Исследование генов глутатион-S-трансфераз (GST) T1 и M1 у работников алюминиевой промышленности с коморбидной кардиоваскулярной патологией

Введение. У работников основных профессий алюминиевого производства регистрируется высокий уровень профессиональной и производственно обусловленной патологии, прежде всего, болезней системы кровообращения, связанных с длительным влиянием вазотоксических факторов на организм. Патогенетическое течение ангиопатий протекает не изолированно, предопределяется хронической фтористой интоксикацией и наследственной компонентой. Установление ассоциаций, определяемых на основе изучения полиморфизма генов глутатион-S-трансфераз с риском развития коморбидной кардиоваскулярной патологии, дает возможность применения генетического анализа в ранней её диагностике.

Цель исследования — изучить полиморфизм генов GST у работников алюминиевой промышленности с коморбидной кардиоваскулярной патологией.

Материалы и методы. Исследования проведены с применением клинических и молекулярно-генетических методов диагностики у работников основных профессий, занятых на производстве алюминия, с хронической профессиональной интоксикацией соединениями фтора и лиц с отдельными признаками воздействия фтора на скелет (группа сравнения). Детекцией протяжённых делеций в локусах генов GSTT1, GSTM1 оценена ассоциация исследуемых генотипов с риском развития хронической фтористой интоксикации и атеросклероза.

Результаты. В когорте больных (36,58%) и в группе сравнения (16,98%) выявлена сочетанная форма болезней сердца, осложнённых коронарным атеросклерозом, ишемической болезнью сердца. Установлены значимые различия в распределении частот генотипов генов GST. Гомозиготный полиморфизм GSTT1 0/0 — фактор риска развития профессиональной патологии на фоне преобладания нормального генотипа GSTM1+. Определены предикторы (GSTT1 0/0, GSTМ1 0/0) риска развития атеросклероза, сочетанного с артериальной гипертензией, у лиц с хронической фтористой интоксикацией.

Выводы. В структуре профессиональной и производственно обусловленной патологии у работников алюминиевой промышленности определена ассоциация генов GST с развитием коморбидной сердечно-сосудистой патологии.

Этика. Обследование работников алюминиевого завода проведено на добровольной основе с письменного согласия обследуемых лиц на базе специализированной клиники НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний в соответствии с этическими принципами проведения научно-медицинских исследований с участием человека («Правила клинической практики в Российской Федерации», Приказ Минздрава РФ № 266, 2003; Хельсинкская декларация Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека», 2013).

Участие авторов:
Ядыкина Т.К. — концепция и дизайн исследования, анализ литературы, проведение генетических исследований, статистическая обработка, написание текста, редактирование;
Коротенко О.Ю. — проведение клинических исследований;
Семенова Е.А. — проведение клинических исследований;
Бугаева М.С. — анализ литературы;
Жукова А.Г. — концепция и дизайн исследования, проведение генетических исследований.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 18.04.2023 / Дата принятия к печати: 03.08.2023 / Дата публикации: 05.09.2023

1. Бухтияров И.В., Кузьмина Л.П., Головкова Н.П., Чеботарёв А.Г., Лескина Л.М., Хелковский-Сергеев Н.А. и др. Обоснование платформы Стандартов на основе оценки риска нарушения здоровья работников предприятий ведущих отраслей экономики. Мед. труда и пром. экол. 2021; 61(3): 155–60. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-3-155-160

2. Клинические рекомендации. Профессиональная интоксикация соединениями фтора (проект). Мед. труда и пром. экол. 2018; 1: 48–63.

3. Шаяхметов С.Ф., Рукавишников В.С., Лисецкая Л.Г., Меринов А.В. Характеристика образующихся аэрозольных взвесей — комплексов при традиционной и модернизированной технологиях электролиза алюминия. Мед. труда и пром. экол. 2022; 62(7): 452–8. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2022-62-7-452-458

4. Шаяхметов С.Ф., Меринов А.В., Лисецкая Л.Г., Мещакова Н.М. Биомониторинг содержания фтора у работников современного производства алюминия. Гигиена и санитария. 2019; 98(10): 1062–7.

