Влияние полиморфизмов генов детоксикации ксенобиотиков и стажа работы на уровень кумуляции диоксинов в организме сотрудников МЧС России

Актуальность. Профессиональная деятельность пожарных считается экстремальной. Наиболее опасное воздействие на организм пожарных оказывают токсичные продукты горения при пожаротушении. Среди этих продуктов можно особо выделить диоксины и диоксиноподобные соединения в связи с их способностью к кумуляции в организме.

Цель – проанализировать содержание токсичных продуктов горения в атмосферном воздухе во время и после пожара разных локализаций, а также оценить концентрацию диоксинов в плазме крови у сотрудников Федеральной противопожарной службы (ФПС) МЧС России в зависимости от полиморфных вариантов генов детоксикации ксенобиотиков и стажа профессиональной деятельности.

Методология. Для оценки уровня кумуляции диоксинов в организме пожарных с различными полиморфными вариантами генов детоксикации ксенобиотиков проведен анализ содержания в атмосферном воздухе токсичных продуктов горения при разных локализациях пожаров. Проведен анализ степени накопления диоксинов в организме пожарных в зависимости от полиморфизмов генов детоксикации ксенобиотиков и стажа работы. Обследовали 350 сотрудников ФПС МЧС России, из них 234 человека, занимающиеся непосредственно пожаротушением (пожарные), и 116 человек – сотрудники надзорного звена (инспектора), проводящие, в том числе, следственные и иные действия на местах пожаров. Контрольную группу составили 82 спасателя, непосредственно не участвующих в пожаротушении. Возраст обследованных лиц был (32,2 ± 9,5) лет.

Результаты и их анализ. Полученные данные свидетельствуют, что высокие концентрации диоксинов в приземном воздухе на месте пожара сохраняются более 2 нед, при этом предельно допустимая концентрация там была повышена в 4,5–10 раз. Наибольшая концентрация диоксинов наблюдается при пожарах на промышленных предприятиях и в жилых домах. Проведенный анализ содержания диоксинов в крови у сотрудников ФПС МЧС России и контрольной группы показал, что у сотрудников ФПС концентрация отдельных химических соединений была в 2–7 раз больше, а по показателю диоксинового эквивалента – в 15 раз выше по сравнению контрольной группой (р < 0,05). У инспекторов наравне с пожарными также были выявлены высокие концентрации диоксинов в крови. Анализ содержания диоксинов в крови у сотрудников ФПС МЧС России показал, что с увеличением стажа работы статистически значимо растет концентрация диоксинов в крови, разные химические соединения между стажевой группой 0–1 год и 6 лет и более отличаются в 2,3–6,8 раза (р < 0,05), между стажевой группой 2–5 лет и группой 6 лет и более – в 1,3–1,7 раза (р < 0,05). Проведена оценка концентрации диоксинов в плазме крови у сотрудников ФПС МЧС России в зависимости от полиморфных вариантов генов детоксикации ксенобиотиков и стажа профессиональной деятельности. Выявлена группа лиц – носителей сочетания генотипов EPHX1 Tyr/Tyr, CYP1A1 A/A, GSTT1 I/I, GSTM1 I/I, GSTP1 A/A, GSTP1 C/C, у которой в 4 раза по сравнению с другими группами была меньше концентрация диоксинов в крови во всех рассматриваемых стажевых группах.

Заключение. Генотипирование пожарных позволит своевременно проводить мероприятия по детоксикации диоксинов, особенно у носителей минорных аллелей генов биотрансформации ксенобиотиков, что будет способствовать снижению заболеваемости и повышению профессионального долголетия.

1. Башарин В.А., Гребенюк А.Н., Маркизова Н.Ф. [и др.]. Химические вещества как поражающий фактор пожаров // Военно-медицинский журнал. 2015. Т. 336, № 1. С. 22–28.

2. 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. С. 62–63.

3. Гумерова Г.И., Гоголь Э.В., Сибгатуллина О.С. Иммуноферментные и биологические методы определения диоксинов // Химия и инженерная экология : XVII междунар. науч. конф. Казань, 2017. С. 250–253.

4. Дьякович М.П., Шевченко О.И. Медико-психологические последствия воздействия факторов пожара на ОАО «Иркутсккабель» на пожарных ликвидаторов // Медицина труда и промышленная экология. 2008. № 1. С. 29–35.

