DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36579-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41620454
تاريخ النشر: 2026-01-31
المؤلف: Yidong Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: أثر الملوثات العضوية السامة
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في الآثار طويلة الأمد للتعرض المهني للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) على الشيخوخة البيولوجية بين عمال أفران الكوك. شملت دراسة جماعية مستقبلية أجريت من 2019 إلى 2023 610 من عمال أفران الكوك و454 من عمال محطة معالجة المياه. تم تقييم العمر البيولوجي باستخدام طريقة كليمر ودوبال (KDM-BA) بناءً على 12 علامة حيوية سريرية، مع تسارع الشيخوخة (KDM-Accel) المستمد من هذه القياسات. حددت نمذجة المسار القائم على المجموعة (GBTM) ثلاث مسارات شيخوخة متميزة: شيخوخة بطيئة (14.86%)، شيخوخة متسارعة بشكل معتدل (59.14%)، وشيخوخة متسارعة بسرعة (26%). وجدت الدراسة ارتباطات كبيرة بين مستويات مرتفعة من مستخلصات PAH أحادية الهيدروكسيل في البول، وخاصة Σ-OHPAHs، 1-هيدروكسيبيرين (1-OHPyr)، و2-هيدروكسي فيناثرين (2-OHPhe)، وزيادة KDM-Accel. على وجه التحديد، كان الزيادة بمقدار وحدة لوغاريتم طبيعي في Σ-OHPAHs و1-OHPyr مرتبطة بزيادات قدرها 0.029 سنة و0.028 سنة في KDM-Accel، على التوالي. أظهر العمال في أعلى ثلث من التعرض لـ Σ-OHPAHs احتمالية زيادة بنسبة 61.2% للتصنيف في مسار الشيخوخة المتسارعة مقارنة بأولئك في أدنى ثلث.
في الختام، تشير النتائج إلى أن التعرض الأعلى لـ PAHs يرتبط بتسارع الشيخوخة البيولوجية بين العمال، مع تحديد مستخلصات معينة مثل 1-OHPyr، 2-OHPhe، وΣ-OHPAHs كمساهمين رئيسيين. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى تعزيز التدابير الوقائية واستراتيجيات التدخل المبكر للتخفيف من آثار التعرض لـ PAH على الشيخوخة. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى عينات أكبر وأكثر تنوعًا لمزيد من التحقق من هذه النتائج وإبلاغ التدخلات المستهدفة ضد الشيخوخة المتسارعة مهنياً.
طرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي كواشف، معدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن قابلية تكرار التجارب. يتم وصف المنهجية بطريقة منهجية، مع تسليط الضوء على التقنيات المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها، مثل الطرق الإحصائية أو النماذج الحسابية المطبقة.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، المدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. يسمح هذا النهج الشامل بفهم واضح لكيفية إجراء البحث، مما يسهل الدراسات المستقبلية للبناء على هذه النتائج.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي أجريت. يوضح النتائج بشكل منهجي، مع تسليط الضوء على الاتجاهات والأنماط المهمة التي لوحظت في البيانات. غالبًا ما تكون النتائج مصحوبة بتحليلات إحصائية ذات صلة، والتي قد تشمل قيم p، فترات الثقة، أو أحجام التأثير، لدعم النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتم استخدام تمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول لتعزيز وضوح النتائج. تعمل هذه المساعدات البصرية على توضيح العلاقات بين المتغيرات أو تأثير التدخلات، مما يوفر نظرة شاملة على نتائج البحث. بشكل عام، تساهم النتائج في فهم الظواهر المدروسة وتضع الأساس للنقاشات والاستنتاجات اللاحقة.
مناقشة
طورت الدراسة متنبئًا بالعمر البيولوجي للعمال الصينيين وحققت في العلاقة بين التعرض للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) وعلامات الشيخوخة. باستخدام مجموعة من 673 من عمال أفران الكوك و454 من عمال محطة معالجة المياه، استخدمت البحث نمذجة المسار القائم على المجموعة (GBTM) لتحديد ثلاث مسارات شيخوخة متميزة: بطيئة، متسارعة بشكل معتدل، ومتسارعة بشكل كبير. كشفت التحليلات أن التركيزات البولية الأعلى من مستخلصات PAH، وخاصة Σ-OHPAHs و1-OHPyr، كانت مرتبطة بشكل كبير بزيادة الشيخوخة البيولوجية، مع نسب احتمالات تشير إلى زيادة بنسبة 39.2% و61.2% في احتمال الانتماء إلى مجموعات الشيخوخة المتسارعة بشكل معتدل وعالي، على التوالي، لكل زيادة وحدة في التعرض لـ PAH.
تؤكد النتائج على أهمية العمر البيولوجي كقياس أكثر دقة للصحة مقارنة بالعمر الزمني، مما يبرز أن الأفراد الذين لديهم تعرض مرتفع لـ PAH يميلون إلى إظهار تسارع في الشيخوخة البيولوجية. تشير نتائج الدراسة إلى أن التعرض المهني لـ PAHs قد يكون له آثار ضارة على الصحة، مما يبرز الحاجة إلى تدابير وقائية في البيئات المهنية للتخفيف من التعرض والمخاطر الصحية المرتبطة به. بشكل عام، تسهم هذه الأبحاث في تقديم رؤى قيمة حول تأثير السموم البيئية على عمليات الشيخوخة لدى العمال.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود قد تؤثر على تفسير نتائجها. أولاً، الاعتماد على قياس واحد للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) في البول، على الرغم من استخدامه سابقًا كمؤشر على التعرض طويل الأمد، قد لا يعكس تمامًا تعقيد استقلاب PAH على مر الزمن. ثانيًا، على الرغم من الجهود المبذولة للتحكم في العوامل المربكة، فإن الطبيعة الرصدية للدراسة تترك مجالًا للتداخل المتبقي، مما قد يؤثر على النتائج. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت نسب الاحتمالات لمستخلصات معينة، مثل 9-OHBap، فترات ثقة أوسع، مما يشير إلى قيود محتملة في الدقة الإحصائية خلال تحليل كميات التعرض أو تحليلات المجموعات الفرعية.
