Распределение сывороточных и эритроцитарныхгенетических маркёров у больных с вибрационной патологией
Автор: Гафаров Николай Исмаилович, Захаренков Василий Васильевич, Ядыкина Татьяна Константиновна, Казицкая Анастасия Сергеевна
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Вопросы общей биологии
Статья в выпуске: 5-1 т.14, 2012 года.
Бесплатный доступ
Изучено распределение сывороточных и эритроцитарных генетических маркёров у шахтёров, страдающих вибрационной болезнью. Были выявлены типы белков и ферментов, которые достоверно чаще встречались у больных лиц по сравнению со здоровыми. Изучены концентрации НР и Hb у лиц разного возраста и с разными генотипами. Полученные данные обсуждаются.
Генетические маркёры, генотип, генетическая предрасположенность, резистентность
Короткий адрес: https://sciup.org/148201464
IDR: 148201464
Текст научной статьи Распределение сывороточных и эритроцитарныхгенетических маркёров у больных с вибрационной патологией
К узбасс – это регион с развитой добывающей и металлургической промышленностью. Это в значительной мере обуславливает и профессиональный состав населения, где его значительную часть составляют шахтёры и металлурги. Как следствие, в структуре заболеваемости большая доля приходится на профессиональные болезни. Наиболее распространены они у шахтёров, например, болезни опорно-двигательного аппарата, нейросенсорная тугоухость, болезни органов дыхания. Развитию этих заболеваний способствуют неблагоприятные факторы при добыче полезных ископаемых. К таким факторам относятся воздействие вибрации, шума, пыли с содержанием различных химических элементов, а также физическое перенапряжение и статические нагрузки в условиях охлаждающего микроклимата. Эти факторы в комплексе после 1015 лет стажа работы у шахтёров приводят к развитию у них нейроортопедической патологии и болезней органов дыхания [1, 5].
Хотя профессиональные заболевания у шахтёров развиваются не изолированно, а в разных сочетаниях, вибрационная болезнь (ВБ) встречается в этих сочетаниях чаще всего. Это касается в первую очередь работников, занимающихся добычей угля и других ископаемых не только в шахтах, но и разрезах.
В основе формирования ВБ лежит сложный механизм нервно-рефлекторных и нейрогуморальных нарушений, приводящих к появлению очагов застойного возбуждения в различных отделах центральной нервной системы и симпатических ганглиях, изменениям периферического кровообращения и иннервации, развитию гипоксии и дистрофических поражений внутренних органов [1, 5]. ВБ характеризуется полиморфностью клинической симптоматики и своеобразием течения.
Больные в основном жалуются на боли в руках ноющего характера, чувство онемения, «ползанья
мурашек». Снижается вибрационная чувствительность, кожная температура кистей (ниже 25 ° С), часто развивается цианоз, а также дистрофические нарушения в мышцах и астено-невротические реакции в виде головной боли, общей слабости, повышенной утомляемости, раздражительности. При этом клиника и характер течения ВБ определяются основными физическими параметрами вибрации, суммарным временем её воздействия, местом и площадью соприкосновения с вибрирующим источником, положением тела, а также сопутствующими гигиеническими факторами – шумом, физическим напряжением, микроклиматом и др.
