Введение
Длительное воздействие, недопустимые степени воздействия факторов судовой среды вызывают функциональные отклонения, которые могут перерасти в преморбидные и патологические состояния. Изучение их влияния - насущная задача для решения вопросов здоровья и трудоспособности плавсостава [1]. Известно, что у работников водного транспорта трудовая деятельность связана с воздействием широкого спектра профессиональных вредностей: шум, вибрация, электромагнитные поля, качка, частая смена часовых и климатических поясов и т.д. [2].
Среди биохимических показателей выделяются две функциональные группы: эталонные (глюкоза, холестерол, мочевина, креатинин, общий белок, альбумин) и динамические (АСТ, АЛТ, ЩФ, ГГТ, ЛДГ, ГБД и КФК) параметры. Эталонные показатели по своей биохимической природе являются метаболитами, а динамические — ферментами.
Объект и методы исследования
Для оценки воздействия длительной навигации (4-5 месяцев) на метаболические процессы у 98 мужчин - членов плавсостава (средний возраст 46,08±13,44 лет), работников водного транспорта Республики Саха (Якутия) проведен сравнительный анализ биохимических параметров.
Кровь для обследования забирали из локтевой вены утром натощак с последующим центрифугированием в течение 15 мин при 3000 об/мин. Определение активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), щелочной фосфатазы (ЩФ), креатинфофсфокиназы (КФК), креатинкиназы-МВ (ККМВ), гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ), аспартат- и аланинаминотрансфераз (АСТ, АЛТ), уровней глюкозы, общего белка, альбумина, триглицеридов (ТГ), мочевины, креатинина, мочевой кислоты (МК), общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС-ЛПВП), проводили энзиматическим методом на автоматическом биохимическом анализаторе «Labio-200» (Китай) с использованием реактивов «Analiticon» (Германия). Липопротеиды низкой и очень низкой плотности (ЛПНП, ЛПОНП) рассчитывали по формулам:
ЛПНП = ОХС – ЛПОНП – ЛПВП, где ЛПНП – липопротеиды низкой плотности, ОХС – общий холестерин, ЛПВП – липопротеиды высокой плотности; ЛПОНП = ТГ / 2,2, где ЛПНП – холестерин липопротеид низкой плотности, ТГ – триглицериды. Коэффициент атерогенности (КА) рассчитывали по формуле [56]: КА = (ОХС–ХС–ЛПВП) / ХС-ЛПВП, где КА – коэффициент атерогенности, ОХС – общий холестерин, ХС-ЛПВП – холестерин липопротеид высокой плотности, Коэффициент де Ритиса (КДР) рассчитывали по формуле [184]: КДР = АСТ / АЛТ, где КДР – коэффициент де Ритиса, АСТ – аспартатаминотрансфераза, АЛТ – аланинаминотрансфераза. Лабораторные исследования проводились в условиях постоянного внутреннего и внешнего контроля качества. Для статистической обработки полученных данных использована лицензионная программа SPSS версия 22.0 (StatSoft Inc, США). Равенство выборочных средних двух числовых множеств проверяли по непараметрическому U-критерию Манна-Уитни для независимых выборок. Во всех случаях р<0,05 считали статистически значимым.
Результаты исследования
Описательный анализ выявил, что медиана глюкозы после навигации составила 5,67 ммоль/л, что превышает верхнюю границу нормы (≥ 5,5 ммоль/л). Все остальные медианы биохимических параметров находились в диапазоне нормы и не превышали верхних границ нормы (табл.).
Сравнительный анализ установил статистически значимые различия по 9 биохимическим параметрам, так после рейса все выявленные различия, за исключением ЛДГ и коэффициента де Ритиса (АСТ/АЛТ), характеризуются повышением значений по сравнению с данными до навигации. Уровень глюкозы плазмы крови является одной из важнейших гомеостатических констант организма.
