Введение. В чёрной металлургии подавляющее большинство работников (72,5%) трудится во вредных условиях [1, 2]. Исследования подтверждают, что на здоровье работников данной отрасли воздействуют повышенные концентрации пыли, шум, тяжесть трудового процесса и контрастный микроклимат [3–10]. Многие из ксенобиотиков черной металлургии являются оксидантами, способными индуцировать окислительный стресс (ОС).

Предполагается, что ОС является триггером эндотелиальной дисфункции и одной из причин сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе болезней характеризующихся повышенным кровяным давлением (БХПКД) [11]. Следовательно, ферменты, связанные с ОС, могут принимать активное участие в молекулярных механизмах возникновения и развития БХПКД, особенно у работников, подверженных воздействию вредных факторов производственной среды и трудового процесса.

Антиоксиданты обладают способностью восстанавливать различные виды окислителей, в результате чего снижают интенсивность окислительных процессов и их вредное воздействие на организм человека [12, 13]. Три антиоксидантных фермента: супероксиддисмутаза (СОД), каталаза и глутатионпероксидаза — являются ключевыми элементами первой линии защиты и незаменимы для всего окислительно-восстановительного баланса клетки, так как дисмутируют супероксидный анион радикал в пероксид водорода, который в дальнейшем переводят в безвредные молекулы [14, 15].

Функциональные полиморфизмы в генах, кодирующих данные ферменты, могут быть связаны со снижением или отсутствием каталитической активности, а также с последующим накоплением активных форм кислорода и азота [16, 17]. Проведение генетического скрининга позволяет выявить группу риска с ускоренным развитием БХПКД в результате дефицита антиоксидантной защиты. В профилактике это даёт возможность усилить медицинский контроль, оптимизировать режим труда и назначать персонализированную антиоксидантную поддержку, в то время как в лечении — помогает раньше начинать гипотензивную терапию и выбирать препараты с дополнительным антиоксидантным эффектом. Таким образом, это поспособствует определению направления для мониторинга и ранней профилактики здоровья работников промышленных предприятий [18–21].

В целях сохранения здоровья трудоспособного населения, в том числе для повышения эффективности персонализированной оценки риска здоровью, необходимо определение наиболее информативных молекулярно-генетических маркеров, связанных с нейтрализацией свободных радикалов, что может способствовать выявлению групп риска возникновения и развития БХПКД среди работников предприятий черной металлургии.

Цель исследования — поиск ассоциации комбинации функциональных полиморфизмов rs4880 (SOD2), rs1001179 и rs7943316 (CAT), rs713041 (GPX4) с болезнями, характеризующимися повышенным кровяным давлением, у работников конвертерного цеха.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили данные 354-х мужчин 30–59 лет — сотрудников предприятий черной металлургии. Все они прошли медосмотр и дообследование в ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП. В выборку включались только работники со стажем свыше 5 лет, не имеющие профзаболеваний и в стадии ремиссии хронических болезней, давшие письменное согласие на участие в исследовании.

Критерии включения работников в исследование: информированное письменное согласие на клинико-лабораторное обследование; мужской пол; общий стаж работы от 5 лет. Критерии невключения: профессиональные заболевания; обострение хронических заболеваний.

Участники были распределены на 2 группы. В первую (основную) вошли 203 работника конвертерного цеха, чья деятельность связана с вредным производством (средний возраст — 44,4±7,5 года). Средний стаж работы во вредных условиях труда для основной группы составил 18,8±7,3 года.

Вторую (группу сравнения) составил 151 представитель административно-управленческого персонала, не контактирующий с вредными факторами (средний возраст — 42,8±7,4 года). Дополнительным условием исключения из группы сравнения являлось наличие стажа работы во вредных условиях труда. Статистически значимых возрастных различий между группами не обнаружено (p=0,093).

Оценка условий труда проводилась на основе протоколов специальной оценки условий труда (СОУТ) и результатов производственного контроля.

В ходе работы анализировалась соматическая заболеваемость работников, а именно болезни системы кровообращения (коды заболеваний в соответствии с МКБ-10 — Международной классификацией болезней, выявленные при проведении ПМО или имеющиеся в анамнезе у работника) класса I10–I15 по МКБ-10: I10 — эссенциальная (первичная) гипертензия, I11 — гипертензивная болезнь сердца (гипертоническая болезнь с преимущественным поражением сердца), I12 — гипертензивная (гипертоническая) болезнь с преимущественным поражением почек, I13 — гипертензивная (гипертоническая) болезнь с преимущественным поражением сердца и почек, I15 — вторичная гипертензия.

Определялся уровень систолического и диастолического артериального давления (САД и ДАД).

Для измерения САД и ДАД использовался автоматический электронный тонометр Omron. Измерение проводилось следующим образом: в положении сидя; положение руки с манжетой на уровне сердца; нижний край манжеты закрепляется на руке на 2 пальца выше локтевого сгиба; манжету накладывают плотно, но не пережимая руку; манжеты для измерителя кровяного давления обязательно должны подходить по размеру; воздушная трубка должна находиться в центре руки.

ДНК выделяли из цельной венозной крови коммерческим набором LumiPure (Lumiprobe, Россия). Генотипирование исследуемых полиморфизмов проводили методом ПЦР в режиме реального времени на QuantStudio 3 Applied Biosystems (ThermoFisher, США) с готовыми наборами реагентов.