علاوة على ذلك، تم إجراء تحليل الارتباط حصريًا ضمن مجموعة من العمال المهنيين، وتم تقييم الشيخوخة البيولوجية فقط في الدم الكامل، مما قد يحد من تعميم النتائج على السكان غير العاملين أو على الشيخوخة البيولوجية في أنسجة أخرى. يحد المدة القصيرة نسبيًا لدراسة المجموعة من الملاحظة للعلاقات قصيرة الأمد بين PAHs ومسارات الشيخوخة البيولوجية. أخيرًا، تشير قلة تمثيل الإناث في عينة الدراسة إلى الحاجة إلى أبحاث مستقبلية تشمل مجموعة أكبر من الإناث لفهم أفضل لتأثير PAHs على الشيخوخة البيولوجية في هذه الفئة السكانية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36579-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41620454
Publication Date: 2026-01-31
Author(s): Yidong Wang et al.
Primary Topic: Toxic Organic Pollutants Impact
Overview
This research investigates the long-term effects of occupational exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) on biological aging among coke oven workers. A prospective cohort study conducted from 2019 to 2023 included 610 coke oven workers and 454 control workers from a water treatment plant. Biological age was assessed using the Klemera and Doubal method (KDM-BA) based on 12 clinical biomarkers, with aging acceleration (KDM-Accel) derived from these measurements. Group-based trajectory modeling (GBTM) identified three distinct aging trajectories: slow aging (14.86%), moderately accelerated aging (59.14%), and rapidly accelerated aging (26%). The study found significant associations between elevated levels of urinary mono-hydroxylated PAH metabolites, particularly Σ-OHPAHs, 1-hydroxypyrene (1-OHPyr), and 2-hydroxyphenanthrene (2-OHPhe), and increased KDM-Accel. Specifically, a natural log-unit increase in Σ-OHPAHs and 1-OHPyr was linked to increases of 0.029 years and 0.028 years in KDM-Accel, respectively. Workers in the highest tertile of Σ-OHPAHs exposure exhibited a 61.2% increased odds of being classified in the rapidly accelerated aging trajectory compared to those in the lowest tertile.
In conclusion, the findings indicate that higher exposure to PAHs correlates with accelerated biological aging among workers, with specific metabolites such as 1-OHPyr, 2-OHPhe, and Σ-OHPAHs identified as significant contributors. The study emphasizes the need for enhanced protective measures and early intervention strategies to mitigate the effects of PAH exposure on aging. Future research should aim for larger, more diverse samples to further validate these results and inform targeted interventions against occupationally accelerated aging.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology is described in a systematic manner, highlighting the techniques for data collection and analysis, such as statistical methods or computational models applied.
Additionally, the section may include information on the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the results. This comprehensive approach allows for a clear understanding of how the research was conducted, facilitating future studies to build upon these findings.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It systematically outlines the outcomes, highlighting significant trends and patterns observed in the data. The results are often accompanied by relevant statistical analyses, which may include p-values, confidence intervals, or effect sizes, to substantiate the findings.
Additionally, visual representations such as graphs or tables may be utilized to enhance the clarity of the results. These visual aids serve to illustrate the relationships between variables or the impact of interventions, providing a comprehensive overview of the research outcomes. Overall, the results contribute to the understanding of the studied phenomena and lay the groundwork for subsequent discussions and conclusions.
Discussion
The study developed a biological age predictor for Chinese workers and investigated the relationship between exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and aging biomarkers. Utilizing a cohort of 673 coke oven workers and 454 water treatment plant workers, the research employed group-based trajectory modeling (GBTM) to identify three distinct aging trajectories: slow, moderately accelerated, and highly accelerated aging. The analysis revealed that higher urinary concentrations of PAH metabolites, particularly Σ-OHPAHs and 1-OHPyr, were significantly associated with increased biological aging, with odds ratios indicating a 39.2% and 61.2% higher likelihood of being in the moderately and highly accelerated aging groups, respectively, for each unit increase in PAH exposure.
The findings underscore the importance of biological age as a more accurate measure of health than chronological age, highlighting that individuals with elevated PAH exposure tend to exhibit accelerated biological aging. The study’s results suggest that occupational exposure to PAHs may have detrimental effects on health, emphasizing the need for preventive measures in occupational settings to mitigate exposure and its associated health risks. Overall, this research contributes valuable insights into the impact of environmental toxins on aging processes in workers.
Limitations
The study presents several limitations that may affect the interpretation of its findings. Firstly, the reliance on a single measurement of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in urine, while previously used as an indicator of long-term exposure, may not fully capture the complexity of PAH metabolism over time. Secondly, despite efforts to control for confounding factors, the observational nature of the study leaves room for residual confounding, which could influence the results. Additionally, the odds ratios for specific metabolites, such as 9-OHBap, exhibited wider confidence intervals, indicating potential limitations in statistical precision during exposure quantile or subgroup analyses.
Moreover, the correlation analysis was conducted exclusively within a cohort of occupational workers, and biological aging was assessed only in whole blood, which may limit the generalizability of the findings to non-worker populations or to biological aging in other tissues. The relatively short duration of the cohort study restricts the observation to short-term relationships between PAHs and biological aging trajectories. Lastly, the underrepresentation of females in the study population suggests a need for future research to include a larger female cohort to better understand the impact of PAHs on biological aging in this demographic.