medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2020-99-5-478-482medlit-98Research ArticleГИГИЕНА ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВHYGIENE OF CHILDREN AND ADOLESCENTSПолиморфизм генов детоксикации цитохрома Р-450 у подростков в зависимости от степени контаминации организма тяжёлыми металламиPolymorphism of p-450 cytochrome detoxication genes in adolescents depending on the degree of contamination of the organism by heavy metalshttps://orcid.org/0000-0003-3373-4695СеткоН. П.SetkoN. P.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9724-8672СеткоА. Г.SetkoA. G.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8215-8674БулычеваЕкатерина ВладимировнаBulychevaEkaterina V.

Кандидат мед. наук, доц., доц. каф. профилактической медицины ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России.

E-mail: e-sosnina@mail.ru

MD, Ph.D., Associate Professor of the Department of Preventive Medicine, Orenburg State Medical University, Orenburg, 460000, Russian Federation.

e-mail: e-sosnina@mail.ru

e-sosnina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4263-0548ТюринА. В.TyurinA. V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2895-0318КалининаЕ. Ю.KalininaE. Yu.noemail@neicon.ruФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииOrenburg State Medical University202007072020995478482Copyright © Сетко Н.П., Сетко А.Г., Булычева Е.В., Тюрин А.В., Калинина Е.Ю., 20202020Сетко Н.П., Сетко А.Г., Булычева Е.В., Тюрин А.В., Калинина Е.Ю.Setko N.P., Setko A.G., Bulycheva E.V., Tyurin A.V., Kalinina E.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/98Введение

Введение. Изменения в организме детей и подростков, направленные на приспособление к химическим факторам окружающей среды, определяются генетическим полиморфизмом в генах биотрансформации ксенобиотиков, обусловливая степень чувствительности детского организма к загрязнителям, что является основой современной персонифицированной профилактической медицины при управлении рисками здоровью детского населения при действии химических факторов окружающей среды.

Материал и методы

Материал и методы. Для этого в волосах 256 практически здоровых подростков методом атомно-адсорбционной спектрофотометрии определены микроэлементы, включая тяжёлые металлы - свинец и кадмий. В зависимости от уровня содержания последних сформированы две группы подростков для определения шести генов семейства цитохрома Р-450. 1-ю группу составили подростки, у которых содержание свинца и кадмия превышало средние российские показатели; 2-ю группу - подростки, у которых вышеуказанные тяжёлые металлы были на уровне средних российских нормативов.

Результаты

Результаты. Исследования показали, что у подростков 1-й группы в сравнении с данными подростков 2-й группы выявлено увеличение количества носителей двух мутантных аллелей по локусу rs 1048943 (ген CYP1A1) в 3,08 раза, по rs 464621 (ген CYP1A1) в 1,8 раза; по локусу rs 2069522 (ген CYP1A2) в 3,63 раза; по локусу rs 1799853 (ген CYP2C9*2) в 4,5 раза; по локосу rs 1057910 (ген CYP2C9*3) в 3,8 раза и по локусу rs 2279343 (ген CYP2B6) в 4,25 раза. При этом носителей двух нормальных аллелей у подростков 1-й группы по локусу rs 1048943 (ген CYP1A1) в 5,14 раза; по локусу rs 2279343 (ген CYP2B6) в 6,5 раза было меньше, чем среди подростков 2-й группы; а по локусу rs 464621 (ген CYP1A1), rs 2069522 (ген CYP1A2), rs 1799853 (ген CYP2C9*2), rs 1057910 (ген CYP2C9*3) носители нормальной гомозиготы отсутствовали.

Заключение

Заключение. Подростки 1-й группы с контаминацией организма тяжёлыми металлами являются носителями достоверно в большем количестве патологических мутаций в генах системы детоксикации цитохрома Р-450 в сравнении с данными подростков 2-й группы.

