ENDOCRINE PROFILE OF THE MALE POPULATION IN RUSSIA DEPENDING ON THE GEOGRAPHIC LATITUDE OF OCCUPATION

Full Text

Проблемы экологической эндокринологии человека на Севере освещены в работах многочисленных исследователей [1, 4, 6-8]. Однако имеющиеся сведения о содержании гормонов системы гипофиз - гонады ограничиваются, как правило, лишь данными о со держании общих фракций тестостерона, эстрадиола, лютеинизующего и фолликулостимулирующего гормонов, а относительно системы гипофиз - щитовидная железа - общими фракциями йодтиронинов и содержанием тиреотропного гормона. Особенности 36 Экология человека 2016.2 Экологическая физиология содержания свободных фракций тестостерона, де-гидроэпиандростерон-сульфата, сексстероидсвязы-вающего ß-глобулина, антиспермальных антител, ингибина В, а также свободных фракций йодтиронинов у здоровых мужчин, проживающих на различных территориях Севера, изучены недостаточно [2, 3, 5, 11, 13]. Имеются также сведения об изменении андрогенной функции и активности щитовидной железы при различных их дисфункциях [14, 15, 18]. Большой объем сведений касается изменений систем гипофиз - гонады и гипофиз - щитовидная железа при естественном старении организма [16, 17, 19]. В то же время данные, касающиеся содержания более широкого спектра гормонов этих систем у различных групп населения Севера, помогут разработать региональные нормативы для проведения превентивных мероприятий, направленных на сохранение активного долголетия и улучшения качества жизни населения. Особенно это касается аборигенного населения Севера, которое меняет свой традиционный уклад жизни с кочующего на оседлый. Вследствие этого одним из актуальных направлений исследований на современном уровне является изучение особенностей содержания в периферической крови широкого спектра гормонов систем гипофиз - гонады и гипофиз - щитовидная железа у мужского населения различных территорий России с учетом группы населения. В работе будут рассмотрены особенности содержания в крови гормонов у населения (местного европеоидного и оседлого аборигенного) Заполярья в сравнении с населением приполярных (Архангельск) и среднеширотных (Вологда) территорий. Методы В период 2009-2011 годов в один и тот же сезон года (декабрь) было обследовано 136 мужчин в возрасте от 22 до 50 лет, постоянно проживающих на Севере не менее чем в трёх поколениях. Среди них 80 местных жителей г. Архангельска (64° 32' с. ш.), 19 местных жителей г. Вологда (59° 13' с. ш.) и 37 местных жителей пос. Несь Ненецкого автономного округа (66° 36' с. ш.). В пос. Несь группа мужчин была разделена по признаку национальной принадлежности: русские - 23 человека и оседлое аборигенное население (ненцы, коми) - 14 человек. Экспедиции проводились под руководством начальника экспедиционного отряда Е.В. Типисовой (2009) и К. Н. Дубинина (2010-2011). Все испытуемые давали информированное согласие на участие в исследовании. В ходе обследования, которое проводилось в утренние часы (с 8:00 до 10:00) натощак, осуществляли анкетирование, физикальный осмотр врачом, на основании заключения которого делался вывод о состоянии здоровья испытуемых, забор крови из локтевой вены. Физикальный осмотр проводился врачами Ю. Ю. Юрьевым, К. Н. Дубининым и врачом-андрологом Т.