Морфометрические и генетические исследования механизмов повреждения сердечно-сосудистой системы у шахтёров Кузбасса с пылевой патологией легких

Введение. Комбинированное воздействие неблагоприятных факторов производственной среды приводит к развитию у шахтёров сочетанной патологии бронхолегочной и сердечно-сосудистой систем, предрасположенность к которой зависит от индивидуальной восприимчивости организма. В связи с этим важным является комплексное изучение патогенетических механизмов, лежащих в основе формирования и течения профессиональных и производственно обусловленных заболеваний, для персонализированного подхода к диагностике, профилактике и терапии данной патологии.

Цель исследования — на основе морфологических и генетических исследований изучить механизмы повреждения сердечно-сосудистой системы у шахтёров с пылевой патологией лёгких.

Материалы и методы. Для генетических исследований проведен забор венозной крови у 190 шахтёров Кузбасса. Основная группа — 126 горнорабочих основных профессий с ранее установленным диагнозом «пылевая патология легких», группа сравнения — 64 работника без установленного диагноза, трудящихся в аналогичных санитарно-гигиенических условиях. Морфометрические исследования осуществляли с использованием аутопсийного материала, полученного при проведении 80 судебно-медицинских экспертиз шахтёров Кемеровской области. Все горнорабочие были разделены на 4 группы в зависимости от подземного стажа. Группа контроля была сформирована из 20 случаев судебно-медицинских экспертиз мужчин, погибших при автодорожных катастрофах и не имевших по результатам вскрытий органной патологии.

Результаты. Исследование аутопсийного материала позволило выявить наличие морфоструктурных изменений в сосудистой стенке сердца шахтёров в виде гипертрофии гладкомышечных клеток медиального слоя, утолщения эндотелиальной выстилки, развития фибропластических изменений в периваскулярных зонах. Данные изменения начинали формироваться уже с первых лет работы в подземных условиях и прогрессировали с увеличением стажа, способствуя «перекалибровке» сосудов сердца с формированием «обструкции» просветов. Одним из механизмов повреждения эндотелия у шахтёров является изменение экспрессии гена EDN1, регулирующего синтез эндотелина-1. Выявлены генотипы риска и резистентности развития пылевой патологии лёгких для полиморфизма rs5370 гена EDN1. Морфоструктурная перестройка эндотелия в совокупности с его патологической активацией способствует возникновению дисфункции эндотелия у горнорабочих.

Выводы. Проведенные исследования параметров сосудистого эндотелия свидетельствуют о его ключевой роли в патогенезе бронхолёгочной и сердечно-сосудистой патологии у шахтёров основных профессий. Попадая в организм рабочих, частицы угольно-породной пыли приводят к морфоструктурной перестройке клеток эндотелиального слоя и его патологической активации. Выявлен вклад молекулярно-генетических механизмов в развитие профессиональной патологии лёгких и сопутствующих ей болезней системы кровообращения у горнорабочих.

1. Бухтияров И.В., Кузьмина Л.П., Пфаф В.Ф. Актуальные проблемы профилактики производственно обусловленной патологии. В кн.: Актуальные проблемы медицины труда. Сборник трудов института. Саратов; 2018: 26-36.

2. Бухтияров И.В., Чеботарёв А.Г. Гигиенические проблемы улучшения условий труда на горнодобывающих предприятиях. Горн. пром-сть. 2018; (5): 33. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2018-5-141-33-35

3. Бухтияров И.В., Головкова Н.П., Хелковский-Сергеев Н.А. Проблемы сохранения здоровья работников угольной промышленности: новые вызовы и новые решения. Мед. труда и пром. экол. 2017; (12): 1-6.

4. Ушатикова О.Н., Кузьмина Л.П., Горблянский Ю.Ю. Вклад производственных факторов в развитие атерогенных дислипопротеидемий у шахтёров-угольщиков. Мед. труда и пром. экол. 2006; (12): 11-7.

5. Панев Н.И. Иммуновоспалительные механизмы и эндотелиальная дисфункция в развитии атеросклероза у шахтёров с пылевой патологией легких. Мед. иммунол. 2017; 19(S): 416.

