Введение

В чёрной металлургии, одной из ключевых отраслей экономики страны, занято свыше 260 тыс. человек, что составляет более 50% всех работников металлургической сферы [1]. При этом 72,5% сотрудников отрасли трудятся в условиях, оказывающих негативное воздействие на организм [2, 3]. Исследования подтверждают, что на здоровье работников влияют повышенные концентрации пыли, шум, тяжесть трудового процесса и контрастный микроклимат [4–7]. Воздействие этих факторов обладает кумулятивным действием: оно вызывает хронический стресс и молекулярные повреждения, приводящие к дисрегуляции систем организма и способствующие его преждевременному старению [8–10].

Биологическое старение рассматривается как процесс, зависящий от взаимодействия генетических, эпигенетических, метаболических, иммунологических и экологических факторов [11, 12]. Концепция биологического возраста позволяет на основе функциональных показателей и молекулярно-генетических биомаркёров более точно оценить состояние здоровья, работоспособность и риск для человека неблагоприятных исходов, в том числе болезней, связанных с возрастными изменениями [13, 14].

На молекулярно-генетическом уровне ключевая роль в механизмах клеточного старения отводится сиртуинам – семейству эволюционно консервативных НАД-зависимых белков [15]. Предполагается, что в основе их участия в старении лежит постепенная потеря активности, ведущая к конденсации хроматина и нарушению репарации ДНК [16]. Особый интерес представляет ген SIRT1 («ген долголетия»), кодирующий белок, защищающий клетки от окислительного стресса и поддерживающий стабильность генома [17]. Полиморфизм rs7069102 C>G в интроне 4 гена SIRT1 способен изменять уровень его экспрессии, что позволяет предположить влияние на окислительный стресс, а также на развитие болезней системы кровобращения [17–19].

Цель исследования – определить темпы старения у рабочих чёрной металлургии и оценить ассоциацию полиморфизма rs7069102 гена SIRT1 с этими темпами.

Материалы и методы

Обследованы работники металлургического предприятия (n = 229, мужчины, возраст от 30 до 59 лет). Группа конвертерного цеха состояла из 103 работников. В группу сравнения вошли 126 работников административно-управленческих подразделений. Группы были сопоставимы по возрасту и достоверно не отличались, средний возраст в группах составил 46,3 ± 7,1 и 44,7 ± 6,6 года соответственно. Условия труда работников конвертерного цеха относились к вредным (классы 3.1 и 3.2) по таким показателям, как промышленные аэрозоли, производственный шум, неблагоприятный микроклимат, тяжесть трудового процесса, освещённость рабочего места. Условия труда работников административно-управленческих подразделений оценены как допустимые. По данным специальной оценки труда основными производственными факторами группы сравнения были электрическое и магнитное поля широкого спектра частот персональных электронно-вычислительных машин (2-й допустимый класс).

Коэффициент скорости старения (КСС) определяли по формуле* Горелкина А.Г., Пинхасова Б.Б. При КСС от 0,95 включительно до 1,05 включительно делают заключение о соответствии скорости старения норме, при КСС менее 0,95 – о замедлении старения, при КСС более 1,05 – об ускорении старения. При определении биологического возраста у мужчин учитывают рост (м), массу тела (кг), окружность талии (см) и календарный возраст.

Отбор венозной периферической крови для выделения ДНК осуществлялся в одноразовые стерильные вакуумные пробирки с трикалием этилендиаминтетраацетата (К₃ЭДТА) для предотвращения свёртывания. Выделение ДНК из цельной крови проводилось с помощью набора Lumipure (Lumiprobe, Россия) на спин-колонках в соответствии с инструкцией производителя.

Определение полиморфизма rs7069102 гена SIRT1 выполняли с помощью системы ПЦР с оптической детекцией в реальном времени Applied Biosystems QuantStudio 3 (ThermoFisher, США) методом ПЦР-РВ. Для ПЦР-РВ применяли готовый коммерческий набор «SNP-Скрин» (Синтол, Россия). Интерпретация результатов проводилась с помощью ПО QuantStudio Design & Analysis Software (ThermoFisher, США).

