Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman63856310.47470/0016-9900-2023-102-5-457-461ppesvoOCCUPATIONAL HEALTHМЕДИЦИНА ТРУДАRelationship of the superoxide dismutase 2 (SOD2) gene Ala16Val polymorphism with risk factors for the cardiovascular disease in iron and steel production employeesПолиморфизм Ala16Val гена супероксиддисмутазы 2 (SOD2) и факторы сердечно-сосудистого риска работников металлургического комбинатаhttps://orcid.org/0000-0002-4109-9268BerezaIvan A.БерёзаИван Андреевич
Russian Federation

Researcher, Department of Molecular Biology and Electron Microscopy, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection in Industrial Workers, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation.

e-mail: ivan11011994@gmail.com 

Науч. сотр. отд. молекулярной биологии и электронной микроскопии ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург.

e-mail: ivan11011994@gmail.com

ivan11011994@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8794-7288AmrominaAnna M.АмроминаАнна М.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-7029-3406ShaikhovaDaria R.ШаиховаДарья Р.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-8363-5498ShastinAlexander S.ШастинАлександр С.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-3591-3726GazimovaVenera G.ГазимоваВенера Г.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-6027-704XAstakhovaSvetlana G.АстаховаСветлана Г.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-1743-7642SutunkovaMarina P.СутунковаМарина П.
Russian Federation
Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection in Industrial WorkersФБУН «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека23062023102545746125102024Copyright ©; 2024, Bereza I.A., Amromina A.M., Shaikhova D.R., Shastin A.S., Gazimova V.G., Astakhova S.G., Sutunkova M.P.Copyright ©; 2024, Берёза И.А., Амромина А.М., Шаихова Д.Р., Шастин А.С., Газимова В.Г., Астахова С.Г., Сутункова М.П.2024Bereza I.A., Amromina A.M., Shaikhova D.R., Shastin A.S., Gazimova V.G., Astakhova S.G., Sutunkova M.P.Берёза И.А., Амромина А.М., Шаихова Д.Р., Шастин А.С., Газимова В.Г., Астахова С.Г., Сутункова М.П.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/638563

Introduction. Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the population, their diagnosis and prevention are of great importance nowadays. Ferrous metallurgy workers are exposed to occupational risk factors, which, together with a genetic predisposition, can induce and affect progression of diseases of the circulatory system. The Ala16Val (rs4880) polymorphism influences the functioning of the superoxide dismutase enzyme, which catalyzes the first step in the removal of reactive oxygen species, and can be therefore associated with cardiovascular diseases and comorbidities.

Our objective was to study the relationship between SOD2 gene Ala16Val polymorphism and blood pressure, body mass index, and biochemical blood test parameters (total cholesterol and glucose levels) in iron and steel production employees.

Materials and methods. The study cohort included ninety eight 24 to 66 years (mean: 48.8 ± 8.3 years) male patients working in the converter shop of a metallurgical plant. Genomic DNA was isolated using the LumiPure kit (Lumiprobe, Russia) in accordance with the manufacturer’s instructions for use. Genotyping was performed using a QuantStudioTM 3 real-time PCR system (ThermoFisher, USA) and a commercial SNP-Screen kit (Synthol, Russia).

Results. The Val/Val genotype was associated with higher systolic and diastolic blood pressure, and total blood cholesterol.

Limitations. The study limitations include the lack of comprehensive data on working conditions in the sanitary and hygienic characteristics presented. There is no control group in the study, which does not allow assessing the contribution of occupational risk factors to the development of cardiovascular diseases in carriers of the Val/Val genotype. However, our sample can be considered representative, which allows applying the findings to assessing health risks for the adult working-age population involved in ferrous metals production with account for regional features.

Conclusion. We assume that the Val/Val genotype is associated with risk factors for cardiovascular disease in the metallurgists due to the reduced antioxidant potential.

Compliance with ethical standards. The study was conducted in accordance with the Declaration of Helsinki, and approved by the Institutional Ethics Committee of Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection in Industrial Workers (protocol No. 1 of February 26, 2021). All study participants gave informed voluntary written consent to participate in the study.

Contribution: Bereza I.A., Amromina A.M., Shaikhova D.R. — data collection and processing, statistical analysis, draft manuscript preparation and editing; Shastin A.S., Gazimova V.G., Astakhova S.G. — data collection, manuscript editing; Sutunkova M.P. — research conception and design, manuscript editing. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received: March 15, 2023 / Accepted: May 31, 2023 / Published: June 20, 2023

Введение. Болезни системы кровообращения являются ведущей причиной смертности населения, поэтому их диагностика и профилактика имеют большое значение. Работники отрасли чёрной металлургии подвергаются воздействию вредных производственных факторов, которые в совокупности с генетической предрасположенностью могут влиять на развитие и прогрессирование болезней системы кровообращения. Полиморфизм Ala16Val (rs4880) может быть связан с сердечно-сосудистыми и сопутствующими патологиями, поскольку влияет на работу супероксиддисмутазы — фермента, катализирующего первую стадию удаления активных форм кислорода.

