Особенности показателей нейромедиаторной регуляции у школьников с расстройствами вегетативной нервной системы в условиях полиморфизма генов ApoE Cys130Arg и SIRT1 C>G и биоэкспозиции тяжёлыми металлами

Введение. Значительный вклад в распространение расстройств вегетативной нервной системы (ВНС) вносит химическое загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами (ТМ). В современной диагностике и профилактике нарушений здоровья, сопряжённых с качеством среды обитания, перспективным направлением является идентификация полиморфизмов кандидатных генов, ассоциированных с риском развития расстройств ВНС.

Цель исследования – оценка особенностей показателей нейромедиаторной регуляции у школьников-подростков с расстройством вегетативной нервной системы в условиях полиморфных вариантов генов АpoE, SIRT1 и контаминации крови кадмием, свинцом, мышьяком.

Материалы и методы. Обследованы 633 школьника, проживающих в условиях низкоуровневой аэрогенной экспозиции ТМ (до 1 ПДК_с.г.), из них 330 с расстройствами ВНС (G90.8–G90.9) и 303 условно здоровых (группа сравнения). Выполнена оценка полиморфизмов генов ApoE (rs429358), SIRT1 (rs7069102) методом ПЦР, уровня контаминантов в крови методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, показателей нейроиммуногенеза методом ИФА.

Результаты. Школьники с патологией ВНС имеют повышенное содержание кадмия, свинца и мышьяка в крови, повышение частоты С-аллели и ТС-генотипа гена ApoE (rs429358), а также С-аллели гена SIRT1 (rs7069102) (RR = 1,23–1,83) относительно группы сравнения. Установлено достоверное повышение экспрессии нейроиммуномедиаторов ацетилхолина и адреналина (в 1,2 раза) и пониженный уровень экспрессии лептина и интерлейкина-17А (в 1,4–1,5 раза) по сравнению с показателями здоровых детей.

Ограничения исследования определяются используемыми показателями эффекта.

Заключение. Установленные особенности полиморфизма генов ApoE (rs429358), SIRT1 (rs7069102) у детей отражают риск формирования расстройств ВНС в условиях низкоуровневой аэрогенной экспозиции ТМ. Показатели нейромедиаторной регуляции, С-аллель генов ApoE (rs429358) и SIRT1 (rs7069102) рекомендуется использовать в качестве индикаторных для задач профилактики и снижения риска развития болезней ВНС у школьников-подростков в условиях избыточной биоэкспозиции кадмием, свинцом, мышьяком.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено этическим комитетом ФБУН ФНЦ МПТ УРЗН (протокол № 14 от 14.03.2023 г.). Все участники и их законные представители дали информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов:
Зайцева Н.В. – дизайн исследования, редактирование;
Отавина Е.А. – сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание и редактирование текста;
Долгих О.В. – концепция, дизайн исследования, редактирование;
Казакова О.А. – сбор и обработка материала, статистическая обработка, редактирование.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

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

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 04.09.2025 / Принята к печати: 15.10.2025 / Опубликована: 19.12.2025

1. Zhang H., Wang J., Zhang K., Shi J., Gao Y., Zheng J., et al. Association between heavy metals exposure and persistent infections: the mediating role of immune function. Front. Public Health. 2024; 12: 1367644. https://doi.org/10.3389/fpubh.2024.1367644

2. Akash M.S.H., Yaqoob A., Rehman K., Imran M., Assiri M.A., Al-Rashed F., et al. Metabolomics: a promising tool for deciphering metabolic impairment in heavy metal toxicities. Front. Mol. Biosci. 2023; 10: 1218497. https://doi.org/10.3389/fmolb.2023.1218497

3. Чутко Л.С., Сурушкина С.Ю., Яковенко Е.А., Корнишина Т.Л. Вегето-сосудистая дистония у детей и подростков. Клинико-психофизиологические проявления и терапия (обзор). Практика педиатра. 2019; (3): 17–21. https://elibrary.ru/hfvwmg

4. Чутко Л.С., Корнишина Т.Л., Сурушкина С.Ю., Яковенко Е.А., Анисимова Т.И., Волов М.Б. Синдром вегетативной дисфункции у детей и подростков. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2018; 118(1): 43–9. https://doi.org/10.17116/jnevro20181181143-49 https://elibrary.ru/ypbucs

5. Sasaki N., Carpenter D.O. Associations between metal exposures and cognitive function in American older adults. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022; 19(4): 2327. https://doi.org/10.3390/ijerph19042327

6. Cervantes Vázquez G.I., González Esquivel D.F., Ramírez Ortega D., Blanco Ayala T., Ramos Chávez L.A., López-López H.E., et al. Mechanisms associated with cognitive and behavioral impairment induced by arsenic exposure. Cells. 2023; 12: 2537. https://doi.org/10.3390/cells12212537

7. Genchi G., Sinicropi M.S., Lauria G., Carocci A., Catalano A. The effects of cadmium toxicity. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020; 17(11): 3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782

8. Halabicky O.M., Pinto-Martin J.A, Compton P., Liu J. Early childhood lead exposure and adolescent heart rate variability: A longitudinal cohort study. Environ. Res. 2022; 205: 112551. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112551

9. Газенкампф К.А., Доморацкая Е.А., Дмитренко Д.В. Генетические предикторы развития вегетативной дисфункции. Доктор.Ру. 2023; 22(6): 54–9. https://doi.org/10.31550/1727-2378-2023-22-6-54-59 https://elibrary.ru/oqyyrw

