Способ профессионального отбора сотрудников силовых ведомств и лиц, деятельность которых связана с высокой опасностью для жизни и здоровья, для эффективного выполнения служебной деятельности в экстремальных условиях Российский патент 2022 года по МПК C12Q1/68 G01N33/49 

Изобретение относится к области медицине, а именно к генетике с применением клинико-генеалогического и молекулярно-генетического исследования и психиатрии.

Использование генетических данных, в качестве уточняющего критерия, которые не зависят от условий проведения, специалиста и испытуемого, предполагает более достоверный и целенаправленный результат отбора лиц в следующие категории профессий:

- в войсковые подразделения Вооруженных Сил;

- для авиации: летчики гражданские и военные, космонавты и т.д.;

- для водолазной деятельности: специалисты-водолазы, выполняющие подводно-технические и аварийно-спасательные работы и специалисты - подводные пловцы, выполняющие боевые задачи;

- для специалистов военного и промышленного альпинизма;

- отбор для снайперской деятельности в Вооруженные Силы, в школу олимпийского резерва по стрелковым видам спорта;

- в школу олимпийского резерва по боевым видам спорта;

- в другие профессии, условия деятельности которых, связанны с высоким риском для жизни и здоровья (опасные для жизни).

В перспективе планируется профильный отбор, в зависимости от специфики выполняемых задач. Выявление лиц, обладающих фенотипом, наиболее соответствующим задачам сотрудников специальных силовых подразделений, экстремальных профессий и т.д., позволит повысить боевые, профессиональные, спортивные, результаты на фоне сокращения материальных и временных затрат на их подготовку. Однако выявление фенотипических особенностей, соответствующих задачам данных подразделений, затрудняется необходимостью достаточно длительного наблюдения за их поведением в условиях подготовки и боевых действий. В то же время, на уровне экспериментальных и практических исследований давно рассматривается вопрос генетической предрасположенности к различным видам деятельности, в том числе - участию в боевых действиях.

Существует ряд профессий, включающих решение задач, требующих особой психической предрасположенности и подготовленности, определенных физических данных, позволяющих решать задачи связанные, с максимальным напряжением психических и физических функций, в том числе связанные с высоким риском для жизни и здоровья. В первую очередь, эти качества детерминированы биологически, т.е. генетически, на которые потом накладывается соответствующая подготовка.

Данные и другие аналогичные работы рассматривают ассоциацию генотипов генов нейромедиаторной системы с результатами психологических опросников или опять же связывают с физиологическими данными. Следует отметить, что психологическое тестирование (особенно при приме на работу) имеет очень много ограничений в связи с недостоверностью ответов (обследуемый старается себя выгодно презентовать, подготовка к ним, в том числе к психофизиологическому обследованию на полиграфе), устареванием опросников и т.д., что в целом искажает результаты обследования вплоть полного несоответствия действительности.

Задачей нашего изобретения является определение наследственной предрасположенности для профессионального отбора сотрудников силовых ведомств РФ, лиц, деятельность которых связана с высокой опасностью для жизни и здоровья, спортсменов используя генетический метод, включающий клинико-генеалогическое и молекулярно-генетическое исследования.

Изобретение включает определение полиморфизмов определения вариантов митохондриального генома, обуславливающих наличие в фенотипе у мужчин психических и психофизиологических особенностей, наиболее соответствующих задачам, стоящим перед контингентом, профессионально выполняющим служебные обязанности в боевой обстановке, занимающимся спортом, и т.д. В настоящее время определение фенотипических особенностей, соответствующих профессиональным задачам данного контингента, с использованием только психологических и нейрофизиологических методов, затрудняется необходимостью достаточно длительного наблюдения за их поведением в условиях подготовки и боевых действий.

