Влияние длительной навигации на биохимические показатели работников водного транспорта

DOI: 
10.15275/pssr.2025.0103
Год & Том - Выпуск: 
Авторы: 
Засимова Е.З., Гольдерова А.С., Федоров А.Н.
Тип статьи: 
Резюме: 
К концу длительной навигации по сравнению с исходными данными отмечается повышенное содержание глюкозы и АЛТ при нормальном уровне ХС, что указывает на усиление процессов глюконеогенеза; низкий уровень ЛДГ, высокое содержание креатинина, КФК, ГГТ, ЩФ и КДР - на процессы восстановления энергетического потенциала с заимствованием аминокислот из тканей, преобладания анаболизма над катаболизмом, активации антиоксидантной защиты, что доказывает негативное влияние длительной навигации на организм членов плавсостава и высокий риск формирования дизадаптации.
Цитировать как: 
Засимова Е.З., Гольдерова А.С., Федоров А.Н. Влияние длительной навигации на биохимические показатели работников водного транспорта. Психосоматические и интегративные исследования 2025; 11: 0103.

 

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

Примечание: данные представлены в виде медианы и интерквартильного размаха -Me [Q1-Q3]; Критерий Вилкоксона, р≤0,05.

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.

Ссылки: 
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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).
  13. 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.
Об авторах: 

Засимова Екатерина Захаровна – кандидат медицинских наук, врач по лечебной физкультуре и спортивной медицине Института физической культуры и спорта ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М,К. Аммосова», 8-914-271-71-42, ekazas15@yandex.ru

Гольдерова Айталина Семеновна – доктор медицинских наук, профессор кафедры «Организация здравоохранения и профилактическая медицина» Медицинского института ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М,К. Аммосова», 8-914-821-59-98 hoto68@mail.ru

Федоров Александр Николаевич – ассистент кафедры «Организация здравоохранения и профилактическая медицина» Медицинского института ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М,К. Аммосова», 8-996-316-28-57 alexndrfedorov@mail.ru

Поступила в редакцию 04 февраля 2025 г., Принята в печать 13 февраля 2025 г.

English version
Title: 
The impact of long-distance navigation on the biochemical indicators of water transport workers
Authors: 
Zasimova E.Z., Golderova A.S., Fjodorov A.N.
Abstract: 
By the end of a prolonged navigation period, there is an observed increase in glucose and ALT levels compared to baseline data, while cholesterol levels remain normal, indicating enhanced gluconeogenesis processes. A low level of LDH, along with high levels of creatinine, CPK, GGT, ALP, and KDR, suggests processes of energy potential recovery through the utilization of amino acids from tissues, a predominance of anabolic processes over catabolic ones, and activation of antioxidant defenses. This evidence demonstrates the negative impact of prolonged navigation on the health of crew members and a high risk of developing maladaptation.
Keywords: 
biochemical indicators, water transport, navigation.
Cite as: 
Zasimova E.Z., Golderova A.S., Fjodorov A.N. The impact of long-distance navigation on the biochemical indicators of water transport workers. Psychosomatic and Integrative Research 2025; 11: 0103.

Introduction

Prolonged exposure to unacceptable levels of environmental factors on vessels leads to functional deviations that can develop into pre-morbid and pathological conditions. Studying their impact is an urgent task for addressing issues related to the health and work capacity of the crew [1]. It is known that workers in the water transport sector are exposed to a wide range of occupational hazards, including noise, vibration, electromagnetic fields, rolling, frequent changes in time zones and climatic conditions, etc. [2].

Among the biochemical indicators, two functional groups can be distinguished: reference (glucose, cholesterol, urea, creatinine, total protein, albumin) and dynamic (AST, ALT, ALP, GGT, LDH, HBD, and CPK) parameters. Reference indicators are metabolic substances by their biochemical nature, while dynamic indicators are enzymes.

Object and Methods of Research

To assess the impact of prolonged navigation (4-5 months) on metabolic processes, a comparative analysis of biochemical parameters was conducted on 98 men—crew members (average age 46.08 ± 13.44 years)—working in water transport in the Republic of Sakha (Yakutia).