А. Бурмистровой. В ходе осмотра испытуемого и беседы с ним прово дились измерения артериального давления, антропометрических показателей, таких как рост, масса тела, выявлялись возможные симптомы заболеваний эндокринной и репродуктивной сферы. Из обследования исключались лица, состоявшие на диспансерном учете у эндокринолога и андролога, имевшие в анамнезе заболевания сердечно-сосудистой системы, низкий (<17 кг/м2) или высокий индекс массы тела (>25 кг/м2), отклонения при оценке состояния те-стикул, злоупотреблявшие алкоголем, посещавшие накануне горячую сауну, недавно перенёсшие респираторные заболевания и стрессовые нагрузки. Кровь центрифугировали в течение 15-20 мин при 1 500 об/мин. Собранную сыворотку хранили при -20 °С до определения в ней гормонов. Уровни гормонов определяли методом иммуно-ферментного анализа (ИФА) на планшетном автоанализаторе для ИФА (ELISYS Uno, Human GmbH, Германия) и фотометре Stat Fax 303 (Awareness, США). В сыворотке крови определяли уровни гормонов: тиреотропный (ТТГ), общий трийод-тиронин (Т3), общий тироксин (Т4), свободный трийодтиронин (св.Т3), свободный тироксин (св.Т4), лютеинизирующий (ЛГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), тестостерон, пролактин, прогестерон, деги-дроэпиандростерон-сульфат (DHEA-S) с использованием наборов фирмы Human GmbH; свободный тестостерон (св. тестостерон), антиспермальные антитела (Sperm Antibody), сексстероидсвязыва-ющий ß-глобулин (SHBG) - наборами фирмы DRG (Германия), ингибин B - наборами фирмы Becman Coulter (США). Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ «Statistica 6.0» (StatSoft, Inc. USA). В процессе обработки данных выполнены: 1) проверка нормальности распределения количественных признаков с использованием критерия Шапиро - Уилка; 2) оценка медиан, процентильных интервалов изучаемых признаков в группах; 3) сравнение групп с использованием U-критерия Манна - Уитни. Пороговое значение уровня значимости принято равным 0,05, тенденцией считали значения более 0,05, но менее 0,1. Вычислены медианы и перцентили интервалом 10-90 % для того, чтобы исключить более редкие и выпадающие из общей массы значения концентраций гормонов [9]. Результаты Анализ особенностей содержания в крови гормонов системы гипофиз - щитовидная железа у групп мужчин, проживающих на разных географических широтах, показал, что содержание ТТГ было выше у обследуемого населения (местное европеоидное и оседлое аборигенное), проживающего в Заполярье (Несь), по сравнению с жителями приполярной территории (Архангельск), соответственно p = 0,031; 0,007, и жителями Вологды, p = 0,034; р = 0,05 (таблица). По уровню Т3 в крови не было пока 37 Экологическая физиология Экология человека 2016.2 зано значимых различий в его содержании у жителей Заполярья и приполярной территории, однако было отмечено его более низкое значение у мужчин, проживающих на территории Вологды, чем у жителей как Архангельска (p = 0,027), так и Заполярья (p = 0,035). Концентрации свободных фракций Т3 имеют значимые различия в рассматриваемых группах мужчин - наибольшие их уровни у жителей заполярных территорий по сравнению с проживающими в Архангельске (p = 0,021) и Вологде (p = 0,0075). Содержание Т4 значимо отличается у мужчин разных географических широт -максимальное его значение у европеоидного и аборигенного населения Заполярья по сравнению с таковым у мужчин Архангельска, соответственно p = 0,024; p = 0,037. Минимальное значение Т4 было показано у мужчин, проживающих в Вологде, по сравнению как с жителями Архангельска, так и с европеоидным и аборигенным населением Заполярья, соответственно p < 0,001; p = 0,008; p < 0,001. Уровни св. Т4 не имели отличий у населения заполярных и приполярных территорий, однако превышали его содержание у мужчин Вологды, соответственно p = 0,023; p < 0,001. Относительно содержания гипофизарных