Транскрипционная активность генов Gstp и Gclc при длительном воздействии акриламида

Введение. Акриламид – токсикант, контакт с которым возможен как в производственных, так и в бытовых условиях. Он образуется при термической обработке пищи и используется в промышленных процессах, что увеличивает риск его воздействия на человека. Акриламид обладает нефротоксическими, нейротоксическими и генотоксическими свойствами, однако его влияние на клеточные механизмы, в том числе антиоксидантные и детоксикационные системы, изучено недостаточно. Исследование экспрессии генов Gstp и Gclc, вовлечённых в антиоксидантную защиту, важно для понимания патогенеза акриламид-индуцированных изменений.

Цель работы – изучить изменения экспрессии генов Gstp и Gclc при длительном воздействии акриламида и оценить эффективность профилактики с использованием соединений на основе оксиметилурацила.

Материалы и методы. Эксперимент проведён на 60 белых крысах-самцах, которым ежедневно вводили акриламид (5 мг/кг массы тела) в течение 90 дней. Профилактическую коррекцию проводили за час до введения токсиканта. Экспрессию генов оценивали методом ПЦР в реальном времени.

Результаты. Длительное воздействие акриламида вызывало изменения экспрессии генов Gstp и Gclc в ткани почек. Экспрессия Gstp статистически значимо увеличивалась в первую очередь в группах с профилактической коррекцией, при которой использовались соединения с аскорбиновой кислотой. Экспрессия Gclc сначала снижалась, а через три месяца увеличивалась, особенно при использовании ацетилцистеина и сукцината натрия.

Ограничения исследования. Данное исследование было направлено на изучение уровня экспрессии двух важных генов, связанных с антиоксидантной защитой, – Gstp и Gclc, при продолжительном воздействии акриламида. Однако для более полного понимания патогенетических механизмов нефротоксичности акриламида требуется расширение анализа за счёт изучения других генетических маркёров, связанных с детоксикацией, воспалением и окислительным стрессом. Также необходим многофакторный подход с оценкой биохимических и физиологических показателей токсического воздействия.

Заключение. Акриламид оказывает негативное воздействие на почки, проявляющееся изменением экспрессии генов Gstp и Gclc. Наиболее эффективной профилактикой оказалось применение оксиметилурацила с ацетилцистеином.

Соблюдение этических стандартов. Данное исследование было одобрено биоэтической комиссией ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» (протокол № 01–12 от 17.12.2024 г.). Экспериментальные работы проводились в строгом соответствии с положениями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых в научных исследованиях (ETS N 123), Директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22 сентября 2010 г., регулирующей защиту животных, применяемых для научных целей.

Участие авторов:
Якупова Т.Г. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста;
Каримов Д.О., Каримов Д.Д. – концепция и дизайн исследования, статистическая обработка;
Рябова Ю.В., Репина Э.Ф., Гарипова З.Р. – сбор и обработка материала;
Мухаммадиева Г.Ф. – редактирование.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных или потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Работа выполнена в рамках реализации государственного задания, включённого в отраслевую научно-исследовательскую программу Роспотребнадзора «Разработка научных основ национальной системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, управления рисками для здоровья и повышения качества жизни населения Российской Федерации» на период 2021–2025 гг., п. 6.1.8. Номер государственной регистрации проекта: 121062100058–8.

Поступила: 19.03.2025 / Поступила после доработки: 31.01.2025 / Принята к печати: 26.03.2025 / Опубликована: 31.07.2025

1. Rice J.M. The carcinogenicity of acrylamide. Mutat. Res. 2005; 7(580): 3–20. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2004.09.008

2. Erdemli M.E., Aksungur Z., Gul M., Yigitcan B., Bag H.G., Altinoz E., et al. The effects of acrylamide and vitamin E on kidneys in pregnancy: an experimental study. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med. 2019; 32(22): 3747–56. https://doi.org/10.1080/14767058.2018.1471675

3. Mazhar F.M., Moawad K.M., El-Dakdoky M.H., Amer A.S. Fetotoxicity of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in rats and the protective role of vitamin E. Toxicol. Ind. Health. 2014; 30(5): 480–8. https://doi.org/10.1177/0748233712459915

4. Yerlikaya F.H., Yener Y. The dietary acrylamide intake adversely affects the serum trace element status. Biol. Trace Elem. Res. 2013; 152(1): 75–81. https://doi.org/10.1007/s12011-013-9598-7

5. Jia Z., Liu M., Qu Z., Zhang Y., Yin S., Shan A. Toxic effects of zearalenone on oxidative stress, inflammatory cytokines, biochemical and pathological changes induced by this toxin in the kidney of pregnant rats. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2014; 37(2): 580–91. https://doi.org/10.1016/j.etap.2014.01.010

6. Li L., Wang Z., Li Y., Ma F., Wang X., Yan H., et al. Allicin alleviates mitochondrial dysfunction in acrylamide-induced rat kidney involving the regulation of SIRT1. J. Agric. Food Chem. 2023; 71(42): 15785–95. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c04687

7. Stadler R.H., Gökmen V. Acrylamide formation mechanisms. In: Acrylamide in Food. Volume 2. Academic Press; 2024: 1–17. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99119-3.00017-5