6. Коротенко О.Ю., Филимонов Е.С., Панев Н.И., Блажина О.Н. Структурно-функциональные особенности и показатели деформации левого желудочка у работников угольной промышленности в зависимости от наличия артериальной гипертензии. Гигиена и сан. 2020; 99(7): 693-8. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-7-693-698

7. 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/10.18093/0869-0189-2017-27-2-198-205

8. Безрукавникова Л.М., Анохин Н.Н., Цидильковская Э.С. Ассоциация молекулярно-генетических маркеров и показателей оксидативного стресса у работающих в контакте с пылью асбеста. Мед. труда и пром. экол. 2019; 59(9): 560. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-560-561

9. Каде А.Х., Занин С.А., Губарева Е.А., Туровая А.Ю., Богданова Ю.А., Апсалямова С.О. и др. Физиологические функции сосудистого эндотелия. Фундам. исслед. 2011; (11-3): 611-7.

10. Мельникова Ю.С., Макарова Т.П. Эндотелиальная дисфункция как центральное звено патогенеза хронических болезней. Казан. мед. ж. 2015; 96(4): 659-65. https://doi.org/10.17750/KMJ2015-659

11. Подольская А.А., Галявич А.С., Майкова Е.В., Кравцова О.А., Алимова Ф.К. Роль генов антиоксидантной системы в формировании клинических фенотипов ишемической болезни сердца. Казан. мед. ж. 2013; 94(2): 228-34. https://doi.org/10.17816/KMJ1594

12. Berg K.K., Madsen H.O., Garred P., Wiseth R., Gunnes S., Videm V. The additive contribution from inflammatory genetic markers on the severity of cardiovascular disease. Scand J Immunol. 2009; 69(1): 36-42. https://doi.org/10.1111/j.1365-3083.2008.02187.x

13. Swerdlow D.I., Holmes M.V., Harrison S., Humphries S.E. The genetics of coronary heart disease. Br Med Bull. 2012; 102(1): 59-77. https://doi.org/10.1093/bmb/lds009

14. Seeb J.E., Carvalho G., Hauser L., Naish K., Roberts S., Seeb L.W. Single-nucleotide polymorphism (SNP) discovery and applications of SNP genotyping in non-model organisms. Mol Ecol Resour. 2011; 11(S1): 1-8. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02979.x

15. Шпагина Л.А., Герасименко О.Н., Дробышев В.А., Чачибая З.К. Полиморфизм генов эндотелиальной дисфункции и системного гемостаза у больных вибрационной болезнью в сочетании с артериальной гипертензией. Мед. и образ. в Сибири. 2015; (1): 35. Available at: http://ngmu.ru/cozo/mos/article/text_full.php?id=1658

16. Ahmed M., Rghigh A. Polymorphism in Endothelin-1 Gene: An Overview. Curr Clin Pharmacol. 2016; 11(3): 191-210. https://doi.org/10.2174/1574884711666160701000900

17. Петюнина О.В., Копица Н.П. Факторы риска и полиморфизм гена эндотелина-1 (rs5370) у больных инфарктом миокарда с элевацией сегмента ST. Мир медицины и биологии. 2019; (2): 100-4. https://doi.org/10.26724/2079-8334-2019-2-68-100-104

18. Popov A.F., Schulz E.G., Hinz J., Schmitto J.D., Seipelt R., Koziolek M.J. et al. Impact of endothelin-1 Lys198Asn polymorphism on coronary artery disease and endorgan damage in hypertensives. Coron Artery Dis. 2009; 19(7): 429-34. https://doi.org/10.1097/MCA.0b013e32830936e5

19. Аляви А.Л., Алиахунова М.Ю., Туляганова Д.К., Хан Т.А., Назарова Г.А., Иманкулова Д.А. и др. Особенности полиморфизма гена фактора роста эндотелия сосудов у больных ишемической болезнью сердца. Вестник науки. 2020; 4(9): 44-54. https://doi.org/10.1097/MCA.0b013e32830936e5

20. Carmeliet P. VEGF gene therapy: stimulating angiogenesis or angioma-genesis? Nature Med. 2000; 6(10): 1102-3. https://doi.org/10.1038/80430