DYNAMICS OF THE CONTENT OF HORMONES OF THE PITUITARY-THYROID AXIS IN SAILORS DURING A VOYAGE TO VARIOUS CLIMATIC AND GEOGRAPHIC REGIONS

ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ГОРМОНОВ ОСИ ГИПОФИЗ-ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА У МОРЯКОВ ВО ВРЕМЯ РЕЙСА В РАЗЛИЧНЫЕ КЛИМАТОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ РАЙОНЫ

Научная статья

Лупачев В.В.¹, Кубасов Р.В.^2, *, Кубасова Е.Д.³

¹ ORCID: 0000-0002-8837-1177;

² ORCID: 0000-0003-1698-6479;

³ ORCID: 0000-0001-9683-7814;

^{1, 2, 3} Северный государственный медицинский университет, Архангельск, Россия

* Корреспондирующий автор (romanas2001[at]gmail.com)

Аннотация

Моряки – профессиональная группа, на организм которых длительное время воздействуют как многочисленные неблагоприятные факторы. Тиреоидное звено эндокринной системы тесно связано с надпочечниковым и одно из первых реагирует на стресс, участвуя в адаптации. Цель исследования - изучение изменений гормональных показателей гипофизарно-тиреоидной оси эндокринной системы у моряков в течение рейса в различные климатогеографические регионы. Материалы и методы. Обследованы в динамике рейса в различные климатогеографические регионы российские моряки, у которых четырехкратно (до рейса, вначале, в середине и в конце) определено содержание тиреотропного гормона (ТТГ), а также тироксина (Т₄) и трийодтиронина (Т₃). Результаты исследования и их обсуждение. Вначале рейса и особенно к его середине (через 2 недели) наблюдается увеличение уровня ТТГ и Т₄. К концу рейса (еще через 3 недели) их уровни снижаются и достигают значений, близких ко времени перед началом рейса. В то же время динамика Т₃ противоположная – его уровни в течение рейса оказались меньше, в сравнении с дорейсовым временем.

Ключевые слова: моряки, тиреотропный гормон, тироксин, трийодтиронин.

DYNAMICS OF THE CONTENT OF HORMONES OF THE PITUITARY-THYROID AXIS IN SAILORS DURING A VOYAGE TO VARIOUS CLIMATIC AND GEOGRAPHIC REGIONS

Research article

Lupachev V.V.¹, Kubasov R.V.^2, *, Kubasova E.D.³

¹ ORCID: 0000-0002-8837-1177;

² ORCID: 0000-0003-1698-6479;

³ ORCID: 0000-0001-9683-7814;

^{1, 2, 3} Northern State Medical University, Arkhangelsk, Russia

* Корреспондирующий автор (romanas2001[at]gmail.com)

Abstract

Sailors are an occupation that involves various long-term influences on the body via numerous adverse factors. The thyroid link of the endocrine system is closely connected with the adrenal gland and is one of the first to respond to stress while participating in adaptation. The purpose of the study is to examine the changes in hormonal parameters in sailors during the voyage to various climatic and geographic regions. Materials and methods. Russian sailors were examined in the dynamics of the voyage to various climatic and geographic regions, whose content of thyroid-stimulating hormone (TSH) as well as thyroxine (T ₄) and triiodothyronine (T ₃) was determined four times (before, in the beginning, in the middle and in the end of the voyage). Results and discussion. In the beginning of the voyage and especially by its middle (after 2 weeks), there is an increase in the level of TSH and _T4. By the end of the voyage (after another 3 weeks), their levels decrease and reach values close to the time before the start of the flight. At the same time, the dynamics of the T ₃ are the opposite – its levels during the voyage were observed to be less, in comparison with the estimations before the voyage.

Keywords: sailors, thyroid-stimulating hormone, thyroxine, triiodothyronine.

Введение

Любой организм в течение всей жизни постоянно подвергается воздействию факторов окружающей среды, причем, зачастую, такое воздействие носит негативный характер [1]. На человека в процессе своей жизнедеятельности влияют различные профессиональные факторы [2]. Выполнение профессиональных обязанностей у моряков, как правило, протекает в экстремальных условиях [3]. Они обусловлены воздействием неблагоприятных средовых и климатических факторов, в обстановке дефицита времени, могут сопровождаться угрозами собственной жизни и здоровью и, в то же время, ответственностью за жизнь других людей [4]. Интенсивность и длительность воздействия этих факторов способствуют возникновению разного рода нарушений здоровья. С целью обеспечения быстрейшей адаптации к изменяющимся внешним условиям в организме происходят функциональные изменения [5]. Эндокринной системе, при этом, отводится одна из ведущих ролей. Для адекватной гормональной секреции ведущим эндокринным звеном в этом ответе является активация гипофизарно-надпочечниковой системы [6]. В то же время другие оси эндокринной регуляции, в частности, тиреоидная вносят значительный вклад в обеспечение формирования механизмов компенсации на экстремальные воздействия. Тиреоидная система регуляции тесно взаимосвязана с адреналовым звеном [7].

