rfhealthЗдравоохранение Российской ФедерацииHealth care of the Russian Federation0044-197X2412-0723Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0044-197X-2024-68-6-500-504utpacfrfhealth-1738Research ArticleАКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫTOPICAL ISSUES OF HYGIENEОсобенности генетического профиля детей с дорсопатией, осложнённой дорсалгией, в условиях контаминации биосред свинцомFeatures of the genetic profile in children with dorsopathy complicated by dorsalgia in conditions of contamination of biological media with leadhttps://orcid.org/0000-0002-6173-6017ОтавинаЕлена АлексеевнаOtavinaElena A.

Мл. науч. сотр. отдела иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, 614045, Пермь, Россия

e-mail: eleninca@mail.ru

Junior researcher of the Department of Immunobiological Diagnostic Methods of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: eleninca@mail.ru

eleninca@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихОлег ВладимировичDolgikhOleg V.

Доктор мед. наук, профессор, зав. отделом иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, 614045, Пермь, Россия

e-mail: oleg@fcrisk.ru

DSc (Medicine), Professor, Head of the Department of Immunobiological Diagnostic Methods of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: oleg@fcrisk.ru

oleg@fcrisk.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesRussian Federation202425122024686500504Copyright © Отавина Е.А., Долгих О.В., 20242024Отавина Е.А., Долгих О.В.Otavina E.A., Dolgikh O.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rfhealth.ru/jour/article/view/1738Введение

Введение. Большая распространённость патологий костно-мышечной системы у детей, в частности дорсопатий, осложнённых болевым синдромом — дорсалгией, является одной из ведущих проблем здравоохранения. Значительный вклад в формирование патологии вносит загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами. Свинец — наиболее распространённый и опасный из промышленных токсикантов, оказывает негативный эффект на незрелую костную и нервную систему детей, патологии в которых, оставаясь без должного внимания, в будущем сказываются на качестве жизни и работоспособности.

Цель исследования — оценка особенностей однонуклеотидных замен гена метионин синтазы (MTR) и рецептора дофамина (DRD2) у школьников с дорсопатией, осложнённой дорсалгией, в условиях контаминации биосред свинцом.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследовании участвовали 78 школьников в возрасте 7–11 лет с дорсопатией, проживающих в условиях промышленно развитого региона. Группа наблюдения (n = 26) отличалась от группы сравнения (n = 52) наличием дорсалгии. Исследовано содержание свинца в крови методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Полиморфные варианты генов DRD2 (rs1800497) и MTR (rs1805087) идентифицированы методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.

Результаты

Результаты. Школьники, проявления дорсопатии у которых сочетались с явлениями дорсалгии, характеризуются повышенным относительно фонового уровня и значений группы сравнения содержанием свинца в крови, повышенной частотностью T-аллеля гена рецептора дофамина DRD2 (rs1800497), G-аллеля и AG генотипа гена метионин синтазы MTR (rs1805087), а также избыточным уровнем дофамина и ионизированного кальция.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Использование небольшого объёма выборки.

Заключение

Заключение. Особенности полиморфизма кандидатных генов DRD2 (rs1800497) и MTR (rs1805087) у детей с дорсопатией и синдромом дорсалгии сопряжены с нарушением процессов детоксикации, целостности и плотности костной ткани и обусловливают риск (относительный риск 1,73–1,77; 95% доверительный интервал 1,23–2,53) возникновения патологии костно-мышечной системы, сопровождающейся контаминацией биосред свинцом, изменениями показателей гомеостаза, модифицирующих развитие данной патологии.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено этическим комитетом ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» (протокол № 11 от 14.03.2023). Все участники дали информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов

Участие авторов: Отавина Е.А. — сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание и редактирование текста; Долгих О.В. — концепция, дизайн исследования, редактирование, ответственность за целостность всех частей статьи. Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

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

Поступила 04

Поступила 04.04.2024 / Принята к печати 03.10.2024 / Опубликована 28.12.2024

Introduction

Introduction. The high prevalence of pathologies of the musculoskeletal system in children, in particular dorsopathies complicated by pain syndrome (dorsalgia), is one of the leading health problems. Environmental pollution with heavy metals makes a significant contribution to the formation of pathology. Lead is the most common and dangerous of industrial toxicants, it has a negative effect on the immature bone and nervous system in children, pathologies in which, left without due attention, affect the quality of life and performance in the future.

The purpose of the study

The purpose of the study. Evaluation of the features of single nucleotide substitutions of the methionine synthase (MTR) gene and dopamine receptor (DRD2) in schoolchildren with dorsopathy complicated by dorsalgia under conditions of contamination of the biological medium with lead.

Materials and methods

Materials and methods. The study involved 7–11 years seventy eight schoolchildren with dorsopathy living in an industrially developed region. The observation group (n = 26) differed from the comparison group (n = 52) in the presence of dorsalgia. The blood lead content was studied by inductively coupled plasma mass spectrometry. Polymorphic variants of the DRD2 (rs1800497) and MTR (rs1805087) genes were identified by real-time PCR.