8. Virk-Baker M.K., Nagy T.R., Barnes S., Groopman J. Dietary acrylamide and human cancer: a systematic review of literature. Nutr. Cancer. 2014; 66: 774–90. https://doi.org/10.1080/01635581.2014.916323

9. Ibrahim D.S. Effect of vinpocetine against acrylamide-induced nephrotoxicity in rats. J. Biochem. Mol. Toxicol. 2024; 38(2): e23658. https://doi.org/10.1002/jbt.23658

10. Жучкова Е.Д., Щепочкина О.Ю., Терёшкина О.И., Петрыкина Е.А. Особенности медицинского применения и стандартизации антиоксидантов: лекарственные средства и вспомогательные вещества. Фармация. 2015; (1): 48–52. https://elibrary.ru/tluiqp

11. Semla M., Goc Z., Martiniaková M., Omelka R., Formicki G. Acrylamide: a common food toxin related to physiological functions and health. Physiol. Res. 2017; 66(2): 205–17. https://doi.org/10.33549/physiolres.933381

12. Борисов В.В. Оксидативный стресс, антиоксиданты, проблемы репродукции в период пандемии (клиническая лекция). Клинический разбор в общей медицине. 2021; (3): 67–74. https://doi.org/10.47407/kr2021.2.3.00053 https://elibrary.ru/nfwbdm

13. Rifai L., Saleh F.A. A Review on acrylamide in food: occurrence, toxicity, and mitigation strategies. Int. J. Toxicol. 2020; 39(2): 93–102. https://doi.org/10.1177/1091581820902405

14. Matoso V., Bargi-Souza P., Ivanski F., Romano M.A., Romano R.M. Acrylamide: A review about its toxic effects in the light of Developmental Origin of Health and Disease (DOHaD) concept. Food Chem. 2019; 283: 422–30. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.01.054

15. Sengul E., Gelen V., Yildirim S., Tekin S., Dag Y. The effects of selenium in acrylamide-induced nephrotoxicity in rats: roles of oxidative stress, inflammation, apoptosis, and DNA damage. Biol. Trace Elem. Res. 2021; 199(1): 173–84. https://doi.org/10.1007/s12011-020-02111-0

16. Bedir F., Kocatürk H., Yapanoğlu T., Gürsul C., Arslan R., Mammadov R., et al. Protective effect of taxifolin against prooxidant and proinflammatory kidney damage associated with acrylamide in rats. Biomed. Pharmacother. 2021; 139: 111660. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111660

17. Kandemir F.M., Yıldırım S., Kucukler S., Caglayan C., Darendelioğlu E., Dortbudak M.B. Protective effects of morin against acrylamide-induced hepatotoxicity and nephrotoxicity: A multi-biomarker approach. Food Chem. Toxicol. 2020; 138: 111190. https://doi.org/10.1016/j.fct.2020.111190

18. Tüfekci K.K., Tatar M. Oleuropein mitigates acrylamide-induced nephrotoxicity by affecting placental growth factor immunoactivity in the rat kidney. Eurasian J. Med. 2023; 55(3): 228–33. https://doi.org/10.5152/eurasianjmed.2023.23043

19. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Общая характеристика источников образования свободных радикалов и антиоксидантных систем. Успехи современного естествознания. 2006; (7): 37–41. https://elibrary.ru/ijitxh

20. Ali A., Ibrahim R., Ahmed A.F., Talaat E. Histological study of toxic effects of acrylamide on the liver and kidney of adult male albino rats. Minia J. Med. Res. 2020; 31(3): 345–50. https://doi.org/10.21608/mjmr.2022.220316

21. El Fakahany G.A., Nassar S.A., Elballat S.E. Alterations in Kidney of albino rat due to acrylamide exposure and the possible protective role of l-arginine (biochemical, histological, immunohistochemical and molecular study). Sys. Rev. Pharm. 2021; 12(3): 744–52.

22. Nasralla M.M., Zaki S.M., Attia R.A. Protective effect of resveratrol on acrylamide-induced renal impairment. Folia Morphol. (Warsz). 2021; 80(4): 985–93. https://doi.org/10.5603/FM.a2020.0133

23. Репина Э.Ф., Каримов Д.О., Байгильдин С.С., Якупова Т.Г., Хуснутдинова Н.Ю., Шайхлисламова Э.Р. и др. Оценка экспрессии генов апоптоза и морфологических изменений в ткани почек при воздействии акриламида и профилактической медикаментозной коррекции. Гигиена и санитария. 2025; 104(1): 96–100. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2025-104-1-96-100 https://elibrary.ru/pvwctq

24. Uthra C., Reshi M.S., Jaswal A., Yadav D., Shrivastava S., Sinha N., et al. Protective efficacy of rutin against acrylamide-induced oxidative stress, biochemical alterations and histopathological lesions in rats. Toxicol. Res. (Camb). 2022; 11(1): 215–25. https://doi.org/10.1093/toxres/tfab125

25. Mucci L.A., Lindblad P., Steineck G., Adami H.O. Dietary acrylamide and risk of renal cell cancer. Int. J. Cancer. 2004; 109(5): 774–6. https://doi.org/10.1002/ijc.20011