Медико-биологические аспекты оценки воздействия факторов риска. Рубрика в журнале - Анализ риска здоровью
Статья научная
Одним из приоритетных факторов, формирующих медико-демографические потери, является долговременное непрерывное загрязнение атмосферного воздуха селитебных территорий химическими компонентами. Актуальным является повышение точности прогнозных оценок риска изменений гомеостаза на ранних обратимых стадиях (молекулярный уровень), которые с достаточно высокой степенью вероятности могут трансформироваться в патологические процессы в зрелом возрасте при сохраняющихся условиях экспозиции. Исследование ставило целью создание биоинформационной матрицы молекулярных маркеров для прогнозирования риск-ассоциированных нарушений здоровья (на примере маркера экспозиции). Предложен поэтапный алгоритм исследований, включающий применение протеомной технологии для выделения экспрессированных белков, выявление: причинно-следственных связей белков с факторами; молекулярно-клеточных и функциональных взаимоотношений в системе «фактор экспозиции - ген - белок - негативный исход» для прогнозирования риск-ассоциированных нарушений здоровья. Реализация алгоритма выполнена на примере исследования белкового профиля плазмы детей в возрасте 3-6 лет, подвергающихся длительной аэрогенной экспозиции фторсодержащих соединений. Показано изменение белковой композиции плазмы крови экспонированных детей относительно неэкспонированных по 27 идентифицированным белкам. На примере белка катепсина L1, с изменением уровня которого установлена причинно-следственная связь концентрации фторид-иона в моче, построена биоинформационная матрица. Качественный синтез молекулярно-клеточной локализации, функциональной и тканевой принадлежности показал, что экспрессия катепсина L1, обусловленная повышенным содержанием фторид-иона в моче, может инициировать нарушение ремоделирования внеклеточного матрикса, деградацию и посттрансляционную модификацию белков в клетках легких, толстого кишечника, поджелудочной железы, в кардиомиоцитах, подоцитах почечных клубочков, опосредует процессинг расщепления субъединицы спайкового белка S1 SARS-CoV-2, необходимого для проникновения в клетку и репликации вируса. Созданная биоинформационная матрица на примере белка катепсина L1, позволила спрогнозировать развитие риск-ассоциированных негативных эффектов у экспонированных лиц в виде кардиомиопатии, колита, гломерулонефрита, сахарного диабета, атеросклероза, коронавирусной инфекции. Полученные прогнозные оценки позволяют повышать эффективность раннего выявления и разработки профилактических превентивных мер, направленных на минимизацию негативных последствий.
Бесплатно
Статья научная
Врожденные пороки сердца - аномалии, частота которых из года в год увеличивается. Их удельный вес доминирует среди всех пороков и аномалий развития плода. Кроме того, частота рождения детей со спорадическими врожденными пороками и аномалиями развития плода остается высокой. Высказано предположение о том, что врожденные пороки сердца и врожденные пороки развития плода формируются за счет декомпенсации воспалительным процессом в системе «мать - плод», возникающего при конфликте по HLA между полуаллогенным зародышем и материнским микроокружением. Риск развития конфликта может быть ассоциирован с определенными сочетаниями HLA-генотипов супругов. Выявлены особенности сочетания аллелей HLA-DRB1 в семейных парах, имеющих детей со спорадическими врожденными пороками сердца и врожденными пороками развития плода без хромосомных заболеваний как условие реализации риска формирования врожденных аномалий. У всех участников исследования определяли частоту встречаемости 14 аллелей гена HLA-DRB1. В результате проведенного исследования установлено, что в группе врожденных пороков сердца наблюдалось увеличение встречаемости в семейных парах общего HLA-DRB1*04, женского HLA-DRB1*07 с мужскими HLA-DRB1*13, HLA-DRB1*17 и женского HLA-DRB1*13 с мужским HLA-DRB1*14. В группе врожденных пороков развития плода показано статистически значимое увеличение частоты встречаемости семей гомологичных по HLA-DRB1*12, а также с женским HLA-DRB1*12 и мужскими HLA-DRB1*01, HLA-DRB1*04, HLA-DRB1*13, HLA-DRB1*15. Выявлено значимое увеличение частоты аллеля HLA-DRB1*12 у детей по отношению к их родителям. Группа детей с врожденными пороками развития плода имела статистически значимое отличие от здоровых детей по частоте встречаемости аллеля HLA-DRB1*12. Определение генетических предикторов развития врожденных пороков сердца и врожденных пороков развития плода - особенностей сочетания аллелей HLA-DRB1 как фактора риска формирования врожденных пороков сердца у детей - позволит минимизировать риск возникновения нарушений с целью их ранней диагностики и профилактики.
