Полиморфизм генов циркадных ритмов у работников предприятия непрерывного производства со сменным графиком работы

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. Существуют количественные ограничения группы наблюдения лиц различного пола.

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:
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. 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. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Конфликт интересов отсутствует.

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

1. Чаулин 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/10.15829/1560-4071-2020-4061

2. 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/srep34006

3. Семёнова 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_59e71aad2aa777.29348772

4. 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.

5. 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.2008-0638

6. Winter 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.07595

7. Schwertner 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.2013.02.025

8. Slominski 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.2012.01.004

9. Цветкова 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/omet10015

10. 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.

11. 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.2013.11.012

12. 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.

13. 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.2016.07.016

14. Florea 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.114.302589

15. Курбатова 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.

16. 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/10.47056/0365-9615-2020-170-11-608-612

17. 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/10.31089/1026-9428-2021-61-2-97-102

18. 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/10.47056/0365-9615-2021-171-2-191-195

19. Нестерова М.В. Мелатонин — адаптоген с мультимодальными возможностями. Медицинский совет. 2015; 18: 50–3.

20. 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/zsw011