Цель исследования — изучение взаимосвязи полиморфизма Ala16Val гена SOD2 с артериальным давлением, индексом массы тела и биохимическими показателями крови (содержанием общего холестерина и глюкозы) у работников металлургического комбината.

Материалы и методы. Для исследования была сформирована выборка из 98 пациентов мужского пола в возрасте от 24 до 66 лет (средний возраст 48,8 ± 8,3 года), работающих в конвертерном цехе металлургического комбината. Выделение ДНК осуществлялось с помощью набора Lumipure (Lumiprobe, Россия) в соответствии с инструкцией производителя. Генотипирование проводили при помощи системы ПЦР с оптической детекцией в реальном времени QuantStudio 3 (ThermoFisher, США) и готового коммерческого набора «SNP-Скрин» (Синтол, Россия).

Результаты. Генотип Val/Val ассоциировался с более высокими значениями систолического и диастолического артериального давления, а также общим содержанием холестерина в крови.

Ограничения исследования. Ограничением данного исследования явилось отсутствие полноценных сведений об условиях труда в представленных санитарно-гигиенических характеристиках. В исследовании отсутствовала контрольная группа, что не позволило оценить непосредственное влияние вредных производственных факторов на развитие болезней системы кровообращения у носителей генотипа Val/Val. Однако представленная выборка может быть охарактеризована как однородная, что позволяет применить полученные результаты с учётом региональных особенностей к оценке рисков здоровья взрослого трудоспособного населения, работающего на предприятиях чёрной металлургии.

Заключение. Генотип Val/Val, предположительно, ассоциирован с факторами сердечно-сосудистого риска у рабочих металлургического комбината вследствие снижения антиоксидантного потенциала.

Соблюдение этических стандартов. Проведение исследования одобрено в соответствии с протоколом № 1 от 26.02.2021 г. и заключением Локального этического комитета Федерального бюджетного учреждения науки «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий» Роспотребнадзора. Все участники исследования дали информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов: Берёза И.А., Амромина А.М., Шаихова Д.Р. — сбор и обработка данных, написание текста, редактирование; Шастин А.С., Газимова В.Г., Астахова С.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор материала; Сутункова М.П. — концепция и дизайн исследования, редактирование. Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 15.03.2023 / Принята к печати: 31.05.2023 / Опубликована: 20.06.2023