Introduction

Introduction. Changes in the body of children and adolescents aimed at adapting to environmental factors are determined by genetic polymorphism in xenobiotic biotransformation genes, determining the degree of susceptibility of the child’s body to pollutants, which is the basis of modern personalized preventive medicine when managing risks to the health of the child population under the influence of environmental factors.

Material and methods

Material and methods. Trace elements, including heavy metals, lead and cadmium, were determined in the hair of 256 practically healthy teenagers by atomic absorption spectrophotometry. Depending on the level of content of the latter, two groups of adolescents were formed to determine six genes of the cytochrome P-450 family. Group 1 consisted of adolescents whose cadmium lead content exceeded the average Russian indices. The second group included adolescents whose heavy metals were above the level of average Russian standards.

Results

Results. Studies have shown that in adolescents of the 1st group, compared with the data of adolescents of the 2nd group, an increase in the number of carriers of two mutant alleles at the locus rs 1048943 (gene CYP1A1) is 3.08 times, rs 464621 (gene CYP1A1) is 1. 8 times; locus rs 2069522 (CYP1A2 gene) 3.63 times; locus rs 1799853 (CYP2C9 * 2 gene) 4.5 times; locus rs 1057910 (gene CYP2C9 * 3) 3.8 times and locus rs 2279343 (gene CYP2B6) 4.25 times. Moreover, carriers of two normal alleles in adolescents of the first group at the locus rs 1048943 (gene CYP1A1) were 5.14 times; locus rs 2279343 (CYP2B6 gene) was 6.5 fold less than among adolescents of the 2nd group; and at the locus rs 464621 (gene CYP1A1), rs 2069522 (gene CYP1A2), rs 1799853 (gene CYP2C9 * 2), rs 1057910 (gene CYP2C9 * 3) there were no carriers of normal homozygotes.

Conclusion

Conclusion. Group 1 adolescents with heavy metal contamination of the body are carriers significantly in a greater number of pathological mutations in the genes of the cytochrome P-450 detoxification system in comparison with data from group 2 adolescents.

