Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Child`s Health" 1 (69) 2016

Back to issue

Determination of the Biochemical Activity of N-Acetyltransferase Enzyme, NAT2 Gene Production in Children with Environmental Pathology Following Received Treatment

Authors: Kech N.R. - State Institution «Institute of Hereditary Diseases of National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Lviv, Ukraine

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Вивчення біохімічної активності ферменту N-ацетилтрансферази, продукції гена NAT2 у дітей з екологічно несприятливих регіонів (ЕНР) є надзвичайно важливим для виявлення схильності до екопатології, зокрема до захворювань щитоподібної залози, нирок та органів сечовивідної системи в умовах забрудненого довкілля. Прикладом такого регіону є хімічно забруднені Галицький, Долинський і Калуський райони та радіологічно забруднений Снятинський район Івано-Франківської області. Було обстежено 239 дітей з ЕНР та 70 дітей із групи контролю. Вік дітей — від 3 до 18 років, стать: хлопці — 48 %, дівчата — 52 %. Всі діти оглянуті клінічно, їм проведена інструментальна (УЗД, ультразвукова денситометрія) та лабораторна діагностика до й після терапії. Біохімічним методом визначена активність ферменту N-ацетилтрансферази. Низька активність ферменту, що кодується геном NAT2, у дітей з екопатологією обумовлює їх низьку здатність до ацетилювання, що є підґрунтям для формування екозалежних захворювань щитоподібної залози, кісток і нирок у цих дітей. Мембранопротекторна, антиоксидантна, сорбційна терапія та застосування препаратів кальцію мають виражений позитивний ефект щодо активності ферменту N-ацетилтрансферази у крові обстежених дітей.

Изучение биохимической активности фермента N-ацетилтрансферазы, продукции гена NAT2 у детей из экологически неблагоприятных регионов (ЭНР) является важным для выявления склонности к экопатологии, особенно к заболеваниям щитовидной железы, почек и органов мочевыводящей системы в условиях загрязненной окружающей среды. Примером такого региона являются химически загрязненные Галицкий, Долинский и Калушский районы и радиологически загрязненный Снятинский район Ивано-Франковской области. Обследованы 239 детей с ЭНР и 70 детей из группы контроля. Возраст детей — от 3 до 18 лет, пол: мальчики — 48 %, девочки — 52 %. Все дети осмотрены клинически, им проведена инструментальная (УЗД, ультразвуковая денситометрия) и лабораторная диагностика до и после терапии. Биохимическим методом определена активность фермента N-ацетилтрансферазы. Низкая активность фермента, кодируемого геном NAT2, у детей с экопатологией, обусловливает их низкую способность к ацетилированию, что является основой для формирования экозависимых заболеваний щитовидной железы, костей и почек у этих детей. Мембранопротекторная, антиоксидантная, сорбционная терапия и применение препаратов кальция имеют выраженный позитивный эффект в отношении активности фермента N-ацетилтрансферазы в крови обследованных детей.

The study of the biochemical activity of the enzyme N-acetyltransferase, NAT2 gene production in children from ecologically unfavorable regions (EUR) is extremely important to identify predisposition to environmental pathology, including thyroid, renal and urinary diseases, in a contaminated environment. An example of this region is chemically contaminated Halytskyi, Dolynskyi and Kaluskyi districts and radiologically contaminated Sniatyn district of the Ivano-Frankivsk region. We have examined 239 children from EUR and 70 children from the control group. Age of children — 3 to 18 years, sex: boys — 48 %, girls — 52 %. All children were examined clinically, they underwent instrumental (ultrasound investigation, ultrasound densitometry) and laboratory diagnosis before and after therapy. Using biochemical method, we have determined the activity of N-acetyltransferase enzyme. Low acti­vity of the enzyme encoded by the gene NAT2, in children with environmental pathology causes their low capacity for acetylation, which is the basis for the formation of environment-related diseases of the thyroid gland, bones and kidneys in these children. Membrane-protective, antioxidant, sorption therapy and the use of calcium supplements have a pronounced positive effect on the activity of the enzyme N-acetyltransferase in the blood of the children.


Keywords

активність ферменту N-ацетилтрансферази, екопатологія, терапія, діти.

активность фермента N-ацетил­трансферазы, экопатология, терапия, дети.

N-acetyltransferase enzyme activity, environmental pathology, treatment, children.

Acetylation processes play major part in metabolism. At present their ability to metabolize compounds containing aminogroups, i.e. to detoxity those compounds during Phaze 2 of xenobiotic biotransformations in the organism, are considered genetically determinined.

In recent research, special attention has been directed to the possibility of using acetylation capacity index to determine the predisposition to ecopathologies such as thyroid gland and urinary organs illnesses in the polluted environment.

It is a well-known fact, that one of the most important mechanisms for xenobiotics influence on a human organism is the disruption of activity of N-acetyltransferase enzyme, NAT2 genes production. 

