 18: 50–3.Nesterova M.V. Melatonin is an adaptogen with multimodal action. Meditsinskiy sovet. 2015; 18: 50–3 (in Russian).Sulkava S., Ollila H.M., Alasaari J., Puttonen S., Härmä M., Viitasalo K., Lahtinen A., Lindström J., Toivola A., Sulkava R., Kivimäki M., Vahtera J., Partonen T., Silander K., Porkka-Heiskanen T., Paunio T. Common genetic variation near melatonin receptor 1A gene linked to job-related exhaustion in shift workers. Sleep research society. 2017; 40(1): zsw011. https://doi.org/10.1093/sleep/zsw011Sulkava S., Ollila H.M., Alasaari J., Puttonen S., Härmä M., Viitasalo K., Lahtinen A., Lindström J., Toivola A., Sulkava R., Kivimäki M., Vahtera J., Partonen T., Silander K., Porkka-Heiskanen T., Paunio T. Common genetic variation near melatonin receptor 1A gene linked to job-related exhaustion in shift workers. Sleep research society. 2017; 40(1): zsw011. https://doi.org/10.1093/sleep/zsw011

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