Научно-методические основы итерационного прогноза риска и вреда здоровью человека при воздействии химических факторов среды обитания: От белковых мишеней до системных метаболических нарушений

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2024-2-2.pdf
УДК: 
57.044; 616.092
DOI: 
10.21668/health.risk/2024.2.02
Авторы: 

Н.В. Зайцева1,2, М.А. Землянова1, Ю.В. Кольдибекова1, Е.В. Пескова1

Организация: 

1Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Российская Федерация, 614045, г. Пермь, ул. Монастырская, 82
2Отделение медицинских наук Российской академии наук, Российская Федерация, 109240, г. Москва, ул. Солянка, 14

Аннотация: 

Повышение предиктивного потенциала ранней диагностики и коррекции негативных последствий воздействия факторов среды обитания приобретает особую актуальность для предупреждения и снижения персонализированных и популяционных рисков потерь здоровья населения. Осуществлена разработка научно-методических основ итерационного численного прогноза риска и вреда здоровью человека при воздействии химических факторов среды обитания. Дизайн исследования основан на алгоритме системного анализа развития негативных эффектов при воздействии химического фактора среды обитания. Углубленно обследовано более 1 млн человек, подвергающихся длительной аэрогенной комбинированной экспозиции в концентрациях до 5–10 RfC. Оценено порядка 350 цифровых мно-гофакторных моделей (5500 параметров).

Построены структурные биоинформационные матрицы для распознавания на молекулярно-клеточном уровне последовательности ответных событий, инициированных трансформацией белково-пептидного профиля плазмы крови человека, определяющие метаболом. Уточнены элементы вовлечения 20 белков-мишеней в патогенез нарушений, связанных с гипертензией, дислипидемией, ожирением, когнитивной дисфункцией, ассоциированных с химической комбинированной экспозицией. Обоснованы критерии безопасного содержания 10 контаминантов с учетом их комбинаций в биологических средах. Подтверждены прогнозные оценки патогенетических путей фактами их реализации на клеточно-тканевом, органном и организменном уровнях в виде метаболических нарушений и состояв-шихся заболеваний со стороны сердечно-сосудистой, нервной систем, обмена липопротеидов и др., доказанно связанных с аэрогенным воздействием загрязняющих веществ.

Расширены существующие методические подходы к оценке комбинированного действия веществ с учетом па-раметризированных причинно-следственных связей биомаркеров экспозиции и эффектов, количественной оценки дополнительных случаев реализации риска. Оценка разработанных цифровых моделей показала, что комбинированное действие химических веществ проявляется преимущественно синергизмом и эмерджентностью (до 70 % случаев). Разработаны концептуальные основы и архитектура итерационного прогноза риска и развития риск-ассоциированных заболеваний, в том числе в виде причинения реального вреда здоровью, при усилении экспрессии белковых мишеней. Таким образом, оцифрованная версия прогноза (цифровая платформа) как многоуровневая кас-кадная модель является инструментарием научного анализа гигиенической ситуации с параметризацией ожидаемых негативных исходов, определяет способы их коррекции и профилактики, что повышает надежность гигиенических оценок и обоснованность управленческих решений.

Ключевые слова: 
риск здоровью, причиненный вред, факторы среды обитания, белки-мишени, негативный эффект, каскадная модель, причинно-следственные связи, прогноз, цифровая платформа
Научно-методические основы итерационного прогноза риска и вреда здоровью человека при воздействии химических факторов среды обитания: от белковых мишеней до системных метаболических нарушений / Н.В. Зайцева, М.А. Землянова, Ю.В. Кольдибекова, Е.В. Пескова // Анализ риска здоровью. – 2024. – № 2. – С. 18–31. DOI: 10.21668/health.risk/2024.2.02
Список литературы: 
  1. Онищенко Г.Г. Актуальные проблемы и перспективы развития методологии анализа риска в условиях совре-менных вызовов безопасности для здоровья населения Российской Федерации // Анализ риска здоровью. – 2023. – № 4. – С. 4–18. DOI: 10.21668/health.risk/2023.4.01
  2. Потери лет жизни вследствие смертности от заболеваний мочевыделительной системы в промышленном ре-гионе Казахстана с загрязнением атмосферного воздуха / Ш.С. Бибитова, Ж.Ж. Галиакпарова, М.А. Жаксылык, И.В. Лопуха, Р.Н. Оралова, А.К. Сандыбаева, Ж.У. Хашимов, Н.К. Дюсембаева [и др.] // Гигиена и санитария. – 2024. – Т. 103, № 2. – С. 120–129. DOI: 10.47470/0016-9900-2024-103-2-120-129
  3. Анализ отдельных перспективных направлений развития оценки риска для здоровья населения в Российской Федерации (обзор литературы) / М.Ю. Мозганов, Н.И. Николаева, А.С. Филин, В.В. Малышек, Г.Г. Онищенко // Гигиена и санитария. – 2024. – Т. 103, № 1. – С. 76–80. DOI: 10.47470/0016-9900-2024-103-1-76-80
  4. Современные вызовы и пути совершенствования оценки и управления рисками здоровью населения / В.Н. Ра-китский, С.В. Кузьмин, С.Л. Авалиани, Т.А. Шашина, Н.С. Додина, В.А. Кислицин // Анализ риска здоровью. – 2020. – № 3. – С. 23–29. DOI: 10.21668/health.risk/2020.3.03
  5. Методические подходы к оценке и прогнозированию индивидуального риска здоровью при воздействии комплекса разнородных факторов для задач персонализированной профилактики / М.А. Землянова, Н.В. Зайцева, Д.А. Кирьянов, О.Ю. Устинова // Гигиена и санитария. – 2018. – Т. 97, № 1. – C. 34–43. DOI: 10.18821/0016-9900-2018-97-1-34-43
  6. Методический подход к организации мониторинга общественного здоровья Российской Федерации / Т.П. Ва-сильева, А.В. Ларионов, С.В. Русских, А.Б. Зудин, Р.В. Горенков, М.Д. Васильев, А.А. Костров, А.А. Хапалов // Здоро-вье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2022. – № 7. – С. 7–17. DOI: 10.35627/2219-5238/2022-30-7-7-17
  7. Методический подход к составлению классификатора вызовов общественному здоровью / Т.П. Васильева, А.В. Ларионов, С.В. Русских, А.Б. Зудин, А.Е. Васюнина, М.Д. Васильев, В.М. Ротов // Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2024. – Т. 32, № 2. – С. 7–17. DOI: 10.35627/2219-5238/2024-32-2-7-17
  8. Модифицирующее влияние факторов среды обитания на течение эпидемического процесса COVID-19 / Н.В. Зайцева, А.Ю. Попова, С.В. Клейн, А.Н. Летюшев, Д.А. Кирьянов, В.М. Чигвинцев, М.В. Глухих // Гигиена и санитария. – 2022. – Т. 101, № 11. – С. 1274–1282. DOI: 10.47470/0016-9900-2022-101-11-1274-1282
  9. Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Медицина и здравоохранение / под ред. Л.М. Го-хберга, Л.М. Огородовой. – М.: Министерство образования и науки Российской Федерации, Национальный исследова-тельский университет «Высшая школа экономики», 2014. – 48 с.
  10. Skinner M.K. Environmental epigenomics and disease susceptibility // EMBO Rep. – 2011. – Vol. 12, № 7. – P. 620–622. DOI: 10.1038/embor.2011.125
