Динамика основных показателей углеводного обмена и возможные причины его нарушения в осенний и зимний периоды года у современных жителей-северян

Для оценки резервных возможностей организма с физиологической точки зрения важным является изучение специфического «северного» гормонально-метаболического профиля организма в критические (осенний и зимний) периоды года у практически здоровых людей, родившихся и проживающих на Севере.
Цель работы. Изучение основных характеристик углеводного обмена, а также возможных причин его нарушений в динамике осеннего и зимнего периодов года у мужчин-северян.
Материалы и методы. В осенний (октябрь) и зимний (декабрь) этапы исследования были включены 45 мужчин (средний возраст 40,0 ± 0,8 года), постоянно проживающих на территории Магаданской области. В работе использовали иммунохемилюминесцентный, ферментативный метод и иммунохроматографический анализ.
Результаты исследования. Установлено, что средние величины показателей углеводного обмена у обследуемых мужчин-северян сопоставимы с нормативными диапазонами со смещением в сторону больших значений относительно установленных пределов и не соответствуют основным критериям «полярного метаболического типа», для которого характерно проявление гипогликемии и гипоинсулинемии на фоне повышенных значений сывороточного кортизола. Показано, что в критический период года с октября по декабрь (при переходе температурной кривой через ноль) на фоне относительного «гиперкортицизма» наблюдается активация инсулярного аппарата поджелудочной железы, сопровождающаяся повышением уровня инсулина, а также развитием инсулинорезистентности при отсутствии компенсаторной секреции β-клеток поджелудочной железы. При этом наличие признаков инсулинорезистентности у мужчин-северян в зимний период года может быть обусловлено дисбалансом в сторону большего доминирования симпатического отдела вегетативной нервной системы, формируемым как ответная реакция на критический период года.
Заключение. Полученные результаты указывают на формирование трансформированного «северного» гормонально-метаболического профиля организма современного жителя Севера, который следует рассматривать как определённый адаптивный ответ на современную модификацию социально-экономического образа жизни северян (гиподинамия, избыточное питание и т. д.).

1. Бойко Е.Р., Ларсен Т., Бичкаева Ф.А. Влияние продолжительности пребывания на севере на липидный профиль сыворотки крови во время полярной ночи. Физиология человека. 1997; 23(3): 75.

2. Мартынова Н.А. Нарушения неспецифических защитных реакций организма при воздействии климатических и техногенных факторов Европейского Севера. Архангельск: Изд-во АГМА; 1998.

3. Рощевский М.П., Евдокимов В.Г., Варламова Н.Г., Рогачевская О.В. Сезонные и социальные влияния на кардиореспираторную систему жителей Севера. Физиология человека. 1995; 21(6): 55-69.

4. Averyanova IV, Vdovenko SI. Peculiarities of morphological and functional characteristics of residents of the North-East of Russia, depending on background meteorological and heliomagnetic indices. Cardiometry. 2018; 12: 55-65 doi: 10.12710/cardiometry.2018.12.5565

5. Matthews DR, Hosker JP, Rudenski AS. Homeostasis model assessment: Insulin resistance and β-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentration in man. Diabetologia. 1985; 28: 412-419. doi: 10.1007/bf00280883

6. Vardeny O, Gupta DK, Claggett B, Burke S, Shah A, Loehret L, et al. Insulin resistance and incident heart failure. JACC Heart Fail. 2013; 1(6): 531-536. doi: 10.1016/j.jchf.2013.07.006

7. Bonora E, Targher G, Alberiche M. Homeostasis model assessment closely mirrors the glucose clamp technique in the assessment of insulin sensitivity: studies in subjects with various degrees of glucose tolerance and insulin sensitivity. Diabetes Care. 2000; 23: 57-63. doi: 10.2337/diacare.23.1.57

8. Wallace TM, Levy JC, Matthews DR. Use and abuse of HOMA modeling. Diabetes Care. 2004; 27(6): 1487-1495. doi: 10.2337/diacare.27.6.1487

9. WHO European Regional Obesity Report 2022. Copenhagen, Denmark: 2022. URL: https://apps.who.int/iris/handle/10665/353747.pdf [date of access: 05.05.2023.

10. Pluta W, Dudzińska W, Lubkowska A. Metabolic obesity in people with normal body weight (MONW) – Review of diagnostic criteria. Int J Environ Res Public Health. 2022; 19(2): 624. doi: 10.3390/ijerph19020624

11. McAuley KA, Williams SM, Mann JI. Diagnosing insulin resistance in the general population. Diabetes Care. 2011; 24(3): 460-464. doi: 10.2337/diacare.24.3.460

12. Панин Л.Е. Энергетические аспекты адаптации. Л.: Медицина; 1978.

13. Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: Уральское отделение РАН; 2005.

14. Бичкаева Ф.А., Коваленко Т.Б., Бичкаев А.А., Шенгоф Б.А., Третьякова Т.В. Возрастные изменения уровня глюкозы, проинсулина и инсулина в крови у жителей Российской Арктики. Экология человека. 2021; 4: 30-39.

15. Панин Л.Е. Детерминантные системы в физике, химии, биологии. Новосибирск: Сибирское университетское издательство; 2006.

