Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Экология человека1728-08692949-1444Eco-Vector8808810.33396/1728-0869-2021-10-21-28ArticlesСтатьиResearch ArticleCELL DEATH UNDER CONDITIONS OF HAPTIC CONTAMINATION OF BIOLOGICAL MEDIA BY STABLE STRONTIUMКлеточная гибель в условиях гаптогенной контаминации биосред на примере стабильного стронцияDolgikhO. V.ДолгихОлег Владимирович

доктор медицинских наук, заведующий отделом иммунобиологических методов диагностики

oleg@fcrisk.ruDianovaD. G.ДиановаДина ГумяровнаKrivtsovA. V.КривцовАлександр ВладимировичFederal Scientific Center for medical and preventive health risk management technologies of the Federal Service on Customers' Rights Protection and Human Well-Being SurveillanceФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаPerm State Pharmaceutical AcademyФГБОУ ВО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерство здравоохранения Российской Федерации151020212810NO10 (2021)№10 (2021)212815112021Copyright ©; 2021, Dolgikh O.V., Dianova D.G., Krivtsov A.V.Copyright ©; 2021, Долгих О.В., Дианова Д.Г., Кривцов А.В.2021Dolgikh O.V., Dianova D.G., Krivtsov A.V.Долгих О.В., Дианова Д.Г., Кривцов А.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/88088

Introduction: The conditions of haptic contamination with stable strontium disrupt the implementation of programmed cell death, forming early health disorders of the child population. Aim: to study the indicators, characterizing cell death, in children with excess haptic contamination of biological media with natural stable strontium. Methods: Research group: children consuming drinking water from underground drinking water sources with excess content of natural stable strontium, comparison group: children consuming drinking water of satisfactory quality in terms of strontium content.The study of indicators characterizing cell death was carried out by flow cytometry; polymorphism of candidate genes by real-time PCR. Results: It was found that in children exposed to strontium, the content of protein-oncosuppressor p53, proapoptotic reception of CD95+- lymphocytes, Annexin V-FITC+PI--lymphocytes with a simultaneous increase in an average of 1.7 times lymphocytic phenotypes of CD95+- lymphocytes and associated with necrotic death of Annexin V-FITC+PI+-lymphocytes are statistically significant (p < 0.001) decreased by an average of 2.5 times. An increased frequency of the heterozygous genotype of the matrix metalloproteinase gene MMP9 Gln279Arg is 2.5 times higher than the results obtained in unexposed children. Conclusion: The results of the studies allowed us to establish that strontium concentrations in the blood in the range from 0.040 to 0.091 mg/dm3 are associated with inhibition of apoptosis and switching to an alternative pathway of cell death-necrosis, which, against the background of polymorphism of candidate genes, creates a risk of autoimmune pathology.

Введение: Условия гаптенной контаминации биосред стабильным стронцием нарушают реализацию программированной клеточной гибели, формируя ранние нарушения здоровья детей. Цель: Исследование показателей, характеризующих клеточную гибель, у детей с избыточной гаптенной контаминацией биосред природным стабильным стронцием. Методы: Выборочную совокупность составили дети, потребляющие питьевую воду из подземных источников питьевого водоснабжения с избыточным содержанием природного стронция, и дети, потребляющие питьевую воду удовлетворительного качества по содержанию стронция. Показатели, характеризующие клеточную гибель, изучались методом проточной цитометрии, полиморфизм кандидатных генов - методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Результаты: Установлено, что у детей, экспонированных стронцием, статистически значимо (р < 0,001 для всех сравнений) снижено в среднем в 2,5 раза содержание р53, проапоптотической рецепции СD95+-лимфоцитов, Annexin V-FITC+PI-лимфоцитов с одновременным повышением в среднем в 1,7 раза лимфоцитарных фенотипов СD25+-лимфоцитов и ассоциированных с некротической гибелью Annexin V-FITCPI'-лимфоцитов. Наблюдается повышенная частотность гетерозиготного генотипа гена ММР9 Gln279Arg в 2,5 раза относительно результатов, полученных у неэкспонированных детей. Вывод: Концентрации стронция в крови в диапазоне от 0,040 до 0,091 мг/дм3 ассоциированы с ингибированием апоптоза и переключением на альтернативный путь клеточной гибели - некроз, что на фоне полиморфности кандидатных генов создает опасность формирования аутоиммунной патологии.

