zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2025-65-3-132-141zmsujfzurniimtpe-3737Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESГормональные показатели слюны и крови участников морской 21-суточной арктической экспедицииHormonal parameters of saliva and blood of participants of the 21-day Arctic marine expeditionhttps://orcid.org/0000-0003-2519-1600ЕлфимоваАлександра ЭдуардовнаElfimovaAlexandra E.

Старший научный сотрудник лаборатории эндокринологии имени проф. А.В. Ткачёва ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова» Уральского отделения РАН, канд. биол. наук

e-mail: a.elfimova86@mail.ru

Senior Researcher, Endocrinology Laboratory named after Professor A.V. Tkachev, N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Cand. of Sci. (Biol.)

e-mail: a.elfimova86@mail.ru

a.elfimova86@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0005-8441-8838ПатявинаОльга ИгоревнаPatyavinaOl'ga I.

Студент биологического факультета ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова» кафедры физиологии человека и животных

e-mail: helga.ola5@yandex.ru

Student of the Biology Faculty, Lomonosov Moscow State University, Department of Human and Animal Physiology

e-mail: helga.ola5@yandex.ru

helga.ola5@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6133-8249ЗябишеваВалентина НиколаевнаZyabishevaValentina N.

Младший научный сотрудник лаборатории эндокринологии имени проф. А.В. Ткачёва ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова» Уральского отделения РАН

e-mail: razvalush@yandex.ru

Junior Researcher, Endocrinology Laboratory named after Prof. A.V. Tkachev, N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

e-mail: razvalush@yandex.ru

razvalush@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2097-3806ТиписоваЕлена ВасильевнаTipisovaElena V.

Главный научный сотрудник лаборатории эндокринологии имени проф. А.В. Ткачёва ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова» Уральского отделения РАН, д-р биол. наук

e-mail: tipisova@rambler.ru

Principal Researcher of the Endocrinology Laboratory named after Professor A.V. Tkachev, N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Dr. of Sci. (Biol.)

e-mail: tipisova@rambler.ru

tipisova@rambler.ruФГБНУ «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова» Уральского отделения РАНРоссияN. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»РоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202510042025653132141Copyright © Елфимова А.Э., Патявина О.И., Зябишева В.Н., Типисова Е.В., 20252025Елфимова А.Э., Патявина О.И., Зябишева В.Н., Типисова Е.В.Elfimova A.E., Patyavina O.I., Zyabisheva V.N., Tipisova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/3737Введение

Введение. Актуальным является изучение адаптационных изменений у участников морской арктической экспедиции, позволяющих в течение определённого времени поддерживать устойчивую работоспособность, необходимую для выполнения различных профессиональных задач.

Цель исследования — выявить динамику гормональных показателей в пробах слюны и сыворотки крови участников экспедиционной группы, временно приезжающих работать в экстремальные условия Арктики.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследованы 40 человек — участников экспедиции «Арктический плавучий университет»: 24 женщины и 16 мужчин в возрасте от 19 до 56 лет (Ме=26 лет). Сбор утренней и вечерней слюны осуществлён в начале, в середине и в конце 21-дневного рейса. Отбор крови проводился утром натощак в начале и в конце экспедиции. Определены уровни кортизола, дегидроэпиандростерона и тестостерона методом иммуноферментного анализа.

Результаты

Результаты. Концентрация утреннего саливарного кортизола максимальна в начале рейса как у мужчин (32,2 нмоль/л), так и у женщин (31,8 нмоль/л), далее она значимо снижается к окончанию экспедиции (8,2 и 8,7 нмоль/л соответственно). Для вечернего уровня кортизола показана обратная динамика: максимальные значения в конце маршрута по сравнению с началом у мужчин (6,6 против 1,4 нмоль/л) и женщин (5,5 против 1,7 нмоль/л). Содержание утреннего и вечернего дегидроэпиандростерона максимально у женщин в начале экспедиции, далее снижается к концу рейса (1,52 и 0,91 нмоль/л для утренней концентрации, р<0,0001; 0,35 и 0,21 нмоль/л — для вечерней, р=0,013), у мужчин значимо не изменяется. Уровень тестостерона повышается в середине рейса, более значимо у женщин (0,26 против 0,05 нмоль/л, р<0,0001). Содержание сывороточных концентраций гормонов значимо не изменяется кроме уровня дегидроэпиандростерона у мужчин, уровень которого снижается к концу маршрута (47,6 против 65,4 нмоль/л, р=0,038).

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Отсутствовала возможность измерить фоновые значения показателей до рейса у большинства участников, что, безусловно, имело бы большую ценность.

Заключение

Заключение. Содержание гормонов в слюне, а не в сыворотке, является информативным показателем, отражающим гормональные изменения в организме участников арктической экспедиции, связанные с наличием острого стресса, обусловленного природными факторами и специфическими условиями работы. Повышение вечернего уровня кортизола и тестостерона указывает на нарушение их циркадианной динамики и возможное развитие десинхроноза у членов экспедиции к концу рейса. Повышение дегидроэпиандростерона в начале рейса и тестостерона с середины рейса может указывать на их адаптивную и нейропротекторную роль в условиях воздействия комплекса стрессовых условий экспедиции и повышенных умственных нагрузок.

Этика

Этика. Исследование проведено с соблюдением этических норм (протокол № 2 заседания Этического комитета ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова» Уральского отделения РАН от 06.06.2024).

Участие авторов

Участие авторов:Елфимова А.Э. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, редактирование;Патявина О.И. — сбор и обработка материала, статистическая обработка данных;Зябишева В.Н. — обработка материала, написание текста;Типисова Е.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование.

Благодарности

Благодарности. Авторы выражают благодарность проекту «Арктический плавучий университет», участникам настоящего исследования, без которых оно бы не состоялось.

Финансирование

Финансирование. Исследование проведено при финансовой поддержке проекта № 124052300054-6 в рамках Соглашения МИНЭКОНОМПРОМНАУКИ АО № 8 от 17.04.2024.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 06.03.2025 / Дата принятия к печати: 19.03.2025 / Дата публикации: 07.04.2025

Introduction

Introduction. It is relevant to study the adaptive changes among the participants of the Arctic marine expedition, which allow for a certain period of time to maintain a stable working capacity necessary to perform various professional tasks.

The study aims to identify the dynamics of hormonal parameters in saliva and blood serum samples of the expedition group members who temporarily come to work in the extreme conditions of the Arctic.

Materials and methods

Materials and methods. Scientists examined 40 participants of the expedition of the Arctic Floating University: 24 women and 16 men aged from 19 to 56 years (the average age is 26 years). They collected saliva in the morning and evening at the beginning, middle and end of the 21-day route. