zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2025-65-1-49-56uazmvyzurniimtpe-3682Research ArticleПРОФПАТОЛОГАМFOR PROFESSIONAL PATHOLOGISTSКлинико-генетические особенности токсического поражения печени у работников нефтехимических предприятийClinical and genetic features of toxic liver damage in workers of petrochemical enterpriseshttps://orcid.org/0000-0002-2092-1021КудояровЭльдар РенатовичKudoyarovEldar R.

Младший научный сотрудник лаборатории генетики отдела токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора

e-mail: fbun@uniimtech.ru

Junior Researcher, Genetics Laboratory, Toxicology and Genetics Department with Experimental Clinic of Laboratory Animals (Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology)

e-mail: e.kudoyarov@yandex.ru

fbun@uniimtech.ruhttps://orcid.org/0009-0009-4819-1356ИвановаДинара ПетровнаIvanovaDinara P.

Врач-терапевт, врач-гастроэнтеролог терапевтического-профпатологического отделения клиники ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора

e-mail: fbun@uniimtech.ru

General Practitioner, Gastroenterologist, Therapeutic and Occupational Pathology Department (Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology)

e-mail: fbun@uniimtech.ru

fbun@uniimtech.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3510-2595БакировАхат БариевичBakirovAkhat B.

Советник директора ФБУН «Уфимский научно-исследовательский медицины труда и экологии человека»; заведующий кафедрой терапии и профессиональных болезней с курсом ИДПО ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, д-р мед. наук, профессор; академик Академии наук Республики Башкортостан

e-mail: fbun@uniimtech.ru

Advisor to the Director (Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology), Head of the Department of Therapy and Occupational Diseases with the Course of Additional Professional Education (Bashkir State Medical University), Dr. of Sci. (Med.), Professor, Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan

e-mail: fbun@uniimtech.ru

fbun@uniimtech.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7187-2533КалимуллинаДилара ХатимовнаKalimullinaDilara Kh.

Профессор кафедры терапии и профессиональных болезней с курсом ИДПО ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, д-р мед. наук

e-mail: dilaramd@gmail.com

Professor of the Department of Therapy and Occupational Diseases with the Course of Additional Professional Education (Bashkir State Medical University), Dr. of Sci. (Med.)

e-mail: dilaramd@gmail.com

dilaramd@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6659-3983ГалиуллинаДинара МаратовнаGaliullinaDinara M.

Заведующий терапевтическим-профпатологическим отделением клиники ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора

e-mail: fbun@uniimtech.ru

Head of the Therapeutic and Occupational Pathology Department of the Clinic (Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology)

e-mail: fbun@uniimtech.ru

fbun@uniimtech.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9873-7611МироноваГульнара РафаэлевнаMironovaGulnara R.

Заведующий консультативно-поликлиническим отделением, врач-профпатолог клиники ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора

e-mail: fbun@uniimtech.ru

Head of the Consultative and Outpatient Department, Occupational Pathologist of the Clinic (Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology)

e-mail: fbun@uniimtech.ru

fbun@uniimtech.ruФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» РоспотребнадзораРоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human EcologyRussian FederationФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора; ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России; Академия наук Республики БашкортостанРоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology; Bashkir State Medical University; Academy of Sciences of the Republic of BashkortostanRussian FederationФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияBashkir State Medical UniversityRussian Federation2025070220256514956Copyright © Кудояров Э.Р., Иванова Д.П., Бакиров А.Б., Калимуллина Д.Х., Галиуллина Д.М., Миронова Г.Р., 20252025Кудояров Э.Р., Иванова Д.П., Бакиров А.Б., Калимуллина Д.Х., Галиуллина Д.М., Миронова Г.Р.Kudoyarov E.R., Ivanova D.P., Bakirov A.B., Kalimullina D.K., Galiullina D.M., Mironova G.R.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/3682Введение

Введение. В нефтехимическом производстве часто используются вредные химические вещества, что обусловливает их нахождение в воздухе рабочей зоны. Проникая в организм работников, химические соединения могут способствовать нарушениям здоровья организма. Образование химически активных метаболитов при биотрансформации ксенобиотиков приводит к повреждению органов брюшной полости и обусловливает изменения показателей периферической крови, которые могут быть использованы для поиска новых диагностических маркеров воздействия вредных факторов на состояние здоровья.

Цель исследования — изучить прогностические возможности биохимических и генетических показателей для ранней диагностики токсического повреждения печени у работников в химической отрасли.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведено исследование состояния здоровья 114 работников нефтехимических предприятий, среди которых у 29 работников обнаружено токсическое поражение печени (когорта 1). В группу сравнения вошли 92 работника предприятий других отраслей, не контактирующие с производственными химическими факторами риска, из которых у 48 человек обнаружена неалкогольная жировая болезнь печени (когорта 3). Клинические исследования состояния организма у работников проведены с использованием биохимических, инструментальных и генетических методов.

Результаты

Результаты. Исследование прогностических возможностей предикторов токсического повреждения печени продемонстрировали хороший потенциал у биомаркеров: процент «комет» с фрагментацией более 5% ДНК (cut-off=12,24%, Sen=79,3%, Spe=66,7%, AUC ROC=0,711; p<0,001), средний процент ДНК в хвосте «кометы» (cut‑off=2,95%, Sen=79,3%, Spe=60,5%, AUC ROC=0,727; p<0,001), аспартатаминотрансфераза (cut-off=25,5 Ед/л, Sen=86,2%, Spe=48,6%, AUC ROC=0,707; p<0,001), билирубин прямой (cut-off=3,05 мкМоль/л, Sen=72,4%, Spe=75,7%, AUC ROC=0,752; p<0,001).

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Полученные результаты ограничены числом участников (223 работника) и возможностями применённых методов исследования (клинические, сонографические, электрофорез одиночных клеток в агарозном геле, статистические, ROC-анализ).

Выводы

Выводы. Результаты проведённого исследования свидетельствуют о высоких прогностических возможностях определённых генетических биомаркеров (процент «комет» с фрагментацией более 5% ДНК, средний процент ДНК в хвосте «кометы») для дифференцирования случаев производственно обусловленного токсического поражения печени от случаев неалкогольной жировой болезни печени на ранних этапах формирования патологии.

Этика

Этика. Исследование выполнено в соответствии с основополагающими документами Российской Федерации и международными принципами этики научных исследований (протокол заседания биоэтической комиссии ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора № 01-09 от 30.09.2024).

Участие авторов

Участие авторов:Кудояров Э.Р. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста;Иванова Д.П. — сбор и обработка данных;Бакиров А.Б. — концепция и дизайн исследования, редактирование;Калимуллина Д.Х. — редактирование;Галиуллина Д.М. — сбор и обработка данных;Миронова Г.Р. — сбор и обработка данных.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 15.11.2024 / Дата принятия к печати: 02.12.2024 / Дата публикации: 07.02.2025

Introduction

Introduction. Harmful chemicals are often used in petrochemical production, which causes them to be in the air of the work area. Penetrating into the body of workers, chemical compounds can contribute to disorders of the body's health. The formation of chemically active metabolites during the biotransformation of xenobiotics leads to damage to the abdominal organs and causes changes in peripheral blood parameters, which can be used to search for new diagnostic markers of the effects of harmful factors on health.

The study aims to consider the prognostic possibilities of biochemical and genetic indicators for the early diagnosis of toxic liver damage in workers in the chemical industry.

Materials and methods

Materials and methods. The experts conducted a study of the health status of 114 workers of petrochemical enterprises and they found toxic liver damage in 29 workers (cohort 1). The comparison group included 92 employees of enterprises in other industries who are not in contact with industrial chemical risk factors, of which 48 people were found to have non-alcoholic fatty liver disease (cohort 3). Scientists conducted clinical studies of the body in workers using biochemical, instrumental and genetic methods.