Однако известно, что у лиц, работающих на одном и том же предприятии в однотипных условиях труда, ВБ может существенно различаться по срокам развития, степени тяжести и характеру своего течения [5]. Вероятно, это зависит от биологических особенностей организма, определяющих неодинаковую чувствительность людей к действию производственной вибрации. Такое предположение подкрепляется известным фактом, что различия в течении ВБ могут быть обусловлены особенностями анатомической конституции человека. В связи с этим исследование индивидуальных генетических систем у больных ВБ является актуальным. Целью данной работы было изучение особенностей генетического статуса лиц, страдающих вибрационной болезнью.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Основную группу составили шахтёры, работающие в контакте с вибрацией, у которых была диагностирована ВБ той или иной степени выраженности. Контрольную группу составили работники шахт, не страдающие ВБ. Возраст обследованных – от 30 до 60 лет, наиболее представлен возраст 40-50 лет, пол мужской. Материалом для исследования служили образцы венозной крови. Белки и изоферменты разделяли методом электрофореза в полиакриламидном и крахмальном геле [6]. Ингибитор протеаз a-I-антитрипсин разделялся методом изоэлектрофокусирования в полиакриламидном геле [8]. По этой системе регистрировали 6 генотипов ММ, а также редкие генотипы MS и MZ, которые объединялись в один класс MR. Разделение изоферментов кислой фосфатазы АсР эритроцитов проводилось в крахмальном геле, в трис-цитратной системе, рН – 6,8 [7]. Статистическая обработка материала проводилась по стандартным алгоритмам биометрии. Достоверность различий в распределении полиморфных вариантов между больных лицами и контролем оценивали по критерию χ2 с поправкой Йетса [3]. Об ассоциации разных генотипов с заболеванием судили по величине OR [8] при уровне значимости р≤0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В таблице 1 представлены данные по распределению частот генотипов HP, GC, EsD, AcP, PI в выборке здоровых и больных лиц. В группе шахтеров, больных ВБ, и в группе здоровых лиц по большинству изученных маркеров (НР, GC, EsD) наблюдаемое распределение генотипов соответствовало ожидаемому исходя из равновесия Харди-Вайнберга, за исключением локусов АСР и PI, по которым показано статистически значимое отклонение от равновесия Харди-Вайнберга в обеих изученных группах (табл. 1). В то же время по всем изученным маркерам в обследованных выборках частоты аллелей и генотипов находились в границах значений, показанных для европеоидного русского населения РФ и Сибири [2, 4, 6].
Таблица 1. Частоты генотипов и аллелей биохимических маркеров генов в группе больных вибрационной болезнью (ВБ) и в контроле
Локус |
Генотип |
Сравниваемые группы |
OR |
p |
|
Больные ВБ |
Контроль |
||||
HP |
1-1 |
0,1297 |
0,0704 |
1,97 |
0,02 |
1-2 |
0,4616 |
0,4648 |
0,99 |
0,99 |
|
2-2 |
0,4087 |
0,4648 |
0,80 |
0,17 |
|
N |
663 |
213 |
|||
Частота аллеля Hp2 |
0,6395 |
0,6972 |
|||
χ 2 |
0 |
2,16 |
|||
GC |
1-1 |
0,4838 |
0,4714 |
0,95 |
0,80 |
1-2 |
0,4336 |
0,4449 |
1,05 |