Таблица 1. Динамика изменений биохимических параметров у членов плавсостава
|
Показатель, референсные значения |
До рейса |
После рейса |
р |
|
Глюкоза, (3,3 – 5,5 ммоль/л) |
5,1 (4,70; 5,62) |
5,67 (5,2; 6,1) |
0,000 |
|
Мочевина, (5 – 12,1 ммоль/л) |
5,5 (4,6; 6,2) |
5,91 (4,5; 6,82) |
0,071 |
|
Креатинин, (50 – 120 мкмоль/л) |
90 (84,75; 96,25) |
97 (90,75; 105) |
0,000 |
|
Общий белок, (65 – 85 г/л) |
76,4 (72,2; 78,7) |
74,25 (72,15; 76,82) |
0,063 |
|
Альбумин, (34 – 48 г/л) |
45,55 (42,92; 48,15) |
46,15 (44,77; 47,7) |
0,964 |
|
МК (мужчины 268-488 мкмоль/л) |
384 (341,5; 444) |
411 (362,75; 472,25) |
0,000 |
|
ТГ, (0,5-1,7 ммоль/л) |
1,20 (0,87; 1,89) |
1,29 (0,95; 1,83) |
0,528 |
|
ОХС, (3,6-6,5 ммоль/л) |
5,11 (4,48; 5,85) |
5,3 (4,46; 5,94) |
0,101 |
|
ХС-ЛПВП, (0,78-2,2 ммоль/л) |
1,08 (0,94; 1,3) |
1,09 (0,96; 1,32) |
0,113 |
|
ХС-ЛПНП, (1,68-4,53 ммоль/л) |
3,24 (2,73; 4,14) |
3,48 (2,74; 4,19) |
0,549 |
|
ХС-ЛПОНП, (0,26-1,5 ммоль/л) |
0,55 (0,40; 0,88) |
0,59 (0,43; 0,84) |
0,894 |
|
КА, (˂3,5) |
3,70 (2,8; 4,84) |
3,7 (2,8; 4,52) |
0,847 |
|
ЛДГ, (225-450 Ед/л) |
379 (343; 426,25) |
335,5 (309,5; 396) |
0,000 |
|
КФК, (˂ 190 Ед/л) |
108,5 (71,75; 145,75) |
123 (81,75; 168,75) |
0,001 |
|
КК-МВ, (0 - 25 Ед/л) |
23 (18, 33) |
23 (19; 28) |
0,179 |
|
ЩФ, (˂ 258 Ед/л) |
191 (163,5; 220) |
215,5 (182; 253) |
0,000 |
|
ГГТ, (11 – 50 Ед/л) |
32 (25; 55) |
40,5 (29; 64,5) |
0,000 |
|
АЛТ, (˂ 30 Ед/л) |
15 (11; 26) |
26,5 (16,75; 39) |
0,000 |
|
АСТ, (˂ 40 Ед/л) |
21 (19; 28) |
23,5 (18; 30) |
0,066 |
|
КДР, (1,3 – 1,5) |
1,46 (1,04; 1,80) |
0,89 (0,73; 1,14) |
0,000 |
Выявленное значимое повышение уровня глюкозы после рейса, скорее всего, связано с усилением процессов глюконеогенеза, о чем свидетельствуют, нормальное содержание ОХС [3]. По мнению Панина Л.Е., выживание в условиях длительного психоэмоционального напряжения невозможно без включения в процесс регуляции не только стероидных гормонов, но и гормонов поджелудочной железы Дисбаланс уровней этих гормонов приводит к развитию «диабета напряжения» и переключению углеводного типа обмена на жировой [4]. В основе нарушений углеводного обмена лежит нарушение белкового обмена, отвечающего за синтез гормонов – регуляторов [5]. По мнению авторов, (Бичкаева Ф.А., Власова О.С., Шенгоф Б.А. и др.) у жителей приарктического региона изменения в содержании глюкозы и её метаболитов в сторону повышения связаны с перестройкой обмена веществ в сторону дизадаптации [6].
Креатинин обладает высокой биологической активностью и имеет жесткую физиологическую константу (60-80 мкмоль/л). В нашем исследовании у членов плавсостава после навигации уровень креатинина повышен (р=0,000) по сравнению с исходными данными. Известно, что креатинин является законсервированной формой креатина, а креатин в свою очередь является фосфатизвлекающим субстратом из митохондрий при участии КФК. Повышение креатинина к концу рейса возможно связано с активацией энерговосстановления при истощении энергетического потенциала [5].
На сегодняшний день многие авторы рассматривают уровень мочевой кислоты (МК) сыворотки крови как фактор риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и метаболических нарушений [7]. Уровень МК в крови – вариабельная величина и зависит от различных факторов – возраста, пола, расовой принадлежности, пищевого режима и др. МК тесно связана с нарушенными метаболическими показателями, функцией почек, а также с курением [8]. По данным авторов [9] повышение уровня МК независимо защищает от развития МС, что указывает на возможную роль МК в качестве антиоксиданта в патогенезе МС. В нашем исследовании механизм значимого повышения МК после навигации (р=0,000) заключается в защитной антиоксидантной функции.
Если рассматривать динамические биохимические показатели как ферменты, то результаты анализа выявили, что у членов плавсостава после навигации отмечается статистически значимые повышения КФК, ЩФ, ГГТ и АЛТ, за исключением ЛДГ (табл. 1).