Группу исследования, т.е. эталонный контингент, составили мужчины русской и чеченской национальности, психически здоровые, без реакций на тяжелый стресс, без тяжелых соматических заболеваний, с наследственностью не отягощенной антисоциальными расстройствами. Отбор проводился с использованием неоднократного психиатрического, клинико-психологического, а также клинико-генеалогического обследования. Уточняем, отсутствие противоправных поступков в анамнезе данных мужчин и отсутствие фактов наказаний за противоправные деяния у родственников по обеим линиям (информация проверялась через правоохранительные органы) являлось одним из важных критериев включения. Все мужчины имеют высшее образование, хорошие спортивные результаты, занимались водолазной, альпинистской деятельностью, парашютным и безпарашютным десантированием и периодически выполняют служебно-боевые обязанности, связанные с высоким риском для жизни и здоровья. Контингент прошел профессиональный и многократно медицинский отбор, эффективно выполняет поставленные служебные (спортивные) задачи. Было проведено психологическое тестирование с использованием ряда стандартных валидных опросников, в том числе психофизиологическое исследование с использованием полиграфа - результаты не соответствовали действительности. В преимущественно это связано с неискренностью кандидатов, т.к. обследуемые стараются презентовать себя с положительной по их представлению стороны.

Нами установлено, что предрасположенность к эффективной боевой деятельности (спортивной - бойцовские виды), предусматривает наличие у мужчин комплекса качеств, включающего агрессивность в сочетании с высокой степенью самоконтроля и внутренней дисциплины, способность к быстрой адаптации в различных условиях, несущих высокий риск для жизни и здоровья, обучаемость, способность к достижению высокой степени физической тренированности. Например, можно говорить о «контролируемой агрессии» без предрасположенности к патологическому насилию у обследованных сотрудников специальных подразделений, бойцов силовых видов спорта, которая способствует адекватному поведению при достижении высоких служебно-боевых и спортивных результатов. Каждое из этих качеств является результатом взаимодействия наследственности и воспитания, причем роль наследственных факторов остается недостаточно изученной, более того, даже подходы к их выявлению во многих случаях еще практически не определены.

Как известно, даже исходя из исторический данных, не все однозначно зависит от физической формы человека. Например, военные обладающие средними (и даже скромными) физическими данными могут быть успешными и результативными бойцами. Такие примеры мы видим в контингенте антисоциальных личностей, где высокую иерархию могут занимать не выдающиеся в физическом плане мужчины. У лиц, выполняющих служебно-боевые задачи, или спортсменов наличие безупречной физической (и спортивной) формы не гарантирует высший результат в их деятельности (или соревнованиях), т.к. в первую очередь это обусловлено психическими характеристиками индивидуума. В ряде наблюдаемых случаев, было отмечено, что сотрудники воюющих подразделений, в условиях боя и реальной опасности, действовали более слаженно, проявляя смелость и решительность, выполняя все действия в соответствии с тактически верном алгоритмом, при том, что в обычной жизни, о наличии этих реакций и качеств у них, не всегда можно было предположить. В тоже время, некоторые сотрудники силовых ведомств, с хорошими физическими данными и высоким уровнем профессиональной подготовкой, при угрозе их жизни или здоровью, были подвержены острым стрессовым реакциям, теряли возможность проявлять тактические навыки, поддавались панике (выдавали острые стрессовые реакции) причем, без последующей адаптации. Так же отмечались последующие посттравматические расстройства у сотрудников, особенно ставших свидетелями гибели своих сослуживцев и товарищей.

Т.е. в ситуациях, требующих максимального физического и психического напряжения, и при наличии угрозы для жизни и здоровья при осуществлении деятельности в экстремальных условиях, служебно-боевых операций индивидуум должен обладать способностью подавить волнение, максимально мобилизоваться, мгновенно ориентироваться в ситуации, прогнозировать развитие событий и выбирать наиболее стратегически верное решение и поведение. В силу того, что за тип мышления, эмоции, влечения, поведение и т.д. отвечают генетические особенности (в частности нейромедиаторной системы - некоторые генотипы представили в патенте РФ №2741342, МКИ C12Q 1/68, G01N 33/49, 2021 г.), следовательно, они имеет ведущее значение в эффективной и успешной деятельности с дальнейшим совершенствованием профессиональных навыков.

В первую очередь представляем генотипы, связанные с функционированием центральной нервной системы, отвечающие за особенности мышления, эмоций, поведенческих реакций, особенности функционирования вегетативной нервной деятельности и т.д.

Генетическое обследование включало клинико-генеалогическое и молекулярно-генетическое исследования. Клинико-генеалогическое обследование заключалось в установлении у сотрудников силового ведомства отсутствия среди кровных родственников лиц с антисоциальным поведением.

Наличие наследственной отягощенности антисоциальными расстройствами оценивалось с помощью вопросов «да», «нет». Также использовались официальные сведения данных правоохранительных органов (для исключения фактов сокрытия информации, т.к. далее данный контингент не включался в исследование). Дополнительно включалось психиатрическое и клинико-психологическое тестирование.

При изучении родословных бойцов установили, что практически у более половины контингента имеются родственники служащие или служившие в военизированных организациях РФ, и соответственно, СССР, Российской империи (Вооруженные Силы, Службы безопасности, Народный комиссариат внутренних дел, Казачьи войска и другие организации). Еще часть контингента не могла с уверенностью сообщить такие сведения в связи с определенными историческими событиями на территории России, когда было нежелательно заявлять о принадлежности к подобным организациям. Мы обратили внимание, что наследование прослеживается по материнской линии. Рассматривали встречаемость генотипов и аллелей VNTR полиморфизма гена моноаминооксидазы А (МАОА), локализующегося на Х-хромосоме, и передающегося (наследуемого) по материнской линии (Патент РФ №2741342). В группах бойцов преобладания генотипа МАОА, который связывают с воинственностью, либо с насилием, не установлено.

Анализ митоходриальной ДНК (mtDNA) показал особенности вариантов генотипов в исследуемой группе мужчин. В научной литературе есть работы, где в карте генов человека, связанных с работоспособностью и фитнесом от 2007 г.«The Human Gene Map for Performance and Health-Related Fitness Phenotypes: the 2006-2007 update», представлено 214 аутосомных генов, семь генов на Х-хромосоме и 18 митохондриальных генов, а также 75 локусов количественных признаков, которые влияют на фенотипы физической формы и работоспособности (Bray MS1, Hagberg JM, Perusse L, Rankinen T, Roth SM, Wolfarth B, Bouchard C. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2006-2007 update. Med Sci Sports Exerc. 2009 Jan;41(1):35-73.). Митохондриальные гены включаются в обновление карт с 2001 г. (Rankinen Τ, Perusse L, Rauramaa R, Rivera MA, Wolfarth B, Bouchard C. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: the 2001 update. Med Sci Sports Exerc. 2002 Aug; 34(8): 1219-33.).

Анализ mtDNA элитных спортсменов в различных странах показал, что варианты / гаплогруппы мтДНК связаны со статусом элитных спортсменов не только в отношении выносливости, но и в спринтерских / силовых соревнованиях (Miyamoto-Mikami Ε, Fuku N. Variation of Mitochondrial DNA and elite athletic performance. Sports, Exercise, and Nutritional Genomics. 2019 Jan; 129-145.; Eynon N, Moran M, Birk R, Lucia A. The champions' mitochondria: Is it genetically determined? A review on mitochondrial DNA and elite athletic performance. Physiological Genomics. May 2011; 43(13):789-98).)