Бесплатно
Статья научная
Оценка влияния физических и химических факторов производственной среды на изменение относительной длины теломер (ОДТ) у работающих является одним из перспективных направлений в современных условиях и может служить маркером не только старения, но и интенсивности окислительного стресса и хронического воспаления. Моделирование данных воздействий в экспериментах на лабораторных мышах ICR и крысах Wistar расширяет наши познания в данном направлении. Осуществлена сравнительная оценка изолированного влияния физических и химических факторов на относительную длину теломер лабораторных животных в модельных условиях. Исследование проводилось на лабораторных животных (мыши, n = 65; крысы, n = 65), разделенных на экспериментальные (общая вибрация, шум, смесь ароматических углеводородов) и контрольную группы. Животные контрольной группы являются интактными. Осуществлялось воздействие на животных химическими и физическими факторами. Определение длины теломер проводилось с применением количественной полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Статистическая обработка результатов эксперимента выполнена в программе Statistica 10, использованы методы непараметрического анализа. Для оценки различий использован критерий Манна - Уитни. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался на уровне меньше 0,05. Наибольшее воздействие на укорочение ОДТ животных опытных групп оказывают физические и химические факторы по сравнению с контрольной группой (интактные животные), что свидетельствует о запуске механизмов ускоренного старения и увеличения рисков развития заболеваний, связанных с воздействием данных факторов. Наибольшие темпы укорочения ОДТ от воздействия общей вибрации и химического фактора отмечались у мышей по истечении 30 суток эксперимента, у крыс - 60 суток эксперимента; по шуму максимальный прирост отмечается у мышей на 60-е сутки эксперимента, у крыс - на 180-е. Различия ОДТ в сравнении с исходным значением утрачиваются у мышей на 90-е сутки эксперимента, а у крыс - на 180-е сутки воздействия физического и химического фактора, что можно интерпретировать как общее старение животных. Укорочение ОДТ у биологических объектов, находящихся длительное время в контакте с физическими и химическими факторами, свидетельствует об ускорении процессов старения биологических систем организма и может повышать риски развития сердечно-сосудистых и возрастных заболеваний.
Бесплатно
Статья научная
В последние годы особую значимость приобретает проблема выявления прогностических рисков нарушений здоровья работающих в условиях воздействия факторов производственной среды, что является необходимым для обоснования профессионального генеза заболевания, биомаркеров экспозиции и оптимизации методологии оценки профессиональных рисков. Осуществлена сравнительноая оценка и проведен анализ иммунохимических маркеров эффекта (цитокинов, белков теплового шока, нейрональных антител (АТ)) в сыворотке крови пациентов с вибрационной болезнью (ВБ), индуцированной воздействием различных видов вибрации, для обоснования наиболее информативных диагностических критериев риска развития и течения заболевания. Методом иммуноферментного анализа в сыворотке крови определяли цитокины, белки теплового шока, антитела к регуляторным белкам нервной ткани. У лиц, страдающих ВБ, сформировавшейся при одновременном воздействии общей и локальной вибрации, по сравнению с пациентами с ВБ, подвергавшимися воздействию только локальной вибрации, установлены однонаправленные, статистически значимо более выраженные изменения, характеризующиеся гиперактивацией провоспалительных реакций иммунного ответа (IL-1β, TNF-α, INFγ), нарастанием концентраций АТ к белкам: S-100, ОБМ, NF-200, GFAP, В-зав. Са-каналу. Различия заключались в том, что у лиц с ВБ при совместном воздействии обоих видов вибрации дополнительно наблюдалось усиление продукции провоспалительного IL-8 и HSP27, в то время как у лиц с ВБ от локальной вибрации выявлено снижение HSP70. Полученные результаты позволили подтвердить более выраженный характер нейроиммунного воспаления у пациентов с ВБ, сформировавшейся при сочетанном воздействии общей и локальной вибрации, что может свидетельствовать о более значимых факторах риска развития заболевания, а также позволяет выделить наиболее чувствительные биомаркеры диагностики ВБ различного этиогенеза.