0,82 |
|
2-2 |
0,0826 |
0,0837 |
1,01 |
0,93 |
|
N |
678 |
227 |
|||
Частота аллеля Gc2 |
0,7001 |
0,6938 |
|||
χ 2 |
0,76 |
0,51 |
|||
EsD |
1-1 |
68,99 |
81,78 |
0,50 |
0 |
1-2 |
24,39 |
16,71 |
1,61 |
0,005 |
|
2-2 |
6,62 |
1,51 |
4,63 |
0 |
|
N |
287 |
862 |
|||
Частота аллеля EsD1 |
0,8118 |
0,9014 |
|||
χ 2 |
11,67 |
3,13 |
|||
AcP |
AA |
4,19 |
9,57 |
0,41 |
0,005 |
AB |
27,97 |
35,25 |
0,71 |
0,02 |
|
BB |
51,06 |
39,08 |
1,63 |
0,0003 |
|
AC |
0,69 |
5,31 |
0,13 |
0,001 |
|
BC |
12,94 |
9,57 |
1,40 |
0,12 |
|
CC |
3,15 |
1,21 |
2,63 |
0,03 |
|
N |
286 |
11,49 |
|||
Частота аллеля a |
0,1853 |
0,2985 |
|||
Частота аллеля b |
0,7150 |
0,6149 |
|||
χ 2 |
21,36 |
6,38 |
|||
PI |
M1M1 |
48,98 |
58,98 |
0,67 |
0,001 |
M1M2 |
30,41 |
22,17 |
1,53 |
0,002 |
|
M2M2 |
4,39 |
4,17 |
1,06 |
0,98 |
|
M1M3 |
8,11 |
7,47 |
1,09 |
0,79 |
|
M2M3 |
1,01 |
2,79 |
0,36 |
0,11 |
|
M3M3 |
1,69 |
1,98 |
0,85 |
0,91 |
|
MR (M1S, M2S) |
5,41 |
2,44 |
2,28 |
0,007 |
|
N |
296 |
1967 |
|||
Частота аллеля M1 |
0,6824 |
0,7379 |
|||
Частота аллеля M2 |
0,201 |
0,1665 |
|||
Частота аллеля M3 |
0,0625 |
0,0712 |
|||
Частота аллелей R |
0,0541 |
0,0244 |
|||
χ 2 |
30,56 |
138,4 |
Примечания: N – объём выборки; χ2 – тест для оценки соответствия наблюдаемого распределения генотипов ожидаемому исходя из равновесия Харди-Вайнберга; OR – отношение шансов; р–уровень значимости значения χ2 при сравнении различий в распределении генотипов между больными и контролем
Таблица 2. Распределение генотипов гаптоглобина НР и его концентрация в мг% у здоровых и больных лиц
Контингент |
Генотипы |
Количество лиц |
||
НР 1-1 |
НР 1-2 |
НР 2-2 |
||
Здоровые лица |
6,94% |
45,83% |
45,83% |
213 |
Больные |
10,89 % |
47,21% |
41,90% |
358 |
Концентрация НР у больных ВБ |
183,19± 5,49 |
184,97± 3,03 |
161,11± 3,72 |
Таблица 3. Концентрация белка гаптоглобина НР и гемоглобина Hb у больных ВБ разного возраста
Возраст |
Концентрация НР, мг% |
Концентрация Hb, мг% |
До 40 лет |
171,04±6,38 |
155,61±2,15 |
41-50 лет |
178,48±2,96 |
150,41±1,07 |
Больше 50 лет |
186,72±3,59 |
147,65±1,28 |
Количество больных |
384 |
384 |
К генотипам риска относится НР 1-1. С возрастом (от 40 лет до 60 лет и старше) частота этого генотипа снижается с 17,6% до 11,1%. С увеличением возраста и стажа работы частота развития ВБ возрастает [5]. Таким образом, в данной ситуации наблюдается сопряжённый процесс. С одной стороны, с возрастом возрастает число больных ВБ, и при этом наиболее подвержены ВБ обладатели генотипов НР 1-1. С другой стороны, по мере увеличения возраста (и, соответственно, стажа работы) убывает число обладателей таких генотипов именно в силу их большей подверженности ВБ и более быстрому выбыванию с производства.
Концентрация белка гаптоглобина НР в выборке обследованных лиц колебалась от 90 до 360 мг%, но в основном её значения составляли 150-200 мг%, т.е. в пределах нормы. Соотношение концентраций гаптоглобина по генотипам НР1-1 / НР1-2 / НР 2-2 в изученной нами выборке (табл. 2) составляет 183:185:161 мг%. В таблице 3 представлены данные по концентрации НР и Hb в 3-х возрастных группах больных лиц.