Что касается изучения связи митохондриального комплекса и работы центральной нервной системы, есть исследования (пока не очень многочисленные), физиологической и патофизиологической направленности. Во время передачи сигналов в нейронах транспорт ионов потребляет значительную часть энергии, поступающей в мозг. Митохондрии являются ключевым производителем энергии за счет синтеза аденозинтрифосфата, буферизируют Са 2+ во время высвобождения нейротрансмиттеров или активации постсинаптического рецептора, который, в свою очередь, регулирует передачу нервных сигналов включая буферизацию кальция, производство супероксида и других активных форм кислорода и т.д. Строго регулируемое распределение и функционирование данных органелл в сложной архитектуре нейрона обеспечивает нормальную синаптическую связь, рост и прорастании нейронов и ее пластичность, т.е. развитие и дифференцировку мозга. Митохондрии участвуют в модуляции транскрипции генов воспаления, в физиологических реакциях на здоровье и заболевания, активации внутреннего апоптотического пути, в выработке гема, стероидов, липидов, тем самым управляя биохимическими и молекулярными процессами. Митохондрии являются мишенями для нейротрансмиттеров и взаимодействуют с дофамином, серотонином и глутаматом и т.п., и все это регулируется mtDNA (Norkett R, Modi S, Kittler JT. Mitochondrial roles of the psychiatric disease risk factor DISCI. Schizophrenia Research. 2017 Sep; p.47-54; Ben-Shachar D. Mitochondrial multifaceted dysfunction in schizophrenia; complex I as a possible pathological target. Schizophrenia Research. 2017 Sep; p.3-10; McBrid M, Neuspie M, Wasiak S. Mitochondria: More Than Just a Powerhouse. Current Biology. 2006 Jul; p.551-560.; Manji, H., Kato, Т., Di Prospero, N. et al. Impaired mitochondrial function in psychiatric disorders. Nat Rev Neurosci 2012 13, 293-307). Посредством взаимосвязанных и многоуровневых функциональных взаимодействий митохондрии участвуют в модулировании продолжительности процессов митохондриального гомеостаза, которые в совокупности составляют очень динамичную и сложную систему, контролирующую процесс старения (Akbari Μ, Kirkwood TBL, Bohr VA. Mitochondria in the signaling pathways that control longevity and health span. Ageing Res Rev. 2019 Sep;54:100940; Long YC, Tan TM, Takao I, Tang BL. The biochemistry and cell biology of aging: metabolic regulation through mitochondrial signaling. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2014 Mar;306(6):E581-91; Hill S, Van Remmen H. Mitochondrial stress signaling in longevity: a new role for mitochondrial function in aging. Redox Biol. 2014 Jul 27;2:936-44.).

Полиморфизм mtDNA A/G 10398 в гене MTND3 приводит к несинонимичной аминокислотной замене треонина (А) - гидрофильный на аланин (G) - гидрофобный в 3-й субъединице никотинамидадениндинуклеотида дегидрогеназы комплекса I транспортной цепи электронов, что изменяет рН митохондриального матрикса и кальциевую динамику, что может повлиять на нейропластичность и нервную передачу с последующим влиянием на темперамент (Kishida K, Tominaga Μ, Matsubara K, Taguchi Μ, Noguchi Μ, Tsunawake Ν, Shidoji Υ. An association analysis between mitochondrial DNA A10398G polymorphism and temperament in Japanese young adults. PLoS One. 2009 Nov 9;4(11):e7763.).

Связь психических особенностей с mtDNA изучалась Hwang IW и соавторами (2017) - рассматривали частоты генотипов полиморфизма A/G 10398 митохондриальной ДНК у мальчиков и молодых мужчин (21 год включительно) с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Интерес для нас в работе представляет то, что в процессе исследования было обнаружено, что данный полиморфизм, т.е. генотип G гена 10398, имеет ассоциацию с агрессивным поведением и лидерством в изучаемых группах (Hwang IW, Hong JH, Kwon BN, Kim HJ, Lee NR, Lim MH, Kwon HJ, Jin HJ. Association of mitochondrial DNA 10398 A/G polymorphism with attention deficit and hyperactivity disorder in Korean children. Gene. 2017 Sep; 30;630:8-12.).

Генетический анализ: метод молекулярно-генетического анализа включал подготовку препаратов ДНК. Экстракция ДНК из крови проводилась методом фенол-хлороформной экстракции. К образцу крови (-10 мл) добавляли 5-6 объемов буфера А (10 мМ трис-HCl, рН=7.5; 10 мМ NaCl; 3 мМ MgCl2) и проводили гемодиализ, растирая сгустки в гомогенизаторе Поттера. Осадки, полученные центрифугированием при 2500 g, промывали дважды буфером А и ресуспендировали в 0,5 мл буфера В (10 мМ ЭДТА; 100 мМ NaCl; 50 мМ трис-HCl, рН=8.5). После добавления SDS до 0.5% и протеиназы К до 200 мкг/мл смесь инкубировали 2 часа при 65°С, или в течение ночи при 37°С.Депротеинизацию проводили последовательно водонасыщенным фенолом, смесью фенол-хлороформ (1:1) и хлороформом. ДНК осаждали добавлением раствора NH4Ac до 2.5 Μ и 2.5 V этанола. Осадок, полученный центрифугированием на микроцентрифуге «Eppendorf» в течение 10 минут, промывали 70% этанолом и растворяли в воде до концентрации ДНК 0,5 мкг/мкл.

Генотипирование полиморфизма A/G 10398 MTND3 выполняли по методике, описанной Mohamed Yusoff АА и соавт.(Mohamed Yusoff АА, Zulfakhar FN, Mohd Khair SZN, Wan Abdullah WS, Abdullah JM, Idris Z. Mitochondrial 10398A>G NADH-Dehydrogenase Subunit 3 of Complex I Is Frequently Altered in Intra-Axial Brain Tumors in Malaysia. Brain Tumor Res Treat. 2018 Apr;6(l):31-38.).

В нашей группе представителей военизированного контингента, которую представляют мужчины из всех регионов России - от Северного Кавказа до Дальнего востока и, соответственно, включает разнообразие гаплотипов, преимущественно встречается генотип G полиморфизма A/G 10398 mtDNA. Наличие данного генотипа имеет ассоциацию с контролируемой агрессией у бойцов. У представителей с генотипом G отчетливо проявляется лидерское поведение, причем склонны проявлять во всех сферах жизни. Полученные данные частично солидаризируются с результатами Hwang IW и соавторами. Уточняем, что условием отбора данного контингента было отсутствие этого синдрома в анамнезе, а по данным исследователей в японской популяции его считают протекцией от синдрома дефицита внимания и гиперактивности, что совпадает с нашими данными, также в популяции европеоидов аллель G мутации мтДНК A10398G рассматривается как потенциальный защитный фактор от болезни Паркинсона (Hua F, Zhang X, Нои В, Хие L, Xie A. Relationship between mitochondrial DNA Α10398G polymorphism and Parkinson's disease: a meta-analysis. Oncotarget. 2017 Sep 15;8(44):78023-78030.; Otaegui D, Paisan C, Saenz A, Marti I, Ribate M, Marti-Masso JF, Perez-Tur J, Lopez de Munain A. Mitochondrial polymporphisms in Parkinson's Disease. Neurosci Lett. 2004 Nov 11;370(2-3):171-4.), Альцгеймера (нейродегенеративные заболевания) (Walt JM, Dementieva YA, Martin ER, Scott WK, Nicodemus KK, Kroner CC, Welsh-Bohmer KA, Saunders AM, Roses AD, Small GW, Schmechel DE, Murali Doraiswamy P, Gilbert JR, Haines JL, Vance JM, Pericak-Vance MA. Analysis of European mitochondrial haplogroups with Alzheimer disease risk. Neurosci Lett. 2004 Jul 15;365(1):28-32.), генотип A полиморфизма A/G 10398 был значимо связан с биполярным расстройством, генотип G - нет (Kato Τ, Kunugi Η, Nanko S, Kato N. Mitochondrial DNA polymorphisms in bipolar disorder. J Affect Disord. 2001 Feb;62(3):151-64.).