Бесплатно
Статья научная
Обеспечение здорового и активного долголетия является одним из критических направлений научно-технологического развития Российской Федерации. В связи с этим гигиеническая оценка опасности для здоровья населения новых материалов, в том числе наноразмерного диапазона, является высокоактуальной. В настоящее время активно расширяется спектр использования материалов, содержащих наночастицы (НЧ) меди и цинка в составе сплава (Cu-Zn) и изолированном состоянии (CuO, ZnO), что приводит к экспозиции населения, формирующей риски здоровью. Предварительная оценка показала высокую степень потенциальной опасности НЧ Cu-Zn, обусловленную в том числе модифицированной цитотоксичностью относительно микрочастиц (МЧ) химического аналога, благодаря наноразмерной фазе, и относительно изолированных НЧ, что связано с взаимодействием элементов при комбинированном поступлении в организм. Это определяет необходимость проведения исследований, направленных на сравнительную оценку и анализ модифицированной цитотоксичности сплава НЧ Cu-Zn относительно МЧ и изолированных НЧ in vivo. Исследование выполнено на крысах линии Wistar, экспонированных однократно интратрахеально суспензиями в объеме 0,4 см3, содержащими НЧ Cu-Zn, CuO, ZnO или МЧ Cu-Zn в концентрации 0,013 г/см3. Сравнительную оценку цитотоксичности проводили через 24 ч по изменению состава клеточной популяции в жидкости бронхоальвеолярного лаважа. В результате верификации физических свойств подтверждена принадлежность тестируемых материалов к продукции наноиндустрии. НЧ Cu-Zn отличаются от МЧ по показателям размера, удельной площади поверхности и суммарного объема пор (до 2118 раз). Цитотоксический эффект изолированных НЧ CuO и ZnO выявлен по увеличению содержания альвеолярных макрофагов (в 1,9 раза относительно контрольных данных); уменьшению содержания нейтрофильных лейкоцитов, моноцитов, лимфоцитов и соотношения нейтрофилов с макрофагами (до 3,5 раза). НЧ сплава Cu-Zn обладают большей степенью цитотоксичности относительно МЧ (до 6,1 раза) и относительно изоли-рованных НЧ (до 29 раз), что установлено по увеличению содержания нейтрофильных лейкоцитов и их соотношения к макрофагам; снижению содержания альвеолярных макрофагов, моноцитов и лимфоцитов. Таким образом, подтверждена высокая степень опасности медь- и цинксодержащих НЧ, проявляющаяся в том числе в виде цитотоксичности при интратрахеальной экспозиции in vivo. В составе наносплава Cu-Zn цитотоксический эффект усиливается относительно МЧ благодаря наноразмерной фазе и относительно изолированных НЧ в результате синергического взаимодействия элементов. Полученные результаты расширяют гигиенические представления о цитотоксичности медь- и цинксодержащих НЧ при изолированной и комбинированной экспозиции in vivo, что позволяет повысить эффективность научного обоснования мер профилактики и снижения риска для здоровья населения в условиях экспозиции.
Бесплатно
Статья научная
Эпидемия ожирения вызывает серьезную озабоченность в современном обществе, поскольку ожирение является основным фактором риска многих серьезных заболеваний. Высокий риск развития заболеваний при ожирении связан, в первую очередь, с метаболическими нарушениями. При этом дислипидемия, как правило, является ранним проявлением метаболических нарушений при ожирении. Осуществлено сравнение информативности индекса массы тела (ИМТ) и индекса накопления липидов (LAP - lipid accumulation product) в оценке риска развития проатерогенных нарушений в липидном профиле крови. В исследовании приняли участие 2400 человек в возрасте 20-60 лет. У участников определяли антропометрические и клинические параметры, проводили измерение уровней липидов в сыворотке крови. Показатели индекса LAP ожидаемо высоко коррелировали со значениями ИМТ. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена между значениями индекса LAP и ИМТ составил 0,73 (
Бесплатно
Статья научная
С применением технологий машинного обучения для прогнозного анализа изучены факторы, влияющие на процент жира в организме вьетнамских подростков в возрасте от 11 до 15 лет. В исследовании приняли участие 1208 подростков (598 мальчиков и 610 девочек), обучающихся в девяти средних общеобразовательных школах столицы Вьетнама. Изучение состава тела осуществлялось при помощи прибора HBF 375 (Omron) методом биоимпедансного анализа. Опросник, примененный в исследовании, был первоначально утвержден Национальным институтом питания. Он включал в себя вопросы, связанные с пищевыми привычками, частотой приема пищи, уровнем физической активности, склонностью к сидячему образу жизни и знаниями о принципах правильного питания. В исследовании применялись технологии машинного обучения с использованием алгоритма дерева решений для определения основных детерминант, имеющих наиболее значимую корреляционную связь с долей жира в организме. Авторам исследования удалось установить шесть основных групп предикторов, связанных с долей жира в организме подростков с помощью модели дерева решений со значениями среднеквадратической ошибки и средней абсолютной ошибки, равными 4,8 и 3,8 соответственно. Среди данных предикторов факторами, оказывающими наибольшее влияние на долю жира в организме подростков, являются частота употребления фруктов, привычки, связанные с перекусом, способ передвижения по дороге в школу и обратно и экранное время (компьютер и / или смартфон). Комбинация данных факторов во взаимодействии с полом и стадией полового созревания могут определять долю жира в организме вьетнамских подростков. Данное исследование проливает определенный свет на комплексные и разнообразные факторы, влияющие на долю жира в организме вьетнамских подростков. Результаты подтверждают необходимость формирования приверженности здоровым пищевым привычкам и физическим упражнениям среди подростков, а также дают понимание важности данных вопросов для родителей и руководителей школ для разработки более эффективных стратегий деятельности образовательных организаций.
Бесплатно
Тиреоидная патология в отдаленные сроки после аварийного радиационного воздействия
Статья научная
Вследствие ряда аварий на Производственном объединении «Маяк» произошло радиоактивное загрязнение части территории Уральского региона смесью радионуклидов с последующим внешним и внутренним облучением большой группы населения. Целью работы явилось изучение тиреоидного статуса в отдаленные сроки (через 50-60 лет) после аварийного радиационного воздействия в детском возрасте. Объектами изучения структуры и функции щитовидной железы явились лица, проживавшие в детстве на территориях, загрязненных радионуклидами (побережье реки Течи и территория Восточно-Уральского радиоактивного следа), а затем переселенные в г. Озерск. Группа состояла из 265 человек - 70 % от всех переселенцев, доступных для проведения обследования. Диагностика заболеваний щитовидной железы проводилась с учетом всех имевшихся данных субъективного и объективного клинико-лабораторного скринингового обследования: наличия жалоб, осмотра щитовидной железы и области шеи, ультразвукового исследования структуры щитовидной железы, лабораторного тестирования функции щитовидной железы. В результате проведенного обследования выявлено, что у лиц, проживавших в детстве на радиоактивно загрязненных территориях, спустя 50-60 лет после переселения распространенность всех заболеваний щитовидной железы превышает популяционную. Так, заболеваемость у женщин составляла 64 %, у мужчин - 32 %, что в 1,6 раза выше по сравнению с лицами, не подвергавшимися в течение жизни техногенному радиоактивному воздействию. Отмечено статистически значимое увеличение риска развития тиреоидной патологии в 2,0-2,6 раза при р-value 0,012 и 131I, накапливающегося в щитовидной железе: отношение шансов составило 2,8 и 2,4 (90%-ный доверительный интервал 2,08-3,83 и 1,45-4,06 для женщин и мужчин соответственно).