Исходя из изложенного, целью нашего исследования явилось изучение изменений гормональных показателей гипофизарно-тиреоидной оси эндокринной системы у моряков в течение рейса в различные климатогеографические регионы.

Материалы и методы исследования

Обследованы 35 мужчин – моряков Северного морского пароходства (г. Архангельск), которые выполняли грузовой рейс п. Монфальконе (Италия) – г. Санкт-Петербург (Россия) – п. Нуэвитас (Куба). Длительность рейса – полтора месяца, с ноября по декабрь (табл.1). Возраст обследуемых варьировал от 25 до 30 лет (средний – 28,64±3,18), при этом никто из моряков не состоял на диспансерном учете по заболеваниям и не предъявлял жалоб на на состояние здоровья. Натощаковая венозная кровь у добровольцев для определения гормонов забиралась у каждого обследуемого 4 раза в 8 часов местного времени. Сыворотка крови после центрифугирования в замороженном состоянии доставлялась в Архангельск. Далее, в стационарных лабораторных условиях, методом радиоиммунного анализа (коммерческий набор «CIS», Франция) определено содержание тиреотропного гормона (ТТГ), а методом иммуноферментного анализа (коммерческий набор “Monobind Inc.” USA) – тироксина (Т₄) и трийодтиронина (Т₃).

 

Таблица 1 – График забора проб крови у моряков в течение рейса п. Монфальконе (Италия) – г. Санкт-Петербург (Россия) – п. Нуэвитас (Куба).

№	Этапы взятия проб	Даты взятия проб
I.	Перед рейсом (г. Архангельск, Россия).	01-02 ноября
II.	Начало рейса (п. Монфальконе, Италия).	06 ноября
III.	Середина рейса (г. Санкт-Петербург, Россия).	20 ноября
IV.	Конец рейса (п. Нуэвитас, Куба).	13 декабря

 

Статистическая обработка полученных результатов, оценка распределения показателей, сравнительный анализ выборок проведен с помощью компьютерного пакета прикладных программ SPSS 13.0 for Windows. В большинстве выборок выявлено неправильное распределение. В связи с этим для сравнительного анализа использовался критерий Уилкоксона. Критический уровень значимости (p) при проверке статистических гипотез принимался за 0,05. Уровень значимости >0,05, но <0,1 расценивался, как тенденция различий между сравниваемыми показателями. Для интерпретации результатов использовали среднее значение, ошибку средней (M±m), а также коэффициенты ассиметрии (As) и эксцесса (Es), характеризующие характер частотного распределения выборки: симметричность либо сдвиг вплаво/влево, центрирование либо рассеивание значений.

Результаты исследования

В результате проведенного анализ полученных данных выявлены статистически значимые изменения концентраций изучаемых гормонов у плавсостава в динамике рейса.

Средний уровень ТТГ у обследованных моряков значительно изменялся непосредственно во время выполнения рейса (рис. 1). Перед рейсом (за несколько дней до его начала, когда экипаж находился по месту проживания в г. Архангельске) и в первые дни после отплытия (Средиземноморский регион) средний уровень ТТГ не имел статистически значимых различий. Так, в первой точке забора крови он составил 1,75±0,07 МЕд/л. При этом кривая распределения индивидуальных значений распределена центрально (As=0,07) с нормальным пиковым распределением (Es=0,13). Вначале плавания средний уровень ТТГ очень незначительно увеличился до 1,81±0,08 МЕд/л (p=0,57). Частотное распределение уровней адренокортикотропина в этот период вновь показало тенденцию к правосторонней асимметрии кривой (As=0,41), с обычным пиковым распределением (Es=0,22).

По прибытию в Балтийский регион из Средиземноморья, через 2 недели рейса, произошло статистически значимое увеличение среднего уровня ТТГ (1,98±0,02 МЕд/л). Оно было более выраженное в сравнении с исходным (предрейсовым) значением (p=0,002), чем с точкой взятия пробы в первые дни плавания (p=0,04). Кривая распределения значений ТТГ в этот период имела правостороннюю асимметрию (As=0,62), с острой вершиной пика (Es=1,16).

