Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Экология человека1728-08692949-1444Eco-Vector70362210.17816/humeco703622ORIGINAL STUDY ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯUnknownSeasonal dynamics of endocrine parameters in young men and women in the Subarctic and their relationship with photoperiod and meteorological factorsСезонная динамика эндокринных показателей у молодых мужчин и женщин в Субарктике и их взаимосвязь с фотопериодом и метеорологическими факторамиhttps://orcid.org/0000-0003-3097-942757140775500AGA-9279-20222220-1377MolodovskayaIrina NikolaevnaМолодовскаяИрина Николаевна
Russian Federation

Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher at the laboratory of endocrinology named after professor A. V. Tkachev of the Institute of physiology of natural adaptations

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории эндокринологии имени профессора А.В. Ткачёва Института физиологии природных адаптаций

pushistiy-86@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6133-82494062-8845ZyabishevaValentina NikolaevnaЗябишеваВалентина Николаевна
Russian Federation

Junior Researcher at the laboratory of endocrinology named after professor A. V. Tkachev of the Institute of physiology of natural adaptations

младший научный сотрудник лаборатории эндокринологии имени проф. А.В. Ткачева Института физиологии природных адаптаций

razvalush@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2097-38069490-2026TipisovaElena Vasil'evnaТиписоваЕлена Васильевна
Russian Federation

Dr. Sc.(Biology), chief research scientist, Head of laboratory of endocrinology named after prof. A.V. Tkachev of the Institute of physiology of natural adaptations

доктор биологических наук, главный научный сотрудник, заведующая лабораторией эндокринологии имени проф. А.В. Ткачева Института физиологии природных адаптаций

tipisova@rambler.ruN. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения Российской академии наук090420263340203202617032026Copyright ©; , Eco-VectorCopyright ©; , Эко-ВекторCopyright ©; , Eco-VectorEco-VectorЭко-ВекторEco-Vectorhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/703622

BACKGROUND: Monitoring the hormonal profiles of the same individuals during contrasting seasonal changes in Subarctic climatic and geophysical factors allows for the identification of periods with reduced endocrine adaptive capacity, facilitating timely intervention for pre-pathological states.

AIM: To assess the impact of seasonal meteorological dynamics on serum thyroid and sex hormone levels in a subarctic temperate continental climate of the Subarctic.

METHODS: A prospective, uncontrolled, analytical study was conducted among 40 clinically healthy residents of Arkhangelsk (20 men and 20 women). Blood samples were collected every 3 months for a year. Relationships between hormonal and climatic data were assessed using the Spearman correlation coefficient.

RESULTS: Statistically significant variability was found in the levels of total iodothyronine fractions, thyroxine-binding globulin, estradiol, and antisperm antibodies (ASAB) in the men studied, showing correlations with climatic factors. Free iodothyronine levels in men exhibited a low-amplitude year-round rhythm and appeared independent of seasonal factors. In contrast, in women, both fractions positively correlated with daylength, while free thyroxine negatively correlated with air humidity. Overall, thyroid function parameters, regardless of gender, were positively correlated with daylength and air temperature, and negatively correlated with atmospheric pressure and humidity. The study suggests that, unlike in women, men exhibit minor circannual fluctuations in estradiol and ASAB levels that correspond to changes in daylength, atmospheric pressure, and air temperature.

CONCLUSION: The findings indicate that the summer season, characterized by a long photoperiod, is associated with increased activity of the pituitary-thyroid axis. In contrast, ovarian function shows no significant correlation with daylength.

Обоснование. Изучение гормонального профиля одних и тех же лиц в условиях контрастных сезонных изменений климатогеофизических факторов Субарктики позволяет эффективно выявлять периоды снижения адаптивных возможностей эндокринной системы снижены, что поможет своевременно проводить коррекцию предпатологических состояний.

Цель. Изучить влияние сезонной динамики метеорологических факторов умеренно-континентального климата Субарктики на сывороточные уровни тиреоидных и половых гормонов.

Материал и методы. Проведено аналитическое проспективное неконтролируемое исследование с участием 40 клинически здоровых жителей г. Архангельска, в том числе 20 мужчин и 20 женщин. Образцы крови собирали каждые 3 месяца в течение года. Взаимосвязи между гормональными и климатическими показателями оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена.