5. Wang J., Yang J., Cheng X., Xiao R., Zhao Y., Xu H. et al. Calcium Alleviates Fluoride-Induced Bone Damage by Inhibiting Endoplasmic Reticulum Stress and Mitochondrial Dysfunction. J Agric Food Chem. 2019; 67(39): 10832–43. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b04295

6. Минтель М.В., Землянова М.А., Жданова-Заплесвичко И.Г. Некоторые аспекты совместного действия алюминия и фтора на организм человека (обзор литературы). Экология человека. 2018; 9: 12–7. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-9-12-17

7. Zuo H., Chen L., Kong M., Qiu L., Lü P., Wu P. et al. Toxic effects of fluoride on organisms. Life Sci. 2018; 198: 18–24. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2018.02.001

8. Будкарь Л.Н., Гурвич В.Б., Обухова Т.Ю., Солодушкин С.И., Ильина М.И., Шмонина О.Г. и др. Прогнозирование профессионального флюороза с учетом коморбидных нарушений у работников алюминиевого производства. Здоровье населения и среда обитания — ЗНиСО. 2023; 31(1): 39–44. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2023-31-1-39-44

9. Коротенко О.Ю., Филимонов Е.С., Панев Н.И. Изменения левого желудочка сердца у стажированных работников угольной и алюминиевой промышленностей. Гигиена и санитария. 2022; 101(7): 759–64. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-7-759-764

10. Обухова Т.Ю., Будкарь Л.Н., Шмонина О.Г., Овчинникова Е.Е., Таланкина А.А., Кудрина К.С. Влияние кардиоваскулярной и метаболической патологии на сроки развития профессиональной хронической фтористой интоксикации у работников алюминиевого производства. Уральский медицинский журнал. 2018; 10: 66–71. https://doi.org/10.25694/URMJ.2018.10.23

11. Панев Н.И., Коротенко О.Ю., Филимонов С.Н., Семёнова Е.А., Панев Р.Н. Распространённость сердечно-сосудистой патологии у работников алюминиевой промышленности. Гигиена и санитария. 2019; 98(3): 276–9. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-3-276-279

12. Cicek E., Aydin G., Akdogan M., Okutan H. Effects of chronic ingestion of sodium fluoride on myocardium in a second generation of rats. Hum Exp Toxicol. 2005; 24(2): 79–87. https://doi.org/10.1191/0960327105ht505oa

13. Basha M.P., Sujitha N.S. Chronic fluoride toxicity and myocardial damage: antioxidant offered protection in second generation rats. Toxicol Int. 2011; 18(2): 99–104. https://doi.org/10.4103/0971-6580.84260

14. Бугаева М.С., Бондарев О.И., Горохова Л.Г., Кизиченко Н.В., Жданова Н.Н. Экспериментальное изучение специфичности развития морфологических изменений внутренних органов при длительном воздействии на организм угольно-породной пыли и фторида натрия. Мед. труда и пром. экол. 2022; 62(5): 285–94. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2022-62-5-285-294

15. Козлов С.И., Немчинова Н.В., Федотова Д.А. Виды основных техногенных отходов производства алюминия на электролизерах с обожженными анодами. Молодежный вестник ИрГТУ. 2022; 12(3): 668–73.

16. Жукова А.Г., Михайлова Н.Н., Казицкая А.С., Алехина Д.А. Современные представления о молекулярных механизмах физиологического и токсического действия соединений фтора на организм. Медицина в Кузбассе. 2017; 16(3): 4–11.

17. Гуляева О.Н., Казицкая А.С., Гафаров Н.И., Ядыкина Т.К., Панев Н.И., Семенова Е.А. Полиморфизмы генов системы биотрансформации ксенобиотиков и их сочетания у больных с профессиональной фтористой интоксикацией. В кн.: Фундаментальные и прикладные исследования по проблемам гигиены, медицины труда, экологии человека: Материалы 51-й научно-практич. конф. с междунар. участием. Новокузнецк; 2016: 35–9.