Results

Results. A study of the prognostic capabilities of predictors of toxic liver damage demonstrated a good potential for biomarkers: the percentage of "comets" with fragmentation of more than 5% of DNA (cut-off=12.24%, Sen=79.3%, Spe=66.7%, AUC ROC=0.711; p<0.001), the average percentage of DNA in the tail of the "comet" (cut-off=2.95%, Sen=79.3%, Spe=60.5%, AUC ROC=0.727; p<0.001), aspartate aminotransferase (cut-off=25.5 U/L, Sen=86.2%, Spe=48.6%, AUC ROC=0.707; p<0.001), direct bilirubin (cut-off=3.05 mmol/L, Sen=72.4%, Spe=75.7%, AUC ROC=0.752; p<0.001).

Conclusion

Conclusion. The results of the study indicate the high prognostic capabilities of certain genetic biomarkers (the percentage of "comets" with fragmentation of more than 5% of DNA, the average percentage of DNA in the tail of the "comet") to differentiate cases of production-related toxic liver damage from cases of non-alcoholic fatty liver disease in the early stages of pathology formation.

Ethics

Ethics. The study was carried out in accordance with the fundamental documents of the Russian Federation and the international principles of research ethics (minutes of the meeting of the bioethical commission of the Ufa Scientific Research Institute of Occupational Health and Human Ecology of Rospotrebnadzor No. 01-09 dated 30.09.2024).

Limitations

Limitations. The results obtained are limited by the number of participants (223 workers) and the capabilities of the research methods used (clinical, sonographic, single-cell agarose gel electrophoresis, statistical, ROC analysis).

Contributions

Contributions:Kudoyarov E.R. — research concept and design, data collection and processing, text writing;Ivanova D.P. — data collection and processing;Bakirov A.B. — research concept and design, editing;Kalimullina D.Kh. — editing;Galiullina D.M. — data collection and processing;Mironova G.R. — data collection and processing.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