Blood samples for examination were taken from the antecubital vein in the morning on an empty stomach, followed by centrifugation for 15 minutes at 3000 rpm. The activity of lactate dehydrogenase (LDH), alkaline phosphatase (ALP), creatine phosphokinase (CPK), creatine kinase-MB (CK-MB), gamma-glutamyl transferase (GGT), aspartate and alanine aminotransferases (AST, ALT), as well as levels of glucose, total protein, albumin, triglycerides (TG), urea, creatinine, uric acid (UA), total cholesterol (TC), and high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) were determined using an enzymatic method on an automatic biochemical analyzer "Labio-200" (China) with reagents from "Analiticon" (Germany). Low-density and very low-density lipoproteins (LDL, VLDL) were calculated using the following formulas: LDL = TC – VLDL – HDL, where LDL is low-density lipoproteins, TC is total cholesterol, and HDL is high-density lipoproteins; VLDL = TG / 2.2, where VLDL is very low-density lipoprotein cholesterol, and TG is triglycerides. The atherogenic index (AI) was calculated using the formula: AI = (TC – HDL) / HDL, where AI is the atherogenic index, TC is total cholesterol, and HDL is high-density lipoprotein cholesterol. The De Ritis coefficient (DRC) was calculated using the formula: DRC = AST / ALT, where DRC is the De Ritis coefficient, AST is aspartate aminotransferase, and ALT is alanine aminotransferase. Laboratory studies were conducted under conditions of constant internal and external quality control. For statistical processing of the obtained data, the licensed SPSS version 22.0 software (StatSoft Inc, USA) was used. The equality of sample means of two numerical sets was tested using the non-parametric Mann-Whitney U test for independent samples. In all cases, p < 0.05 was considered statistically significant.

Results of the Study

Descriptive analysis revealed that the median glucose level after navigation was 5.67 mmol/L, which exceeds the upper limit of the norm (≥ 5.5 mmol/L). All other medians of biochemical parameters were within the normal range and did not exceed the upper limits of normal (see table).

Comparative analysis established statistically significant differences in 9 biochemical parameters. After the voyage, all identified differences, except for LDH and the De Ritis coefficient (AST/ALT), were characterized by increased values compared to the data before navigation. The plasma glucose level is one of the most important homeostatic constants of the body.

Table  Dynamics of Changes in Biochemical Parameters in Crew Members

Indicator, Reference Values

Before the Voyage

After the Voyage

р

Glucose (3.3 – 5.5 mmol/L)

5,1 (4,70; 5,62)

5,67 (5,2; 6,1)

0,000

Urea (5 – 12.1 mmol/L)

5,5 (4,6; 6,2)

5,91 (4,5; 6,82)

0,071

Creatinine (50 – 120 µmol/L)

90 (84,75; 96,25)

97 (90,75; 105)

0,000

Total Protein (65 – 85 g/L)

76,4 (72,2; 78,7)

74,25 (72,15; 76,82)

0,063

Albumin (34 – 48 g/L)

45,55 (42,92; 48,15)

46,15 (44,77; 47,7)

0,964

MK (Men: 268-488 µmol/L)

384 (341,5; 444)

411 (362,75; 472,25)

0,000

TG (0.5-1.7 mmol/L)

1,20 (0,87; 1,89)

1,29 (0,95; 1,83)

0,528

OHS (3.6-6.5 mmol/L)

5,11 (4,48; 5,85)

5,3 (4,46; 5,94)

0,101

Cholesterol-HDL (0.78-2.2 mmol/L)

1,08 (0,94; 1,3)

1,09 (0,96; 1,32)

0,113

Cholesterol-LDL (1.68-4.53 mmol/L)

3,24 (2,73; 4,14)

3,48 (2,74; 4,19)

0,549

Cholesterol-VLDL (0.26-1.5 mmol/L)

0,55 (0,40; 0,88)

0,59 (0,43; 0,84)