Thus, studying activity of N-acetyltransferase enzyme in investigated children is important, especially with ecologically determined diseases. Ivano-Frankivsk region is a typical example of a region with ecopathologies among children caused by the anthropogenic pollution of the environment. The region is one of the ten regions that form ecological situation in Ukraine. The ecological situation in the region is caused by the accumulation of pollutants, especially hazardous solid wastes of industrial and radioactive pollution after the Chernobyl disaster. Therefore, it has been important to study activity of  N-acetyltransferase enzyme, NAT2 gene production in children who live in heavily chemically and radiation polluted areas in Ivano-Frankivsk region (Halych, Dolyna, Kalush and Sniatyn areas). The control group has been formed of children from the ecologically clean area of Horodenka, Ivano-Frankivsk  region.

The research into activity of  N-acetyltransferase enzyme, NAT2 gene production in children with ecologically determined  diseases  has been the aim of our investigation.

The level of activity of  N-acetyltransferase enzyme, NAT2 gene production in those children has been analyzed by biochemical examination.  

We have investigated activity of  N-acetyltransferase enzyme, NAT2 gene production in 229 children with ecologically determined diseases.  167 children from an ecologically unfriendly region and 72 children from an ecologically clean area have been examined. The children were between the ages of 3 and 18 years, 48, 0% of boys and 52, 0% of girls. All the children were clinically observed, instrumental (ultrasound investigation, ultrasound densitometry) and laboratory diagnostic tests were made.

All the children were recommended to undergo a standard therapeutic course twice a year for three consecutive years (membrane protectors, enterosorbents, as well as calcium preparations in the corresponding are dosage) to remove toxic substances, prevent the development of pathologies and correct calcium exchange disorders.

In the blood of children from chemically polluted regions ( EURb, EURd, EURk), “ slow acetylation”  accounted for 44 %, “ moderately slow acetylation”  constituted  34 %, and “ rapid acetylation” amounted to 22 % of all the cases. It may be indicative of a significant decrease in N-acetyltransferase biochemical activity in the blood of the observed children and of their genetic predisposition to the development of ecopathologies coused  by a number of aggravating factors ( both toxic and antropogenetic) of the environment. In the radiologically polluted region ( ENRs), “ slow acetylation” was observed in 76% of children, whereas “ rapid acetylation” accounted for 24 % of chemically polluted region.

After the received treatment, “slow acetylation” constituted  50 %, and “ rapid acetylation” increased from 22% to 50%  in the blood of children from EURb, EURd and EURk from Ivano-Frankivsk region. As for EURs from Ivano-Frankivsk region, “slow acetylation” ammounted to 76%  in 2008 (before the treatment), whereas “ rapid acetylation” was only  24%  at that time. After the three-years treatment, “slow acetylation” accounted from 24%  to 86% in the blood of children from EURs.

The acquired data indicate that the therapy course received by the children from both chemically and radiologically polluted regions has prodused the beneficial effect. Moreover, they reflect the adverse effects of xenobiotics that are continuously administered to children from ecologically unfavourable regions where corrective measures are impossible.

To sum up, we can say, that activity of  N-acetyltransferase enzyme, NAT2 gene production dates in the blood in children with ecopathologies are very important and informative. They also are sensitive markers of an individual sensitivity of the organism to the anthropogenic pollution of the environment.


Bibliography

1. Полиморфизм генов биотрансформации ксенобиотиков у женщин, родивших детей с врожденными пороками развития / [А.В. Шабалдин, О.А. Глушкова, О.С. Макарченко и др.] // Педиатрия. — 2007. — Т. 86, № 1. — С. 15-19.

2. Полиморфизм в генах человека, ассоциирующихся с биотрансформацией ксенобиотиков / [В.А. Спицин, С.В. Макаров, Г.В. Пай, Л.С. Бычковская] // Вестник ВОГиС. — 2006. — Т. 10, № 1. — С. 97-105.

3. Антипкін Ю.Г. Стан здоров’я дітей в умовах дії різних екологічних факторів / Ю.Г. Антипкін // Мистецтво лікування. — 2005. — № 2. — С. 16-23.

4. Довкілля Івано-Франківщини: стат. зб. / за ред. Л.О. Зброй. — Івано-Франківськ, 2004. — 133 с.

5. Гнатейко О.З., Кеч Н.Р., Лук’яненко Н.С. Вплив антропогенно забрудненого довкілля на стан здоров’я дітей // Актуальні питання педіатрії, акушерства та гінекології. — 2013. — № 1. — С. 58-61.

6. Borlak J. N-acetyltransferase 2 (NAT2) gene polymorphisms in colon and lung cancer patients / J. Borlak, S. Reamon-Buettner // BMC Medical Genetics. — 2006. — Vol. 14. — P. 126-129.

7. Sim E. Arylamine N-acetyltransferases / E. Sim, I. Westwood, E. Fullam // Expert. Opin. Drug. Metab. Toxicol. — 2007. — № 3. — P. 169-184.

8. The role of NAT2 gene polymorphism in aetiology of the most frequent neurodegenerative diseases with dementia / Monika Gołąb-Janowska, Krystyna Honczarenko, Barbara Gawrońska Szklarz, Andrzej Potemkowski // Neurologia i Neurochirurgia Polska. — 2007. — T. 41, № 5. — P. 388-394.

