Роль полиморфизмов генов антиоксидантной защиты и ферментов биотрансформа-ции ксенобиотиков в формировании генетической чувствительности к промышленным загрязнителям (обзор литературы)

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2026-3-17.pdf
УДК: 
577:575
DOI: 
10.21668/health.risk/2026.3.17
Авторы: 

Д.Р. Шаихова1, А.М. Кикоть1, И.А. Берёза1, М.П. Сутункова1,2

Организация: 

1Екатеринбургский медицинский – научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий, Российская Федерация, 620014, г. Екатеринбург, ул. Попова, 30
2Уральский государственный медицинский университет, Российская Федерация, 620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3

Аннотация: 

Полиморфизмы генов антиоксидантной защиты и ферментов биотрансформации ксенобиотиков во многом определяют индивидуальную чувствительность к промышленным и экологическим загрязнителям. Изучены и систематизированы современные сведения о роли полиморфизмов генов антиоксидантной защиты и ферментов био-трансформации ксенобиотиков в формировании генетической чувствительности к промышленным загрязнителям. Был выполнен углубленный поиск научных публикаций в базах eLIBRARY.RU, PubMed, Google Scholar и отобрано 32 работы, которые включены в данный обзор. Анализ источников позволил выявить, что работы концентрируются на нескольких функциональных классах генов: фаза I биотрансформации, фаза II биотрансформации, антиокси-дантная защита и регуляторные факторы. Также необходимо отметить, что работы по данной теме рассмат-ривают либо связь с развитием заболеваний при воздействии поллютантов, либо направлены на выявление связей между различными полиморфизмами, АФК и регуляторными сетями.

Совокупность данных показывает, что полиморфизмы генов антиоксидантной защиты и биотрансформации ксенобиотиков реально модифицируют риск и выраженность заболеваний на фоне воздействия промышленных загрязнителей. В то же время остаются методологические проблемы: неоднородность дизайнов, различия в оценке экспозиции, этническая специфика частот аллелей и возможное влияние полигенного фона. Исследование полиморфизмов генов антиоксидантной защиты и системы биотрансформации ксенобиотиков имеет принципиальное значение для понимания того, почему одни люди и профессиональные группы гораздо тяжелее переносят воздействие промышленных и экологических загрязнителей, чем другие. Эти знания уже позволяют формировать концепцию генетически детерминированной восприимчивости, уточнять оценку риска и закладывать основы персонализированной профилактики в гигиене окружающей и производственной среды.

Ключевые слова: 
полиморфизмы, антиоксидантная система, биотрансформация ксенобиотиков, регуляторные факторы, промышленное загрязнение, заболевания, литературный обзор, генетическая чувствительность
Роль полиморфизмов генов антиоксидантной защиты и ферментов биотрансформации ксенобиотиков в формировании генетической чувствительности к промышленным загрязнителям (обзор литературы) / Д.Р. Шаихова, А.М. Кикоть, И.А. Берёза, М.П. Сутункова // Анализ риска здоровью. – 2026. – № 3. – С. 184–191. DOI: 10.21668/health.risk/2026.3.17
Список литературы: 
  1. Case-control study of the association between single nucleotide polymorphisms of genes involved in xenobiotic de-toxification and antioxidant protection with the long-term influence of organochlorine pesticides on the population of the Almaty Region / N. Altynova, O. Khamdiyeva, A. Garshin, G. Baratzhanova, A. Amirgaliyeva, A. Seisenbayeva, G. Abylkassymova, K. Yergali [et al.] // Toxics. – 2023. – Vol. 11, № 12. – P. 948. DOI: 10.3390/toxics11120948
  2. Exposure to environmental pollutants and genetic variants related to oxidative stress and xenobiotic metabolism – As-sociation with prostate cancer / B. Álvarez-González, A.F. Hernández, A. Zafra-Gómez, L. Chica-Redecillas, S. Cuenca-López, F. Vázquez-Alonso, L.J. Martínez-González, M.J. Álvarez-Cubero // Environ. Toxicol. Pharmacol. – 2024. – Vol. 108. – P. 104455. DOI: 10.1016/j.etap.2024.104455
  3. Genetic variants in xenobiotic detoxification enzymes, antioxidant defenses and hormonal pathways as biomarkers of susceptibility to prostate cancer / L.J. Martínez-González, A. Antúnez-Rodríguez, F. Vázquez-Alonso, A.F. Hernández, M.J. Álvarez-Cubero // Sci. Total Environ. – 2020. – Vol. 730. – P. 138314. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138314
  4. Markers of genetic susceptibility in human environmental hygiene and toxicology: the role of selected CYP, NAT and GST genes / R. Thier, T. Brüning, P.H. Roos, H.-P. Rihs, K. Golka, Y. Ko, H.M. Bolt // Int. J. Hyg. Environ. Health. – 2003. – Vol. 206, № 3. – P. 149 –171. DOI: 10.1078/1438-4639-00209
  5. Genetic variants of antioxidant and xenobiotic metabolizing enzymes and their association with prostate cancer: A meta-analysis and functional in silico analysis / B. Álvarez-González, P. Porras-Quesada, V. Arenas-Rodríguez, A. Tamayo-Gómez, F. Vázquez-Alonso, L.J. Martínez-González, A.F. Hernández, M.J. Álvarez-Cubero // Sci. Total Environ. – 2023. – Vol. 898. – P. 165530. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165530
  6. Павлюченко И.И., Клименко Я.В., Прозоровская Ю.И. Полиморфизм генов факторов систем антиоксидантной защиты, биотрансформации ксенобиотиков и иммунной регуляции при аллергических заболеваниях: обсервационное исследование «случай – контроль» // Кубанский научный медицинский вестник. – 2024. – Т. 31, № 6. – С. 28–39. DOI: 10.25207/1608-6228-2024-31-6-28-39
  7. Роль полиморфизмов генов системы биотрансформации ксенобиотиков и антиоксидантной защиты в развитии диабетической нефропатии / Н.Я. Костюшок, И.В. Король, Л.А. Иванова, И.И. Павлюченко // Вестник современной клинической медицины. – 2023. – Т. 16, Вып. 1. – С. 34–39. DOI: 10.20969/vskm.2023.16 (1).34-39
  8. Хромосомная нестабильность и генетический полиморфизм у рабочих угольных шахт и теплоэлектростанций / В.И. Минина, Я.А. Савченко, М.Л. Баканова, А.В. Рыжкова, А.О. Соколова, А.В. Мейер, Т.А. Толочко, Е.Н. Воронина [и др.] // Генетика. – 2020. – Т. 56, № 4. – P. 451–462. DOI: 10.31857/S0016675820040074
  9. Koehle C., Bock K.W. Coordinate regulation of Phase I and II xenobiotic metabolisms by the Ah receptor and Nrf2 // Biochem. Pharmacol. – 2007. – Vol. 73, № 12. – P. 1853–1862. DOI: 10.1016/j.bcp.2007.01.009
  10. Interaction between oxidative stress sensor Nrf2 and xenobiotic-activated aryl hydrocarbon receptor in the regulation of the human Phase II detoxifying UDP-glucuronosyltransferase 1A10 / S. Kalthoff, U. Ehmer, N. Freiberg, M.P. Manns, C.P. Strassburg // Journal of Biological Chemistry. – 2010. – Vol. 285, № 9. – P. 5993–6002. DOI: 10.1074/jbc.m109.075770
  11. Conservation and divergence of chemical defense system in the tunicate Oikopleura dioica revealed by genome wide response to two xenobiotics / F. Yadetie, S. Butcher, H.E. Førde, C. Campsteijn, J.-M. Bouquet, O.A. Karlsen, F. Denoeud, R. Metpally [et al.] // BMC Genomics. – 2012. – Vol. 13. – P. 55. DOI: 10.1186/1471-2164-13-55
  12. Dhakshinamoorthy S., Long D.J. 2nd, Jaiswal A.K. Antioxidant regulation of genes encoding enzymes that detoxify xenobiotics and carcinogens // Curr. Top. Cell. Regul. – 2000. – Vol. 36. – P. 201–216. DOI: 10.1016/s0070-2137(01)80009-1
  13. Hayes J.D., Flanagan J.U., Jowsey I.R. Glutathione transferases // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. – 2005. – Vol. 45. – P. 51–88. DOI: 10.1146/annurev.pharmtox.45.120403.095857
  14. Scandalios J.G. Oxidative stress: molecular perception and transduction of signals triggering antioxidant gene defenses // Braz. J. Med. Biol. Res. – 2005. – Vol. 38, № 7. – P. 995–1014. DOI: 10.1590/s0100-879x2005000700003
  15. Antioxidant response elements: Discovery, classes, regulation and potential applications / A. Raghunath, K. Sundarraj, R. Nagarajan, F. Arfuso, J. Bian, A.P. Kumar, G. Sethi, E. Perumal // Redox Biol. – 2018. – Vol. 17. – P. 297–314. DOI: 10.1016/j.redox.2018.05.002
  16. Klotz L.-O., Steinbrenner H. Cellular adaptation to xenobiotics: Interplay between xenosensors, reactive oxygen spe-cies and FOXO transcription factors // Redox Biol. – 2017. – Vol. 13. – P. 646–654. DOI: 10.1016/j.redox.2017.07.015
  17. Beyond antioxidant genes in the ancient Nrf2 regulatory network / S.E. Lacher, J.S. Lee, X. Wang, M.R. Campbell, D.A. Bell, M. Slattery // Free Radic. Biol. Med. – 2015. – Vol. 88, Pt B. – P. 452–465. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.06.044
  18. Nrf2 and AhR in metabolic reprogramming after contaminant exposure / S. Bortoli, É. Boutet-Robinet, D. Lagadic-Gossmann, L. Huc // Current Opinion in Toxicology. – 2018. – Vol. 8. – P. 34–41. DOI: 10.1016/j.cotox.2017.12.001
  19. Ma Q. Xenobiotic-activated receptors: From transcription to drug metabolism to disease // Chem. Res. Toxicol. – 2008. – Vol. 21, № 9. – P. 1651–1671. DOI: 10.1021/tx800156s
  20. Roles of oxidative stress and Nrf2 signaling in pathogenic and non-pathogenic cells: A possible general mechanism of resistance to therapy / M. Hammad, M. Raftari, R. Cesário, R. Salma, P. Godoy, S.N. Emami, S. Haghdoost // Antioxidants (Ba-sel). – 2023. – Vol. 12, № 7. – P. 1371. DOI: 10.3390/antiox12071371
  21. Owuor E.D., Kong A.-N.T. Antioxidants and oxidants regulated signal transduction pathways // Biochem. Pharmacol. – 2002. – Vol. 64, № 5–6. – P. 765–770. DOI: 10.1016/s0006-2952(02)01137-1
  22. Induction of xenobiotic enzymes by the MAP kinase pathway and the antioxidant or electrophile response element (ARE/EpRE) / A.N. Kong, E. Owuor, R. Yu, V. Hebbar, C. Chen, R. Hu, S. Mandlekar // Drug Metab. Rev. – 2001. – Vol. 33, № 3–4. – P. 255–271. DOI: 10.1081/dmr-120000652
  23. First evidence of transcriptional modulation by chlorothalonil in mussels Perna perna / A. da Silveira Guerreiro, J.S. Monteiro, I.D. Medeiros, J.Z. Sandrini // Chemosphere. – 2020. – Vol. 255. – P. 126947. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126947
  24. Key metabolic pathways involved in xenobiotic biotransformation and stress responses revealed by transcriptomics of the mangrove oyster Crassostrea brasiliana / K.H. Lüchmann, M.S. Clark, A.C.D. Bainy, J.A. Gilbert, J.A. Craft, J.K. Chipman, M.A.S. Thorne, J.J. Mattos [et al.] // Aquat. Toxicol. – 2015. – Vol. 166. – P. 10–20. DOI: 10.1016/j.aquatox.2015.06.012
  25. A light in the darkness: new biotransformation genes, antioxidant parameters and tissue-specific responses in oysters exposed to phenanthrene / K.H. Lüchmann, A.L. Dafre, R. Trevisan, J.A. Craft, X. Meng, J.J. Mattos, F.L. Zacchi, T.S. Dorrington [et al.] // Aquatic Toxicology. – 2014. – Vol. 152. – P. 324–334. DOI: 10.1016/j.aquatox.2014.04.021
  26. Regoli F., Giuliani M.E. Oxidative pathways of chemical toxicity and oxidative stress biomarkers in marine organisms // Mar. Environ. Res. – 2014. – Vol. 93. – P. 106–117. DOI: 10.1016/j.marenvres.2013.07.006
  27. Surviving in a toxic world: transcriptomics and gene expression profiling in response to environmental pollution in the critically endangered European eel / J.M. Pujolar, I.A.M. Marino, M. Milan, A. Coppe, G.E. Maes, F. Capoccioni, E. Ciccotti, L. Bervoets [et al.] // BMC Genomics. – 2012. – Vol. 13. – P. 507. DOI: 10.1186/1471-2164-13-507
  28. Molecular and biochemical biomarkers in environmental monitoring: a comparison of biotransformation and antioxi-dant defense systems in multiple tissues / F. Regoli, M.E. Giuliani, M. Benedetti, A. Arukwe // Aquat. Toxicol. – 2011. – Vol. 105, № 3–4, Suppl. – P. 56–66. DOI: 10.1016/j.aquatox.2011.06.014
  29. Transcriptional and catalytic responses of antioxidant and biotransformation pathways in mussels, Mytilus gallopro-vincialis, exposed to chemical mixtures / M.E. Giuliani, M. Benedetti, A. Arukwe, F. Regoli // Aquat. Toxicol. – 2013. – Vol. 134–135. – P. 120–127. DOI: 10.1016/j.aquatox.2013.03.012
  30. Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants / A. Vala-vanidis, T. Vlahogianni, M. Dassenakis, M. Scoullos // Ecotoxicol. Environ. Saf. – 2006. – Vol. 64, № 2. – P. 178–189. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2005.03.013
  31. Fish biomarkers from a different perspective: Evidence of adaptive strategy of Abramis brama (L.) to chemical stress / D. Tenji, B. Mićić, S. Sipos, B. Miljanović, I. Teodorović, S. Kaisarevic // Environmental Sciences Europe. – 2020. – Vol. 32. – P. 47. DOI: 10.1186/s12302-020-00316-7
  32. Independent losses of a xenobiotic receptor across teleost evolution / M. Eide, H. Rydbeck, O.K. Tørresen, R. Lille-Langøy, P. Puntervoll, J.V. Goldstone, K.S. Jakobsen, J. Stegeman [et al.] // Sci. Rep. – 2018. – Vol. 8, № 1. – P. 10404. DOI: 10.1038/s41598-018-28498-4
Получена: 
10.03.2026
Одобрена: 
27.04.2026
Принята к публикации: 
27.09.2026

Вы здесь

Главная