zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2024-64-5-328-333jpzquxzurniimtpe-3486Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОсобенности полиморфизма генов ADRB2 Arg16Gly и HTR2A (rs7997012) у работающих на сильвинитовой обогатительной фабрикеFeatures of the polymorphism of the ADRB2 Arg16Gly and HTR2A (rs7997012) genes in workers at the sylvinite concentrating factoryhttps://orcid.org/0000-0002-5162-9234СтарковаКсения ГеннадьевнаStarkovaKsenia G.

Заведующий лабораторией иммунологии и аллергологии, канд. биол. наук

e-mail: skg@fсrisk.ru

Head of the Laboratory of Immunology and Allergology, Cand. of Sci. (Biol.)

e-mail: skg@fсrisk.ru

skg@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихОлег ВладимировичDolgikhOleg V.

Заведующий отделом иммунобиологических методов диагностики, д-р мед. наук, проф.

e-mail: oleg@fcrisk.ru

Head of the Department of Immunobiological Diagnostic Methods, Dr. of Sci. (Med.), Professor

e-mail: oleg@fcrisk.ru

oleg@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0114-3930КазаковаОльга АлексеевнаKazakovaOlga A.

Младший научный сотрудник лаборатории иммуногенетики

e-mail: chakina2011@yandex.ru

Junior Researcher, Laboratory of Immunogenetics

e-mail: chakina2011@yandex.ru

chakina2011@yandex.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» РоспотребнадзораРоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesRussian Federation202420062024645328333Copyright © Старкова К.Г., Долгих О.В., Казакова О.А., 20242024Старкова К.Г., Долгих О.В., Казакова О.А.Starkova K.G., Dolgikh O.V., Kazakova O.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/3486Введение

Введение. Исследование механизмов формирования патологических изменений состояния здоровья трудоспособного населения в условиях воздействия вредных производственных факторов с выделением потенциальных групп риска, основанном на индивидуальной генетической вариабельности и регуляторных маркерах, необходимо для решения задач мониторинга и профилактики профессиональной заболеваемости.

Цель исследования — выявить особенности полиморфизма генов ADRB2 Arg16Gly и HTR2A (rs7997012) и связь генотипов генов-кандидатов с экспрессией адреналина и серотонина у работников сильвинитовой обогатительной фабрики.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследованы 68 работников, условия труда которых определяются повышенной концентрацией пыли калия хлорида, тяжестью трудового процесса, присутствием в воздухе рабочей зоны предельных углеводородов. Группу сравнения составили 61 человек, работники административно-управленческого аппарата. Присутствие контаминантов в биосредах исследовали методом газовой хроматографии. Специфическую сенсибилизацию к химическим факторам оценивали по уровню специфических антител с помощью аллергосорбентного тестирования. Уровни адреналина и серотонина исследовали методом иммуноферментного анализа. Генотипирование проводили методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.

Результаты

Результаты. Выявлен избыточный уровень содержания в биосредах гексана, ассоциированный с высоким уровнем сенсибилизации к гексану по критерию IgG (в 6,3 раза относительно группы сравнения). Генетический анализ позволил установить достоверно повышенную частоту гомозиготного генотипа GG ADRB2 Arg16Gly адреналового рецептора для обследованной группы работающих (OR=2,78; 95% CI=1,20–6,45) относительно группы сравнения (в 2,2 раза). Анализ содержания адреналина позволил выявить достоверное снижение его концентрации, ассоциированное с гомозиготным генотипом GG ADRB2 Arg16Gly у обследованных работающих, в 2,2 раза. Отмечены достоверные межгрупповые различия частоты полиморфизма гена серотонинового рецептора HTR2A (rs7997012) с повышенной распространённостью генотипа AA в 1,8 раза (OR=2,64; 95% CI=1,02–6,84). Выявленная генетическая вариабельность сочеталась с уменьшением уровня серотонина в группе наблюдения в 1,6 раза в AG и GG вариации генотипов HTR2A (rs7997012).

