Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Комплексное и комбинированное воздействие вредных факторов производственной среды, приводит к возникновению и развитию бронхолегочной патологии различного генеза. Болезни органов дыхания от воздействия промышленных аэрозолей занимают ведущее место в структуре профессиональной заболеваемости трудоспособного населения в России. Они характеризуются высокой распространённостью и неуклонным ростом. [Измеров Н.Ф., 2009; Монаенкова А.М., 2002; Милишникова В.В., 2004 и др.] В настоящее время не теряют своей актуальности исследования по изучению механизмов повреждения легочной ткани, изысканию возможностей для ранней диагностики и представлению новых подходов к лечению данной патологии.
В патогенезе бронхолегочной патологии выделяют три ведущие составляющие: хроническое воспаление, дисбаланс в системе «протеолиз – антипротеолиз» и оксидативный стресс. При анализе данных последних лет обращает на себя внимание важность оценки баланса в системе протеолиз-антипротеолиз при заболеваниях воспалительной природы. Проведены многочисленные исследования системы «протеолиз-антипротеолиз» с определением содержания сериновых и цистеиновых протеиназ и их ингибиторов у больных профессиональной патологией бронхолегочной системы. [Л.П. Кузьмина 2003, 2005, 2008, О.В.Чиненная, 2003, О.И. Румянцева, 2005] Данные исследования свидетельствуют о том, что характер развития патологии, клинические проявления и течение заболеваний бронхолегочной системы у работающих определяются не только составом промышленных аэрозолей и длительностью воздействия вредных производственных факторов, но и индивидуальными особенностями организма.
В литературе освещены вопросы участия системы матриксных металлопротеиназ в развитии доброкачественных, злокачественных и хронических заболеваниях легких, таких как ХОБЛ, бронхиальная астма, туберкулез, рак легкого. [М.В. Веселовская 2007; Doornaet et al.2003; Amara et al. 2007; Bechtold et al. 1985; Hirano et al. 2003]. Однако, роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе профессиональной бронхо-легочной патологии остается не изученной. Данные по частоте встречаемости полиморфных вариантов гена матриксной металлопротеиназы-1(ММП-1), являются неоднозначными и противоречивыми.
Система «протеолиз-антипротеолиз» регулируется несколькими генами, их соотношение может предопределять наследственную предрасположенность к тем или иным заболеваниям. Так, в случае наследственных нарушений правильности синтеза одного из звеньев системы возникает дисбаланс ферментов и их ингибиторов.
Протеолитические ферменты вызывают деградацию всех компонентов внеклеточного матрикса паренхимы легких, включая эластин, коллаген, фибронектин, ламинин, протеогликаны. При этом происходит разрушение эластического каркаса тканей и нарушение нормальной архитектоники легких. Тонкие эластические волокна межальвеолярных перегородок разрушаются быстрее, чем их пучки в стенках - формируется эмфизема легких. Возникает обструктивный синдром, в основе которого лежит нарушение равновесия эластического натяжения между легочной паренхимой и бронхами.
Все вышеизложенное определяет актуальность изучения системы протеолиз-антипротеолиз на уровне системы матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов, сериновых протеиназ - нейтрофильной эластазы (НЭ) и 1-ингибитора протеиназ (1 ИП) с использованием молекулярно-генетических и биохимических методов исследования у больных профессиональными заболеваниями органов дыхания для выявления маркеров индивидуальной предрасположенности к развитию профессиональных заболеваний бронхо-легочной системы и оценки выраженности воспалительно-деструктивных изменений в легочной ткани
Диссертационная работа выполнена в рамках госбюджетных тем ГУ НИИ медицины труда РАМН: № 0602 «Разработка дифференцированных систем комплексной профилактики профессиональной и производственно-обусловленной патологии и реабилитации работников современных производств с учетом ведущих факторов риска нарушения здоровья» и № 0904 «Производственные факторы, как триггеры в развитии наиболее распространенных форм общесоматической патологии и роль медицины труда в системе их профилактики»
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - изучение роли системы матриксразрушающих металлопротеиназ и их ингибиторов в патогенезе профессиональных заболеваний бронхолегочной системы для расширения представления о патогенетических механизмах формирования профессиональных заболеваний легких с целью разработки биохимических критериев оценки риска развития бронхолегочной патологии и для оценки выраженности воспалительных и деструктивных процессов.
Для достижения цели предстояло решить следующие задачи:
-
Определить количественное содержание матрикс-разрушающих металлопротеиназ (про-ММР-1, ММР-2, ММР-8) и сериновых протеиназ (НЭ) у больных различными формами профессиональной бронхолегочной патологии и оценить выраженность изменений в зависимости от нозологической формы и тяжести клинического течения.
-
Разработать тест-систему для определения гомо- и гетерозиготных вариантов (инсерций G1 и делеций G2) гена матриксной металлопротеиназы -1. Провести генотипирование ММП-1 у обследованных лиц, с целью установления генетически обусловленной гиперсекреции фермента.