Бесплатно
Феномен «метаболически здорового ожирения» как состояние латентного риска здоровью
Статья научная
Пристальное внимание клиницистов к феномену «метаболически здорового ожирения» определяется двумя взаимодополняющими позициями: 1) изучаемый фенотип ожирения в условиях действия дополнительных факторов риска может явиться промежуточным звеном перехода к «метаболическому нездоровью»; и если это так, то 2) подобный фенотип представляет собой объект поиска триггеров превенции развития заболевания. Группы анализируемых донозологических состояний были в силу отсутствия биохимически оправданных изменений разделены по индексу массы тела – интегральному признаку состоятельности метаболизма. Это сделано с учетом аксиоматичности многоуровневой организации метаболических процессов, где физиологический оптимум поддерживается таргетно на клеточном уровне, а компенсация нарастающих девиаций требует «подключения» управляющей системы – нейрогуморальной, включая контур вегетативной регуляции, что находит отражение в изменении структур обеспе-чения метаболического гомеостаза. Осуществлена оценка резерва и устойчивости регуляторных метаболических систем в анализе потенциального кардиометаболического риска у лиц с фенотипом «метаболически здорового ожирения». Проведено одномоментное поперечное обследование сплошной выборки здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 43 лет с индексом массы тела от 18,5 до 30,0 кг/м2 и верифицированным диагнозом «здоров». Общепринятыми лабораторными методами исследования проводился биохимический анализ крови через час после стандартизованного приема пищи, дополнительно в плазме крови определяли содержание инсулина и кортизола. При оценке реакции метаболического статуса состояния уровня здоровья в качестве универсального раздражителя использована стандартизированная пищевая нагрузка, позволившая выявить максимумы задействованности регуляторов мета-болизма или «напряженность» системы. Проведенный анализ характеристики силы статистической связи между анализируемыми величинами наглядно продемонстрировал, что у здоровых добровольцев с увеличением массы тела и присоединением гиперинсулинемии происходит поступательное вовлечение более «высокого» уровня регуляции обменных процессов: от первого уровня, клеточного, запускающего строго обозначенную конкретную реакцию для достижения определенного физиологического эффекта и определяющего точечный контроль, через органный, характеризующий нарастающее напряжение локальных взаимодействий, к организменному – с формированием физиологических реакций, ориентированных на долговременные эффекты. Нейрогормональное переподчинение регуляции метаболизма при гиперинсулинемии знаменует собой функциональный рубеж в эволюции «метаболически здорового ожирения». Этот процесс является центральным звеном в индивидуальной траектории риска, маркируя переход от состояния компенсированного псевдоздоровья к фазе активного формирования донозологических нарушений. Его выявление и оценка должны составлять основу персонализированной стратификации риска и своевременного профилактического вмешательства.