Рис. 1 – Изменения ТТГ (M±m, МЕд/л) у моряков Северного морского пароходства (n=35) во время грузового рейса Италия – Санкт-Петербург – Куба

 

По завершении трансатлантического перехода в Карибский регион, при прибытии в конечную точку рейса, у обследуемых моряков средний уровень ТТГ в крови составил 1,56±0,08 МЕд/л. В сравнении с начальной точкой (перед рейсом) можно отметить тенденцию к более низкому его среднему уровню (p=0,08), в то время как с внутрирейсовыми временными промежутками (Средиземное море, Прибалтика) этот показатель был статистически значимо ниже (p=0,03 и <0,001, соответственно). Расположение кривой распределения индивидуальных значений оказалось близко к центру (As=-0,23), c нормальным пиковым распределением (Es=0,34).

Гормоны, вырабатываемые на периферическом уровне тиреоидной регуляции, в щитовидной железе и крови (тироксин и его активное производное – трийодтиронин, соответственно), у обследованных нами моряков в динамике рейса, также, как и ТТГ, имели различия средних. Но статистически значимый уровень этих различий проявлялся, преимущественно, только по отношению к исходным временным точкам, когда проводился забор крови.

Уровень Т₄ перед рейсом составил 110,1±4,1 нмоль/л, а в первые дни – 113,5±5,4 нмоль/л (рис. 2). Статистически значимых различий в этот период не было отмечено (p=0,62). Частотное распределение его индивидуальных уровней в этот период показало симметричность кривой в обоих точках (As=0,10 и 0,19, соответственно), а пик распределения имел равномерную вершину (Es=0,22 и 0,31, соответственно).

Рис. 2 – Изменения Т₄ (M±m, нмоль/мл) у моряков Северного морского пароходства (n=35) во время грузового рейса Италия – Санкт-Петербург – Куба

В середине рейса отмечен значительный подъем Т₄ до 125,3±3,8 нмоль/л. В сравнении с предрейсовым периодом он оказался статистически значимо выше (p=0,008), а с началом рейса – тенденция к более высоким показателям (p=0,08). Частотное распределение уровней Т₄ в этот период уже выявило небольшую правостороннюю асимметрию кривой (As=0,52) с тенденцией к островершинности (Es= 0,62).

К концу рейса средний уровень Т₄ стал снижаться и достиг значений исходного уровня (116,4±4,7 нмоль/л). Статистически значимых различий в сравнении со всеми предыдущими этапами исследования не выявлено (p=0,32, 0,69 и 0,14, соответственно). При анализе частотного распределения значений Т₄ в этот период выявлена его симметричность (As=0,14), с нормальным пиковым распределением (Es=0,16).

Что касается Т₃, то его динамика оказалась противоположной, в сравнении с ТТГ и Т₄ (рис. 3).

Рис. 3 – Изменения Т₃ (M±m, нмоль/мл) у моряков Северного морского пароходства (n=35) во время грузового рейса Италия – Санкт-Петербург – Куба

 

Средний уровень Т₃ в исходной точке исследования (1,73±0,02 нмоль/л), перед рейсом, оказался статистически значимо выше, в сравнении со всеми остальными этапами (p<0,001). Кривая распределения индивидуальных значений при этом была смещена вправо (As=0,81), а пиковое распределение – островершинное (Es=0,78). На последующих этапах исследования, от самого начала рейса – Средиземноморье (1,11±0,05 нмоль/л), и далее, в течение всего рейса – Прибалтика (1,11±0,06 нмоль/л); – Карибский регион (1,14±0,05 нмоль/л), у обследуемых моряков Т₃ снизился, при этом во всех точках исследования во время рейса значимых статистический различий не было (p>0,05). Кривая распределения индивидуальных значений гормона во время всего плавания располагалась близко к центру с нормальным пиковым распределением.

Обсуждение результатов исследования

Проведенный сравнительный анализ содержания в крови гормонов гипофизарно-тиреоидного звена эндокринной регуляции (ТТГ, Т₄ и Т₃) у экипажа грузового судна Северного морского пароходства (г. Архангельск), совершившего полуторамесячный переход из трех различных климатогеографических территорий (Средиземноморье-Прибалтика-Карибский регион), выявил статистически значимые изменения изучаемых гормонов, характерных для осуществления процессов адаптации организма к внешним условиям.

