Получена: 30.05.2023 / Принята: 13.07.2023 / Опубликована online: 31.08.2023
УДК 616.8:578.52+504.75
DOI 10.53511/PHARMKAZ.2023.26.50.021
Ф.К. Рахимбекова1,2, Ж.Ж. Рыспамбетов 3, Б.Б. Анапияев1
, М.Г. Оразгалиева4
1
Сатпаев Университет, Алматы, Республика Казахстан
2
Казахский Национальный Медицинский Университет им. С.Д. Асфендиярова, Алматы, Республика Казахстан
3
Кызылординский областной онкологический центр, Кызылорда, Республика Казахстан
4
Казахский Научно-Исследовательский Институт Онкологии и Радиологии, Алматы, Республика Казахстан
РОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ВО ВЗАИМОДЕЙСТВИИ
С ГЕНЕТИЧЕСКИМИ МАРКЕРАМИ В ПОКАЗАТЕЛЯХ ЗДОРОВЬЯ
Резюме: Данная работа представляет собой краткий обзор проблемы снижения качества окружающей среды, вызванное антропогенными факторами, что негативно сказывается на здоровье человека и вызывает глобальные изменение климата на планете.
Цель исследования: Целью данной работы является исследование влияния факторов экологического неблагополучия на показатели заболеваемости населения, в том числе онкологической.
Методы: Для данного обзора были использованы базы данных National Library of Medicine NIH, PubMed,
PNAS, Frontiers.
Казахстан занимает 14 место в мире по выбросам углекислого газа. Классифицируются как вредные
для здоровья по показателю качества и уровня загрязнения атмосферы города Алматы, Талгар и Атырау, что особенно опасно для лиц с астмой, сниженным иммунитетом и аллергиями. Также отмечается снижение качества воды и нехватке чистой, питьевой воды, что связано с интенсивным использованием рек для ирригации в Казахстане и сопредельных государствах, где берут начало 44% рек Казахстана. Наличие широкого спектра загрязняющих веществ в окружающей среде способствуют накоплению интоксикантов в организме человека и развитию токсических и канцерогенных заболеваний.
Снижение уровня чистоты экологической среды является триггер-фактором активации мутаций и онкологических метаболических путей. Изменения среды могут вызывать изменения генетической и эпигенетической экспрессии генов. Важным для опухолевого роста является активация митоген-активированного протеинового каскада, в котором участвуют гены регулирующие TNF-альфа, NQO1, K-ras.
Ключевые слова: экология, показатели здоровья, загрязнение окружающей среды, генетические маркеры, K-ras, экспрессия генов, МАР-киназа, тяжелые металлы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Liqin Zh., Yuping Y., Yesong L., Huangxin C. Human Health, Environmental Quality and Governance Quality: Novel Findings and Implications From Human
Health Perspective. // Frontiers in Public Health. 2022. N 10.
2 Reuters. Air pollution cuts life expectancy by more than two years, study says. https://www.reuters.com/business/healthcare-pharmaceuticals/air-pollutioncuts-life-expectancy-by-more-than-two-years-study-2022-06-14
3 Albrich K., Rammer W., Seidl R. Climate change causes critical transitions and irreversible alterations of mountain forests. // Glob Change Biol. 2020. N 26.
P. 4013–4027.
4 Kjellstrom T., Lodh M., McMichael T., Ranmuthugala G., Shrestha R., Kingsland S.. Disease Control Priorities in Developing Countries. Washington (DC):
The International Bank for Reconstruction and Development // The World Bank New York. Oxford University Press. 2006. P. 817–832.
5 Kerimray A., Assanov D., Kenessov B., Karaca F. (2020) Trends and health impacts of major urban air pollutants in Kazakhstan. //Journal of the Air & Waste
Management Association. 2020. N 70:11. P. 1148–1164.