Заключение

Заключение. Полиморфные варианты генов ADRB2 Arg16Gly и HTR2A (rs7997012) выступают маркерами чувствительности обследованной группы, ассоциированными с изменением регуляторных факторов адреналина и серотонина, и могут использоваться в качестве индикаторных показателей ранней диагностики патологических тенденций у работающих в условиях избыточной производственной контаминации гексаном.

Этика

Этика. Все обследованные работающие подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Исследование выполнено в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (пересмотр 2013 г.) и одобрено Этическим комитетом ФБУН «Федерального научного центра медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения».

Участие авторов

Участие авторов:Старкова К.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, статистическая обработка;Долгих О.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование, ответственность за целостность всех частей статьи;Казакова О.А. — сбор и обработка материала, статистическая обработка.Все авторы — утверждение окончательного варианта статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 28.11.2023 / Дата принятия к печати: 20.05.2024 / Дата публикации: 20.06.2024

Introduction

Introduction. The study of the mechanisms of formation of pathological changes in the health status of the able-bodied population under the influence of harmful industrial factors with the identification of potential risk groups based on individual genetic variability and regulatory markers is necessary to solve the tasks of monitoring and prevention of occupational morbidity.

The study aims to identify the features of polymorphism of the ADRB2 Arg16Gly and HTR2A (rs7997012) genes and the relationship of candidate gene genotypes with the expression of adrenaline and serotonin in workers of the sylvinite concentrating factory.

Materials and methods

Materials and methods. Scientists examined 68 workers whose working conditions were determined by the increased concentration of potassium chloride dust, the severity of the labor process and the presence of extreme hydrocarbons in the air of the working area. The comparison group consisted of 61 people, employees of the administrative and managerial staff. The authors investigated the presence of contaminants in biological media by gas chromatography. They assessed specific sensitization to chemical factors by the level of specific antibodies by testing for allergosorbents. The scientists studied the levels of adrenaline and serotonin using enzyme immunoassay. The authors also performed genotyping by polymerase chain reaction in real time.

Results

Results. There was an excessive level of hexane content in biological media associated with a high level of sensitization to hexane according to the IgG criterion (6.3 times compared with the comparison group). Genetic analysis allowed us to establish a significantly increased incidence of the homozygous genotype GG ADRB2 Arg16Gly adrenal receptor in the examined group of workers (OR=2.78; 95% CI=1.20–6.45) compared with the comparison group (2.2 times). The analysis of the adrenaline content revealed a significant decrease in its concentration associated with the homozygous genotype GG ADRB2 Arg16Gly in the examined workers by 2.2 times. There are significant intergroup differences in the frequency of polymorphism of the serotonin receptor HTR2A gene (rs7997012) with an increase in the prevalence of the AA genotype by 1.8 times (OR=2.64; 95% CI=1.02–6.84). The revealed genetic variability was combined with a 1.6-fold decrease in serotonin levels in the observation group with variations of AG and GG genotypes HTR2A (rs7997012).

Conclusion

Conclusion. Polymorphic variants of the ADRB2 Arg16Gly and HTR2A (rs7997012) genes act as markers of sensitivity of the examined group associated with changes in the regulatory factors of adrenaline and serotonin, and can be used as indicators of early diagnosis of pathological tendencies in workers under conditions of excessive industrial contamination with hexane.

Ethics

Ethics. All surveyed employees signed a voluntary informed consent to participate in the study. The study was carried out in accordance with the Helsinki Declaration of the World Medical Association (revised 2013) and approved by the Ethics Committee of the Federal State Budgetary Institution «Federal Scientific Center for Medical and Preventive Technologies for Public Health Risk Management».