Уровень ЛДГ в сыворотке крови после рейса значимо снижается (р=0,000). ЛДГ обеспечивает окислительно-восстановительный потенциал организма, участвуя в поддержании стабильного уровня рН и является условно эталонным показателем организма. Известно, что углеводный обмен определяет основной энергетический гомеостаз организма. Находясь на развилке путей метаболизма углеводов, ЛДГ участвует не только в регуляции тонко сбалансированного катаболизма и анаболизма, анаэробного и аэробного гликолиза, но и экспрессии генов [10]. Известно, что при любых перегрузках организма, в том числе психических, усиливается расход энергии (калорий) для преодоления неблагоприятных обстоятельств [11]. По данным авторов сокращение депо энергопродуцирующего фермента ЛДГ у мужчин старшего возраста, возможно, является одним из механизмов истощения энергетических ресурсов лейкоцитов, отражающих системный энергетический гомеостаз организма [12]. Таким образом, снижение уровня ЛДГ после навигации является признаком истощения энергетического потенциала.
Креатинфосфокиназа (КФК) – это фермент, катализирующий реакцию переноса фосфорильного остатка с АТФ на креатин с образованием креатинфосфата и АДФ. КФК является ферментом срочной адаптации и наработки мембранопротектора – неотона (креатинфосфат), способен влиять на свертывающую за счет АДФ систему крови. Любые физические нагрузки и даже варианты легкого стресса способны сопровождаться резким повышением активности фермента КФК. У членов плавсостава после навигации уровень КФК значимо повышается (р=0,001), которое, может быть, связано с физическими нагрузками и влиянием стрессовых ситуаций в навигационный период.
Так как фермент АЛТ является индикатором глюконеогенеза и выявленное его повышение у членов плавсостава после навигации по сравнению с исходными данными еще раз подтверждает активацию глюконеогенеза наряду с установленным повышением уровня глюкозы. Медиана значения АЛТ после навигации составляет 26,5 МЕ/л при идеальном референтном значении 20,0 МЕ/л. Следует отметить, что АЛТ также является ключевым маркером анаболизма.
Тот факт, что медиана КДР (АСТ/АЛТ) после рейса составляет всего 0,89 (0,73; 1,14), и является существенно ниже (р=0,000) нормы (1,3 – 1,5) указывает на преобладание анаболизма, т.е. характеризуется активацией восстановительных процессов после интенсивных потерь за навигационный период. В здоровом организме катаболизм слегка должен преобладать над анаболизмом. Выявленное нами преобладание анаболизма над катаболизмом у членов плавсостава после навигации указывает на выраженное истощение организма членов плавсостава во время длительной навигации.
Следующим динамическим ферментом, который имеет значимое повышение после рейса по сравнению с исходным является ЩФ (р=0,000). ЩФ повышает уровень фосфатов в крови, способствует закислению крови, являясь мембранным ферментом, ЩФ выпускает глюкозу из тканей путем отщепления фосфорнокислого остатка [13]. ЩФ является базовым метаболитом для всей биоэнергетики (фосфатизвлекающий механизм митохондрий) и синтетической (все метаболические процессы начинаются с фосфорилирования субстратов) составляющей всего обмена веществ. Значимое повышение содержания ЩФ указывает на процессы, направленные на восполнение биоэнергетики, которая была истощена за период длительной навигации, также оно может быть связано с повышенным содержанием уровня глюкозы.
ГГТ – фермент трансмембранного переноса аминокислот, основная функция которого сводится к адаптации к белковому голоданию при различных нормальных и патологических состояниях организма. Любое повышение уровня ГГТ (эталонное содержание 20 МЕ/л) свидетельствует об эпизодическом или постоянном заимствовании аминокислот из клеточных пулов. ГГТ относится к глутатионовой антиоксидантной системе, ее роль резко возрастает при любом стрессе, хорошо индуцируема, т.е. открыта для внешних воздействий. С точки зрения классической теории регуляции метаболизма конечной его целью являются поддержание энергетического гомеостаза, что реализуются через интенсификацию глюконеогенеза, с потреблением необходимых субстратов при помощи ЩФ и ГГТ [13]. Уровень активности ГГТ равен активности АЛТ [5], что и наблюдается в нашем исследовании. Также, имеющаяся тенденция к снижению уровня общего белка (р=0,063) после навигации, является дополнительным признаком заимствования аминокислот из клеточных пулов.