гормонов системы гипофиз - гонады было показано, что уровни ЛГ и ФСГ являются максимальными у мужчин Вологды по сравнению с жителями Архангельска, соответственно p = 0,006 и p = 0,007. Повышенное содержание ФСГ регистрировали также у оседлого аборигенного населения Заполярья по сравнению с жителями Архангельска (p = 0,004). Концентрации ингибина B у обследуемых мужчин европеоидного, аборигенного населения Заполярья, местного населения Вологды были выше, чем у мужчин Архангельск, соответственно p < 0,001; p < 0,001; p < 0,001. Уровни DHEA-S были максимальными в группе мужчин, проживающих в Вологде, по сравнению с мужчинами как Архангельска (p = 0,025), так и оседлого аборигенного населения Заполярья (p = 0,031). Уровни тестостерона имели тенденцию к более высоким значениям у европеоидного населения Заполярья по сравнению с местными жителями Архангельск (p = 0,071) и оседлым аборигенным населением Заполярья (p = 0,083). В содержании свободных фракций тестостерона было показано его повышение у европеоидного населения Заполярья и жителей Вологды по сравнению с населением Архангельска, соответственно p = 0,025 и p = 0,061. Анализ содержания Sperm. Antibody показал, что минимальное их содержание было у европеоидного и аборигенного населения Заполярья по сравнению с мужчинами Архангельска, соответственно p = 0,041; p = 0,027, и мужчинами Вологды, p = 0,015; p = 0,036. Концентрации прогестерона были минимальными у оседлого аборигенного населения Заполярья по сравнению с мужчинами Архангельска (p = 0,025). В содержании SHBG регистрировали его повышение у европеоидного и оседлого населения Заполярья по сравнению с жителями Архангельска, соответственно p = 0,065 и p = 0,037. Содержание гормонов систем гипофиз - щитовидная железа, гипофиз - гонады, уровня кортизола у мужчин 22-50 лет, проживающих на различных географических широтах Показатель, норма г. Архангельск, местное европеоидное население Пос. Несь, местное европеоидное население Пос. Несь, оседлое аборигенное население г. Вологда, местное европеоидное население 1 2 3 4 ТТГ 0,3-6,2 мМе/л 1,3 (0,7; 2,7) 1,7 (1,2; 3,4)*1 2,1 (1,0; 5,2)**1 1,1 (0,5; 2,7)**2, Т3 Т 3 1,1-3,1 нмоль/л 1,4 (1,1; 2,0) 1,5 (1,1; 2,5) 1,4 (0,8; 1,8) 1,2 (0,8; 2,1)*1'2 Т4 56,6-138,9 нмоль/л 84,1 (62,1; 108,1) 114,1 (90,8; 126,8)*1’Т3 103,9 (65,4; 126,3)*1 63,4 (51,0; 109,5)*”U;”2 св. Т3 2,1 - 6,5 пмоль/л 4,4 (1,9; 6,5) 5,4 (3,4; 8,1)*1 5,7 (2,2; 9,5) 4,3 (3,6; 5,3)**3 св. Т4 10,2-25,7 пмоль/л 17,8 (15,2; 20,0) 17,7 (15,3; 21,9) 17,4 (14,1; 20,5) 14,3 (11,8; 28,1)***1; Т2; *3 ЛГ 0,7-7,4 МЕ/л 3,3 (1,4; 6,0) 3,6 (1,9; 6,6) 2,7 (1,4; 3,7) 4,3 (1,8; 10,7)**1; Т3 ФСГ 1,0-14,0 МЕ/л 3,2 (1,6; 7,1) 4,1 (2,4; 6,1)**1 4,7 (2,6; 6,5)**1 5,6 (2,0; 9,1)***1 Ингибин B 25,0-325,0 109,2 (72,9; 194,5) 195,4 (137,7; 311,6)***1 196,1 (126,3; 256,4)***1 211,2 (139,2; 279,8г*1 DHEA-S 2,6-10,9 мкмоль/л 5,9 (3,5; 9,5) 5,9 (3,8; 9,4) 5,1 (3,6; 8,2)Т2 6,5 (2,3; 16,3)*1'3 Тестостерон 12,1-29,8 нмоль/л 17,7 (12,7; 27,2) 19,5 (16,3; 29,6)Т13 18,1 (13,4; 28,8) 17,3 (9,2; 27,1)Т2 Св. тестостерон 4,5-42,0 пг/мл 12,0 (5,5; 19,1) 14,5 (7,0; 26,2)*1 14,8 (5,8; 18,6) 13,8 (5,3; 37,0)Т1 Sperm. Antibody 0-60,0 МЕ/мл 38,2 (24,3; 67,3) 31,9 (21,8; 42,2)*1 29,0 (23,3; 40,4)*1 37,2 (28,5; 53,4)*2’3 Про гестерон 0,3-3,2 нмоль/л 1,5 (0,7; 3,0) 1,7 (0,6; 2,3) 0,9 (0,8; 3,5)*1 1,4 (0,6; 2,5) Пролактин 1,8-17,0 нг/мл 8,2 (4,1; 16,7) 11,1 (2,5; 21,5) 7,1 (4,1; 13,8) 10,1 (4,5; 20,2) SHBG 15,0-100,0 нмоль/л 41,1 (22,8; 79,5) 49,7 (30,6; 79,4)Т1 56,6 (31,1; 116, 6)*1 45,8 (15,1; 91,5) Примечание. Т2,3 - 0,05 < p < 0,1 - статистическая тенденция по сравнению с группой 2, 3; *1, *3 - p < 0,01 по сравнению с группой 1, 3; **1, 2> 3 - p < 0,01 по сравнению с группой 1, 2, 3; ***1 - p < 0,001 по сравнению с группой 1. Обсуждение результатов Настоящее исследование является продолжением изучения адаптационных процессов эндокринной системы жителей Севера, которыми на протяжении многих лет занимаются исследователи [1, 4, 10, 12]. Однако методический подход, который был 38 Экология человека 2016.2 Экологическая физиология применен в данном исследовании, а именно включение в группу сравнения жителей среднеширотных регионов, а не использование в качестве сравнения норм, предложенных в инструкциях к тест-системам используемых наборов, позволяет более критично выявить присущие особенности функционирования эндокринных звеньев у лиц, проживающих на разных географических широтах. Кроме того, исследование в разных районах было проведено в один и тот же период года - декабрь, что также позволяет избежать методических ошибок при решении поставленной задачи. В данном исследовании существенно расширен спектр изучаемых в более ранних работах гормонов, позволяющих значительно дополнить представления об адаптационных механизмах изменения систем гипофиз - щитовидная железа и гипофиз - гонады у разных групп населения Севера России. Изучение особенностей эндокринного профиля у разных групп населения Европейского Севера на современном этапе представляется особенно актуальным ввиду того, что проведенное исследование включает в себя группу оседлых аборигенов, которые сменили свой традиционный уклад жизни с кочующего на оседлый. Нами показано, что содержание таких гормонов, как ТТГ, Т4 и св. Т3, повышается у жителей Заполярья по сравнению с жителями приполярных и среднеширотных регионов. Ранее при использовании параметрической статистики было показано лишь значимое повышение уровня Т4 и тироксинсвязы-вающего глобулина у жителей Архангельск и Заполярья по сравнению с нормативами, указанными в наборах, которые принимаются за среднеширотные нормы [12]. В более поздних исследованиях при изучении эндокринного профиля у жителей разных географических широт было показано значительное расширение пределов колебаний гормонов системы гипофиз - щитовидная железа для жителей заполярных районов по сравнению с жителями приполярных территорий и наличие высокого содержания свободных фракций Т3 [2, 3, 10] для населения Заполярья, а также лиц, работающих на открытом воздухе в условиях низких температур, у кочующего населения. Также при исследовании различных возрастных групп было обнаружено повышение уровней ТТГ, Т4 и св.Т3 у мужчин заполярных территорий [11]. В данном исследовании нами показано, что концентрации таких гормонов, как Т3 и св. Т4, значимо снижаются у мужчин среднеширотной территории по сравнению как с приполярными, так и заполярными территориями России. Качественный подход к методологии исследования с использованием непараметрических методов анализа позволил в данной работе показать значимые различия в содержании гормонов системы гипофиз - щитовидная железа у жителей разных широт проживания. Впервые было показано, что у мужчин, проживающих в Вологде, выше содержание в крови уровней ЛГ, ФСГ, св. тестостерона, ингибина B и DHEA-S, чем у жителей Архангельска, что может свидетельствовать о большей активности в механизмах регуляции и усилении резервных возможностей системы гипофиз - гонады у жителей районов, приближенных к средним широтам, в отличие от снижения активности репродуктивной функции у жителей