Исследование показало, что у моряков в течение первых дней после начала рейса и особенно к его середине (через 2 недели) наблюдается увеличение уровня ТТГ и Т₄. К концу рейса (еще через 3 недели) уровни исследуемых гормонов снижаются и достигают значений, близких ко времени перед началом рейса. В то же время динамика Т₃ оказалась несколько противоположной – его уровни в течение рейса оказались меньше, в сравнении с дорейсовым временем.

Такие изменения исследуемых гормонов указывает на определенную роль в обеспечении общего адаптационного процесса. Известно, что состояния, связанные с трансформациями в активности регуляторных стрессорных систем, влияют и на функционирование гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси эндокринной регуляции [8]. Так, имеются сведения, что секреция адренокортикотропного гормона (АКТГ) находится в тесной зависимости от ТТГ [9]. Тиреоидные гормоны (тироксин – Т₄, трийодтиронин – Т₃) необходимы не только для обеспечения процессов роста и развития организма, дифференцировки тканей, регуляции обмена веществ и энергии, но и для поддержания определенного уровня активности функциональных систем организма, развития адаптационных реакций. Одним из важнейших эффектов тиреоидных гормонов лежит их способность оказывать пермиссивное (разрешающее) действие в отношении чувствительности тканей организма к действию катехоламинов, т.е. Т₄ и Т₃ повышают чувствительность адренорецепторов к норадреналину и адреналину и увеличивают плотность некоторых адренорецепторов на поверхности клеток, тем самым регулируя адаптационный ответ [10], [11].

Таким образом, у моряков Северного морского пароходства в течение рейса в три различных климатогеографических региона (Средиземноморье-Прибалтика-Карибский регион) выявлены изменения эндокринной секреторной функции гипофизарно-тиреоидного звена регуляции. Можно полагать, что эти изменения тесно связаны с обеспечением общего адаптационного процесса. Можно полагать, что эти изменения тесно связаны с обеспечением общего адаптационного процесса, который генерируется различными факторами в изменяющейся окружающей обстановке: метеорологические (например, температурные, барометрические, направление и скорость ветра и т.д.) перепады при трансширотных перемещениях, изменения продолжительности светового дня.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. E. Endocrinology of the stress response / E. Charmandari, C. Tsigos, G. Chrousos // Annu. Rev. Physiol. – 2005. - Vol. 67. - P. 259-284.
2. Tafet, G.E. Psychoneuroendocrinological links between chronic stress and depression / G.E. Tafet, R. Bernadini // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. – – 27 (6). – P. 893–903.
3. Schmied, E.A. Studying the Health and Performance of Shipboard Sailors: An Evidence Map / E.A. Schmied et al. // Military Medicine. – 2021. – Vol. 186 (5-6). – P. E512-E524.
4. de Blasiis, K. Photoperiod Impact on a Sailor's Sleep-Wake Rhythm and Core Body Temperature in Polar Environment / K. de Blasiis et al. // Wilderness & Environmental Medicine. – 2019. – 30 (4). – P. 343-350.
5. Branth, S. Chronic stress in long-distance offshore sailors develops an early metabolic syndrome condition / S. Branth et al. // FASEB Journal. – 2000. – Vol. ‏ 14(4). – P. A797-A797.
6. Kino T., Charmandari E., Chrousos G.P. Disorders of the Hypothalamic-Pituitary-Adrenocortical System. Handbook of Neuroendocrinology. Ed. by G. Fink, D.W. Pfaff, J. Levine. USA, NY: Acad. Press, 2012. 639-657 pp.
7. Joffe, R.T. Thyroid hormones, the brain, and affective disorders. / R.T. Joffe, S.T. Sokolov // J. Crit. Rev. Neurobiol. – 1994. – Vol. 8(2). P. 45–63.
8. McCarty, R. Learning about stress: neural, endocrine and behavioral adaptations / R. McCarty // Stress-The Int. J. Biology of Stress. – 2016. – Vol. 19(5). – P. 449-475.
9. McLay, R. Effects of peptides on animal and human behavior: a review of studies published in the first twenty years of the journal Peptides / R. McLay, W. Pan, A.J. Kastin // Peptides. – 2001. – 22(12). P. 2181-2255.
10. Daza, F.J. Influence of thyroid status on hepatic alpha 1-adrenoreceptor responsiveness / F.J. Daza, R. Parrilla, Martín-Requero // Am J Physiol. – 1997. – Vol. 6 (Pt 1.). – E1065-E1072.
11. Tsibulnikov, S. Thyroid hormones and the mechanisms of adaptation to cold / S. Tsibulnikov, L. Maslov, Voronkov et al. // Hormones-Int. J of Endocrinology and Metabolism. – 2020. – Vol. 19(3). – P. 329-339.