0,894

KA (<3.5)

3,70 (2,8; 4,84)

3,7 (2,8; 4,52)

0,847

LDH (225-450 U/L)

379 (343; 426,25)

335,5 (309,5; 396)

0,000

CK (Creatine Kinase) (< 190 U/L)

108,5 (71,75; 145,75)

123 (81,75; 168,75)

0,001

CK-MB (0 - 25 U/L)

23 (18, 33)

23 (19; 28)

0,179

ALP (Alkaline Phosphatase) (< 258 U/L)

191 (163,5; 220)

215,5 (182; 253)

0,000

GGT (Gamma-Glutamyl Transferase) (11 – 50 U/L)

32 (25; 55)

40,5 (29; 64,5)

0,000

ALT (Alanine Aminotransferase) (< 30 U/L)

15 (11; 26)

26,5 (16,75; 39)

0,000

AST (Aspartate Aminotransferase) (< 40 U/L)

21 (19; 28)

23,5 (18; 30)

0,066

CDR (1.3 – 1.5)

1,46 (1,04; 1,80)

0,89 (0,73; 1,14)

0,000

Note: The data are presented as median and interquartile range - Me [Q1-Q3]; Wilcoxon test, p ≤ 0.05.

The significant increase in glucose levels after the voyage is likely associated with the enhancement of gluconeogenesis processes, as indicated by the normal levels of OHS [3]. According to Panin L.E., survival under conditions of prolonged psycho-emotional stress is impossible without the involvement of not only steroid hormones but also pancreatic hormones in the regulatory process. An imbalance in the levels of these hormones leads to the development of "stress diabetes" and a shift from carbohydrate metabolism to lipid metabolism [4]. The disturbances in carbohydrate metabolism are based on disruptions in protein metabolism, which is responsible for the synthesis of regulatory hormones [5]. According to the authors (Bichkaeva F.A., Vlasova O.S., Shengof B.A., et al.), changes in glucose levels and its metabolites towards an increase among residents of the Arctic region are associated with a metabolic shift towards disadaptation [6].

Creatinine has high biological activity and maintains a strict physiological constant (60-80 µmol/L). In our study, the level of creatinine in crew members after navigation was elevated (p=0.000) compared to baseline data. It is known that creatinine is a conserved form of creatine, and creatine, in turn, is a substrate for phosphate extraction from mitochondria with the involvement of CK (creatine kinase). The increase in creatinine by the end of the voyage may be associated with the activation of energy recovery during the depletion of energy potential [5].

To date, many authors consider the level of uric acid (UA) in serum as a risk factor for the development of cardiovascular diseases and metabolic disorders [7]. The level of UA in the blood is a variable parameter and depends on various factors such as age, sex, race, dietary habits, and others. UA is closely related to impaired metabolic indicators, kidney function, and smoking [8]. According to the authors [9], an increase in UA levels independently protects against the development of metabolic syndrome (MS), indicating a possible role of UA as an antioxidant in the pathogenesis of MS. In our study, the mechanism of the significant increase in UA after navigation (p=0.000) is related to its protective antioxidant function.

If we consider the dynamic biochemical indicators as enzymes, the analysis results revealed that crew members showed statistically significant increases in CK (creatine kinase), ALP (alkaline phosphatase), GGT (gamma-glutamyl transferase), and ALT (alanine aminotransferase) after navigation, with the exception of LDH (lactate dehydrogenase) (Table 8).

The level of LDH (lactate dehydrogenase) in serum significantly decreases after the voyage (p=0.000). LDH provides the oxidative-reductive potential of the body, participating in maintaining a stable pH level and serving as a conditionally standard indicator of the organism. It is known that carbohydrate metabolism determines the primary energy homeostasis of the body. At the crossroads of carbohydrate metabolism pathways, LDH is involved not only in regulating finely balanced catabolism and anabolism, anaerobic and aerobic glycolysis, but also in gene expression [10]. It is known that under any overloads of the body, including psychological stress, energy (caloric) expenditure increases to overcome adverse circumstances [11]. According to the authors, the reduction of the energy-producing enzyme LDH in older men may be one of the mechanisms for depleting the energy resources of leukocytes, reflecting the systemic energy homeostasis of the body [12]. Thus, the decrease in LDH levels after navigation is a sign of energy potential depletion.