Для оценки связи между изучаемыми факторами и встречаемостью БХПКД был проведён анализ таблиц сопряжённости с расчётом отношения шансов (ОШ) и его 95% доверительного интервала (95% ДИ). Вычисления выполнялись в среде IBM SPSS Statistics. Различия между группами признавались статистически значимыми при уровне p≤0,05.

БХПКД рассматривались как непрерывная, и как категорированная переменная: гипертония против нормотонии. При дихотомизации данных наличие любого из перечисленных диагнозов (I10–I15) кодировалось как присутствие изучаемого признака («Признак есть») [22–25]. При анализе генетических данных, в рамках доминантной модели наследования, проводилось противопоставление комбинации двух гомозигот по аллелям дикого типа (по двух полиморфизмам) против совокупности всех остальных генотипических комбинаций (включающих хотя бы один мутантный аллель).

Результаты. По результатам изучения протоколов СОУТ было выявлено, что на всех изучаемых работников основных профессий конвертерного цеха воздействует комплекс вредных факторов производственной среды и трудового процесса. Наиболее значимые превышения были зарегистрированы по фактору Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (класс 3.1 и 3.2) представленные дижелезо триоксидом, а также по химическим факторам. Анализ результатов производственного контроля показал, что работники также подвержены воздействию следующих химических факторов: оксиды углерода, азота, марганца, ванадий и его соединения. В связи с этим, предполагается развитии ОС у рабочих основной группы по причине воздействия вредных факторов производственной среды и трудового процесса.

Определение влияния комбинации полиморфизмов на риск БХПКД. В ходе исследований, проведённых ранее, были выявлены ассоциации полиморфизма rs4880 гена SOD2 с более высоким уровнем артериального давления и повышенный риск БХПКД у носителей гомозиготного полиморфного генотипа TT в группе работников конвертерного цеха, но не в группе сравнения [26, 27].

В настоящей работе были обнаружены статистически значимые различия в основной группе у комбинации полиморфизмов SOD2 rs4880 и CAT rs1001179 (табл. 1, 2), а именно при сравнении комбинации с одним или двумя полиморфными аллелями C/T+T/C+T/T против двух аллелей дикого типа C/C (ОШ=1,584; 95% ДИ (1,034–2,425); p=0,034), и комбинации генотипов содержащих полиморфизм (CC+CT/CT+TT) + (TT/CC+CT) + (TT/CT+TT) против комбинации генотипов CC+CT/CC (ОШ=1,924; 95% ДИ (1,040–3,557); p=0,036) при доминантной модели.

В обоих случаях риск БХПКД был ниже у носителей комбинации диких аллелей и генотипов генов SOD2 и CAT. Для группы сравнения не было обнаружено достоверных различий (табл. 3, 4).

Обсуждение. Определён достоверно более высокий риск БХПКД для носителей комбинации хотя бы одного из полиморфных аллелей (p=0,034) и генотипов (p=0,036) генов SOD2 (rs4880) и CAT (rs1001179) по сравнению с носителями аллелей дикого типа и гомозиготных нормальных генотипов данных генов в группе рабочих конвертерного цеха, но не в группе административно-управленческих подразделений.

Описано несколько однонуклеотидных полиморфизмов, наиболее изученным из которых является функциональный полиморфизм во втором экзоне по 16-й аминокислоте rs4880 (C>T) (также обозначаемый как C47T, Ala16Val или A16V) [28]. Данный полиморфизм снижает эффективность удаления O2•−, в результате структурных изменений в конформации фермента [28, 29]. Вариант аллеля C, имеет структуру α-спирали, легко импортируется и достигает высокой митохондриальной активности, тогда как вариант аллеля T, последовательность которого может иметь частичную структуру β-листа, частично остаётся в поре внутренней мембраны [28] и разрушается в протеасоме [29].

Ряд полиморфизмов в гене CAT был связан со снижением активности фермента, наиболее изученными из этих полиморфизмов являются rs1001179 (–262C>T) и rs7943316 (21A>T) [30]. Оба полиморфизма расположены в промоторной области, и могут иметь неравновесное сцепление между собой у русской популяции [31]. В ранних исследованиях было выявлено, что мутации в промоторной области гена CAT могут способствовать развитию эссенциальной гипертензии [32].

Обнаруженные взаимосвязи могут указывать на влияние комбинации полиморфизмов на состояние здоровья стажированных работников конвертерного цеха. В исследовании Touyz с соавторами было показано, что ОС усиливает повышение артериального давления в присутствии других факторов [33]. Это согласуется с полученными данными в группе работников конвертерного цеха, которые находятся под воздействием различных факторов производственной среды и трудового процесса.

Заключение. У носителей хотя бы одного полиморфизма в комбинации из двух генов (SOD2, CAT, GPX4) более высокий риск возникновения и развития болезней, характеризующихся повышенным кровяным давлением, по сравнению с носителями нормальных аллелей и генотипов среди работников конвертерного цеха. Определение полиморфизмов генов первой линии антиоксидантной защиты может повысить эффективность оценки риска здоровью работников конвертерного цеха.