5. Евдокимов В.И., Санников М.В., Харченко Н.Н. Алгоритм поиска публикаций в Российском индексе научного цитирования о заболеваемости сотрудников МЧС России и других профессиональных групп // Мед.-биол. и соц.-психол. пробл. безопасности в чрезв. ситуациях. 2013. № 3. С. 74–86. DOI: 10.25016/2541-7487-2013-0-3-74-86.

6. Карамова Л.М., Башарова Г.Р. Клинически безопасный уровень диоксинов // Медицина труда и промышленная экология. 2012. № 2. С. 45–48.

7. Кузнецова Н.Б., Кузнецов П.Е. Вероятный механизм индукции цитохрома р-450(448) полихлорированными дибензо-п-диоксинами // Auditorium. 2018. № 1 (17). С. 1–7.

8. Лимборская С.А., Вербенко Д.А., Хрунин А.В., Сломинский П.А. Этническая геномика народонаселения Восточно-европейского региона // Молекулярный полиморфизм человека: индивидуальное разнообразие биомакромолекул / под ред. С.Д. Варфоломеева. М. : Изд-во РУДН, 2007. С. 707–749.

9. Лимборская С.А., Хуснутдинова Э.К., Балановская Е.В. Этногеномика и геногеография народов Восточной Европы. М. : Наука, 2002. 261 с.

10. Лотфуллина Э.Р., Гумерова Г.И. Гибридные методы определения диоксинов // Химия и инженерная экология : XVII междунар. науч. конф. Казань, 2017. С. 292–296.

11. Маркизова Н.Ф., Преображенская Т.Н., Башарин В.А., Гребенюк А.Н. Токсичные компоненты пожаров. СПб. : Фолиант, 2008. 208 с.

12. Могиленкова Л.А., Рембовский В.Р. Роль генетического полиморфизма и различия в детоксикации химических веществ в организме человека // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95, № 3. С. 255–262. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-3-255-262.

13. Пырерко Л.В. Воздействие диоксинов на здоровье человека // Актуальные научные исследования в современном мире : материалы междунар. науч-практ. конф. [Электронное издание] / под общ. ред. А.И. Вострецова. Нефтекамск, 2018. С. 22–25.

14. Румак В.С., Умнова Н.В., Софронов Г.А. Молекулярные и клеточные аспекты токсичности диоксинов // Вестник Российской академии медицинских наук. 2014. Т. 69, № 3-4. С. 77–84. DOI: 10.15690/vramn.v69.i3-4.1000.

15. Стрельцова И.В., Скутова А.В. Медицинские аспекты профессиональной деятельности пожарных // Научный журнал. 2017. № 5 (18). С. 105–106.

16. Хисамова З.Ж. Диоксины и диоксиноподобные соединения // Наука и инновации в АПК ХХI века : материалы всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых. Казань, 2018. С. 454–456.

17. Хрунин А.В., Хохрин Д.В., Лимборская С.А. Полиморфизм генов глутатион-S-трансфераз в популяции русского населения Евразийской части России // Генетика. 2008. Т. 44, № 10. С. 1416–1421.

18. Черняк Ю.И., Грассман Д.А. Воздействие диоксинов на пожарных // Медицина труда и промышленная экология. 2007. № 6. С. 18–21.

19. Черняк Ю.И., Грассман Д.А., Колесников С.И. Влияние стойких органических загрязнителей на биотрансформацию ксенобиотиков. Новосибирск, 2007. 124 с.

20. Черняк Ю.И., Портяная Н.И., Меринова А.П. [и др.]. Определение энзиматической активности цитохрома р450(cyp)1a2 у «шелеховских» пожарных // Токсикологический вестник. 2002. № 2. С. 5–10.

21. Черняк Ю.И., Шелепчиков A.A., Грассман Д.А. Модификация диоксин-сигнального пути у высокоэкспонированных пожарных // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2007. № 2 (54). С. 65–71.

22. Шелепчиков А.А., Черняк Ю.И., Бродский Е.С., Фешин Д.Б., Грассман Д.А. Полихлорированные дибензо-п-диоксины, дибензофураны и бифенилы в сыворотке крови пожарных иркутского региона // Сибирский медицинский журнал. 2012. Т. 110, № 3. С. 53–59.