18. Hayes J.D., Strange R.C. Glutathione S-transferase polymorphisms and their biological consequences. Pharmacology. 2000; 61(3): 154–66. https://doi.org/10.1159/000028396

19. Xie J., Yan X., Xu G., Tian X., Dong N., Feng J. et al. ITRAQ-based proteomics reveals the potential mechanism of fluoride-induced myocardial contraction function damage. Ecotoxicol Environ Saf. 2020; 197: 110605. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110605

20. Жетишева Р.А., Ковалева М.А., Каменихина И.А., Ковалев Л.И., Наумов В.Г. Поиск белковых биомаркеров при атеросклерозе с помощью протеомных технологий как перспективное направление науки. Атеросклероз и дислипидемии. 2020; 2: 12–9. https://doi.org/10.34687/2219-8202.JAD.2020.02.0002

21. Кожанова Т.В., Неудахин Е.В., Жилина С.С., Мещерякова Т.И., Абрамов А.А., Лукаш Е.Н. и др. Генетическая предрасположенность к развитию атеросклероза. Архивъ внутренней медицины. 2018; 8(6): 407–17. https://doi.org/10.20514/2226-67042018-8-6-407-417

22. Останко В.Л., Калачева Т.П., Калюжина Е.В., Лившиц И.К., Шаловай А.А., Черногорюк Г.Э. и др. Биологические маркеры в стратификации риска развития и прогрессирования сердечно-сосудистой патологии: настоящее и будущее. Бюллетень сибирской медицины. 2018; 17(4): 264–80. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2018-4-264-280

23. Nakanishi G., Pita-Oliveira M., Bertagnolli L.S., Torres-Loureiro S., Scudeler M.M., Cirino H.S. et al. Worldwide Systematic Review of GSTM1 and GSTT1 Null Genotypes by Continent, Ethnicity, and Therapeutic Area. OMICS. 2022; 26(10): 528–41. https://doi.org/10.1089/omi.2022.0090

24. Спицын В.А., Макаров С.В., Пай Г.В., Бычковская Л.С. Полиморфизм в генах человека, ассоциирующихся с биотрансформацией ксенобиотиков. Информационный вестник ВОГиС. 2006; 10(1): 97–105.

25. Martin N.J., Collier A.C., Bowen L.D., Pritsos K.L., Goodrich G.G., Arger K. et al. Polymorphisms in the NQO1, GSTT and GSTM genes are associated with coronary heart disease and biomarkers of oxidative stress. Mutat Res. 2009; 674(1–2): 93–100. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2008.09.009

26. Song J., An Z., Zhu J., Li J., Qu R., Tian G. et al. Subclinical cardiovascular outcomes of acute exposure to fine particulate matter and its constituents: A glutathione S-transferase polymorphism-based longitudinal study. Sci Total Environ. 2022; 846: 157469. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv

27. Stephens J.W., Bain S.C., Humphries S.E. Gene-environment interaction and oxidative stress in cardiovascular disease. Atherosclerosis. 2008; 200(2): 229–38. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2008.04.003

28. Власова Т.И., Петрищев Н.Н., Власов Т.Д. Дисфункция эндотелия как типовое патологическое состояние. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2022; 21(2): 4–15. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2022-21-2-4-15

29. Невзорова В.А., Панченко Е.А., Исаева М.П. Делеционный полиморфизм генов глутатионтрансфераз T1 и M1 у пациентов с инфарктом миокарда и метаболическим синдромом. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2014; 13(3): 47–52. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2014-3-47-52

30. Marinho C., Alho I., Arduíno D., Falcão L.M., Brás-Nogueira J., Bicho M. GST M1/T1 and MTHFR polymorphisms as risk factors for hypertension. Biochem Biophys Res Commun. 2007; 353(2): 344–50. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2006.12.019