Оценка зависимости признаков была выполнена в таблицах сопряжённости при помощи χ². Анализ таблиц сопряжённости и расчёт отношения шансов (OШ) с доверительными интервалами (95% ДИ) и уровнем значимости (p) проводился при помощи пакета программ IBM SPSS Statistics. Для соблюдения требований к применению показателя ОШ использовалась доминантная генетическая модель наследования, при которой носители мутантного гомозиготного генотипа (GG) сравнивались с объединённой группой носителей нормального гомозиготного генотипа и гетерозиготного генотипа (CC + CG). Кроме того, были объединены в одну группу рабочие с замедленным и нормальным темпами старения с целью определения риска негативного исхода (ускоренных темпов старения) при наличии негативного фактора (мутантного гомозиготного генотипа).

Результаты

Для определения влияния вредных факторов конвертерного цеха на темпы старения было проведено сравнение распространённости ускоренного темпа старения у работников конвертерного цеха и в группе сравнения. Число работников с ускоренными темпами старения относительно двух других типов в группе конвертерного цеха было статистически выше, чем в группе сотрудников административно-управленческих подразделений (табл. 1).

Анализ ОШ позволил определить, что работа в условиях конвертерного цеха увеличивала риск ускоренного темпа старения более чем в два раза по сравнению с нормальным и замедленным темпами (ОШ = 2,221; 95% ДИ = 1,303–3,785; p = 0,004) (см. рисунок).

Проведён анализ ОШ для каждой из групп (конвертерный цех и группа сравнения) с учётом генотипа SIRT1 (табл. 2). Несмотря на отсутствие достоверных различий, была выявлена тенденция к увеличению распространённости ускоренного темпа старения у носителей мутантной аллели G в группе сравнения (p = 0,051).

Обсуждение

В настоящем исследовании были получены данные об увеличении риска ускоренного темпа старения в условиях конвертерного цеха более чем в два раза по сравнению с нормальным и замедленным темпами. В ряде других исследований было также показано, что вредные условия труда и образ жизни влияют на темпы старения и биологический возраст работников [20]. Так, биологический возраст больных вибрационной болезнью и двусторонней сенсоневральной тугоухостью превышал календарный возраст в среднем на 7,36 ± 0,36 года и должный биологический возраст на 10,79 ± 0,72 года, в то время как темп биологического старения обследованных пациентов в 1,14 ± 0,08 раза превышал темп старения их здоровых сверстников [21]. На биологический возраст в группе подземных рабочих в большей степени влиял стаж работы во вредных условиях труда, в группе наземных – календарный возраст и образ жизни [22]. Также установлено, что по сравнению с людьми того же возраста, работающими на руководящих должностях, работники сферы услуг биологически старше на 1,65 года, при этом подъём тяжестей ускорял темпы старения на 2,08 года, а большая продолжительность рабочего дня – на 1,87 года [23]. Исследование китайских рабочих химической промышленности показало, что воздействие углекислого газа, бензола и угольной пыли ускоряет биологическое старение, затрагивая в первую очередь сердечно-сосудистую и метаболическую системы [24]. В целом повышение биологического возраста связывают как с вредными условиями труда, так и с присутствием поведенческих факторов риска, таких как увеличенные значения ИМТ, низкая физическая активность и курение табака.

Ранее другими исследователями было продемонстрировано, что SIRT1 играл важную роль в регуляции старения, а также во многих сигнальных путях, связанных со старением [25]. В данной работе была обнаружена тенденция к высокой распространённости мутантной аллели G гена SIRT1 у работников из группы сравнения с ускоренным темпом старения, не достигшая статистической значимости. Вероятно, влияние полиморфизма не является чистым генетическим маркёром скорости старения, и значительную роль играют другие факторы, в том числе условия труда.

Ограничения исследования. Не учитывалось влияние электромагнитного излучения офисной техники и образа жизни. Определение биологического возраста проведено по методике, учитывающей только антропометрические показатели.

Заключение

В результате проведённого исследования было установлено, что условия работы в конвертерном цехе способствуют ускоренному старению организма. При этом аллель G полиморфного гена, а также гомозиготный мутантный генотип гена SIRT1 по полиморфизму rs7069102 не формировали достоверного вклада в темп старения представителей обеих исследуемых групп.

* Патент № 2387374 Российская Федерация, МПК A61B 5/107 (2006.01). Способ определения биологического возраста человека и скорости старения: № 2008130456: заявлено 22.07.2008 г.: опубликовано 27.04.2010 г. Горелкин А.Г., Пинхасов Б.Б.; патентообладатель ГУ НЦКЭМ СО РАМН. 5 с. (13.12.2023) Горелкин А.А., Пинхасов Б.Б. Патент 2387374. Описание изобретения к патенту, 1. 27.04.2010 г. Бюл. № 12 (13.12.2023 г.).