6 Kazakhstan – Environmental Technologies. www.trade.gov
7 Air quality in Almaty. www.iqair.com
8 Zhang Q., Qui Zh., Fan Chung K., Huang S. Link between environmental air pollution and allergic asthma: East meets West. // Journal of thoracic disease.
2015. N 7:1.
9 Riedl M. A. The effect of air pollution on asthma and allergy. // Current allergy and asthma reports. 2008. N 8(2). P. 139–146.
10 Chatkin J., Correa L., Santos U. External Environmental Pollution as a Risk Factor for Asthma. // Clinical reviews in allergy & immunology. 2022. N. 62(1).
P. 72–89.
11 NQO1 Gene. www.genecards.com
12 Fuertes E., van der Plaat D. A., Minelli, C. Antioxidant genes and susceptibility to air pollution for respiratory and cardiovascular health. // Free radical biology
& medicine. (2020). N 151. P. 88–98.
13 Kaushik D., Aryadeep R.. Reactive oxygen species (ROS) and response of antioxidants as ROS-scavengers during environmental stress in plants. //
Frontiers in Environmental Science. 2014. N 2.
14 TNF gene. www.genecards.com
15 Zhang JM, An J. Cytokines, inflammation, and pain. // Int Anesthesiol Clin. 2007. N 45(2). P.27-37.
16 Babu K. S., Davies D. E., Holgate S. T. Role of tumor necrosis factor alpha in asthma. // Immunology and allergy clinics of North America. 2004. N 24(4).
P. 583–vi.
17 MacIntyre E.A., Brauer M., Melén E., Bauer C.P., Bauer M., Berdel D., Bergström A., Brunekreef B., Chan-Yeung M., Klümper C., Fuertes E., Gehring U.,
Gref A., Heinrich J., Herbarth O., Kerkhof M., Koppelman G.H., Kozyrskyj A.L., Pershagen G., Postma D.S., Thiering E., Tiesler C.M., Carlsten C.; TAG Study
Group. GSTP1 and TNF Gene variants and associations between air pollution and incident childhood asthma: the traffic, asthma and genetics (TAG) study. //
Environ Health Perspect. 2014. N 122(4). P. 418–24.
18 Wajant H. The role of TNF in cancer. // Results and problems in cell differentiation. 2009. N 49. P. 1–15.
19 Zhang X., Wang J., Shao H., Zhu W. Function of tumor necrosis factor alpha before and after mutation in gastric cancer. // Saudi J Biol Sci. 2017. N 24(8).
P. 1920–1924.
20 Mitra S., Chakraborty A. J., Tareq A. M., Emran T. B., Nainu F., Khusro A., Idris A. M., Khandaker M. U., Osman H., Alhumaydhi F. A., Simal-Gandara J.
Impact of heavy metals on the environment and human health: Novel therapeutic insights to counter the toxicity. // Journal of King Saud University – Science.
2022. N 34(3). 101865.
21 Рахимбекова Ф.К. Содержание тяжелых металлов в почве и воде Кызылординской области и их влияние на развитие раковых заболеваний. // IV
Международное книжное издание стран СНГ «Лучший молодой ученый – 2021». 2021. 10. C. 38–40.
22 Mamyrbayev A., Djarkenov T., Dosbayev A., Dusembayeva N., Shpakov A., Umarova G., Drobchenko Y., Kunurkulzhayev T., Zhaylybaev M., Isayeva, G.
The Incidence of Malignant Tumors in Environmentally Disadvantaged Regions of Kazakhstan. // Asian Pacific journal of cancer prevention. 2016. N 17(12).
P. 5203–5209.
23 What causes esophageal cancer? www.cancer.org
24 RHBDF2 Gene. www.genecards.org
25 Wee P, Wang Z. Epidermal Growth Factor Receptor Cell Proliferation Signaling Pathways. // Cancers (Basel). 2017. N 9(5). P. 52.
26 Hou L., Zhang X., Wang D., Baccarelli A. Environmental chemical exposures and human epigenetics. International Journal of Epidemiology. 2012. N 41(1).