SOD2 gene Ala16Val polymorphismsuperoxide dismutaseindustrial workerscardiovascular diseasesrisk factorsполиморфизм Ala16Val гена SOD2супероксиддисмутазаработники промышленных предприятийболезни системы кровообращенияфакторы рискаOganov R.G., Maslennikova G.Ya. Demographic trends in the Russian Federation: the impact of cardiovascular disease. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika. 2012; 11(1): 5–10. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2012-1-5-10 (in Russian)Оганов Р.Г., Масленникова Г.Я. Демографические тенденции в Российской Федерации: вклад болезней системы кровообращения. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2012; 11(1): 5–10. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2012-1-5-10 https://elibrary.ru/rckgmrBoytsov S.A., Drapkina O.M. Modern content and improvement of high cardiovascular risk strategy in reducing mortality from cardiovascular diseases. Terapevticheskiy arkhiv. 2021; 93(1): 4–6. https://doi.org/10.26442/00403660.2021.01.200543 https://elibrary.ru/tbevuh (in Russian)Бойцов С.А., Драпкина О.М. Современное содержание и совершенствование стратегии высокого сердечно-сосудистого риска в снижении смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Терапевтический архив. 2021; 93(1): 4–6. https://doi.org/10.26442/00403660.2021.01.200543 https://elibrary.ru/tbevuhJomova K., Valko M. Advances in metal-induced oxidative stress and human disease. Toxicology. 2011; 283(2–3): 65–87. https://doi.org/10.1016/j.tox.2011.03.001Ray P.D., Huang B.W., Tsuji Y. Reactive oxygen species (ROS) homeostasis and redox regulation in cellular signaling. Cell Signal. 2012; 24(5): 981–90. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2012.01.008Landis G.N., Tower J. Superoxide dismutase evolution and life span regulation. Mech. Ageing Dev. 2005; 126(3): 365–79. https://doi.org/10.1016/j.mad.2004.08.012Sutton A., Imbert A., Igoudjil A., Descatoire V., Cazanave S., Pessayre D., et al. The manganese superoxide dismutase Ala16Val dimorphism modulates both mitochondrial import and mRNA stability. Pharmacogenet. Genomics. 2005; 15(5): 311–9. https://doi.org/10.1097/01213011-200505000-00006NHLBI Obesity Education Initiative. The Practical Guide Identification, Evaluation, and Treatment of Overweight and Obesity in Adults; 2000. Available at: https://www.nhlbi.nih.gov/files/docs/guidelines/prctgd_c.pdfGubareva V.V., Maslov K.A. Waste-heat boiler as a way to reduce harmful emissions. In: Innovative Approaches to Solving Modern Problems of Rational Use of Natural Resources and Environmental Protection. Collection of Reports of the International Scientific and Technical Conference [Innovatsionnye podkhody v reshenii sovremennykh problem ratsional’nogo ispol’zovaniya prirodnykh resursov i okhrany okruzhayushchey sredy. Sbornik dokladov Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii]. Belgorod; 2019: 185–7. https://elibrary.ru/olclzv (in Russian)Губарева В.В., Маслов К.А. Котел-утилизатор как способ сокращения вредных выбросов. В кн.: Инновационные подходы в решении современных проблем рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Сборник докладов Международной научно-технической конференции. Белгород; 2019: 185–7. https://elibrary.ru/olclzvKuz’mina R.I., Kozhakhina A.V., Ivanova Yu.V., Liventsev P.V. Environmental Protection in Oil Refining [Okhrana okruzhayushchey sredy v neftepererabotke]. Saratov; 2007: 18–9. (in Russian)Кузьмина Р.И., Кожахина А.В., Иванова Ю.В., Ливенцев П.В. Охрана окружающей среды в нефтепереработке. Саратов; 2007: 18–9.Wessling-Resnick M. Iron homeostasis and the inflammatory response. Annu. Rev. Nutr. 2010; 30: 105–22. https://doi.org/10.1146/annurev.nutr.012809.104804Montano M.A., da Cruz I.B., Duarte M.M., da Costa Krewer C., da Rocha M.I., Mânica-Cattani M.F., et al. Inflammatory cytokines in vitro production are associated with Ala16Val superoxide dismutase gene polymorphism of peripheral blood mononuclear cells. Cytokine. 2012; 60(1): 30–3. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2012.05.022Puntarulo S. Iron, oxidative stress and human health. Mol. Aspects. Med. 2005; 26(4-5): 299–312. https://doi.org/10.1016/j.mam.2005.07.001Grossman E. Does increased oxidative stress cause hypertension? Diabetes Care. 2008; 31(Suppl. 2): S185–9. https://doi.org/10.2337/dc08-s246Valenti L., Conte D., Piperno A., Dongiovanni P., Fracanzani A.L., Fraquelli M., et al. The mitochondrial superoxide dismutase A16V polymorphism in the cardiomyopathy associated with hereditary haemochromatosis. J. Med. Genet. 2004; 41(12): 946–50. https://doi.org/10.1136/jmg.2004.019588McIntyre M., Bohr D.F., Dominiczak A.F. Endothelial function in hypertension: the role of superoxide anion. Hypertension. 1999; 34(4 Pt. 1): 539–45. https://doi.org/10.1161/01.hyp.34.4.539Chen H., Yu M., Li M., Zhao R., Zhu Q., Zhou W., et al. Polymorphic variations in manganese superoxide dismutase (MnSOD), glutathione peroxidase-1 (GPX1), and catalase (CAT) contribute to elevated plasma triglyceride levels in Chinese patients with type 2 diabetes or diabetic cardiovascular disease. Mol. Cell Biochem. 2012; 363(1-2): 85–91. https://doi.org/10.1007/s11010-011-1160-3Möllsten A., Marklund S.L., Wessman M., Svensson M., Forsblom C., Parkkonen M., et al. A functional polymorphism in the manganese superoxide dismutase gene and diabetic nephropathy. Diabetes. 2007; 56(1): 265–9. https://doi.org/10.2337/db06-0698Kangas-Kontio T., Vavuli S., Kakko S.J., Penna J., Savolainen E.R., Savolainen M.J., et al. Polymorphism of the manganese superoxide dismutase gene but not of vascular endothelial growth factor gene is a risk factor for diabetic retinopathy. Br. J. Ophthalmol. 2009; 93(10): 1401–6. https://doi.org/10.1136/bjo.2009.159012Laurent S., Boutouyrie P. Arterial stiffness: a new surrogate end point for cardiovascular disease? J. Nephrol. 2007; 20(Suppl. 12): S45–50.