Результаты. У обследованных мужчин выявлена статистически значимая вариабельность уровней общих фракций йодтиронинов, тироксинсвязывающего глобулина, эстрадиола и антиспермальных антител (АСАТ), коррелирующая с факторами климата. Уровни свободных фракций йодтиронинов у мужчин характеризуются незначительной величиной амплитуды круглогодичного ритма и, вероятно, не зависят от сезонных факторов. Напротив, у женщин содержание свободных фракций положительно коррелирует с длиной светового дня, а уровень свободного тироксина — отрицательно с влажностью воздуха. В целом показатели функции щитовидной железы независимо от пола демонстрируют прямую взаимосвязь с длиной светового дня и температурой воздуха, и обратную — с атмосферным давлением и влажностью. У мужчин, в отличие от женщин, обнаружены цирканнуальные различия в уровнях эстрадиола и АСАТ, сопоставимые с изменениями продолжительности светового дня, колебаниями атмосферного давления и температуры воздуха.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о том, что летний период с длинным фотопериодом ассоциирован с повышенной активностью гипофизарно-тиреоидной оси, в то время как функция яичников не проявляет значимой зависимости от продолжительности светового дня.

sex hormonesthyroid hormonescircannual rhythmclimateEuropean northполовые гормонытиреоидные гормоныцирканнуальный ритмклиматЕвропейский северThe work was carried out within the framework of the program of fundamental scientific research of FCIAR UrB RAS according to the research project № 125021902585-2.Работа выполнена в рамках программы ФНИР ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН (номер гос. регистрации 125021902585-2) с использованием оборудования ЦКП КТ РФ-Арктика (ФИЦКИА УрО РАН).1. Scott EM, Grant PJ. Neel revisited: the adipocyte, seasonality and type 2 diabetes. Diabetologia. 2006;49:1462–1466. doi:10.1007/s00125-006-0280-x1. Scott E.M., Grant P.J. Neel revisited: the adipocyte, seasonality and type 2 diabetes // Diabetologia. 2006. Vol. 49. P. 1462–1466. doi:10.1007/s00125-006-0280-x2. Lincoln GA, Andersson H, Loudon A. Clock genes in calendar cells as the basis of annual timekeeping in mammals- a unifying hypothesis. J Endocrinol. 2003;179(1):1–13. doi: 10.1677/joe.0.17900012. Lincoln G.A., Andersson H., Loudon A. Clock genes in calendar cells as the basis of annual timekeeping in mammals- a unifying hypothesis // J Endocrinol. 2003. Vol. 179, N 1. P. 1–13. doi: 10.1677/joe.0.17900013. Zhang Z, Boelen A, Kalsbeek A, Fliers E. TRH neurons and thyroid hormone coordinate the hypothalamic response to cold. Eur Thyroid J. 2018;7(6):279–288. doi: 10.1159/0004939763. Zhang Z., Boelen A., Kalsbeek A., Fliers E. TRH Neurons and Thyroid Hormone Coordinate the Hypothalamic Response to Cold // Eur Thyroid J. 2018. Vol. 7, Iss. 6. P. 279–288. doi: 10.1159/0004939764. Levy SB, Leonard WR, Tarskaia LA, et al. Seasonal and socioeconomic influences on thyroid function among the Yakut (Sakha) of Eastern Siberia. Am J Hum Biol. 2013;25(6):814–820. doi: 10.1002/ajhb.224574. Levy S.B., Leonard W.R., Tarskaia L.A., et al. Seasonal and socioeconomic influences on thyroid function among the Yakut (Sakha) of Eastern Siberia // Am J Hum Biol. 2013. Vol. 25, N 6. P. 814–820. doi: 10.1002/ajhb.224575. Dyomin DB, Poskotinova LV. Photo independent changes in the endocrine system activity in teenagers from different European north latitudes. Aerospace and Environmental Medicine. 2008;48(4):43–47. (in Russ).5. Демин Д.Б., Поскотинова Л.