Direct human DNA damage by unfavorable environmental and climatic factors

Abstract

AIM. To study the impact of simulated climatic conditions of the 2010 summer in Moscow on the telomere repeats of chromosomes in human blood cells. MATERIALS AND METHODS. The climatic conditions of July-August 2010 in Moscow were simulated at the Medical Technical Complex, Institute of Biomedical Problems, Russian Academy of Sciences. The relative length of the telomeric repeats of blood cell chromosomes from 6 apparently healthy volunteers was measured by quantitative real-time polymerase chain reaction. RESULTS. These conditions were ascertained to lead to a statistically significant decline in the length of telomere repeats in the terminal portions of chromosomes by 15%. Conclusion. Environmental changes and abnormal temperature rises may result in oxidative stress accompanied by telomere shortening, which can be, in turn, a factor of premature aging.

Full Text

Прямое повреждающее воздействие на ДНК человека неблагоприятных экологических и климатических факторов. - Резюме. Цель исследования. Изучение влияния искусственно смоделированных климатических условий лета 2010 г. в Москве на теломерные повторы хромосом клеток крови человека. Материалы и методы. Климатические условия июля-августа 2010 г. в Москве искусственно смоделированы на базе медико-технического комплекса Института медико-биологических проблем РАН. Относительную длину теломерных повторов хромосом клеток крови 6 практически здоровых добровольцев измеряли методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени. Результаты. Установлено, что данные условия приводят к статистически значимому уменьшению на 15% длины теломерных повторов концевых отделов хромосом. Заключение. Изменения экологических факторов и аномальные повышения температурного фона могут приводить к развитию окислительного стресса, сопровождающегося укорочением теломер, что в свою очередь может являться фактором преждевременного старения.
×

References

  1. Haines A., Patz J. Health effects of climate change. J Am Med Assoc 2004; 291: 99-103.
  2. McCarthy J., Canziani O., Leary N. et al. Climate change 2001: impacts, adaptation and vulnerability. Cambridge, New York: Cambridge University Press 2001.
  3. Hulme M., Jenkins G.J., Lu X. et al. Climate change scenarios for the United Kingdom: the UKCIP02 scientific report. Norwich: Tyndall Centre for Climate Change Research, School of Environmental Sciences, University of East Anglia 2002.
  4. Conti S., Meli P., Minelli G. et al. Epidemiologic study of mortality during the Summer 2003 heat wave in Italy. Environ Res 2005; 98: 390-399.
  5. Botelho J., Caterino J., Calado R. et al. Onda de calor de Agosto de 2003. Os seus efeitos sobre a mortalidade da populacao portuguesa. Lisboa: Instituto nacional de Saude Dr. Ricardo Jorge 2003.
  6. Fotiadou P., Henegariu O., Sweasy J.B. DNA polymerase beta interacts with TRF2 and induces telomere dysfunction in a murine mammary cell line. Cancer Res 2004; 64: 3830-3857.
  7. Ревич Б.А. Волны жары, качество атмосферного воздуха и смертность европейской части России летом 2010 года: результаты предварительной оценки. Экология человека 2011; 7: 3-9.
  8. http:www.gks.ru
  9. Confalonieri U., Menne B., Akhtar R. et al. Human health. climate change 2007: impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. In: Parry M.L., Canziani O.F., Palutikof J.P., van der Linden P.J., Hanson C.E. (eds). Cambridge, UK: Cambridge University Press 2007: 391-431.
  10. Bowen K.J., Ebi K. Мulti-layered governance framework for incorporating social science insights into adapting to the health impacts of climate change. Citation: Glob Health Action 2013, 6: 21820.
  11. Geserick C., Blasco M.A. Novel roles for telomerase in aging. Mech Ageing Dev 2006; 127: 579-583.
  12. Cawthon R.M. Telomere length measurement by a novel monochrome multiplex quantitative PCR method. Nucleic Acids Res 2009; 37 (3): e21.
  13. Дорощук Н.А., Дорощук А.Д., Родненков О.В. и др. Изменение длины теломер хромосом при воздействии климатических условий, имитирующих жару в Москве летом 2010 года. Кардиол вестн 2013; 2: 21-36.
  14. Kao L.W., Nanagas K.A. Toxicity associated with carbon monoxide. Clin Lab Med 2006; 26 (1): 99-125.
  15. Cronje F.J., Carraway M.S., Freiberger J.J. et al. Carbon monoxide actuates O(2)-limited heme degradation in the rat brain. Free Radic Biol Med 2004; 37: 1802-1812.
  16. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Беленков Ю.Н. Свободнорадикальные процессы при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Кардиология 2001; 7: 48-61.
  17. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. и др. Окислительный стресс. Патологические состояния и заболевания. Новосибирск: АРТА 2008;
  18. Ланкин В.З., Постнов А.Ю., Родненков О.В. и др. Окислительный стресс как фактор риска осложнения сердечно-сосудистых заболеваний и преждевременного старения при действии неблагоприятных климатических условий. Кардиол вестн 2013; 1: 22-25.
  19. Fotiadou P., Henegariu O., Sweasy J.B. DNA polymerase beta interacts with TRF2 and induces telomere dysfunction in a murine mammary cell line. Cancer Res 2004; 64: 3830-3857.
  20. Petersen S., Saretzki G., von Zglinicki T. Preferential accumulationof single-stranded regions in telomeres of human fibroblasts. Exp Cell Res 1998; 239: 152-160.
  21. Kawanishi S., Oikawa S. Mechanism of telomere shortening by oxidative stress. Ann N Y Acad Sci 2004; 1019: 278-284.
  22. Hong Jiang, Wenqing Chen, Lihui Qu et al. ELISA for Aging Biomarkers Induced by Telomere Dysfunction in Human Plasma. J Biomed Biotechnol 2010; 25: 1-4.
  23. von Zglinicki T. Oxidative stress shortens telomeres. Trends Biochem Sci 2002; 27 (7): 339-344.
  24. Tchirkov A., Lansdorp P.M. Role of oxidative stress in telomere shortening in cultured fibroblasts from normal individuals and patients with ataxia-telangiectasia. Human Mol Genet 2003; 12 (3): 227-232.

Copyright (c) 2014 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 

Address of the Editorial Office:

  • Novij Zykovskij proezd, 3, 40, Moscow, 125167

Correspondence address:

  • Alabyan Street, 13/1, Moscow, 127055, Russian Federation

Managing Editor:

  • Tel.: +7 (926) 905-41-26
  • E-mail: e.gorbacheva@ter-arkhiv.ru

 

© 2018-2021 "Consilium Medicum" Publishing house


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies