transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2020-7-4-32-43transmed-563Research ArticleСЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯCARDIOVASCULAR MEDICINEМорфофункциональные особенности сердечно-сосудистой системы у специалистов экстремальных специальностей военно-морского флота в зависимости от полиморфизма генов матриксной металлопротеиназы 1 (MMP-1) и гена коллагена 1 типа (COL1A1)Morphofunctional features of the cardiovascular system in extreme specialists of the navy (depending on the polymorphism of the genes of the matrix metalloprotheinase 1 (MMP-1) and collagen 1 (COL1A1)НикашинА. Н.NikashinA. N.

Никашин Алексей Николаевич - старший ординатор клиники военно-морской терапии.

Ул. Академика Лебедева, д. 6, Санкт-Петербург, 194044

Nikashin Alexey N. - Senior Resident.

Saint Petersburg

a_nikashin@mail.ruЧеркашинД. В.CherkashinD. V.

Черкашин Дмитрий Викторович - доктор медицинских наук, профессор, начальник кафедры военно-морской терапии.

Санкт-Петербург

Cherkashin Dmitrii V. - Dr. Sc., Professor.

Saint Petersburg

АндриановВ. П.AndrianovV. P.

Андрианов Виктор Павлович - доктор медицинских наук, профессор, кафедра военно-морской терапии.

Санкт-Петербург

Andrianov Viktor P. - Dr. Sc., Professor.

Saint Petersburg

ФисунА. Я.FisunA. Ja.

Фисун Александр Яковлевич - чл.-корр. РАН, профессор.

Санкт-Петербург

Fisun Aleksander Ja. - Corresponding Member RAS, Professor.

Saint Petersburg

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияFederal state budgetary military educational institution of higher education «Military Medical Academy named after S. M. Kirov» of the Ministry of defence of the Russian FederationRussian Federation202022092020743243Copyright © Никашин А.Н., Черкашин Д.В., Андрианов В.П., Фисун А.Я., 20202020Никашин А.Н., Черкашин Д.В., Андрианов В.П., Фисун А.Я.Nikashin A.N., Cherkashin D.V., Andrianov V.P., Fisun A.J.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/563Актуальность

Актуальность. Водолазный стаж и влияние факторов профессиональной деятельности приводят к развитию кардиоваскулярной патологии, и изучение состояния сердечно-сосудистой системы водолазов является одной из актуальных проблем современной медицины.

Цель исследования — определить наследственно обусловленные структурные и функциональные особенности сердечно-сосудистой системы у представителей экстремальных специальностей военно-морского флота и дифференцировать их от влияния некоторых профессиональных факторов.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследован 81 военнослужащий в возрасте21-44лет. Обследованные были представлены тремя группами: водолазы-глубоководники (n = 31), операторы технических глубоководных средств (n = 28) и контрольная группа, которая не подвергались факторам водолазного труда и специфическим факторам глубоководных технических средств (n = 22). Использовались регламентированные и специальные методы исследования сердечно-сосудистой системы, которые оценивались в зависимости от полиморфных вариантов генов матриксной металлопротеиназы 1 (MMP-1) и гена коллагена 1 типа альфа 1 (COL1A1).

Результаты

Результаты. Статистически значимых различий в распределении полиморфных вариантов генов MMP-1 и COL1A1 у специалистов ВМФ обследованных групп не выявлено, анализ распределения генотипов в дальнейшем проводился по объединенной группе. Определено 15 групп показателей, которые однонаправленно изменяются в зависимости от полиморфных вариантов генаMMP-1 и гена COL1A1. Выявлены благоприятные и неблагоприятные комбинации генотипов MMP-1 и COL1A1.

Заключение

Заключение. Резистивные характеристики сердечно-сосудистой системы реагируют на условия профессиональной деятельности, в том числе у специалистов экстремальных специальностей ВМФ. Основные упруго-эластические свойства сердечно-сосудистой системы имеют ассоциации с полиморфными вариантами генов MMP-1 и COL1A1, участвующих в синтезе и деградации коллагена, однако для определения конкретной роли каждого при воздействии экстремальных профессиональных факторов требуется проведение более масштабных исследований.

Background

Background. Diving experience and the influence of factors of professional activity lead to the development of cardiovascular pathology and the study of the state of the cardiovascular system of divers is one of the urgent problems of modern medicine.

Objective

Objective. The aim of the study was to determine hereditarily structural and functional features of the cardiovascular system representatives of extreme professions of the Navy and differentiate them from the influence of some factors. Design and methods. Surveyed 81 military personnel at the age of 21-44 years. The surveyed were represented by three groups, which did not differ significantly in age. In the first group (n = 31) included the deep-sea divers, the second group (n = 28) was introduced by the technical operators of deep-sea vehicles and third (n = 22) group consisted of officers of the Navy, which were not factors of diving work and the specific factors of deep-sea resources. Used regulated and special methods for the study of the cardiovascular system, which was estimated depending on the polymorphic gene variants of matrix metalloproteinase 1 (MMP-1) gene and collagen type 1 (COL1A1) gene.

Results

Results. Statistically significant differences in the distribution of polymorphic variants of the MMP-1 and COL1A1 genes from the specialists of the Navy of the surveyed groups, the distribution of genotypes and analysis in the future was conducted on the combined group. Fifteen groups of indicators (clusters) were identified that change unidirectionally depending on the polymorphic variants of the MMP-1 gene and the COL1A1 gene. Identified favorable and unfavorable combination of polymorphic gene variants of the gene MMP-1 and the gene COL1A1.

Conclusion

Conclusion. The resistive characteristics of the cardiovascular system respond to the conditions of professional activity, including those of specialists in extreme specialties of the Navy. Basic resiliently-elastic properties of the cardiovascular system are associated with polymorphic variants of the MMP-1 and COL1A1 genes involved in the synthesis and degradation of collagen; however, to determine the specific role of each under the influence of extreme occupational factors, larger studies are required.

коллагенмикроциркуляцияполиморфизм геновсердечно-сосудистая системаcardiovascular systemcollagengene polymorphismmicrocirculationReferencesЖердев Г.М., Гарибджанов В.А., Евстропова Г.Н. Причины прекращения водолазами профессиональной трудовой деятельности. Военно-медицинский журнал. 1992; 3: 47-48.Zherdev GM, Garibjanov VA, Evstropova GN. Reasons for divers to terminate their professional work. Voenno-medicinskij zhurnal=Military Medical Journal. 1992; 3: 47-48. In RussianWilmshurst P. Cardiovascular problems in diver. Heart. 1998; 80 (6): 537-538.Wilmshurst P. Cardiovascular problems in diver. Heart. 1998; 80 (6): 537-538.Кац Я.А., Пархонюк Е.В., Акимова Н.С. Жесткость сосудистой стенки с позиции повреждения соединительной ткани при сердечно-сосудистых заболеваниях. Фундаментальные исследования. 2013; 5-1: 189-195.Kats YA, Parckhonuk EV, Akimova NS. The stiffness of the vascular wall as the damage of the connective tissue in cardiovascular diseases. Fundamental’nye issledovaniya=Basic Research. 2013; 5: 189-195. In RussianGoldberga I, Li R, Duer MJ. Collagen structure-function relationships from solid-state NMR spectroscopy. Acc Chem Res. 2018; 51(7): 1621-1629.Goldberga I, Li R, Duer MJ. Collagen structure-function relationships from solid-state NMR spectroscopy. Acc Chem Res. 2018; 51(7): 1621-1629.Kwak H-B. Aging, exercise, and extracellular matrix in the heart. J Exerc Rehabil. 2013; 9 (3): 338-347.Kwak H-B. Aging, exercise, and extracellular matrix in the heart. J Exerc Rehabil. 2013; 9 (3): 338-347.Brull DJ, Murray LJ, Boreham CA, et al. Effect of a COL1A1 Sp1 Binding Site Polymorphism on Arterial Pulse Wave Velocity An Index of Compliance. Hypertension. 2001; 38: 444-448.Brull DJ, Murray LJ, Boreham CA, et al. Effect of a COL1A1 Sp1 Binding Site Polymorphism on Arterial Pulse Wave Velocity An Index of Compliance. Hypertension. 2001; 38: 444-448.Рогова Л.Н., Шестернина Н.В., Замечник Т.В. и др. Матриксные металлопротеиназы, их роль в физиологических и патологических процессах (обзор). Вестник новых медицинских технологий. 2011; 18(2): 86-89.Rogova LN, Shesternina NV, Zamechnik TV, et al. Matrix metalloproteinases, their role in physiological and pathological processes. Vestnik novyh medicinskih tekhnologii=Bulletin of new medical technologies. 2011; 18(2): 86-89. In RussianKlawitter M, Quero L, Bertolo A, et al. HumanMMP-28 expression is unresponsive to inflammatory stimuli and does not correlate to the grade of intervertebral disc degeneration. J Negat. Results Biomed. 2011; 10: 9.Klawitter M, Quero L, Bertolo A, et al. HumanMMP-28 expression is unresponsive to inflammatory stimuli and does not correlate to the grade of intervertebral disc degeneration. J Negat. Results Biomed. 2011; 10: 9.Amalinei C, Caruntu ID, Giusca SE, et al. Matrix metalloproteinases involvement in pathologic conditions. Rom J Morphol Embriol. 2010; 51(2): 215-228.Amalinei C, Caruntu ID, Giusca SE, et al. Matrix metalloproteinases involvement in pathologic conditions. Rom J Morphol Embriol. 2010; 51(2): 215-228.Солнцев В.Н., Турдиалиева С.А., Шацкая Е.