P. 79–105.
27 BLM gene. www.genecards.org
28 Kluźniak W., Wokołorczyk D., Rusak B., Huzarski T., Kashyap A., Stempa K., Rudnicka H., Jakubowska A., Szwiec M., Morawska S., Gliniewicz K., Mordak
K., Stawicka M., Jarkiewicz-Tretyn J., Cechowska M., Domagała P., Dębniak T., Lener M., Gronwald J., Lubiński J., Narod S.A., Akbari M.R., Cybulski C.
Inherited Variants in BLM and the Risk and Clinical Characteristics of Breast Cancer. // Cancers (Basel). 2019. N 11(10). P. 1548.
29 The climate change impact on water resources in Kazakhstan. www.undp.org
30. Kukeyeva F.T., Ormysheva T.A., Baizakova K.I., Augan M.A. Is Ili/Irtysh Rivers: A “Casualty” of Kazakhstan-China Relations. // Academy of Strategic
Management Journal. 2018. N 17. P. 3.
31 Radelyuk I., Tussupova K., Persson M., Zhapargazinova K., Yelubay M. Assessment of groundwater safety surrounding contaminated water storage sites
using multivariate statistical analysis and Heckman selection model: a case study of Kazakhstan. // Environ Geochem Health. 2021. N 43(2). P. 1029–1050.
32 Water Pollution: Everything You Need to Know. www.nrdc.org
33 Wasewar K. L., Singh S., Kansal S. K. Chapter 13 — Process intensification of treatment of inorganic water pollutants. // Inorganic Pollutants in Water.
Elsevier. 2020. P. 245-271.
34 Danziger J., Mukamal, K. J. Levels of Lead in Residential Drinking Water and Iron Deficiency among Patients with End Stage Kidney Disease. // Kidney360.
2022. N 3(7). P. 1210–1216.
35 Nemsadze, K., Sanikidze, T., Ratiani, L., Gabunia, L., & Sharashenidze, T. (2009). Mechanisms of lead-induced poisoning. Georgian medical news, (172-
173), 92–96.
36 Nolan C. V., Shaikh Z. A. Lead nephrotoxicity and associated disorders: biochemical mechanisms. // Toxicology. 1992. N 73(2). P. 127–146.
37 Wedeen R. P. The role of lead in renal failure. Clinical and experimental dialysis and apheresis. 1982. N 6(2-3). P. 113–146.
38 Lead in Drinking Water. www.cdc.gov
39 Morris R.D. Drinking water and cancer. // Environ Health Perspect. 1995. N 103 Suppl 8(Suppl 8). P. 225–231.
40 Schullehner J., Hansen B., Thygesen M., Pedersen C. B., Sigsgaard, T. Nitrate in drinking water and colorectal cancer risk: A nationwide population-based
cohort study. // International journal of cancer. 2018. N 143(1). P. 73–79.
41 Satubaldina A. Kazakhstan has two and half million hectares of unused agricultural land. 2019. www.astanatimes.com
42 Almaganbetov N., Grigoruk V. (2008). Degradation of Soil in Kazakhstan: Problems and Challenges. In: Simeonov, L., Sargsyan, V. (eds) Soil Chemical
Pollution, Risk Assessment, Remediation and Security. // NATO Science for Peace and Security Series. Springer, Dordrecht.
43 What is soil pollution? www.environmentalpollutioncenters.org
44 Münzel T., Hahad O., Daiber A., Landrigan P. J., Soil and water pollution and human health: what should cardiologists worry about? // Cardiovascular
Research. 2022.
45 Facts About Benzene. www.emergency.cdc.gov
46 Benzene and Cancer Risk. www.cancer.org
47 Snyder R. Leukemia and benzene. International journal of environmental research and public health. 2012. N 9(8). P. 2875–2893.