Creatine phosphokinase (CK) is an enzyme that catalyzes the transfer of a phosphate group from ATP to creatine, resulting in the formation of creatine phosphate and ADP. CK is an enzyme of urgent adaptation and the production of the membrane protector—neoton (creatine phosphate)—and can influence the blood coagulation system through ADP. Any physical exertion and even mild stress can be accompanied by a sharp increase in CK activity. In crew members after navigation, the level of CK significantly increases (p=0.001), which may be related to physical exertion and the impact of stressful situations during the navigation period.

Since the enzyme ALT (alanine aminotransferase) is an indicator of gluconeogenesis, its observed increase in crew members after navigation compared to baseline data further confirms the activation of gluconeogenesis alongside the established increase in glucose levels. The median value of ALT after navigation is 26.5 U/L, with an ideal reference value of 20.0 U/L. It should be noted that ALT is also a key marker of anabolism.

The fact that the median ratio of AST to ALT (KDR) after the voyage is only 0.89 (0.73; 1.14) and is significantly lower (p=0.000) than the normal range (1.3 – 1.5) indicates a predominance of anabolism, i.e., it is characterized by the activation of restorative processes after intense losses during the navigation period. In a healthy organism, catabolism should slightly prevail over anabolism. The predominance of anabolism over catabolism observed in crew members after navigation indicates significant depletion of the crew members' bodies during prolonged navigation.

The next dynamic enzyme that shows a significant increase after the voyage compared to baseline is ALP (alkaline phosphatase) (p=0.000). ALP raises the level of phosphates in the blood, contributes to acidosis, and as a membrane enzyme, it releases glucose from tissues by cleaving the phosphate group [13]. ALP is a fundamental metabolite for all bioenergetics (the phosphate-extracting mechanism of mitochondria) and the synthetic component (all metabolic processes begin with the phosphorylation of substrates) of the entire metabolism. The significant increase in ALP levels indicates processes aimed at replenishing bioenergetics that were depleted during prolonged navigation; it may also be associated with elevated glucose levels.

GGT (gamma-glutamyl transferase) is an enzyme involved in the transmembrane transport of amino acids, with its main function being adaptation to protein starvation under various normal and pathological conditions of the body. Any increase in GGT levels (reference level 20 U/L) indicates episodic or constant borrowing of amino acids from cellular pools. GGT is part of the glutathione antioxidant system, and its role sharply increases under any stress, making it highly inducible and responsive to external influences. From the perspective of classical metabolic regulation theory, its ultimate goal is to maintain energy homeostasis, which is achieved through the intensification of gluconeogenesis, utilizing necessary substrates with the help of ALP and GGT [13]. The level of GGT activity is equal to that of ALT [5], which is also observed in our study. Additionally, the observed trend towards a decrease in total protein levels (p=0.063) after navigation is an additional sign of the borrowing of amino acids from cellular pools.

Conclusion
Thus, the results of our comparative analysis of blood biochemical parameters indicate that, by the end of prolonged navigation, crew members show significant shifts compared to baseline data. The increased levels of glucose and ALT, along with normal cholesterol levels, suggest an enhancement of gluconeogenesis processes; the low level of LDH, high levels of creatinine, CK, GGT, ALP, and the AST/ALT ratio indicate processes aimed at restoring energy potential through the activation of amino acid borrowing from tissues, a compensatory predominance of anabolism over catabolism, and the activation of antioxidant defenses. This ultimately demonstrates the negative impact of prolonged navigation on the bodies of crew members and the high risk of developing maladaptive metabolic disorders.

References: 
  1. Kamalutdinov, S. R., Popov, V. V., & Ivanova, T. N. (2012). Signs of chronic heart failure in merchant sailors during long voyages. Aerospace and Environmental Medicine, 46(3), 64–67.
  2. Molchanova, O. V., Britov, A. N., & Platonova, E. V. (2020). The significance of elevated uric acid levels in the development and prevention of chronic non-communicable diseases. Preventive Medicine, 23(2), 102–108.
  3. Bichkaeva, F. A., Vlasova, O. S., Shengof, B. A., et al. (2022). Age-related changes in glucose concentration, its metabolites, and aminotransferase activity in mature and elderly men and women. Human Ecology, (3), 45–55.
  4. Spirin, S. A., Rakhmanov, R. S., Bogomolova, E. S., et al. (2022). Health assessment of the crew based on pre-disease indicators during marine work. Occupational Medicine and Human Ecology, (1), 119–132.
  5. Syurin, S. A. (2024). Occupational pathology under permissible working conditions: causes and features of development in the Russian Arctic. Population Health and Living Environment, 32(1), 67–76.
  6. Valeeva, E. T., Gimranova, G. G., & Shaikhislamova, E. R. (2021). Occupational and non-occupational risk factors for the development of cardiovascular diseases in oil industry workers. Population Health and Living Environment, 336(3), 4–8. Retrieved from https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45659930 (accessed: 03.10.2021). - Text: electronic.
  7. Płaczkowska, S., Sołkiewicz, K., Bednarz-Misa, I., & Kratz, E. M. (2022). Atherogenic plasma index or non-high-density lipoproteins as markers best reflecting age-related high concentrations of small dense low-density lipoproteins. International Journal of Molecular Sciences, 23(9), 5089.
  8. Postoeva, A. V., Dvoryashina, I. V., Kudryavtsev, A. V., & Postoev, V. A. (2023). Prevalence of metabolic phenotypes among residents of the Arctic zone of the Russian Federation (example: Arkhangelsk). Obesity and Metabolism, 20(1), 34–42.
  9. José, F., Peixoto de Miranda, É., Goulart, A. C., & Sommer Bittencourt, M., et al. (2020). Relationship between TSH levels and the advanced lipoprotein profile in the Brazilian Longitudinal Study of Adult Health (ELSA-Brasil). Endocrine Research, 45(3), 163–173.
  10. Lang, X., Li, Y., Zhang, D., et al. (2022). FT3/FT4 ratio is correlated with all-cause mortality, cardiovascular mortality, and cardiovascular disease risk: NHANES 2007-2012. Frontiers in Endocrinology (Lausanne), 13, 964822.
  11. Borisova, N. V., Markova, S. V., & Malogulova, I. S. (2021). Study of the relationship of psychosocial factors with smoking in the northern population. Wiad Lek, 74(3 cz 1), 517–522.
  12. Tsygankova, D. P., Bazdyrev, E. D., Nakhratova, O. V., et al. (2022). Combined consumption of alcohol and tobacco and their relationship with risk factors for cardiovascular diseases. Social Aspects of Public Health, 68(1). Retrieved from http://vestnik.mednet.ru/content/view/1349/30/lang,ru/ (accessed: 20.03.2022).
  13. Praskurnichiy, E. A., & Morozkina, I. V. (2020). Masked arterial hypertension in representatives of professional groups characterized by high work intensity. Kremlin Medicine. Clinical Bulletin, (1), 72–79.
About the authors: 

Zasimova Ekaterina Zakharovna – Candidate of Medical Sciences, physician in therapeutic physical training and sports medicine at the Institute of Physical Culture and Sports of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov," 8-914-271-71-42, ekazas15@yandex.ru

Golderova Aitalina Semenovna – Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of "Healthcare Organization and Preventive Medicine" at the Medical Institute of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov," 8-914-821-59-98, hoto68@mail.ru

Fedorov Alexander Nikolaevich – Assistant of the Department of "Healthcare Organization and Preventive Medicine" at the Medical Institute of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov," 8-996-316-28-57, alexndrfedorov@mail.ru

Notes: 
Received on 04 February 2025, Accepted on 13 February 2025