16. Бичкаева Ф.А., Власова О.С., Шенгоф Б.А., Бичкаев А.А., Нестерова Е.В., Волкова Н.И. Возрастные изменения концентрации глюкозы, её метаболитов и активности аминотрансфераз у женщин и мужчин зрелого и пожилого возраста. Экология человека. 2022; 29(3): 187-197.

17. Потеряева О.Н., Осипова Л.П., Русских Г.С., Биушкина Н.Г., Розуменко А.А., Чуркина Т.В., и др. Анализ содержания инсулина, кортизола и глюкозы в сыворотке крови поселковых жителей Ямало-Ненецкого автономного округа. Физиология человека. 2017; 43(6): 103-108.

18. Корчина Т.Я., Сухарева А.С., Корчин В.И., Лапенко В.В. Обеспеченность витамином D женщин Тюменского Севера. Экология человека. 2019; 26(5): 31-36.

19. Arunagiri A, Leena H, Pottekat A, Pamenan F, Kim S, Zeltser LM, et al. Proinsulin misfolding is an early event in the progression to type 2 diabetes. eLife. 2019; 8: 1323-1325. doi: 10.7554/eLife.44532

20. Fruehwald-Schultes B, Kern W, Born J, Fehm HL, Peters A. Hyperinsulinemia causes activation of the hypothalamuspituitary-adrenal axis in humans. Int J Obesity. 2001; 25(1): 38-40. doi: 10.1038/sj.ijo.0801695

21. Kuroe A, Fukushima M, Usami M, Ikeda M, Nakai Y, Taniguchi A, et al. Impaired B-cell function and insulin sensitivity in Japanese subjects with normal glucose tolerance. Diabetes Res Clin Pract. 2003; 59: 71-77. doi: 10.1016/s0168-8227(02)00177-8

22. Панин Л.Е. Гомеостаз и проблемы приполярной медицины (методологические аспекты адаптации). Бюллетень СО РАМН. 2010; 3(3): 6-11.

23. Шварева Н.В., Бартош Т.П. Регуляция углеводного обмена у человека на Севере. Физиология человека. 1993; 19(4): 127.

24. Агаджанян Н.А., Радыш И.В., Хисамутдинов А.Ф. Липидный и гормональный обмен у здоровых мужчин в различные сезоны года. Казанский медицинский журнал. 2009; 6: 776-779.

25. Влощинский П.Е., Колпаков А.Р. Структура питания и толерантность к глюкозе у жителей Севера. Техника и технология пищевых производств. 2011; 3(22): 17-21.

26. Догадин С.А., Ноздрачев К.Г., Крижановская Е.В., Манчук В.Т. Содержание инсулина, С-пептида и кортизола в динамике теста толерантности к глюкозе у коренных и пришлых жителей Крайнего Севера. Проблемы эндокринологии. 1997; 43(2): 7-10.

27. Хаснулин В.И., Хаснулина А.В. Особенности психоэмоционального стресса у жителей регионов севера и Сибири с дискомфортным климатом при высоком и низком содержании гормонов стресса в крови. Мир науки, культуры, образования. 2012; 5(36): 32-35.

28. Волкова Н.И., Бичкаева Ф.А. Анализ содержания кортизола и глюкозы в сыворотке крови у жителей арктического и приарктического регионов Севера зрелого возраста. Глобальные проблемы Арктики и Антарктики: Сборник научных материалов Всероссийской конференции с международным участием, посвящённой 90-летию со дня рождения академика Николая Павловича Лавёрова. 2020: 956-961.

29. Sapolsky RM, Romero LM, Munck AU. How do glucocorticoids influence stress responses? Integrating permissive, suppressive, stimulatory, and preparative action. Endocrine Rew. 2000; 21: 55. doi: 10.1210/edrv.21.1.0389

30. Kamba A, Daimon M, Murakami H, Otaka H, Matsuki K, Sato E. Association between higher serum cortisol levels and decreased insulin secretion in a general population. PLoS One. 2016; 11(11): e0166077. doi: 10.1371/journal.pone.0166077

31. Björntorp P, Rosmond R. Neuroendocrine abnormalities in visceral obesity. Int J Obes Relat Metab Disord. 2000; 24(2): S80-S85. doi: 10.1038/sj.ijo.0801285

32. Rosmond R, Björntorp P. Blood pressure in relation to obesity, insulin and the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in Swedish men. J Hypertens. 1998; 16(12 Pt 1): 1721-1726. doi: 10.1097/00004872-199816120-00003

33. Севостьянова Е.В. Особенности липидного и углеводного метаболизма человека на Севере (литературный обзор). Бюллетень сибирской медицины. 2013; 12(1): 93-100.

34. Simova I, Christov I, Bortolan G. A review on electrocardiographic changes in diabetic patients. Curr Diabetes Rev. 2015; 11(2): 102-106. doi: 10.2174/1573399811666150113161417

35. Martinez-Sanchez N, Sweeney O, Sidarta-Oliveira D, Caron A, Stanley SA, Domingos AI. The sympathetic nervous system in the 21st century: Neuroimmune interactions in metabolic homeostasis and obesity. Neuron. 2022; 110(21): 3597-3626. doi: 10.1016/j.neuron.2022.10.017