  11. Rappaport S.M. Discovering environmental causes of disease // J. Epidemiol. Community Health. – 2012. – Vol. 66, № 2. – P. 99–102. DOI: 10.1136/jech-2011-200726
  12. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Долгих О.В. Геномные, транскриптомные и протеомные технологии как со-временный инструмент диагностики нарушений здоровья, ассоциированных с воздействием факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. – 2020. – Т. 99, № 1. – С. 6–12. DOI: 10.47470/0016-9900-2020-99-1-6-12
  13. Anderson N.L., Anderson N.G. The human plasma proteome: history, character, and diagnostic prospects // Mol. Cell. Proteomics. – 2002. – Vol. 1, № 11. – P. 845–867. DOI: 10.1074/mcp.r200007-mcp200
  14. Statistical analysis of variation in the human plasma proteome / T.H. Corzett, I.K. Fodor, M.W. Choi, V.L. Walsworth, K.W. Turteltaub, S.L. McCutchen-Maloney, B.A. Chromy // J. Biomed. Biotechnol. – 2010. – Vol. 2010. – P. 258494. DOI: 10.1155/2010/258494
  15. Ahmad A., Imran M., Ahsan H. Biomarkers as Biomedical Bioindicators: Approaches and Techniques for the Detec-tion, Analysis, and Validation of Novel Biomarkers of Diseases // Pharmaceutics. – 2023. – Vol. 15, № 6. – P. 1630. DOI: 10.3390/pharmaceutics15061630
  16. Социально-гигиенический мониторинг на современном этапе: состояние и перспективы развития в сопряжении с риск-ориентированным надзором / Н.В. Зайцева, И.В. Май, Д.А. Кирьянов, Д.В. Горяев, С.В. Клейн // Анализ риска здоровью. – 2016. – № 4. – С. 4–16. DOI: 10.21668/health.risk/2016.4.01
  17. Агамагомедова С.А. Риск-ориентированный подход при осуществлении контрольно-надзорной деятельности: теоретическое обоснование и проблемы применения // Сибирское юридическое обозрение. – 2021. – Т. 18, № 4. – С. 460–470. DOI: 10.19073/2658-7602-2021-18-4-460-470
  18. A thumbwheel mechanism for APOA1 activation of LCAT activity in HDL / A.L. Cooke, J. Morris, J.T. Melchior, S.E. Street, W.G. Jerome, R. Huang, A.B. Herr, L.E. Smith [et al.] // J. Lipid Res. – 2018. – Vol. 59, № 7. – P. 1244–1255. DOI: 10.1194/jlr.M085332
  19. Guo Q., Zhang C., Wang Y. Overexpression of apolipoprotein A-I alleviates endoplasmic reticulum stress in hepato-cytes // Lipids Health Dis. – 2017. – Vol. 16, № 1. – P. 105. DOI: 10.1186/s12944-017-0497-3
  20. Endogenous Human Proteins Interfering with Amyloid Formation / A.L. Gharibyan, S. Wasana Jayaweera, M. Leh-mann, I. Anan, A. Olofsson // Biomolecules. – 2022. – Vol. 12, № 3. – P. 446. DOI: 10.3390/biom12030446
  21. ApoA-I cleaved by transthyretin has reduced ability to promote cholesterol efflux and increased amyloidogenicity / M.A. Liz, C.M. Gomes, M.J. Saraiva, M.M. Sousa // J. Lipid Res. – 2007. – Vol. 48, № 11. – P. 2385–2395. DOI: 10.1194/jlr.m700158-jlr200
  22. Magalhães J., Eira J., Liz M.A. The role of transthyretin in cell biology: impact on human pathophysiology // Cell. Mol. Life Sci. – 2021. – Vol. 78, № 17–18. – P. 6105–6117. DOI: 10.1007/s00018-021-03899-3
  23. Kim S.Y., Park S.C. Physiological antioxidative network of the bilirubin system in aging and age-related diseases // Front. Pharmacol. – 2012. – Vol. 3. – P. 45. DOI: 10.3389/fphar.2012.00045
  24. Bilirubin Decreases Macrophage Cholesterol Efflux and ATP-Binding Cassette Transporter A1 Protein Expression / D. Wang, A. Tosevska, E.H. Heiß, A. Ladurner, C. Mölzer, M. Wallner, A. Bulmer, K.-H. Wagner [et al.] // J. Am. Heart Assoc. – 2017. – Vol. 6, № 5. – P. e005520. DOI: 10.1161/JAHA.117.005520
Получена: 
03.05.2024
Одобрена: 
07.06.2024
Принята к публикации: 
20.06.2024

Вы здесь

Главная