Results

Results. Schoolchildren with dorsopathy and dorsalgia are characterized by an increased blood lead content relative to the background level and values of the comparison group, an increased frequency of the T-allele of the dopamine receptor gene DRD2 (rs1800497), G-allele and AG genotype of the methionine synthase gene MTR (rs1805087), and are also accompanied by excessive levels of dopamine and ionized calcium.

Research limitations

Research limitations. Using a small sample size.

Conclusion

Conclusion. In children with dorsopathy and dorsalgia syndrome features of polymorphism of candidate genes DRD2 (rs1800497) and MTR (rs1805087) associated with impaired detoxification processes, integrity and density of bone tissue cause the risk (RR = 1.73–1.77; 95% CI: 1.23–2.53) of pathology of the musculoskeletal system, accompanied by contamination of biological media with lead, changes in the indices of homeostasis that modify the development of this pathology.

Compliance with ethical standards.  The study was approved by the ethics committee of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies (Protocol No. 11 of 14/03/2023). All patients were informed about the purpose of the study, and voluntary informed consent was obtained.

Contribution of the authors: Otavina E.A. — the collection and processing of material, statistical processing, writing the text; Dolgikh O.V. — concept, study design, editing, responsibility for the integrity of all parts of the article. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

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

Acknowledgment

Acknowledgment. The study had no sponsorship.

Received

Received: April 4, 2024 / Accepted: October 3, 2024 / Published: December 28, 2024