Contribution

Contribution:

Starkova K

Starkova K.G. — the concept and design of the study, collection and processing of material, writing the text, statistical processing;Dolgikh O.V. — the concept and design of the study, the editing, responsibility for the integrity of all parts of the article;Kazakova O.A. — collection and processing of material, statistical processing.All authors — approve the final version of the article.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

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

Received

Received: 28.11.2023 / Accepted: 20.05.2024 / Published: 20.06.2024

производственное воздействиемаркеры сенсибилизацииген ADRB2ген HTR2Aадреналинсеротонинindustrial exposuremarkers of sensitizationADRB2 geneHTR2A geneadrenalineserotoninReferencesИзмеров Н.Ф. Современные проблемы медицины труда России. Медицина труда и экология человека. 2015; 2: 5–12.Izmerov N.F. Modern problems of occupational medicine in Russia. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2015; 2: 5–12 (in Russian).Устинова О.Ю., Зайцева Н.В., Власова Е.М., Костарев В.Г. Корпоративные программы профилактики нарушения здоровья у работников вредных предприятий как инструмент управления профессиональным риском. Анализ риска здоровью. 2020; 2: 72–82. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.2.08Ustinova O.Yu., Zaitseva N.V., Vlasova E.M., Kostarev V.G. Corporate programs for preventing health disorders among workers employed at adverse productions as a tool for occupational risk management. Analiz riska zdorov'yu. 2020; 2: 72–82. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.2.08 (in Russian).Зайцева Н.В., Землянова М.А., Чащин В.П., Гудков А.Б. Научные принципы применения биомаркеров в медико-экологических исследованиях (обзор литературы). Экология человека. 2019; 9: 4–14.Zaitseva N.V., Zemlyanova M.A., Chashchin V.P., Gudkov A.B. Scientifiic principles of use of biomarkers in medico-ecological studies (review). Ekologiya cheloveka. 2019; 9: 4–14 (in Russian).Шилов В.В., Маркова О.Л., Кузнецов А.В. Биомониторинг воздействия вредных химических веществ на основе современных биомаркеров. Обзор литературы. Гигиена и санитария. 2019; 98(6): 591–96. https://elibrary.ru/qlaqmsShilov V.V., Markova O.L., Kuznetsov A.V. Biomonitoring of influence of harmful chemicals on the basis of the modern biomarkers. Literature review. Gigiena i Sanitaria. 2019; 98(6): 591–96. https://elibrary.ru/qlaqms (in Russian).Hadley M.B., Baumgartner J., Vedanthan R. Developing a clinical approach to mitigating risks of air pollution and protecting cardiovascular health. Circulation. 2018; 137(7): 725–742. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117.030377Hadley M.B., Baumgartner J., Vedanthan R. Developing a clinical approach to mitigating risks of air pollution and protecting cardiovascular health. Circulation. 2018; 137(7): 725–742. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117.030377Землянова М.А., Зайцева Н.В., Кирьянов Д.А., Шляпников Д.М., Лебедева Т.М. Биомаркеры производственно обусловленной эндотелиальной дисфункции у работников рудообогатительных производств в условиях длительной экспозиции шума. Гигиена и санитария. 2017; 96(1): 56–62. https://elibrary.ru/ygfbkdZemlyanova М.А., Zaitseva N.V., Kirianov D.A., Shlyapnikov D.M., Lebedeva T.M. Biomarkers of work-related endothelial dysfunction in employees of ore-dressing production occupied in conditions of long-term noise exposure. Gigiena i Sanitaria. 2017; 96(1): 56–62. https://elibrary.ru/ygfbkd (in Russian).Серебряков П.В., Нененко О.И., Федина И.