Ассоциация между развитием вибрационной болезни и уменьшением относительной длины теломер среди работников предприятий Башкортостана

Вибрационная болезнь (ВБ) — профессиональное заболевание, которое развивается при длительном воздействии производственной вибрации разной частоты. Ранее было показано влияние вибрационной болезни на старение человека, измеренного на основе физиологических показателей. Измерение длины теломер является наиболее распространённым маркером биологического возраста человека, который, как считается, отражает разницу в скорости старения человека. Теломеры представляют собой некодирующие гетерохроматиновые участки и служат для защиты концов хромосом от слипания друг с другом и от эрозии генов.

Цель исследования — оценить биологический возраст работников, страдающих от вибрационной болезни, методом определения относительной длины теломер (ОДТ).

Для проведения исследования был получен биоматериал 51 человека в возрасте 35–60 лет, проходивших обследование в ФБУН «УфНИИ МТ ЭЧ», Участники исследования были разделены на группы в зависимости от наличия диагноза «Вибрационная болезнь» и типа вибрационного воздействия. Определение относительной длины теломер проводили методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ). Статистический анализ проводили с использованием пакета scipy.stats на языке Python.

Выявлено статистически значимое снижение ОДТ в группе рабочих с вибрационной болезнью по сравнению со здоровыми работниками. При анализе относительной длины теломер среди работников, подвергавшихся различным типам вибрации, выявлено статистически значимое уменьшение длины теломер работников, подвергавшихся общей вибрации по сравнению с другими исследованными группами.

Развитие ВБ ассоциировано со статистически значимым снижением средней ОДТ. Данный биомаркер также показывает различия в зависимости от характера воздействия: общая вибрация ассоциирована с более сильным снижением ОДТ, чем локальная.

Ограничения исследования. К недостаткам работы стоит отнести недостаток данных об условиях труда. Не удалось получить данные о величине вибрационного воздействия, что не позволило количественно оценить его влияние на развитие ВБ и показатель ОДТ. Также в работе не учтены сопутствующие вредные производственные факторы, т. к. их разнородность и малый размер выборки по каждому фактору не позволили провести статистический анализ. К недостаткам можно отнести и отсутствие дополнительных анализов, таких, как уровень содержания кортизола и других гормонов, связанных со стрессовой реакцией. Также стоит отметить малый размер исследованной выборки, что не позволило провести регрессионный анализ для сравнительной оценки влияния пола, возраста и прочих признаков на ОДТ и ВБ.

Этика. Проведение работы одобрено биоэтическим комитетом ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», выписка из протокола № 02-04 от 18.04.2024 г. От всех участников было получено информированное согласие.

Участие авторов:
Каримов Д.Д. — сбор и обработка данных, проведение экспериментов, статистическая обработка, написание и редактирование текста;
Шайхлисламова Э.Р. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, редактирование и утверждение текста;
Мухаммадиева Г.Ф. — сбор и обработка данных, написание и редактирование текста;
Каримов Д.О. — концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, редактирование и утверждение текста;
Кудояров Э.Р. — проведение экспериментов, редактирование текста;
Гизатуллина А.А. — проведение экспериментов, редактирование текста;
Смолянкин Д.А. — проведение экспериментов, редактирование текста.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 16.10.2024 / Дата принятия к печати: 23.02.2025 / Дата публикации: 07.04.2025

1. Мухин Н.А., Бабанов С.А., ред. Профессиональные болезни. М.: Гэотар-медиа; 2018.

2. Matoba T. Human response to vibration stress in Japanese workers: lessons from our 35-year studies A narrative review. Industrial Health. 2015; 53(6): 522–32. https://doi.org/10.2486/indhealth.2015-0040

3. Доценко О.И. Активность системы глутатиона крови мышей, находящихся в условиях вибрационного стресса. ScienceRise. 2015; 11(6): 39–46. https://elibrary.ru/vffavh

4. Ulhôa M.A., Marqueze E.C., Kantermann T., Skene D., Moreno C. When does stress end? Evidence of a prolonged stress reaction in shiftworking truck drivers. Chronobiology International. 2011; 28(9): 810–8. https://doi.org/10.3109/07420528.2011.613136

5. Kia K., Fitch S.M., Newsom S.A., Kim J.H. Effect of whole-body vibration exposures on physiological stresses: mining heavy equipment applications. Applied Ergonomics. 2020; 85: 103065. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2020.103065

6. Косарев В.В., Бабанов С.А., Воробьёва Е.В. Определение темпа биологического старения при вибрационной болезни. Успехи геронтологии. 2011; 24(2): 300–2. https://elibrary.ru/nutwnh

7. Приказ Минздравсоцразвития России от 27.04.2012 № 417н «Об утверждении перечня профессиональных заболеваний». https://docs.cntd.ru/document/902346847

8. Коляда А.К., Вайсерман А.М., Красненков Д.С., Карабань И.Н. Исследование длины теломер у пациентов с болезнью Паркинсона. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2014; 114(8): 58‑61. https://elibrary.ru/stxurh