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

Received

Received: 15.11.2024 / Accepted: 02.12.2024 / Published: 07.02.2025

токсическое поражение печенинеалкогольная жировая болезнь печенистеатозретроспективное исследованиедиагностическое исследованиеповреждения ДНКхимическая промышленностьбиомаркер воздействияtoxic liver damagenon-alcoholic fatty liver diseasesteatosisretrospective studydiagnostic studyDNA damagechemical industrybiomarker of exposureReferencesПрофессиональная патология: национальное руководство. Под ред. Измерова Н.Ф. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2011.Occupational pathology: national guidelines. Edited by N.F. Izmerov. M.: GEOTAR-Media; 2011 (in Russian).Döring B., Petzinger E. Phase 0 and phase III transport in various organs: combined concept of phases in xenobiotic transport and metabolism. Drug Metab. Rev. 2014; 46: 261–82. https://doi.org/10.3109/03602532.2014.882353Döring B., Petzinger E. Phase 0 and phase III transport in various organs: combined concept of phases in xenobiotic transport and metabolism. Drug Metab. Rev. 2014; 46: 261–82. https://doi.org/10.3109/03602532.2014.882353Joshi-Barve S., Kirpich I., Cave M.C., Marsano L.S., McClain C.J. Alcoholic, nonalcoholic, and toxicant-associated steatohepatitis: mechanistic similarities and differences. Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. 2015; 1(4): 356–67. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2015.05.006Joshi-Barve S., Kirpich I., Cave M.C., Marsano L.S., McClain C.J. Alcoholic, nonalcoholic, and toxicant-associated steatohepatitis: mechanistic similarities and differences. Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. 2015; 1(4): 356–67. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2015.05.006Idilman I.S., Ozdeniz I., Karcaaltincaba M. Hepatic steatosis: etiology, patterns, and quantification. Semin. Ultrasound CT MR. 2016; 37(6): 501–10. https://doi.org/10.1053/j.sult.2016.08.003Idilman I.S., Ozdeniz I., Karcaaltincaba M. Hepatic steatosis: etiology, patterns, and quantification. Semin. Ultrasound CT MR. 2016; 37(6): 501–10. https://doi.org/10.1053/j.sult.2016.08.003Mezale D., Strumfa I., Vanags A., Mezals M., Fridrihsone I., Strumfs B., et al. Chapter 1. Non-alcoholic steatohepatitis, liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma: The molecular pathways. Liver Cirrhosis Update and Current Challenges. London: InTech; 2017. https://doi.org/10.5772/intechopen.68771Mezale D., Strumfa I., Vanags A., Mezals M., Fridrihsone I., Strumfs B., et al. Chapter 1. Non-alcoholic steatohepatitis, liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma: The molecular pathways. Liver Cirrhosis Update and Current Challenges. London: InTech; 2017. https://doi.org/10.5772/intechopen.68771Caro A.A., Cederbaum A.I. Oxidative stress, toxicology and pharmacology of CYP2E1. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2004; 44(1): 27–42. https://doi.org/10.1146/annurev.pharmtox.44.101802.121704Caro A.A., Cederbaum A.I. Oxidative stress, toxicology and pharmacology of CYP2E1. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2004; 44(1): 27–42. https://doi.org/10.1146/annurev.pharmtox.44.101802.121704McGillicuddy F.C., de la Llera Moya M., Hinkle C.C., Joshi M.R., Chiquoine E.H., Billheimer J.T., et al. Inflammation impairs reverse cholesterol transport in vivo. Circulation. 2009; 119(8): 1135–45. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.108.810721McGillicuddy F.C., de la Llera Moya M., Hinkle C.C., Joshi M.R., Chiquoine E.H., Billheimer J.T., et al. Inflammation impairs reverse cholesterol transport in vivo. Circulation. 2009; 119(8): 1135–45. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.108.810721Мулдашева Н.А., Каримов Д.О., Каримова Л.К., Бейгул Н.А., Шаповал И.В. Потенциальные риски химического воздействия на здоровье работников в условиях нефтехимических производств. Медицина труда и экология человека. 2024; 2: 32–45.Muldasheva N.A., Karimov D.O., Karimova L.K., Beigul N.A., Shapoval I.V. Potential chemical risks for workers' health in petrochemical productions. Meditsina Truda i ekologiya cheloveka. 2024; 2: 32–45 (in Russian).Pérez Fernández T., López Serrano P., Tomás E., Gutiérrez M.L., Lledó J.L., Cacho G. et al. Diagnostic and therapeutic approach to cholestatic liver disease. Rev. Esp. Enferm. Dig. 2004; 96(1): 60–73. https://doi.org/10.4321/s1130-01082004000100008Pérez Fernández T., López Serrano P., Tomás E., Gutiérrez M.L., Lledó J.L., Cacho G. et al. Diagnostic and therapeutic approach to cholestatic liver disease. Rev. Esp. Enferm. Dig. 2004; 96(1): 60–73. https://doi.org/10.4321/s1130-01082004000100008Reshetnyak V.I. Primary biliary cirrhosis: Clinical and laboratory criteria for its diagnosis. World J. Gastroenterol. 