Н., Рахимзянов А.Р. Адаптационный потенциал кардиореспираторной системы при пылевой патологии. Медицина труда и промышленная экология. 2016; 3: 1–6.Serevryakov P.V., Nenenko O.I., Fedina I.N., Rakhimzyanov A.R. Adaptation potential of cardiorespiratory system in dust diseases. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2016; 3: 1–6 (in Russian).Долгих О.В., Кривцов А.В., Горшкова К.Г., Ланин Д.В., Бубнова О.А., Дианова Д.Г., Лыхина Т.С., Вдовина Н.А. Генетические и иммунологические маркеры чувствительности и эффекта у работников калийного производства в условиях комбинированного воздействия факторов риска. Анализ риска здоровью. 2014; 3: 74–9.Dolgikh O.V., Kryvtsov A.V., Gorshkova K.G., Lanin D.V., Bubnova O.A., Dianova D.G., Lykhina T.S., Vdovina N.A. Genetic and immunological markers of sensitivity and effect in potash production workers in the terms of combined risk factors’ impact. Analiz riska zdorov'yu. 2014; 3: 74–9 (in Russian).Долгих О.В., Старкова К.Г., Кривцов А.В., Бубнова О.А. Вариабельность иммунорегуляторных и генетических маркеров в условиях комбинированного воздействия факторов производственной среды. Гигиена и санитария. 2016; 95(1): 45–48. https://elibrary.ru/vosqrnDolgikh O.V., Starkova K.G., Kryvtsov A.V., Bubnova O.A. Variability of immunoregulatory and genetic markers in conditions of the combined effects of industrial environmental factors. Gigiena i Sanitaria. 2016; 95(1): 45–8. https://elibrary.ru/vosqrn (in Russian).Долгих О.В., Кривцов А.В., Старкова К.Г., Ланин Д.В., Бубнова О.А., Дианова Д.Г., Отавина Е.А., Аликина И.Н. Особенности генетических и иммунологических показателей у работающих в условиях непрерывного производственного цикла. Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2017; 2: 210-15.Dolgikh O.V., Krivtsov A.V., Starkova K.G., Lanin D.V., Bubnova O.A., Dianova D.G., Otavina E.A., Alikina I.N. Features of genetic and immunological parameters in the workers of continuous production cycle. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya: Biologiya. 2017; 2: 210–15 (in Russian).Yan L., Wang H., Liu P., Wang M., Chen J., Zhao X. Association between the A46G polymorphism (rs1042713) in the beta2-adrenergic receptor gene and essential hypertension susceptibility in the Chinese population: A PRISMA-compliant meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2020; 99(46): e23164. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000023164Yan L., Wang H., Liu P., Wang M., Chen J., Zhao X. Association between the A46G polymorphism (rs1042713) in the beta2-adrenergic receptor gene and essential hypertension susceptibility in the Chinese population: A PRISMA-compliant meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2020; 99(46): e23164. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000023164Тимашева Я.Р., Насибуллин Т.Р., Имаева Э.Б., Мирсаева Г.Х., Мустафина О.Е. Полиморфизм генов бета‑адренорецепторов и риск эссенциальной гипертензии. Артериальная гипертензия. 2015; 21(3): 259–66. https://doi.org/10.18705/1607-419X-2015-21-3-259-266Timasheva Y.R., Nasibullin T.R., Imaeva E.B., MirsaevaG.Kh., Mustafina O.E. Beta-adrenoreceptor gene polymorphisms and the risk of essential hypertension. Arterial'naya gipertenziya. 2015; 21(3): 259–66. https://doi.org/10.18705/1607-419X-2015-21-3-259-266 (in Russian).Mitra S.R., Tan P.Y., Amini F. Association of ADRB2 rs1042713 with obesity and obesity-related phenotypes and its interaction with dietary fat in modulating glycaemic indices in Malaysian adults. J. Nutr. Metab. 