10. Пухальская А.Э., Кветной И.М., Линькова Н.С., Дятлова А.С., Гутоп Е.О., Козлов К.Л. и др. Сиртуины и старение. Успехи физиологических наук. 2022; 53(1): 16–27. https://doi.org/10.31857/S0301179821040056 https://elibrary.ru/kunlxb

11. Fujita Y., Yamashita T. Sirtuins in neuroendocrine regulation and neurological diseases. Front. Neurosci. 2018; 12: 778. https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00778

12. Yan J., Tang X., Zhou Z.Q., Zhang J., Zhao Y., Li S., et al. Sirtuins functions in central nervous system cells under neurological disorders. Front. Physiol. 2022; 13: 886087. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.886087

13. Manjula R., Anuja K., Alcain F.J. SIRT1 and SIRT2 activity control in neurodegenerative diseases. Front. Pharmacol. 2021; 11: 585821. https://doi.org/10.3389/fphar.2020.585821

14. Ministrini S., Puspitasari Y.M., Beer G., Liberale L., Montecucco F., Camici G.G. Sirtuin 1 in endothelial dysfunction and cardiovascular aging. Front. Physiol. 2021; 12: 733696. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.733696

15. Rao W., Zhang Y., Li K., Zhang X.Y. Association between cognitive impairment and apolipoprotein A1 or apolipoprotein B levels is regulated by apolipoprotein E variant rs429358 in patients with chronic schizophrenia. Aging (Albany NY). 2021; 13(12): 16353–66. https://doi.org/10.18632/aging.203161

16. Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Пермского края в 2024 году». Пермь; 2024.

17. Sadhukhan D., Mishra S., Mukherjee P., Biswas А., Hui S.P., Banerjee T.K., et al. Evaluation of Apolipoprotein e4 allele as susceptible factor for neurodegenerative diseases among Eastern Indians. Austin Alzheimers J. Parkinsons Dis. 2023; 6(2): 1040. https://doi.org/10.1101/2023.06.21.23291697

18. Altaher A.M., Foad A.M., Youssef W., Ahmed A.E. Association of SIRT1 (rs7069102) Gene polymorphism with premature myocardial infarction in young Egyptian patients. Egypt. J. Med. Hum. Genet. 2024; 25: 121. https://doi.org/10.1186/s43042-024-00589-0

19. Yang Y., Li Y., Li R., Wang Z. Research progress on arsenic, arsenic-containing medicinal materials, and arsenic-containing preparations: clinical application, pharmacological effects, and toxicity. Front. Pharmacol. 2024; 15: 1338725. https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1338725

20. Thakur M., Rachamalla M., Niyogi S., Datusalia A.K., Flora S.J.S. Molecular Mechanism of Arsenic-Induced Neurotoxicity including Neuronal Dysfunctions. Int. J. Mol. Sci. 2021; 10077. https://doi.org/10.3390/ijms221810077

21. Batool Z., Agha F., Tabassum S., Batool T.S., Siddiqui R.A., Haider S. Prevention of cadmium-induced neurotoxicity in rats by essential nutrients present in nuts. Acta Neurobiol. Exp. (Wars). 2019; 79(2): 169–83.

22. Рябова Ю.В., Шабардина Л.В., Кескевич А.А., Минигалиева И.А., Сутункова М.П., Бутакова И.В. и др. Нейротоксические эффекты сочетанного действия хлорида кадмия и физической нагрузки и протекторное действие биопрофилактических средств. Гигиена и санитария. 2024; 103(2): 165–71. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-2-165-171 https://elibrary.ru/uapwut

23. Ramírez Ortega D., González Esquivel D.F., Blanco Ayala T., Pineda B., Gómez Manzo S., Marcial Quino J., et al. Cognitive impairment induced by lead exposure during lifespan: mechanisms of lead neurotoxicity. Toxics. 2021; 9(2): 23. https://doi.org/10.3390/toxics9020023

24. Krajewski K. Heavy metals, noradrenaline/adrenaline ratio, and microbiome-associated hormone precursor metabolites: biomarkers for social behaviour, ADHD symptoms, and executive function in children. Sci. Rep. 2025; 15(1): 19006. https://doi.org/10.1038/s41598-025-00680-5

25. Dobrakowski M., Kasperczyk A., Czuba Z.P., Machoń-Grecka A., Szlacheta Z., Kasperczyk S. The influence of chronic and subacute exposure to lead on the levels of prolactin, leptin, osteopontin, and follistatin in humans. Hum. Exp. Toxicol. 2017; 36(6): 587–93. https://doi.org/10.1177/0960327116658106

26. Nguyen J., Patel A., Gensburg A., Bokhari R., Lamar P, Edwards J. Diabetogenic and obesogenic effects of cadmium in Db/Db mice and rats at a clinically relevant level of exposure. Toxics. 2022; 10(3): 107. https://doi.org/10.3390/toxics10030107

27. Montalbano A.M., Albano G.D., Bonanno A., Riccobono L., Di Sano C., Ferraro M., et al. Autocrine acetylcholine, Induced by IL-17A via NFκB and ERK1/2 pathway activation, promotes MUC5AC and IL-8 synthesis in bronchial epithelial cells. Mediators Inflamm. 2016; 2016: 9063842. https://doi.org/10.1155/2016/9063842

28. Zhang L., Tu R., Wang Y., Hu Y., Li X., Cheng X., et al. Early-life exposure to lead induces cognitive impairment in elder mice targeting SIRT phosphorylation and oxidative alterations. Front. Physiol. 2017; 8: 446. https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00446