Бесплатно
Статья научная
Методологии оценки рисков здоровью и гигиенического нормирования химических веществ не принимают во внимание такую уязвимую группу населения, как лица с хроническими неинфекционными заболеваниями. По данным ВОЗ, для многих стран европейского региона характерны высокие уровни данной патологии, поэтому неучтенность груза заболеваний в популяции может снижать точность проводимых оценок. Однако введение слишком высоких коэффициентов запаса при разработке гигиенических регламентов веществ в различных средах приводит к высокой неопределенности и избыточным ограничениям. Осуществлены научное обоснование и апробация методологии применения экспериментальных моделей патологии для повышения надежности гигиенического нормирования и точности оценок риска здоровью для чувствительных групп населения при воздействии химических веществ природного генеза. Результаты проведенной апробации применительно к питьевой воде свидетельствуют, что в условиях хронической 6-месячной экспериментальной экспозиции животных модельными веществами их токсическое действие для моделей патологии (спонтанной артериальной гипертензии и экспериментально индуцированной гентамицином нефропатии), в сравнении с классической моделью на здоровых животных, было достоверно более выраженным. Это позволило рекомендовать использование экспериментальных моделей врожденной и индуцированной патологии животных с учетом органов-мишеней токсического действия изучаемых химических веществ при обосновании гигиенических нормативов, в том числе с учетом рисков здоровью, на этапе установления дозозависимых реакций (определение недействующих и / или пороговых уровней) в дополнение к исследованиям на «здоровых» животных. Наиболее целесообразно применение данного подхода при выполнении следующих условий: 1) объект исследования - химические вещества природного генеза, широко распространенные в окружающей среде вследствие природных особенностей ее формирования; 2) мишенями биологического действия тестируемых веществ являются органы (системы), патология которых широко распространена в популяции (заболевания системы кровообращения, выделительной системы и т.д.).
Бесплатно
Статья научная
Настоящее исследование посвящено вопросам оценки перорального подострого поступления в теплокровный организм с питьевой водой неорганических соединений сурьмы и мышьяка, а также оценки изменения их содержания и других элементов в тканях отдельных органов. По результатам элементного анализа тканей органов самцов белых крыс линии Вистар на содержание S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Se, Br, Rb, Sr, Mo, As, Hg, Pb, Sb дана характеристика изменений элементного состава тканей печени, почек, сердца, легких, бедренной мышцы, щитовидной железы, цельной крови под влиянием подострого комбинированного перорального действия мышьяка и сурьмы на организм самцов белых крыс линии Вистар. Показано, что после трех недель перорального комбинированного действия мышьяка в дозе 15 мкг/кг и сурьмы в дозе 61 мкг/кг мышьяк обнаруживается во всех изученных внутренних органах опытной и контрольной групп животных (контроль - от 0,010 ± 0,002 мкг/г в тканях щитовидной железы до 0,950 ± 0,155 мкг/г в крови; опыт - от 0,028 ± 0,003 мкг/г в тканях мышцы до 1,56 ± 0,03 мкг/г в крови), а сурьма обнаруживается только в крови (0,005 ± 0,0021 мкг/кг в контроле и 0,021 ± 0,0009 мкг/кг в опыте)...
Бесплатно
Статья научная
Выявлены особенности изменения уровня эндотелина-1 в сыворотке крови у лиц молодого и среднего возраста, работающих в условиях воздействия производственного шума и промышленных сварочных и кремнийсодержащих аэрозолей преимущественно фиброгенного действия, и установлена взаимосвязь уровня эндотелина-1 с уровнем артериального давления, массой тела и дислипидемией. Под наблюдением находились работники одного из металлургических заводов Нижегородской области. Концентрацию эндотелина-1 в сыворотке крови определяли с помощью набора реагентов для иммуноферментного анализа Еndotelin (1-21) фирмы Biomedica Medizinprodukte GmbH & Co KG (Австрия). Обнаружены различия в содержании эндотелина-1 в сыворотке крови и частоте выявления его повышенного уровня в группах работников с различными условиями труда. Установлена прямая связь эндотелина-1 с показателями артериального давления, общего холестерина и индексом массы тела. У лиц, страдающих артериальной гипертензией, повышенный уровень эндотелина-1 может свидетельствовать об увеличении риска развития осложнений данного заболевания. Лицам с повышенным уровнем эндотелина-1 в сыворотке крови и нормальными показателями артериального давления, общего холестерина и индексом массы тела можно рекомендовать динамическое наблюдение за состоянием здоровья с акцентом на состояние сердечно-сосудистой системы, а эндотелин-1 рассматривать как возможный фактор риска развития сердечно-сосудистой патологии. При оценке повышенного содержания эндотелина-1 и возможности использования его в качестве фактора риска развития сердечно-сосудистой патологии у лиц молодого и среднего возраста, работающих во вредных условиях труда, необходим подход на индивидуальном уровне.
Бесплатно