2019; 2019: 8718795. https://doi.org/10.1155/2019/8718795Mitra S.R., Tan P.Y., Amini F. Association of ADRB2 rs1042713 with obesity and obesity-related phenotypes and its interaction with dietary fat in modulating glycaemic indices in Malaysian adults. J. Nutr. Metab. 2019; 2019: 8718795. https://doi.org/10.1155/2019/8718795Li Y., Yuan H., Sun L., Zhou Q., Yang F., Yang Z., Liu D. β2-Adrenergic receptor gene polymorphisms are associated with cardiovascular events but not all-cause mortality in coronary artery disease patients: a meta-analysis of prospective studies. Genet.Test. Mol. Biomarkers. 2019; 23(2): 124–37. https://doi.org/10.1089/gtmb.2018.0153Li Y., Yuan H., Sun L., Zhou Q., Yang F., Yang Z., Liu D. β2-Adrenergic receptor gene polymorphisms are associated with cardiovascular events but not all-cause mortality in coronary artery disease patients: a meta-analysis of prospective studies. Genet. Test. Mol. Biomarkers. 2019; 23(2): 124–37. https://doi.org/10.1089/gtmb.2018.0153Шалыгин Л. Современные представления о механизмах регуляции артериального давления. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2015; 2: 109–16.Shalygin L.D. Modern views on the mechanisms of blood pressure regulation. Vestnik natsional'nogo mediko-khirurgicheskogo tsentra im. N.I. Pirogova. 2015; 2: 109–16 (in Russian).Laje G., Cannon D.M., Allen A.S., Klaver J.M., Peck S.A., Liu X. et al. Genetic variation in HTR2A influences serotonin transporter binding potential as measured using PET and [11C]DASB. Int. J. Neuropsychopharmacol. 2010; 13(6): 715–24. https://doi.org/10.1017/S1461145709991027Laje G., Cannon D.M., Allen A.S., Klaver J.M., Peck S.A., Liu X. et al. Genetic variation in HTR2A influences serotonin transporter binding potential as measured using PET and [11C]DASB. Int. J. Neuropsychopharmacol. 2010; 13(6): 715–24. https://doi.org/10.1017/S1461145709991027Choi J.R., Jeon M., Koh S.B. Association between serotonin 2A receptor (HTR2A) genetic variations and risk of hypertension in a community-based cohort study. BMC Med. Genet. 2020; 21(1): 5. https://doi.org/10.1186/s12881-019-0927-3Choi J.R., Jeon M., Koh S.B. Association between serotonin 2A receptor (HTR2A) genetic variations and risk of hypertension in a community-based cohort study. BMC Med. Genet. 2020; 21(1): 5. https://doi.org/10.1186/s12881-019-0927-3Ayme-Dietrich E., Aubertin-Kirch G., Maroteaux L., Monassier L.A. Cardiovascular remodeling and the peripheral serotonergic system. Cardiovasc. Dis. 2017; 110(1): 51–9. https://doi.org/10.1016/j.acvd.2016.08.002Ayme-Dietrich E., Aubertin-Kirch G., Maroteaux L., Monassier L.A. Cardiovascular remodeling and the peripheral serotonergic system. Cardiovasc. Dis. 2017; 110(1): 51–9. https://doi.org/10.1016/j.acvd.2016.08.002Садыкова Д.И., Нигматуллина Р.Р., Афлятумова Г.Н. Роль серотонинергической системы в развитии заболеваний сердца и сосудов у детей. Казанский медицинский журнал. 2015; 96(4): 665–669.Sadykova D.I., Nigmatullina R.R., Aflyatumova G.N. The role of serotonergic system in cardiovascular diseases development in children. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2015; 96(4): 665–9 (in Russian).Надеев А.Д., Жарких И.Л., Авдонин П.В., Гончаров Н.В. Серотонин и рецепторы серотонина в клетках сердечно-сосудистой системы. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2014; 77(5): 32-37. https://elibrary.ru/svvqfdNadeev A.D., Zharkikh I.L., Avdonin P.V., Goncharov N.V. Serotonin and its receptors in the cardiovascular system. Eksp. Klin. Farmakol. 2014; 77(5): 32–7. https://elibrary.ru/svvqfd (in Russian).

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