приполярных территорий. Характерной отличительной чертой системы гипофиз - гонады у населения, проживающего за Полярным кругом (Несь), в отличие от жителей Архангельска явилось, как и у населения Вологды, более высокое содержание ФСГ и ингибина В как у русского, так и аборигенного оседлого населения. У населения Заполярья уровни тестостерона, его свободных фракций и содержание SHBG были выше, чем у русских жителей Архангельска. В противовес этому содержание Spem. Antibody у жителей Заполярья (русские и оседлые аборигены) было ниже их уровня у жителей Архангельска и Вологды, что также может указывать на наличие механизмов, способствующих положительным тенденциям качества спермальной жидкости у жителей заполярных регионов. На фоне этого отмечено некоторое понижение у оседлого аборигенного населения содержания прогестерона по сравнению с жителями Архангельска, а также тенденция снижения уровня DHEA-S в отличие от проживающего в Заполярье русского населения, что может свидетельствовать о наличии скрытых тенденций снижения резервов синтеза стероидных гормонов у населения, сменившего свой традиционный уклад жизни с кочевого на оседлый. Ранее была показана минимизация функционального звена фоллитропин - тестостерон у жителей Севера, в основном это касалось ФСГ [1, 10], однако при сравнении его уровней со значениями у жителей других районов был показан лишь более широкий предел варьирования данного показателя у жителей Заполярья [10]. В более поздних работах при анализе возрастной динамики уровней гормонов в некоторых возрастных группах нами показано более высокое содержание ФСГ и снижение уровня антиспермаль-ных антител у жителей Заполярья по сравнению с мужчинами Архангельска [5]. Следовательно, функциональная активность системы гипофиз - щитовидная железа (ТТГ, Т4, св. Т3) у мужского европеоидного и оседлого аборигенного населения Заполярья превышает ее уровень у жителей приполярных территорий (Архангельск). В то же время у мужчин, проживающих на среднеширотных территориях (Вологда), выявлена минимальная активность системы гипофиз - щитовидная железа (Т3, св. Т4) по сравнению с жителями заполярных и приполярных территорий. Функциональная активность системы гипофиз - гонады у мужчин Вологды (ЛГ, ФСГ, св. тестостерон, ингибин B, DHEA-S) и Неси (ФСГ, ингибин B, тестостерон, св. тестостерон, SHBG) выше, чем у жителей Архангельска. Уровни антиспермальных антител были минимальными у мужчин пос. Несь. Между тем смена традиционного уклада 39 Экологическая физиология Экология человека 2016.2 жизни с кочевого на оседлый приводит к негативным тенденциям снижения резервов синтеза стероидных гормонов у оседлого аборигенного населения, что проявляется снижением уровней прогестерона и DHEA-S в крови. Таким образом, максимальная активность системы гипофиз - щитовидная железа показана для европеоидного и оседлого аборигенного населения Заполярья, а системы гипофиз - гонады - для жителей среднеширотной территории и Заполярья.

About the authors

E V Tipisova

Institute of Environmental Physiology Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: tipisova@rambler.ru
Arkhangelsk, Russia

A E Elfimova

Institute of Environmental Physiology Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Arkhangelsk, Russia

I N Gorenko

Institute of Environmental Physiology Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Arkhangelsk, Russia

V A Popkova

Institute of Environmental Physiology Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Arkhangelsk, Russia

References

Supplementary files