тяжёлые металлыэлементный дисбалансполиморфизм геновцитохромы Р-450heavy metalselemental imbalancegene polymorphismcytochromes P450ReferencesHereford J. A quantitative survey of local adaptation and fitness trade-offs. Am Nat. 2009; (5): 579-88. https://doi.org/10.1086/597611Hereford J. A quantitative survey of local adaptation and fitness trade-offs. Am Nat. 2009; (5): 579–88. https://doi.org/10.1086/597611Зайцева Н.В., Долгих О.В., Дианова Д.Г. Особенности иммунологических и генетических нарушений человека в условиях дестабилизации среды обитания: монография. Пермь; 2016. 300 с.Zaytseva N.V., Dolgikh O.V., Dianova D.G. Peculiarities of immunological and genetic disorders in humans under conditions of habitat destabilization: monography [Osobennosti immunologicheskikh i geneticheskikh narusheniy cheloveka v usloviyakh destabilizatsii sredy obitaniya: monografiya]. Perm; 2016. 300 p. (in Russian)Дружинин В.Г., Ахматьянова В.Р., Головина Т.А. и соавт. Чувствительность генома и особенность проявления генотоксических эффектов у детей-подростков, подвергающихся воздействию радона в учебных и жилых помещениях школы-интерната. Радиационная биология. Радиоэкология. 2010; (5): 12-8.Druzhinin V.G., Akhmat’yanova V.R., Golovina T.A. et al. Genome sensitivity and the peculiarity of the manifestation of genotoxic effects in adolescent children exposed to radon in educational and residential premises of a boarding school. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya. 2010; (5): 12–8. (in Russian)Долгих O.B., Кривцов А.В., Гугович А.М. и соавт. Иммунологические и генетические маркеры воздействия ароматических углеводородов на работающих. Медицина труда и промышленная экология. 2012; (12): 30-3.Dolgikh O.B., Krivtsov A.V., Gugovich A.M. et al. Immunological and genetic markers of the effects of aromatic hydrocarbons on workers. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya [Russian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology]. 2012; (12): 30–3. (in Russian)Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М.: Академкнига; 2003. 431 с.Altukhov Yu.P. Genetic processes in populations [Geneticheskiye protsessy v populyatsiyakh]. Мoscow: Akademkniga; 2003. 431 p. (in Russian)Григорьева С.А., Никитина В.А., Ревазова Ю.А. Связь аллельных вариантов генов детоксикации ксенобиотиков с цитогенетическим ответом на действие мутагена. Гигиена и санитария. 2007; (5): 62-3.Grigor’yeva S.A., Nikitina V.A., Revazova Yu.A. The relationship of allelic variants of xenobiotic detoxification genes with the cytogenetic response to the effect of the mutagen. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2007; (5): 62–3. (in Russian)Баранов В.С. Молекулярная медицина - основа генной терапии. Молекулярная биология. 2004; 34 (4): 684-95.Baranov V.S. Molecular medicine is the basis of gene therapy. Molekulyarnaya biologiya. 2004; 34 (4): 684–95. (in Russian)Кулинский В.И. Обезвреживание ксенобиоатиков. Соросовский образовательный журнал. 1999; (1): 8-12.Kulinskij V.I. Xenobioatics disposal. Sorosovskiy obrazovatel’nyy zhurnal. 1999; (1): 8–12. (in Russian)Ghisari M., Long М., Bonefeld-Jorgensen E.C. Genetic polymorphisms in CYP1A1, CYP1B1 and COMT genes in Greenlandic Inuit and Europeans. Circnmpolar Health (2013). Available at: http://wvw.circumpolarhealthjournal.net/index.php/ijch/article/view/21113 (accessed 05.11.2019). https://doi.org/10.3402/ijch.v72i0.21113Ghisari M., Long М., Bonefeld-Jorgensen E.C. Genetic polymorphisms in CYP1A1, CYP1B1 and COMT genes in Greenlandic Inuit and Europeans. Circnmpolar Health (2013). Available at: http://www.circumpolarhealthjournal.net/index.php/ijch/article/view/21113 (accessed 05.11.2019). https://doi.org/10.3402/ijch.v72i0.21113Archakov A.I., Bachmanova G.I. Cytochrome P-450 and active oxygen. Taylor & Francis; 1990: 105-44.Archakov A.I., Bachmanova G.I. Cytochrome P-450 and active oxygen. Taylor & Francis; 1990: 105–44.Archakov A.I., Bachmanova G.I., Sandler M.K. et al. Cytochrome P-450 database and its scientific application. In: Proceedings of 7th international conference on biochemistry and biophysics of cytochrome P-450. Moscow; 1992: 673-9.Archakov A.I., Bachmanova G.I., Sandler M.K. et al. Cytochrome P-450 database and its scientific application. In: Proceedings of 7th international conference on biochemistry and biophysics of cytochrome P-450. Moscow; 1992: 673–9.Joseph Т., Kusumakumary P., Chacko P. et al. Genetic polymorphism of CYP1A1, CYP2D6, GSTM1 and GSTT1 and susceptibility to acute lymphoblastic leukaemia in Indian children. Pediatr Blood Cancer. 