По мере уменьшения количества гемоглобина в крови возрастает количество НР, который связывает свободный гемоглобин, таким образом, частично компенсирует потерю организмом железа. Это тем более важно, так как с возрастом интенсивность гемопоэза снижается, уменьшается количество как связанного, так и свободного гемоглобина. Такой компенсаторный механизм может играть определённую роль при ВБ, когда нарушается микроциркуляция и ухудшается трофика и газообмен в тканях конечностей и соединительной ткани. Это не единственное объяснение этого феномена. Нельзя исключать возрастание концентрации НР как белка «острой фазы» при воспалительных процессах, которые, как правило, сопровождают ВБ. Наконец, это может быть и чисто возрастным процессом, не связанным с ВБ. Для выяснения этого необходимы исследования на больших выборках здоровых людей.
По системе GC не обнаружено каких-либо значимых различий по частотам отдельных генотипов между здоровыми и больными лицами ни по отдельным выборкам, ни суммарно (табл. 1). В целом распределение генотипов характерно для русского и европеоидного населения. В дальнейшем анализе в качестве контроля использовались данные, полученные для практически здорового взрослого населения г. Новокузнецка.
Среди генотипов флуоресцентной эстеразы (табл. 1) самым распространённым оказался EsD 11, который достоверно чаще (р<0,001) встречается в выборке населения города по сравнению с больными ВБ. Показана положительная ассоциативная связь EsD 1-2 с ВБ. Третий полиморфный вариант этой системы (EsD 2-2) достоверно чаще встречается и у больных лиц и может рассматриваться как генотип риска.
По системе ингибитора протеаз (табл. 1) к генотипам риска относятся редкие варианты, главным образом M1S и M2S, связанные с пониженной ингибиторной емкостью крови. К генотипам резистентности можно отнести наиболее распространённый вариант М1М1. Генотип М1М2 показывает положительную ассоциативную связь с ВБ.
По системе АсР были обнаружены все возможные полиморфные варианты (табл. 1). Генотипами риска оказались гомозиготные варианты АсР bb и AcP cc, генотипами резистентности – AcP aa, AcP ab, AcP ac. По распределению генотипов население Новокузнецка в основном сходно с населением других регионов Сибири и России.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, проведённое исследование выявило статистическую сопряжённость некоторых маркёров, или генотипов, с вибрационной болезнью. К ним относятся НР 1-1, EsD 2-2, АсР bb и AcP cc, MS и MZ ингибитора протеаз PI. Выявлены генотипы, которые, наоборот, реже встречаются у больных лиц, чем у здоровых. Это EsD 1-1, М1М1 ингибитора протеаз PI, изоферменты кислой фос- фатазы AcP aa, AcP ab, AcP ac. Полученные результаты можно использовать для своевременной профилактики развития этой профессиональной патологии у работников угольной промышленности.
Список литературы Распределение сывороточных и эритроцитарныхгенетических маркёров у больных с вибрационной патологией
- Артамонова В.Г.,Шаталова В.Н. Профессиональные болезни -М.: -Медицина, -1996. -431 С.
- Балановская Е.В. Генофонд и геногеография населения СССР//Генетика. 1992. Т. 28. № 1. С. 52-75.
- Вейр Б. Анализ генетических данных. М.: Мир, 1995. 400 с.
- Генофонд и геногеография народонаселения. Т.1. Генофонд населения России и сопредельных стран//Под ред. Ю.Г.Рычкова.-СПб.: Наука, 2000. -611 с.
- Дранник Г.Н., Дизик Г.М. Генетические системы крови человека и болезни. Киев.: Здоровья. 1990. С. 6-97.
- Измеров Н.Ф., Каспаров А.А. Медицина труда. Введение в специальность. М.: Медицина. 2002. 392 с.
- Спицын В.А. Биохимический полиморфизм человека (антропологические аспекты). -М: МГУ, 1985. -216 с.
- Троицкий Г.В., Ажицкий Г.В. Изоэлектрофокусирование белков в самоорганизующихся и искусственных рНградиентах. Киев.: Наукова Думка. 1984. 220 с.
- Pearce N. What does the odds ratio estimate in a casecontrol study?//Int. J. Epidemiol. 1993. Vol. 26, № 6. P. 189-1192.