48 Genchi G, Sinicropi MS, Lauria G, Carocci A, Catalano A. The Effects of Cadmium Toxicity. Int J Environ Res Public Health. 2020 May 26;17(11):3782. doi:
10.3390/ijerph17113782. PMID: 32466586; PMCID: PMC7312803.
49 Wang Y, Shi L, Li J, Li L, Wang H, Yang H. Long-term cadmium exposure promoted breast cancer cell migration and invasion by up-regulating TGIF.
Ecotoxicol Environ Saf. 2019;175:110–117. [PubMed] [Google Scholar]
50 Romaniuk А, Lyndin M, Sikora V, Lyndina Y, Romaniuk S, Sikora K. Heavy metals effect on breast cancer progression. J Occup Med Toxicol Lond Engl.
2017;12:32. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
51 Silva MP, Soave DF, Ribeiro-Silva A, Poletti ME. Trace elements as tumor biomarkers and prognostic factors in breast cancer: a study through energy
dispersive x-ray fluorescence. BMC Res Notes. 2012;5:194. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
52 Koual M, Tomkiewicz C, Cano-Sancho G, Antignac JP, Bats AS, Coumoul X. Environmental chemicals, breast cancer progression and drug resistance.
Environ Health. 2020 Nov 17;19(1):117. doi: 10.1186/s12940-020-00670-2. PMID: 33203443; PMCID: PMC7672852.
53 Guo Y.J., Pan W.W., Liu S.B., Shen Z.F., Xu Y., Hu L.L. ERK/MAPK signaling pathway and tumorigenesis. // Exp Ther Med. 2020. N 19(3). P. 1997–2007.
54 Kim E. K., & Choi, E. J. Pathological roles of MAPK signaling pathways in human diseases. // Biochimica et biophysica acta. 2010. N 1802(4). P. 396–405.
55 Kras Gene – Kras Proto-Oncogene, GTPase. www.genecards.org
56 Li C., Vides A., Kim D., Xue J. Y., Zhao, Y., Lito, P. The G protein signaling regulator RGS3 enhances the GTPase activity of KRAS. // Science. 2021. N
374(6564). P. 197–201.
57 Jancík S., Drábek J., Radzioch D., Hajdúch M. Clinical relevance of KRAS in human cancers. // J Biomed Biotechnol. 2010. P. 150960.
58 Tariq K., Ghias K. Colorectal cancer carcinogenesis: a review of mechanisms. // Cancer Biol Med. 2016. N 13(1). P. 120–135.
59 Dinu D., Dobre M., Panaitescu E., Bîrlă R., Iosif C., Hoara P., Caragui A., Boeriu M., Constantinoiu S., Ardeleanu C. Prognostic significance of KRAS gene
mutations in colorectal cancer—preliminary study. // J Med Life. 2014. N 7(4). P. 581-587.
60 Johnson GL, Stuhlmiller TJ, Angus SP, Zawistowski JS, Graves LM. Molecular pathways: adaptive kinome reprogramming in response to targeted inhibition
of the BRAF-MEK-ERK pathway in cancer. Clin Cancer Res. 2014 May 15;20(10):2516-22. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-13-1081. Epub 2014 Mar 24. PMID:
24664307; PMCID: PMC4024346.
61 Levallet G, Bergot E, Antoine M, Creveuil C, Santos AO, Beau-Faller M, de Fraipont F, Brambilla E, Levallet J, Morin F, Westeel V, Wislez M, Quoix E,
Debieuvre D, Dubois F, Rouquette I, Pujol JL, Moro-Sibilot D, Camonis J, Zalcman G; Intergroupe Francophone de Cancérologie Thoracique (IFCT). High
TUBB3 expression, an independent prognostic marker in patients with early non-small cell lung cancer treated by preoperative chemotherapy, is regulated by
K-Ras signaling pathway. Mol Cancer Ther. 2012 May;11(5):1203-13. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-11-0899. Epub 2012 Mar 12. PMID: 22411898.