2004; 43 (5): 560-7. https://doi.org/40.1002/pbc.20167Joseph Т., Kusumakumary P., Chacko P. et al. Genetic polymorphism of CYP1A1, CYP2D6, GSTM1 and GSTT1 and susceptibility to acute lymphoblastic leukaemia in Indian children. Pediatr Blood Cancer. 2004; 43 (5): 560–7. https://doi.org/40.1002/pbc.20167Maekawa К., Harakawa N., Sugiyama E. Substrate-dependent functional alterations of seven CYP2C9 variants found in Japanese subjects. Drug Metab Dispos. 2009; 37 (9): 1895-903.Maekawa К., Harakawa N., Sugiyama E. Substrate-dependent functional alterations of seven CYP2C9 variants found in Japanese subjects. Drug Metab Dispos. 2009; 37 (9): 1895–903.Kazuma К., Nishigaki М., Tokunaga-Nakawatase Y. Randomized controlled trial of the effectiveness of genetic counseling and a distance, compute program for adult offspring of patients with type 2 diabetes: background, study protocol, and baseline patient characteristics. J Nutr Metab. 2012; 2012: 831735.Kazuma К., Nishigaki М., Tokunaga-Nakawatase Y. Randomized controlled trial of the effectiveness of genetic counseling and a distance, compute program for adult offspring of patients with type 2 diabetes: background, study protocol, and baseline patient characteristics. J Nutr Metab. 2012; 2012: 831735.Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: Оникс 21 век, Мир; 2004. 272 с.Skal’nyy A.V., Rudakov I.A. Bioelements in medicine [Bioelementy v meditsine]. Мoscow; 2004. 272 p. (in Russian)Сетко Н.П., Сетко А.Г. Дисбаланс микроэлементов, как критерий донозологической гигиенической диагностики состояния здоровья детей. Вестник Оренбургского государственного университета. 2006; (12): 222-4.Setko N.P., Setko A.G. Imbalance of microelements as a criterion for prenosological hygienic diagnosis of children’s health. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2006; (12): 222–4. (in Russian)Сетко Н.П., Сетко И.М. Оценка баланса микроэлементов у детей промышленного города, как интегрального показателя донозологической диагностики экологически обусловленной патологии. Микроэлементы в медицине. 2004; 5 (4): 130-1.Setko N.P., Setko I.M. Evaluation of the balance of trace elements in children of an industrial city as an integral indicator of prenosological diagnosis of environmentally related pathology. Mikroelementy v meditsine. 2004; 5 (4): 130–1. (in Russian)Сетко А.Г., Вяльцина Н.Е., Сетко И.М. Особенности микроэлементного портрета младших школьников, проживающих на территориях промышленного города с разным уровнем антропогенной нагрузки. В кн.: Материалы научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития медико-профилактического дела в Российской Федерации». Казань; 2006: 264-7.Setko A.G., Vyal’tsina N.Ye., Setko I.M. Features of the microelement portrait of younger schoolchildren living in the territories of an industrial city with different levels of anthropogenic load. In: Proceedings of the scientific-practical conference “Actual problems and prospects for the development of medical and preventive care in the Russian Federation” [Materialy nauchno-prakticheskoy konferentsii “Aktual’nyye problemy i perspektivy razvitiya mediko-profilakticheskikh delа v Rossiyskoy Federatsii”]. Kazan; 2006: 264–7. (in Russian)Pavanello S., Clonfero E. Biological indicators of genotoxic risk and metabolic polymorphisms. Mutat Res. 2000; 463 (3): 285-308.Pavanello S., Clonfero E. Biological indicators of genotoxic risk and metabolic polymorphisms. Mutat Res. 2000; 463 (3): 285–308.Rendic S. Gnederich F.P. Summary of information on the effects of ionizing and non-ionizing radiation on cytochrome P450 and other drug metabolizing enzymes and transporters. Curr Drug Metab. 2012; 13 (6): 787-814. https://doi.org/2174/138920012800840356Rendic S. Gnederich F.P. Summary of information on the effects of ionizing and non-ionizing radiation on cytochrome P450 and other drug metabolizing enzymes and transporters. Curr Drug Metab. 2012; 13 (6): 787–814. https://doi.org/2174/138920012800840356Finney L.A., O’Haloran T.V. Transition metal speciation in the cell: insights from the chemistry of metal ion receptors. Science. 2013; 9 (300): 931-6.Finney L.A., O’Haloran T.V. Transition metal speciation in the cell: insights from the chemistry of metal ion receptors. Science. 2013; 9 (300): 931–6.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.