В. Фотозависимые изменения активности эндокринной системы подростков, проживающих на различных географических широтах Европейского Севера // Авиакосмическая и Экологическая Медицина. 2008. Т. 48, № 4. С. 43–47.6. Ramenskaya EB. The influence of seasonality and photoperiodism on the hormonal profile of northern residents. Adaptation and resistance of the organism in the North (physiological and biochemical mechanisms). Syktyvkar, 1990. (in Russ).6. Раменская Е.Б. Влияние сезонности и фотопериодизма на гормональный профиль жителей Севера // Адаптация и резистентность организма на Севере (физиолого-биохимические механизмы). Сыктывкар, 1990. С. 35–41.7. Do NV, Mino L, Merriam GR, et al. Elevation in serum thyroglobulin during prolonged Antarctic residence: effect of thyroxine supplement in the polar 3,5,3'-triiodothyronine syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2004;89(4):1529–1533. doi: 10.1210/jc.2003-0317477. Do N.V., Mino L., Merriam G.R., et al. Elevation in serum thyroglobulin during prolonged Antarctic residence: effect of thyroxine supplement in the polar 3,5,3'-triiodothyronine syndrome // J Clin Endocrinol Metab. 2004. Vol. 89, N 4. P. 1529–1533. doi: 10.1210/jc.2003-0317478. Andersen S, Bruun NH, Pedersen KM, Laurberg P. Biologic variation is important for interpretation of thyroid function tests. Thyroid. 2003;13(11):1069–1078.8. Andersen S., Bruun N.H., Pedersen K.M., Laurberg P. Biologic variation is important for interpretation of thyroid function tests // Thyroid. 2003. V. 13, N 11. P. 1069–1078.9. Moskovic DJ, Eisenberg ML, Lipshultz LI. Seasonal fluctuations in testosterone-estrogen ratio in men from the Southwest United States. J Androl. 2012;33(6):1298–1304. doi: 10.2164/jandrol.112.0163869. Moskovic D.J., Eisenberg M.L., Lipshultz L.I. Seasonal fluctuations in testosterone-estrogen ratio in men from the Southwest United States // J Androl. 2012. Vol. 33, Iss. 6. P. 1298–1304. doi: 10.2164/jandrol.112.01638610. Svartberg J, Jorde R, Sundsfjord J, et al. Seasonal variation of testosterone and waist to hip ratio in men: the Tromsø study. J Clin Endocrinol Metab. 2003;88(7):3099–3104. doi: 10.1210/jc.2002-02187810. Svartberg J., Jorde R., Sundsfjord J., et al. Seasonal variation of testosterone and waist to hip ratio in men: the Tromsø study // J Clin Endocrinol Metab. 2003. Vol. 88, Iss. 7. P. 3099–3104. doi: 10.1210/jc.2002-02187811. Svartberg J, Barrett-Connor E. Could seasonal variation in testosterone levels in men be related to sleep? Aging Male. 2004;7(3):205–210. doi: 10.1080/1368553041233128469611. Svartberg J., Barrett-Connor E. Could seasonal variation in testosterone levels in men be related to sleep? // Aging Male. 2004. Vol. 7, Iss. 3. P. 205–210. doi: 10.1080/1368553041233128469612. Brambilla DJ, O'Donnell AB, Matsumoto AM, McKinlay JB. Lack of seasonal variation in serum sex hormone levels in middle-aged to older men in the Boston area. J Clin Endocrinol Metab. 2007;92(11):4224–4229. doi: 10.1210/jc.2007-130312. Brambilla D.J., O'Donnell A.B., Matsumoto A.M., McKinlay J.B. Lack of seasonal variation in serum sex hormone levels in middle-aged to older men in the Boston area // J Clin Endocrinol Metab. 2007. Vol. 92. Iss. 11. P. 4224–4229. doi: 10.1210/jc.2007-130313. Kauppila A, Pakarinen A, Kirkinen P, Mäkilä U. The effect of season on the circulating concentrations of anterior pituitary, ovarian and adrenal cortex hormones and hormone binding proteins in the subarctic area; evidence of increased activity of the pituitary-ovarian axis in spring. Gynecol Endocrinol. 