9. Deciphering the ancient and complex evolutionary history of human arylamine N-acetyltransferase genes / [E. Patin, L.B. Barreiro, P.C. Sabeti et al.] // Am. J. Hum. Genet. — 2006. — Vol. 78. — P. 423-436.

10. Анилова М.М., Толкачевская Н.Ф. // Лаборат. дело. — 1969. — № 3. — С. 45-48.

11. Схема комплексного лікування дітей з екопатологією та спосіб контролю за його ефективністю: інформаційний лист № 273, 2003. — К.: Укрмедпатентінформ МОЗ України, 2003. — 4 с.


1.  Polymorfyzm henov byotransformatsyy ksenobyotykov u zhenshchyn, rodyvshykh detey s vrozhdennymy porokamy razvytyya / [A.V.Shabaldyn, O.A.Hlushkova, O.S.Makarchenko y dr.] // Pedyatryya. — 2007. — T. 86, № 1. — S. 15-19.

2. Polymorfyzm v henakh cheloveka, assotsyyruyushchykhsya s byotransformatsyey ksenobyotykov / [V.A.Spytsyn, S.V.Makarov, H.V.Pay, L.S.Bychkovskaya] // Vestnyk VOHyS. — 2006. — T. 10, № 1. — S. 97-105.

3.  Antypkin Yu.H. Stan zdorov"ya ditey v umovakh diyi riznykh ekolohichnykh chynnykiv / Yu.H.Antypkin // Mystetstvo likuvannya. — 2005. — № 2. — S. 16-23.

4.   Dovkillya Ivano-Frankivshchyny: statystych. zb. / za red. L.O.Zbroy. — Ivano-Frankivsk, 2004. — 133 s.

5.   Hnateyko O.Z.,  Kech N.R.,  Luk"yanenko N.S. Vplyv antropohenno zabrudnenoho dovkillya na stan zdorov"ya ditey // Aktualni pytannya pediatriyi, akusherstva ta hinekolohiyi. —2013. —№1. — S.58-61.

6. Polymorfyzm v henakh cheloveka, assotsyyruyushchykhsya s byotransformatsyey ksenobyotykov / [V.A.Spytsyn, S.V.Makarov, H.V.Pay, L.S.Bychkovskaya] // Vestnyk VOHyS. — 2006. — T. 10, № 1. — S. 97-105.

7.   Borlak J. N-acetyltransferase 2 (NAT2) gene polymorphisms in colon and lung cancer patients / J.Borlak, S.Reamon-Buettner // BMC Medical Genetics. — 2006. — Vol. 14. — P. 126-129. PMID:16827944     

8.  Sim E. Arylamine N-acetyltransferases / E.Sim, I.Westwood, E.Fullam // Expert Opin Drug Metab Toxicol. — 2007. — N 3. — P. 169-184. PMID:17428149

9.  The role of NAT2 gene polymorphism in aetiology of the most frequent neurodegenerative diseases with dementia / Monika Gołąb-Janowska, Krystyna Honczarenko, Barbara Gawrońska Szklarz, Andrzej Potemkowski // Neurologia i Neurochirurgia Polska. — 2007. — T. 41, №5. — P. 388-394.

10. Deciphering the ancient and complex evolutionary history of human arylamine N-acetyltransferase genes / [E.Patin, LB.Barreiro, PC.Sabeti et al.] // Am J Hum Genet. — 2006. — Vol. 78. — P. 423-436.

11.  Anylova M.M., Tolkachevskaya N.F. // Laborat. delo. — 1969, # 3. — S. 45-48.

12. «Skhema kompleksnoho likuvannya ditey z ekopatolohiyeyu ta sposib kontrolyu za yoho efektyvnistyu» (Informatsiynyy lyst.—№ 273.—2003. — K. — Ukrmedpatentinform MOZ Ukrayiny. — 2003. — 4 s.

Similar articles

Impact of ecologically adverse environment on the formation of thyroid pathology in children with iodine deficiency
Authors: N. Kosmynina, O. Hnateyko, S. Pechenik, G. Chakovska – Institute of Hereditary Pathology of the Academy of Medical Science of Ukraine (Lviv)
"Child`s Health" 1 (52) 2014
Date: 2014.04.07
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Clinical researches
The comparative evaluation of the state of hepatobiliary system in children who live in the ecologically unfavourable districts polluted with different types of xenobiotics
Authors: M. Luchak, O. Hnateiko, N. Kech, H. Chaykovska - Institute of Hereditary Pathology of National Academy of Medical Sciences of Ukraine, Lviv.
"Child`s Health" 3 (54) 2014
Date: 2014.06.26
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Clinical researches
Features of the humoral immune response school-age children with early-onset asthma, according to acetylation polymorphism
Authors: U.I. Marusyk — Bukovinian State Medical University, Department of Pediatrics and pediatric infectious diseases, Department of nursing and higher nursing education, Chernivtsi
"Child`s Health" 3 (63) 2015
Date: 2015.06.02
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Clinical researches

Back to issue