Полиморфизм генов детоксикации цитохрома Р-450 у подростков в зависимости от степени контаминации организма тяжёлыми металлами

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. 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. 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. 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.

1. Hereford J. A quantitative survey of local adaptation and fitness trade-offs. Am Nat. 2009; (5): 579-88. https://doi.org/10.1086/597611

2. Зайцева Н.В., Долгих О.В., Дианова Д.Г. Особенности иммунологических и генетических нарушений человека в условиях дестабилизации среды обитания: монография. Пермь; 2016. 300 с.

3. 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.

4. 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.

5. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М.: Академкнига; 2003. 431 с.

6. 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.

7. Баранов В.С. Молекулярная медицина - основа генной терапии. Молекулярная биология. 2004; 34 (4): 684-95.

8. Кулинский В.И. Обезвреживание ксенобиоатиков. Соросовский образовательный журнал. 1999; (1): 8-12.

9. 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.v72i0.21113

10. Archakov A.I., Bachmanova G.I. Cytochrome P-450 and active oxygen. Taylor & Francis; 1990: 105-44.

11. 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.

12. 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.20167

13. 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.

14. 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.

15. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: Оникс 21 век, Мир; 2004. 272 с.

16. Сетко Н.П., Сетко А.Г. Дисбаланс микроэлементов, как критерий донозологической гигиенической диагностики состояния здоровья детей. Вестник Оренбургского государственного университета. 2006; (12): 222-4.

17. 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.

18. 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.

19. Pavanello S., Clonfero E. Biological indicators of genotoxic risk and metabolic polymorphisms. Mutat Res. 2000; 463 (3): 285-308.

20. 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/2174/138920012800840356

21. 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.