1987;1(2):137–150. doi: 10.3109/0951359870903067813. Kauppila A., Pakarinen A., Kirkinen P., Mäkilä U. The effect of season on the circulating concentrations of anterior pituitary, ovarian and adrenal cortex hormones and hormone binding proteins in the subarctic area; evidence of increased activity of the pituitary-ovarian axis in spring // Gynecol Endocrinol. 1987. Vol. 1, Iss. 2. P 137–150. doi: 10.3109/0951359870903067814. Martikainen H, Ruokonen A, Tomás C, Kauppila A. Seasonal changes in pituitary function: amplification of midfollicular luteinizing hormone secretion during the dark season. Fertil Steril. 1996;65(4):718–720. doi: 10.1016/s0015-0282(16)58202-814. Martikainen H., Ruokonen A., Tomás C., Kauppila A. Seasonal changes in pituitary function: amplification of midfollicular luteinizing hormone secretion during the dark season // Fertil Steril. 1996. Vol. 65. Iss. 4. P. 718–720. doi: 10.1016/s0015-0282(16)58202-815. Molodovskaya IN, Tipisova EV, Popkova VA, et al. Photoperiodic variation of thyroid hormones and autoantibodies in males of the European North. Yakut Medical Journal. 2020;2:77–80. doi: 10.25789/YMJ.2020.70.23. (in Russ).15. Молодовская И.Н., Типисова Е.В., Попкова В.А., и др. Фотопериодическая вариация гормонов щитовидной железы и аутоантител у мужчин Европейского Севера // Якутский медицинский журнал. 2020. № 2. С. 77–80. doi: 10.25789/YMJ.2020.70.2316. Tipisova EV, Ziabischeva VN, Alikina VA, et al. Comparative gender analysis of photoperiodic dynamics of the thyroid profile, thyroid antibodies and dopamine in blood of people living in Arkhangelsk. Aerospace and Environmental Medicine. 2025;59(2):46–53. doi: 10.21687/0233-528X-2025-59-2-46-53. (in Russ).16. Типисова Е.В., Зябишева В.Н., Аликина В.А., и др. Сравнительный гендерный анализ фотопериодической динамики тиреоидного профиля, уровней тиреоидных антител и дофамина в крови жителей г. Архангельска // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2025. Т. 59, № 2. С. 46–53. doi: 10.21687/0233-528X-2025-59-2-46-5317. Tipisova EV, Elfimova AE, Alikina VA, et al. Activity of the hypothalamic-pituitary-gonadal system in men of the European north under different photoperiods. Russian Journal of Human Reproduction. 2023;29(2):101–109. doi: 10.17116/repro202329021101. (in Russ).17. Типисова Е.В., Елфимова А.Э., Аликина В.А., и др. Активность системы гипоталамус-гипофиз-гонады у мужчин Европейского Севера в разные фотопериоды // Проблемы репродукции. 2023. Т. 29, № 2. С. 101–109. doi: 10.17116/repro20232902110118. Evdokimova TK., Tkachev AV. Women’s reproductive health in the North. Human Physiology. 2000;26(1):77–82. (in Russ).18. Евдокимова Т.К., Ткачев А.В. Репродуктивное здоровье женщин на Севере // Физиология человека. 2000. Т. 26, № 1. С. 77–82.19. Martínez-Campa C, González A, Mediavilla MD, et al. Melatonin inhibits aromatase promoter expression by regulating cyclooxygenases expression and activity in breast cancer cells. Br J Cancer. 2009;101(9):1613–1619. doi: 10.1038/sj.bjc.660533619. Martínez-Campa C., González A., Mediavilla M.D., et al. Melatonin inhibits aromatase promoter expression by regulating cyclooxygenases expression and activity in breast cancer cells // Br J Cancer. 2009. Vol. 101, Iss. 9. P. 1613–1619. doi: 10.1038/sj.bjc.660533620. Nelson RJ, Demas GE. Seasonal changes in immune function. Q Rev Biol. 1996;71(4):511‒548. doi: 10.1086/41955520. Nelson R.J., Demas G.E. Seasonal changes in immune function // Q Rev Biol. 1996. Vol. 71, Iss. 4. P. 511‒548. doi: 10.1086/419555