УДК:577.125.38; 575.2244.22
ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ БИОТРАНСФОРМАЦИИ КСЕНОБИОТИКОВ НА ПРОЦЕССЫ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ Г. ТАШТАГОЛ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ ДЛИТЕЛЬНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ПОВЫШЕННЫХ ДОЗ ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ РАДОНА
,
Кафедра генетики КемГУ
*****@***ru
Одним из эффектов воздействия на организм ионизирующей радиации, химических загрязнений контактных сред и пищевых продуктов, курения является образование свободных радикалов, способных инициировать перекисное окисление липидов. К промежуточным продуктам перекисного окисления липидов (ПОЛ) относятся диеновые конъюгаты и диеновые кетоны, накопление которых провоцирует изменение структуры и проницаемости клеточных мембран, существенно нарушает ход обменных процессов, приводит к повреждению нуклеиновых кислот.
Первичные продукты ПОЛ являются нестойкими веществами, они разрушаются с образованием вторичных продуктов ПОЛ: альдегидов, кетонов, спиртов и эпоксидов. Среди них наиболее известен малоновый альдегид (МДА), который взаимодействует с SH, аминогруппами белков, подавляет активность цитохромоксидазы, гидроксилазы, изменяет структуру эластических волокон и липопротеинов, подавляет синтез простагландинов и деление клеток. Накопление в организме продуктов ПОЛ существенно снижает резистентность организма, создает предпосылки к формированию, ускоренному развитию и усугублению тяжести течения различных заболеваний.
Целью настоящей работы является изучение влияние полиморфизма генов биотрансформации ксеноьиотиков на процессы перекисного окисления липидов, подвергающихся длительному воздействию повышенных доз излучения от радона. В связи с поставленной целью решали следующие задачи:
1. Дать характеристику содержания первичных продуктов перекисного окисления липидов у детей г. Таштагол.
2. Изучить характеристики распределения генотипов и аллелей генов цитохрома P450, глутатион-S-трансферазы и алкогольдегидрогеназы в обследованной группе.
3. Выявить значения полиморфизма генов первой и второй фаз биотрансформации ксенобиотиков на прооксидантно-антиоксидантные характеристики сыворотки крови когрты экспонированной радоном.
Материалом для исследования послужили образцы сывороток крови детей и подростков, проживающих в интернате городе Таштагол (шорцы, русские и метисы). Контингент обследованных включает детей второго детского возраста, подростков и юношей. Определение содержания ацилгидроперекисей (диеновых конъюгатов) проводили в экспериментах in vitro с использованием в качестве субстрата перекисного окисления липидов плазмы крови.
Материалом для исследования послужили препараты лимфоцитов периферической крови и образцы ДНК детей и подростков, проживающих в школе интернат города Таштагола и подростков села Красное, Ленинск-Кузнецкого района Кемеровской области, проживающих с родителями.
Определение диеновых конъюгатов и диенкетонов проводилось модифицированным методом Плацера. Норма: содержание ацилгидроперекисей (диеновых конъюгатов) в плазме крови взрослых людей составляет 0,21±0,006 едА/мл, диенкетонов 0.07±0,002 едА/мл
С Целью изучения влияния полиморфизма генов биотрансформации ксенобиотиков на процессы перекисного окисления липидов, у детей и подростков подвергающихся длительному воздействию повышенных доз излучения от радона, проведено определение содержания диеновых кетонов и конъюгатов в плазме крови, а так же выполнено типирование генов первой и второй стадии биотрансформации ксенобиотиков.
Контингент обследованных включает 122 детей второго детского возраста, подростков и юношей, проживающих в интернате городе Таштагол. В группу обследованных включены шорцы, русские, метисы.
Изучение содержания промежуточных продуктов перекисного окисления липидов у детей и подростков г. Таштагола показало, что у большинства обследованных содержание диеновых кетонов и диеновых конъюгатов превышает физиологическую норму, при этом повышенные значения содержания диеновых кетонов и конъюгатов чаще отмечается у девочек, а средние значения показателей для данной когорты статистически достоверно выше, по сравнению с группой контроля с. Красное. Обследованные подростки контрольной группы в условиях обучения и проживания не подвергаются воздействию повышенных доз радона.
Дифференцированный анализ содержания ацилгидроперекисей у носителей инвариантных аллелей CYP1A1 позволил установить, что у гомозигот по мутантному аллелю среднее значение содержания диеновых конъюгатов статистически достоверно выше по сравнению с гомозиготами по аллелю дикого типа и гетерозиготами. В отношении диеновых кетонов наблюдается аналогичная зависимость, но в данном случае статистически значимых отличий не выявлено.
Проведен анализ ассоциаций различных сочетаний мутантных и нормальных аллелей гена CYP1A1 и GSTP1 с содержанием первичных продуктов ПОЛ. При этом самые низкие средние значения по содержанию диеновых конъюгатов показаны для лиц, являющихся гомозиготами по аллелю дикого типа CYP1A1 Ile462Ile и гетерозиготами GSTP1 Ile105Val, а так же для гомозигот по аллелю дикого типа гена CYP1A1 Ile462Ile являющихся гомозиготами по аллелю дикого типа гена GSTP1 Ala114Ala.
Самые высокие показатели содержания диеновых конъюгатов были зафиксированы у лиц являющихся гомозиготами по мутантному аллелю гена CYP1A1 Val1462Val и гетерозиготами по гену GSTP1 Ile105Val так и по гену GSTP1 Ala114Val.
Таким образом, сочетание в генотипе мутантного варианта гена CYP1A1, продукт которого обладает повышенной активностью и мутантных аллелей GSTP1 в гомо - и гетерозиготном состояниях, белковые продукты которых имеют сниженную активность можно отнести к факторам риска активации ПОЛ, в условиях воздействия повышенных доз радона.
Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:
1. Постоянная и длительная экспозиция детей и подростков повышенными концентрациями радона приводит к активации перекисного окисления липидов.
2. Носительство транзиций приводящих к замене CYP1A1 Val462Val, GSTP1 Ala114Val и GSTP1 Ile105Val приводит к увеличению содержания ацетилгидроперекисей в сыворотке крови обследованных, особенно при сочетании в генотипе мутантных аллелей обоих генов.
3. Продукт мутантного аллеля гена алкогольдегидрогеназы ADH1B His47His вероятно способствует более быстрому восстановлению электрофильных соединений за счет окисления эндогенного этанола и образования NADH2 и АТФ.
Работа поддержана грантом РФФИ, номер 10-04-00497-а и госконтрактом ФЦП номер16.512.11.2026.
Научный руководитель – старший преподаватель