9. Lai T.P., Wright W.E., Shay J.W. Comparison of telomere length measurement methods. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2018; 373(1741): 20160451. https://doi.org/10.1098/rstb.2016.0451

10. Cawthon R.M. Telomere measurement by quantitative PCR. Nucleic acids research. 2002; 30(10): e47–e47. https://doi.org/10.1093/nar/30.10.e47

11. Virtanen P. et al. SciPy 1.0: fundamental algorithms for scientific computing in Python. Nature methods. 2020; 3(17): 261–272. https://doi.org/10.1038/s41592-019-0686-2

12. Каримов Д.Д., Кудояров Э.Р., Мухаммадиева Г.Ф., Зиатдинова М.М., Байгильдин С.С., Якупова Т.Г. Биомаркеры старения в исследовании профессионально обусловленных вредных воздействий (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2021; 100(11): 1328–1332. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-11-1328-1332 https://elibrary.ru/zjkjjh

13. Zhan Y., Hägg S. Telomere length and cardiovascular disease risk. Current Opinion in Cardiology. 2019; 34(3): 270–274. https://doi.org/10.1097/hco.0000000000000613

14. Zimnitskaya O.V. et al. Leukocyte telomere length as a molecular biomarker of coronary heart disease. Genes. 2022; 13(7): 1234. https://doi.org/10.3390/genes13071234

15. Wang T., Jia Z., Li S., Li Y., Yu T., Lu T., Shi Y. The association between leukocyte telomere length and chronic obstructive pulmonary disease is partially mediated by inflammation: a meta-analysis and population-based mediation study. BMC Pulm. Med. 2022; 22(1): 320. https://doi.org/10.1186/s12890-022-02114-8

16. Liu R., Xiang M., Pilling L.C., Melzer D., Wang L., Manning K.J., Steffens D.C., Bowden J., Fortinsky R.H., Kuchel G.A., Rhee T.G., Diniz B.S., Kuo C.L. Mid-life leukocyte telomere length and dementia risk: An observational and mendelian randomization study of 435,046 UK Biobank participants. Aging Cell. 2023; 22(7): e13808. https://doi.org/10.1111/acel.13808

17. Chen B. et al. Association between genetically determined telomere length and health‐related outcomes: A systematic review and meta‐analysis of Mendelian randomization studies. Aging Cell. 2023; 22(7): e13874. https://doi.org/10.1111/acel.13874

18. Каримов Д.Д., Эрдман В.В., Кудояров Э.Р., Валова Я.В., Смолянкин Д.А., Репина Э.Ф., Каримов Д.О. Профессиональные факторы риска и старение человека (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2022; 101(4): 375–381. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-4-375-381 https://elibrary.ru/dqamqz

19. Andrasfay T. et al. Aging on the job? The association between occupational characteristics and accelerated biological aging. The Journals of Gerontology: Series B. 2023; 78(7): 1236–1245.

20. McEwen B.S. Physiology and neurobiology of stress and adaptation: central role of the brain. Physiological reviews. 2007; 87(3): 873–904. https://doi.org/10.1152/physrev.00041.2006

21. Kirschbaum C., Hellhammer D.H. Noise and stress-salivary cortisol as a non-invasive measure of allostatic load. Noise Health. 1999; 1(4): 57–65. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12689490/

22. Babisch W., Kröller-Schön S., Daiber A., Münzel T. Cardiovascular effects of noise. Noise and Health. 2011; 13(52): 201–4. https://doi.org/10.4103/1463-1741.80148

23. Пичугина Н.Н., Елисеев Ю.Ю. Гигиенические особенности условий труда и их влияние на показатели биологического возраста женщин, занятых в современном производстве бумажных обоев. Саратовский научно-медицинский журнал. 2011; 7(2): 347–50.

24. Харитонов В.И. Оценка профессионального риска здоровью при многофакторном интенсивном воздействии. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2017; 25(4): 575–85. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ20174575-585

25. Lu Y. et al. Telomere length in peripheral leukocytes is a sensitive marker for assessing genetic damage among workers exposed to isopropanol, lead and noise: the case of an electronics manufacturer. Genes and Environment. 2021; 43(1): 57.

26. Ghimire S., Hill C.V., Sy F.S., Rodriguez R. Decline in telomere length by age and effect modification by gender, allostatic load and comorbidities in National Health and Nutrition Examination Survey (1999-2002). PLoS One. 2019; 14(8): e0221690. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221690

27. Tomiyama A.J., O'Donovan A., Lin J., Puterman E., Lazaro A., Chan J., Dhabhar F.S., Wolkowitz O., Kirschbaum C., Blackburn E., Epel E. Does cellular aging relate to patterns of allostasis? An examination of basal and stress reactive HPA axis activity and telomere length. Physiol Behav. 2012; 106(1): 40–5. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2011.11.016