stable strontiumcell deathgenes' polymorphismстабильный стронцийклеточная гибельполиморфизм геновБаканова М. Л., Минина В. И., Савченко Я. А., Глушков А. H. Полиморфные варианты генов фолатного цикла у больных раком легкого // Сибирский онкологический журнал. 2019. № 18 (2). С. 70-77Дерябин П. И., Бородкина А. В., Никольский Н. Н., Бурова Е. Б. Взаимосвязь р53/р21 и МАР-киназных путей в процессе преждевременного старения эндометриальных стволовых клеток человека // Цитология. 2015. Т. 57, № 11. С. 788-795Дианова Д. Г., Долгих О. В., Кривцов А. В., Синицына О. О., Отавина Е. А. Особенности регуляции иммунной системы у детей, проживающих в условиях стронциевой геохимической провинции // Гигиена и санитария. 2018. Т. 97, № 1. С. 25-29Долгих О. В., Зайцева Н. В., Дианова Д. Г. Регуляция стронцием апоптотического сигнала в иммуноцитах // Биологические мембраны. 2016. № 1 (33). C. 1-5Зубова С. Г., Шитикова Ж. В., Поспелова Т. В. TOR-центрическая концепция регуляции митогенных, метаболических и энергетических сигнальных путей в клетке // Цитология. 2012. № 8. С. 589-601Шадрина А. С., Плиева Я. З., Кушлинский Д. С., Морозов А. А., Чанг В. Л., Кушлинский Н. Е. Классификация, регуляция активности, генетический полиморфизм матриксных металлопротеиназ в норме и патологии // Альманах клинической медицины. 2017. № 45 (4). С. 266-279Caverzasio J., Thouverey С. Activation of FGF receptors is a new mechanism by which strontium ranelate induces osteoblastic cell growth. Cellular Physiol. and Biochem. 201 1, 27 (3-4), pp. 243-250.D’Arcy M. S. Cell death: a review of the major forms of apoptosis, necrosis and autophagy. Cell. Biol. Int. 2019, 43 (6), pp. 582-592.Fischer D. C., Jensen C., Rahn A., Salewski B., Kundt G., D’Haese P. C., Haffner D., Behets G. J. Moderate strontium loading induces rickets in rats with mild chronic renal failure. Kidney Blood Press. Res. 201 1, 34 (6), pp. 375-381.Giorgi C., Baldassari F., Bononi A., Bonora M., De Marchi E., Marchi S., Missiroli S., Patergnani S., Rimessi A., Suski J. M., Wieckowski M. R., Pintona P Mitochondrial Ca2+ and apoptosis. Cell Calcium. 2012, 52 (1), pp. 36-43.Guidelines for Canadian drinking water quality: guideline technical document-strontium. Water and air quality bureau, healthy environments and consumer safety branch, health Canada, Ottawa, Ontario. Health Canada, 2019, 58 р.Heitland P., Köster H. D. Biomonitoring of 37 trace elements in blood samples from inhabitants of northern Germany by ICP-MS. J. Trace Elem. Med. Biol. 2006, 20 (4), pp. 253-262.Jan R., Chaudhry G. E. Understanding apoptosis and apoptotic pathways targeted cancer therapeutics. Adv. Pharm. Bull. 2019, 9 (2), pp. 205-218.Liu Y., Liang H. M., Lv Y. Q., Tang S. M., Cheng P. Blockade of SDF-1/CXCR4 reduces adhesion-mediated chemoresistance of multiple myeloma cells via interacting with interleukin-6. J. Cell. Physiol. 2019, 234 (1 1), pp. 1970219714.Lu X., Zhang W., Liu Z., Ma S., Sun Y., Wu X., Zhang X., Gao P. Application of a strontium-loaded, phase-transited lysozyme coating to a titanium surface to enhance osteogenesis and osteoimmunomodulation. Med. Sci. Monit. 2019, 25, pp. 2658-2671.Moshal K. S., Rodriguez W. E., Sen U., Tyagi S. C. Targeted deletion of MMP-9 attenuates myocardial contractile dysfunction in heart failure. Physiol. Res. 2008, 57, pp. 379384.Prathipati P, Metreweli N., Nandi S. S., Tust S. K., Mishra P. K. Ablation of matrix metalloproteinase-9 prevents contractive dysfunction of cardiomyocytes in diabetics. Front. Physiol. 2016, 7. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27014091 (accessed: 16.11.2019).Tian Z., Tang C., Wang Z. Neuroprotective effect of a ginkgetin at experimental ischemia / reperfusion of a brain by means of inhibition of apoptosis and activation of a signal way of PI3K/Akt/mTOR. J. Cell. Biochem. 2019, 18, pp. 11196-11210.Toxicological profile for strontium. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, public health service. Agency for toxic substances and disease registry (ATSDR), 2004. Available from: https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp159.pdf (accessed: 23.12.2017).Tucci Р Caloric restriction: is mammalian life extension linked to p53? AGING. 2012, 8, pp. 525-534.Uche U. U., Piccirillo A. R., Kataoka S., Grebinoski S. J., D’Cruz L. M., Kane L. P PIK3IP1/TrIP restricts activation of T cells through inhibition of PI3K/Akt. JEM. 2018, 215 (12), pp. 3165-3179.Yang F., Yang D., Tu J., Zheng Q., Tsai L., Wang L. Strontium enhances osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells and in vivo bone formation by activating Wnt/catenin signaling. Stem. Cells. 2011, 29 (6), pp. 981-991.Zhou C., Xu A.-T., Wang D.-D., Lin G.-F., Liu T., He F.-M. The effects of Sr-incorporated micro/nano rough titanium surface on rBMSC migration and osteogenic differentiation for rapid osteointegration. Biomater. Sci. 2018, 6, pp. 1946-1961.