Хотим отметить факт того что, у рассматриваемого контингента прослеживается несоответствие биологического возраста и паспортного -несмотря на экстремальный образ жизни они выглядят намного моложе своих сверстников. В исследованиях, посвященным долгожителям показано, что наиболее важная составляющая преимущества в выживании имеет генетическую основу и, помимо отсутствия генетических вариаций, предрасполагающих к заболеванию, вероятно, существуют вариации, которые обеспечивают устойчивость к ним и предрасполагают к хорошему здоровью, т.е. обеспечивают долголетие (Perls Т. Genetic and environmental influences on exceptional longevity and the AGE nomogram. Ann NY Acad Sci 2002; 959: 1-13.) Имеются данные о связи 10398G в японской популяции и финской популяции с долголетием (Niemi AK, Moilanen JS, Tanaka Μ, Hervonen A, Hurme M, Lehtimaki T, Arai Y, Hirose N, Majamaa K. A combination of three common inherited mitochondrial DNA polymorphisms promotes longevity in Finnish and Japanese subjects. Eur J Hum Genet. 2005 Feb; 13(2): 166-70.). Возможно в нашей исследуемой группе преобладание данного полиморфизма обуславливает несоответствие биологического и паспортного возраста, когда при экстремальном стиле с молодого возраста жизни они способны переносить сверхнагрузки при подготовке и выполнении служебных задач.

Использование способа определения генетических маркеров методом молекулярно-генетического тестирования в качестве критерия, который не зависит от условий проведения, специалиста и испытуемого, предполагает более достоверный результат отбора лиц в войсковые (боевые) подразделения, в другие профессии, которые связаны с высокой опасностью для жизни и здоровья, в определенные спортивные организации. На данном этапе исследования установлено, что наличие генотипа G полиморфизма A/G 10398 гена MTND3 предрасполагает к адекватной и успешной деятельности в данных профессиях. В перспективе, возможно, ориентироваться на профильный отбор уже в зависимости от специфики выполняемых задач (например, снайперская деятельность). Данное изобретение позволит повысить боевые, профессиональные и спортивные результаты на фоне сокращения материальных и временных затрат на их подготовку. Также, позволит выделить группу лиц с отсутствием предрасположенности к посттравматическому стрессовому расстройству.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к молекулярно-генетическим исследованиям. Предложен способ профессионального отбора сотрудников силовых ведомств и лиц, деятельность которых связана с высокой опасностью для жизни и здоровья, для эффективного выполнения служебной деятельности в экстремальных условиях, включающий выявление лиц без психиатрической и антисоциальной патологии путем использования клинико-генеалогического метода и определение молекулярно-генетическим методом в препаратах ДНК сотрудника генотипа G полиморфизма A/G 10398 гена MTND3, наличие которого предрасполагает к адекватной и успешной деятельности в данных профессиях. Изобретение обеспечивает расширение арсенала способов профильного отбора кандидатов для эффективной боевой деятельности в силовых ведомствах.

Способ профессионального отбора сотрудников силовых ведомств и лиц, деятельность которых связана с высокой опасностью для жизни и здоровья, для эффективного выполнения служебной деятельности в экстремальных условиях, способствующий достоверному целенаправленному отбору в достижении адекватных результатов, соответствующих задачам, стоящим перед специальными подразделениями, заключающийся в выявлении лиц без психиатрической и антисоциальной патологии путем использования клинико-генеалогического метода, включающего психиатрическое, клинико-психологическое интервьюирование, установление наследственности без антисоциальных расстройств и использование молекулярно-генетического метода для определения варианта генотипа митохондриальной ДНК в препаратах ДНК сотрудника: генотипа G полиморфизма A/G 10398 гена MTND3.