Г. и др. Анализ генетических факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний. Бюллетень Федерального центра сердца, крови и эндокринологии им. В. А. Алмазова. 2010; 2: 218-219.Solntsev VN, Turdialieva SA, Shatskaya EG, et al. Analysis of genetic risk factors for cardiovascular diseases. Byulleten’ Federal’nogo centra serdca, krovi i endokrinologii im. V.A. Almazova=Bulletin of the Federal Center of Heart, Blood and Endocrinology named after VA Almazov. 2010; 2: 218-219. In RussianWang Z, Moult J. SNPs, protein structure, and disease. Hum Mutat. 2001; 17 (4): 263-270.Wang Z, Moult J. SNPs, protein structure, and disease. Hum Mutat. 2001; 17 (4): 263-270.Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э и др. Геном человека и гены предрасположенности. Введение в предиктивную медицину. СПб.: Интермедика, 2000. с. 263.Baranov VS, Baranova EV, Ivashchenko TE, et al. Human genome and predisposition genes. Introduction to predictive medicine. SPb.: Intermedika, 2000. p. 263. In RussianПузырев В.П. Геномная медицина — настоящее и будущее. В кн: Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике. Вып. 3. Новосибирск: Альфа Виста, 2003: 3-26.Puzyrev VP. Genomic medicine — present and future. In: Molecular biological technologies in medical practice. 3rd Issue. Novosibirsk: Alfa Vista, 2003: 3: 3-26. In RussianMarian AJ, Molecular genetic studies of complex phenotypes. Transl Res. 2012; 159 (2): 64-79.Marian AJ, Molecular genetic studies of complex phenotypes. Transl Res. 2012; 159 (2): 64-79.Kilpinen H, Barrett JC. How next-generation sequencing is transforming complex disease genetics. Trends Genet. 2013; 29(1): 23-30.Kilpinen H, Barrett JC. How next-generation sequencing is transforming complex disease genetics. Trends Genet. 2013; 29(1): 23-30.Mailman MD, Feolo M, Jin Y, et al. The NCBI dbGaP database of genotypes and phenotypes. Nat Genet. 2007; 39 (10): 1181-1186.Mailman MD, Feolo M, Jin Y, et al. The NCBI dbGaP database of genotypes and phenotypes. Nat Genet. 2007; 39 (10): 1181-1186.Baker AB, Edwards DR, Murphy G. Metalloproteinase inhibitors: biological actions and therapeutic opportunities. J Cell Sci. 2002; 115 (19): 3719-3727.Baker AB, Edwards DR, Murphy G. Metalloproteinase inhibitors: biological actions and therapeutic opportunities. J Cell Sci. 2002; 115 (19): 3719-3727.DeCoux A, Lindsey ML, Villarreal F, et al. Myocardial matrix metalloproteinase-2: inside out and upside down. J Mol Cell Cardiol. 2014; 77: 64-72.DeCoux A, Lindsey ML, Villarreal F, et al. Myocardial matrix metalloproteinase-2: inside out and upside down. J Mol Cell Cardiol. 2014; 77: 64-72.Khokha R, Murthy A, Weiss A. Metalloproteinases and their natural inhibitors in inflammation and immunity. Nat Rev Immunol. 2013; 13 (9): 649-665.Khokha R, Murthy A, Weiss A. Metalloproteinases and their natural inhibitors in inflammation and immunity. Nat Rev Immunol. 2013; 13 (9): 649-665.Newby AC. Metalloproteinases promote plaque rupture and myocardial infarction: A persuasive concept waiting for clinical translation. Matrix Biol. 2015; 44-46: 157-166.Newby AC. Metalloproteinases promote plaque rupture and myocardial infarction: A persuasive concept waiting for clinical translation. Matrix Biol. 2015; 44-46: 157-166.Mittal B, Mishra A, Srivastava A, et al. Matrix metalloproteinases in coronary artery disease. Adv Clin Chem. 2014; 64: 1- 72.Mittal B, Mishra A, Srivastava A, et al. Matrix metalloproteinases in coronary artery disease. Adv Clin Chem. 2014; 64: 1- 72.Ye S. Influence of matrix metalloproteinase genotype on cardiovascular disease susceptibility and outcome. Cardiovasc Res. 2006; 69 (3): 636-645.Ye S. Influence of matrix metalloproteinase genotype on cardiovascular disease susceptibility and outcome. Cardiovasc Res. 2006; 69 (3): 636-645.Li J, Schwimmbeck PL, Tschope C, et al. Collagen degradation in a murine myocarditis model: relevance of matrix metalloproteinase in association with inflammatory induction. Cardiovasc Res. 2002; 56 (2): 235-247.Li J, Schwimmbeck PL, Tschope C, et al. Collagen degradation in a murine myocarditis model: relevance of matrix metalloproteinase in association with inflammatory induction. Cardiovasc Res. 2002; 56 (2): 235-247.

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