дорсопатиядорсалгиясвинецгенетический профильметионин синтазадофаминdorsopathydorsalgialeadgenetic profilemethionine synthasedopamineReferencesПокатилов А.Б., Новак А.П., Сарванова С.В., Ярошенко И.П. О тревожных тенденциях роста заболеваемости костно-мышечной системы у детей и подростков и перспективах их профилактики. Главный врач Юга России. 2020; (1): 19–22. https://elibrary.ru/nptjquPokatilov A.B., Novak A.P., Sarvanova S.V., Yaroshenko I.P. Worrisome trends in the incidence of musculoskeletal system in children and adolescents and prospects of their prevention. Glavnyi vrach Yuga Rossii. 2020; (1): 19–22. https://elibrary.ru/nptjqu (in Russian)Олейникова Т.А., Пожидаева Д.Н., Орешко А.Ю. Мониторинг заболеваемости патологиями костно-мышечной системы и соединительной ткани в Российской Федерации. Фармакоэкономика. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2019; 12(1): 5–13. https://doi.org/10.17749/2070-4909.2019.12.1.5-13 https://elibrary.ru/cyzxcbOleynikova T.A., Pozhidaeva D.N., Oreshko A.Yu. Prevalence survey of musculoskeletal and connective tissue disorders in the Russian Federation. Farmakoehkonomika. Sovremennaya farmakoehkonomika i farmakoehpidemiologiya. 2019; 12(1): 5–13. https://doi.org/10.17749/2070-4909.2019.12.1.5-13 https://elibrary.ru/cyzxcb (in Russian)Хитров Н.А. Возрастные аспекты дорсопатий. Consilium Medicum. 2015; 17(9): 97–102. https://elibrary.ru/uqbnbdKhitrov N.A. Age aspects of dorsopathies. Consilium Medicum. 2015; 17(9): 97–102. (in Russian)Мансурова Г.Ш., Мальцев С.В., Рябчиков И.В. Особенности формирования опорно-двигательной системы у школьников: заболевания, причины и возможные пути коррекции. Практическая медицина. 2019; 17(5): 51–5. https://doi.org/10.32000/2072-1757-2019-5-51-55 https://elibrary.ru/kfyxcjMansurova G.Sh., Maltsev S.V., Ryabchikov I.V. Features of formation of the musculoskeletal system in schoolchildren: diseases, causes and possible ways of correction. Prakticheskaya meditsina. 2019; 17(5): 51–5. https://doi.org/10.32000/2072-1757-2019-5-51-55 https://elibrary.ru/kfyxcj (in Russian)Ахполова В.О., Брин В.Б. Обмен кальция и его гормональная регуляция. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2017; (2): 38–46. https://elibrary.ru/zhrgchAkhpolova V.O., Brin V.B. Calcium exchange and its hormonal regulation. Zhurnal fundamental’noi meditsiny i biologii. 2017; (2): 38–46. https://elibrary.ru/zhrgch (in Russian)Мансурова Г.Ш., Мальцев С.В., Рябчиков И.В. Оценка уровня обеспеченности кальцием детей с патологией опорно-двигательного аппарата. Практическая медицина. 2018; (2): 52–6. https://elibrary.ru/yxorqwMansurova G.Sh., Maltsev S.V., Ryabchikov I.V. Estimation of calcium supply of children with musculoskeletal system pathology. Prakticheskaya meditsina. 2018; (2): 52–6. https://elibrary.ru/yxorqw (in Russian)Кадникова Е.П. Химическое загрязнение среды обитания и состояние здоровья детей дошкольного возраста, по данным социально-гигиенического мониторинга. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2019; (2): 9–14. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-311-2-9-14 https://elibrary.ru/kjlgvfKadnikova E.P. Chemical contamination of the environment and health status of preschool children based on socio-hygienic monitoring data. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya – ZNISO. 2019; (2): 9–14. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-311-2-9-14 https://elibrary.ru/kjlgvf (in Russian)Ахполова В.О., Брин В.Б. Современные представления о кинетике и патогенезе токсического воздействия тяжелых металлов (обзор литературы). Вестник новых медицинских технологий. 2020; 27(1): 55–61. https://doi.org/10.24411/1609-2163-2020-16578 https://elibrary.ru/krwvgsAkhpolova V.O., Brin V.B. Actual concepts of heavy metals’ kinetics and pathogenesis of toxicity. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii. 2020; 27(1): 55–61. https://doi.org/10.24411/1609-2163-2020-16578 https://elibrary.ru/krwvgs (in Russian)Кабдрахманова Г.Б., Утепкалиева А.П. О роли экотоксикантов в развитии нейротоксикозов. Медицинский журнал Западного Казахстана. 2018; (1): 29–36. https://elibrary.ru/xnkckdKabdrakhmanova G.B., Utepkaliyeva A.P. The role of ecotoxicants in the development of neurotoxicosis. Meditsinskii zhurnal Zapadnogo Kazakhstana. 2018; (1): 29–36. https://elibrary.ru/xnkckd (in Russian)Vorvolakos T., Arseniou S., Samakouri M. There is no safe threshold for lead exposure: Α literature review. Psychiatriki. 2016; 27(3): 204–14. https://doi.org/10.22365/jpsych.2016.273.204Vorvolakos T., Arseniou S., Samakouri M. There is no safe threshold for lead exposure: Α literature review. Psychiatriki. 2016; 27(3): 204–14. https://doi.org/10.22365/jpsych.2016.273.204Chiang T.I., Lane H.Y., Lin C.H. D2 dopamine receptor gene (DRD2) Taq1A (rs1800497) affects bone density. Sci. Rep. 2020; 10(1): 13236. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70262-0Chiang T.I., Lane H.Y., Lin C.H. D2 dopamine receptor gene (DRD2) Taq1A (rs1800497) affects bone density. Sci. Rep. 2020; 10(1): 13236. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70262-0Saito M., Marumo K. The effects of homocysteine on the skeleton. Curr. Osteoporos. Rep. 2018; 16(5): 554–60. https://doi.org/10.1007/s11914-018-0469-1Saito M., Marumo K. The effects of homocysteine on the skeleton. Curr. Osteoporos. Rep. 2018; 16(5): 554–60. https://doi.org/10.1007/s11914-018-0469-1Гальченко А.В. Влияние факторов образа жизни на метаболизм костной ткани и риск развития остеопороза. Профилактическая медицина. 2022; 25(6): 96–107. https://doi.org/10.17116/profmed20222506196 https://elibrary.ru/wehqhjGalchenko A.V. Influence of lifestyle factors on bone metabolism and the risk of osteoporosis. Profilakticheskaya meditsina. 2022; 25(6): 96–107. https://doi.org/10.17116/profmed20222506196 https://elibrary.ru/wehqhj (in Russian)Ledda C., Cannizzaro E., Lovreglio P., Vitale E., Stufano A., Montana A., et al. Exposure to toxic heavy metals can influence homocysteine metabolism? Antioxidants (Basel). 2019; 9(1): 30. https://doi.org: 10.3390/antiox9010030Ledda C., Cannizzaro E., Lovreglio P., Vitale E., Stufano A., Montana A., et al. Exposure to toxic heavy metals can influence homocysteine metabolism? Antioxidants (Basel). 2019; 9(1): 30. https://doi.org: 10.3390/antiox9010030Puopolo M. The hypothalamic-spinal dopaminergic system: a target for pain modulation. Neural. Regen. Res. 2019; 14(6): 925–30. https://doi.org/10.4103/1673-5374.250567Puopolo M. The hypothalamic-spinal dopaminergic system: a target for pain modulation. Neural. Regen. Res. 2019; 14(6): 925–30. https://doi.org/10.4103/1673-5374.250567Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Полякова И.В., Губина О.А. Метаболизм свинца и механизмы его цитотоксического действия в организме млекопитающих (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2018; 53(6): 1131–41. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.6.1131rus https://elibrary.ru/yyfqhbMirzoev E.B., Kobyalko V.O., Polyakova I.V., Gubina O.A. Metabolism and mechanisms of cytotoxic action of the lead in mammals. Sel’skokhozyaistvennaya biologiya. 2018; 53(6): 1131–41. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.6.1131rus https://elibrary.ru/yyfqhb (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.