Заключение
Таким образом, полученные нами результаты сравнительного анализа биохимических параметров крови свидетельствует о том, что у членов плавсостава к концу длительной навигации по сравнению с исходными данными отмечается существенные сдвиги. Повышенное содержание глюкозы и АЛТ при нормальном уровне ХС указывают на усиление процессов глюконеогенеза; низкий уровень ЛДГ, высокое содержание креатинина, КФК, ГГТ, ЩФ и КДР - на процессы восстановления энергетического потенциала путем активации заимствования аминокислот из тканей, компенсаторного преобладания анаболизма над катаболизмом, активации антиоксидантной защиты, что в конечном счете доказывает о негативном влиянии длительной навигации на организм членов плавсостава и высокого риска формирования дизадаптивных метаболических нарушений.
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
- Камалутдинов, С. Р. Признаки хронической сердечной недостаточности у моряков торгового флота во время длительных рейсов / С. Р. Камалутдинов, В. В. Попов, Т. Н. Иванова // Авиакосмическая и экологическая медицина. – 2012. – Т. 46, № 3. – С. 64–-67.
- Молчанова О.В. Значение повышенного уровня мочевой кислоты в развитии и профилактике хронических неинфекционных заболеваний / О.В. Молчанова, А.Н. Бритов, Е.В. Платонова // Профилактическая медицина. – 2020. – Т. 23, №2, с. 102–108.
- Возрастные изменения концентрации глюкозы, её метаболитов и активности аминотрансфераз у женщин и мужчин зрелого и пожилого возраста / Ф. А. Бичкаева, О. С. Власова, Б. А. Шенгоф [и др.] // Экология человека. – 2022. – № 3. – С. 45–55.
- Оценка здоровья плавсостава по донозологическим показателям при работах в море / С. А. Спирин, Р. С. Рахманов, Е. С. Богомолова [и др.] // Медицина труда и экология человека. – 2022. – № 1(29). – С. 119–132.
- Сюрин, С. А. Профессиональная патология при допустимых условиях труда: причины и особенности развития в российской Арктике / С. А. Сюрин // Здоровье населения и среда обитания - ЗНиСО. – 2024. – Т. 32, № 1. – С. 67–76.
- Валеева, Э. Т. Производственные и непроизводственные факторы риска развития болезней системы кровообращения у работников нефтяной промышленности / Э. Т. Валеева, Г. Г. Гимранова, Э. Р. Шайхлисламова // Здоровье населения и среда обитания. - 2021. - Т. 336, №3. - С. 4–8. - URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45659930 (дата обращения: 03.10.2021). - Текст: электронный.
- Atherogenic Plasma Index or Non-High-Density Lipoproteins as Markers Best Reflecting Age-Related High Concentrations of Small Dense Low-Density Lipoproteins / S. Płaczkowska, K. Sołkiewicz, I. Bednarz-Misa, E.M. Kratz // Int J Mol Sci. – 2022. – Vol. 23, №9. – Р. 5089.
- Распространенность метаболических фенотипов у жителей Арктической зоны Российской Федерации (на примере г. Архангельска) / А. В. Постоева, И. В. Дворяшина, А. В. Кудрявцев, В. А. Постоев // Ожирение и метаболизм. – 2023. – Т. 20, № 1. – С. 34–42.
- Relationship between TSH Levels and the Advanced Lipoprotein Profile in the Brazilian Longitudinal Study of Adult Health (ELSA-Brasil) / F. José, É. Peixoto de Miranda, Goulart A.C., Sommer Bittencourt M. [et. al.] // Endocr Res. – 2020. – Vol. 45, №3. – Р. 163–173.
- FT3/FT4 ratio is correlated with all-cause mortality, cardiovascular mortality, and cardiovascular disease risk: NHANES 2007-2012 / X. Lang, Y. Li, D. Zhang [et. al.] // Front Endocrinol (Lausanne). – 2022. – Vol. 13. – Р. 964822.
- Borisova N.V. Study of relationship of psychosocial factors with smoking in northern population / N.V. Borisova, S.V. Markova, I.S..Malogulova // Wiad Lek. – 2021. – Vol.74, №3 cz 1. – P. 517–522.
- Сочетанное потребление алкоголя и табака и их связь с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний / Д. П. Цыганкова, Е. Д. Баздырев, О. В. Нахратова [и др.] // Социальные аспекты здоровья населения. – 2022. – Т. 68, № 1; URL: http://vestnik.mednet.ru/content/view/1349/30/lang,ru/ (дата обращения: 20.03.2022).
- Праскурничий, Е. А. Маскированная артериальная гипертензия у представителей профессиональных групп, характеризующихся высокой напряженностью труда / Е. А. Праскурничий, И. В. Морозкина // Кремлевская медицина. Клинический вестник. – 2020. – № 1. – С. 72–79.
Поступила в редакцию 04 февраля 2025 г., Принята в печать 13 февраля 2025 г.