-
Проанализировать состояние антипротеазной системы: определить количественное содержание тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ-1 (ТИМП-1) и 1- ингибитора протеиназ (1-ИП) биохимическими методами и провести генотипирование 1- ингибитора протеиназ методами ДНК-диагностики с целью оценки их диагностической значимости и выявления возможной взаимосвязи между указанными ингибиторами.
-
Изучить зависимость клинических осложнений различных нозологических форм профессиональной бронхолегочной патологии от наличия полиморфных гипер- и гипосекреторных вариантов генов матриксной металлопротеиназы-1 и 1- ингибитора протеиназ.
-
Научно обосновать выбор наиболее информативных критериев оценки индивидуальной предрасположенности к развитию профессиональных заболеваний бронхо-легочной системы и оценки выраженности воспалительно-деструктивных изменений в легочной ткани.
состоит в изучении системы протеолиз-антипротеолиз на уровне системы матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов с использованием молекулярно-генетических и биохимических методов. В результате проведенных исследований получены новые данные, расширяющие представления о патогенетических механизмах развития профессиональной бронхолегочной патологии. Впервые показано, что наиболее выраженные изменения в системе матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов были выявлены в группах больных профессиональным бронхитом и пневмокониозами (силикоз и гиперчувствительный пневмонит).
Впервые разработана тест-система для определения генетического полиморфизма гена матриксной металлопротеиназы-1, на основании знания о характере полиморфизмов инсерций/делеций гуанина (1607delG) в промоторном участке гена.
Разработан новый способ детекции для выявления дефицитных SZ аллелей гена 1- ингибитора протеиназ (FLASH-детекция), который позволяет сократить время проведения и стоимость анализа, а также делает более безопасным проведение анализа для персонала.
Изучена зависимость особенностей клинического течения профессиональных заболеваний органов дыхания (выраженность дыхательной недостаточности, наличие пневмосклероза и эмфиземы легких, наличие сочетанной патологии) от наличия полиморфных вариантов генов металлопротеиназы-1 (гетерозиготный вариант G1-инсерция гуанина, гомозиготный вариант G2-делеция гуанина и 1- ингибитора протеиназ (PiMM, PiMZ, PiMS).
Проведена оценка диагностической информативности биохимических и молекулярно-генетических методов исследования. Показано, что биохимические методы позволяют изучать механизмы формирования воспалительно-деструктивных изменений в легочной ткани, оценить степень выраженности этих изменений.
Применение генетических методов анализа (пиросиквенирование и аллельспецифичная ПЦР-реакция) для выявления полиморфных вариантов генов металлопротеиназы-1 и 1-ингибитора протеиназ дает возможность проводить скрининговые исследования для оценки риска развития профессиональных заболеваний бронхолегочной системы.
Разработана тест-система для определения инсерций (G1) и делеций (G2) гена матриксной металлопротеиназы-1. Разработан комплекс биохимических и молекулярно-генетических показателей протеиназно-ингибиторной системы, включающий определение (инсерции/делеции гуанина гена металлопротеиназы-1), про-фермента матриксной металлопротеиназы-1, нейтрофильной эластазы, 1- ингибитора протеиназ (определение гипосекреторных S и Z вариантов), тканевого ингибитора металлопротеиназ-1 для оценки риска развития и прогноза заболевания.
Основными формами внедрения являются:
-
Заявка на патент № 2010134590 от 19.08.2010г. «Способ прогнозирования риска развития профессиональной бронхолегочной патологии»
-
Материалы диссертационной работы были использованы при составлении методического пособия для врачей «Определение полиморфизма генетико-биохимических систем для оценки индивидуальной чувствительности организма к воздействию неблагоприятных факторов производственной среды» Методическое пособие (Утверждено научным советом «Медико-экологические проблемы здоровья работающих», Москва 2005г.).
-
Материалы диссертационной работы были использованы при составлении методического пособия для врачей «Проблема индивидуальной чувствительности в медицине труда», Методическое пособие (Утверждено научным советом «Медико-экологические проблемы здоровья работающих», Москва, 2009 г.).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ: проведена на заседании специалистов клинического отдела профессиональных и производственно обусловленных заболеваний НИИ Медицины труда РАМН (16.06.2010).
Материалы диссертации были доложены и обсуждены: На XVII Национальном конгрессе по болезням органов дыхания. Казань 2007г., на VIII Всероссийском Конгрессе «Профессия и здоровье» Москва 2009 г. В рамках конгресса проводился конкурс молодых ученых, по результатам которого данная работа была удостоена диплома (II место), на симпозиуме «Применение комплексных программ для санаторно-курортного лечения и реабилитации больных профессиональными заболеваниями и пострадавших от производственных травм и несчастных случаев», проведенного в рамках Всероссийского Форума «Развитие санаторно-курортной помощи, восстановительной медицины и медицинской реабилитации» (Москва, 2010 г.)
Всего по теме диссертации опубликовано 7 работ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа изложена на ___ страницах машинописного текста, состоит из введения, глав, обсуждения, выводов, списка литературы, содержащего ____ отечественных и ____ иностранных источников. Иллюстрации представлены таблицами и рисунками.