2015; 21(25): 7683–708. https://doi.org/10.3748/wjg.v21.i25.7683Reshetnyak V.I. Primary biliary cirrhosis: Clinical and laboratory criteria for its diagnosis. World J. Gastroenterol. 2015; 21(25): 7683–708. https://doi.org/10.3748/wjg.v21.i25.7683Jansen P.L.M., Ghallab A., Vartak N., Reif R., Schaap F.G., Hampe J. et al. The ascending pathophysiology of cholestatic liver disease. Hepatology. 2017; 65(2): 722–38. https://doi.org/10.1002/hep.28965Jansen P.L.M., Ghallab A., Vartak N., Reif R., Schaap F.G., Hampe J. et al. The ascending pathophysiology of cholestatic liver disease. Hepatology. 2017; 65(2): 722–38. https://doi.org/10.1002/hep.28965Галимова Р.Р., Каримова Л.К., Мулдашева Н.А., Валеева Э.Т., Газизова Н.Р. Обоснование профилактики профессиональной заболеваемости работников нефтехимических производств. Гигиена и санитария. 2019; 98(9): 967–71.Galimova R.R., Karimova L.K., Muldasheva N.A., Valeeva E.T., Gazizova N.R. The foundation of the prevention of occupational morbidity in workers of petrochemical plants. Gigiena i Sanitariya. 2019; 98(9): 967–71. (in Russian).Маевская М.В., Котовская Ю.В., Ивашкин В.Т., Ткачева О.Н., Трошина Е.А., Шестакова М.В., и др. Национальный Консенсус для врачей по ведению взрослых пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени и её основными коморбидными состояниями. Терапевтический архив. 2022; 94(2): 216–53.Mayevskaya M.V., Kotovskaya Yu.V., Ivashkin V.T., Tkacheva O.N., Troshina E.A., Shestakova M.V. et al. The National Consensus statement on the management of adult patients with non-alcoholic fatty liver disease and main comorbidities. Terapevticheskii arkhiv. 2022; 94(2): 216–53 (in Russian).Профессиональная патология. Национальное руководство. Под ред. Бухтиярова И.В. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2024.Occupational pathology: national guidelines. Edited by I.V. Bukhtiyarov. M.: GEOTAR-Media; 2024 (in Russian).Неалкогольная жировая болезнь печени. Клинические рекомендации. 2022. https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/748_1 (дата обращения: 15.04.2024)Non-alcoholic fatty liver disease. Clinical guidelines. 2022. https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/748_1 (date of access: 15.04.2024) (in Russian).МР 4.2.0014–10 «Оценка генотоксических свойств методом ДНК-комет in vitro»: Методические рекомендации. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора; 2011.MR 4.2.0014–10 "Evaluation of genotoxic properties by the method of DNA comets in vitro": Methodological recommendations. M.: Federal’nyj centr gigieny i epidemiologii Rospotrebnadzora; 2011. (in Russian).Singh N.P., McCoy M.T., Tice R.R., Schneider E.L. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp. Cell Res. 1988; 175: 184–191.Singh N.P., McCoy M.T., Tice R.R., Schneider E.L. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp. Cell Res. 1988; 175: 184–191.Collins A.R., Ma A.G., Duthie S.J. The kinetics of repair of oxidative DNA damage (strand breaks and oxidised pyrimidines) in human cells. Mutation Research. 1995; 336(1): 69-77.Collins A.R., Ma A.G., Duthie S.J. The kinetics of repair of oxidative DNA damage (strand breaks and oxidised pyrimidines) in human cells. Mutation Research. 1995; 336(1): 69-77.Дон Е.С., Тарасов А.В., Эпштейн О.И., Тарасов С.А. Биомаркеры в медицине: поиск, выбор, изучение и валидация. Клиническая лабораторная диагностика. 2017; 62(1): 52–9.Don E.S., Tarasov A.V., Epshtein O.I., Tarasov S.A. The biomarkers in medicine: search, choice, study and validation. Russian Clinical Laboratory Diagnostics. 2017; 62(1): 52–9. (in Russian).Григорьев С.Г., Лобзин Ю.В., Скрипченко Н.В. Роль и место логистической регрессии и ROC-анализа в решении медицинских диагностических задач. Журнал инфектологии. 2016; 8(4): 36–45.Grigoryev S.G., Lobzin Yu.V., Skripchenko N.V. The role and place of logistic regression and ROC analysis in solving medical diagnostic task. Jurnal Infektologii. 2016; 8(4): 36–45 (in Russian).Rinella M.E., Neuschwander-Tetri B.A., Siddiqui M.S., Abdelmalek M.F., Caldwell S., Barb D. et al. AASLD practice guidance on the clinical assessment and management of nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 2023; 77: 1797–835. https://doi.org/10.1097/HEP.000000000000032Rinella M.E., Neuschwander-Tetri B.A., Siddiqui M.S., Abdelmalek M.F., Caldwell S., Barb D. et al. AASLD practice guidance on the clinical assessment and management of nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 2023; 77: 1797–835. https://doi.org/10.1097/HEP.000000000000032European Association for the Study of the Liver (EASL). EASL clinical practice guidelines on management of occupational liver diseases. J. Hepatol. 2019; 71: 1022–37.European Association for the Study of the Liver (EASL). EASL clinical practice guidelines on management of occupational liver diseases. J. Hepatol. 2019; 71: 1022–37.

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