23. Gao L-Y., Hao X-L., Zhang L. [et al.]. Identification and characterization of differentially expressed lncRNA in 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin-induced cleft palate // Human & Experimental Toxicology. 2020. Vol. 39, N 5. P. 748–761. DOI: 10.1177/0960327119899996.

24. Gilliland F.D., Li Y.-F., Saxon A. [et al.]. Effect of glutathione-S-transferase M1 and P1 genotypes on xenobiotic enhancement of allergic responses: randomised, placebo-controlled crossover study // Lancet. 2004. Vol. 363, N 9403. P. 119–125. DOI: 10.1016/S0140-6736(03)15262-2.

25. Hung R.J., Boffetta P., Brockmöller J. [et al.]. CYP1A1 and GSTM1 genetic polymorphisms and lung cancer risk in Caucasian non-smokers: a pooled analysis // Carcinogenesis. 2003. Vol. 24, N 5. P. 875–882. DOI: 10.1093/carcin/bgg026.

26. Johanson H., Hyland V., Wicking C. [et al.]. DNA elution from buccal cells stored on Whatman FTA Classic Cards using a modified methanol fixation method // Botechniques. 2009. Vol. 46, N 4. P. 309–311. DOI: 10.2144/000113077.

27. Masetti S., Botto N., Manfredi S. [et al.]. Interactive effect of the glutathione S-transferase genes and cigarette smoking on occurrence and severity of coronary artery risk // J. Mol. Med. 2003. Vol. 81, N 8. P. 488– 494. DOI: 10.1007/s00109-003-0448-5.

28. Palmer C.N., Doney A.S., Lee S.P. [et al.]. Glutathione S-transferase M1 and P1 genotype, passive smoking, and peak expiratory flow in asthma // Pediatrics. 2006. Vol. 118, N 2. P. 710–716. DOI: 10.1542/peds.2005-3030.

29. Pavanello S., Clonfero E. Biological indicators of genotoxic risk and metabolic polymorphisms // Mutat. Res. 2000. Vol. 463, N 3. P. 285–308. DOI: 10.1016/s1383-5742(00)00051-x.

30. Phillips K.A., Veenstra D.L., Oren E. [et al.]. Potential role of pharmacogenomics in reducing adverse drug reactions: a systematic review // JAMA. 2001. Vol. 286, N 18. P. 2270–2279. DOI: 10.1001/jama.286.18.2270.

31. Rotunno M., Yu K., Lubin J.H. [et al.]. Phase I metabolic genes and risk of lung cancer: multiple polymorphisms and mRNA expression // PLoS One. 2009. Vol. 4, N 5. P. e5652. DOI: 10.1371/journal.pone.0005652.

32. Sarmanov J., Benesov K., Gut I. [et al.]. Genetic polymorphisms of biotransformation enzymes in patients with Hodgkin’s and non-Hodgkin’s lymphomas // Hum. Mol. Genet. 2001. Vol. 10, N 12. P. 1265–1273. DOI: 10.1093/hmg/10.12.1265.

33. Shin A., Kang D., Choi J.Y. [et al.]. Cytochrome P450 1A1 (CYP1A1) polymorphisms and breast cancer risk in Korean women // Exp. Mol. Med. 2007. Vol. 39, N 3. P. 361–366. DOI: 10.1038/emm.2007.40.

34. Siraj A.K., Ibrahim M., Al-Rasheed M. [et al.]. Polymorphisms of selected xenobiotic genes contribute to the development of papillary thyroid cancer susceptibility in Middle Eastern population // BMC Med. Genet. 2008. Vol. 5. P. 9–61. DOI: 10.1186/1471-2350-9-61.

35. Wang X., Zuckerman B., Pearson C. [et al.]. Maternal cigarette smoking, metabolic gene polymorphism, and infant birth weight // JAMA. 2002. Vol. 287, N 2. P. 195–202. DOI: 10.1001/jama.287.2.195.

36. Wright C.M., Larsen J.E., Colosimo M.L. [et al.]. Genetic association study of CYP1A1 polymorphisms identifies risk haplotypes in nonsmall cell lung cancer // Eur. Respir J. 2010. Vol. 35, N 1. P. 152–159. DOI: 10.1183/09031936.00120808.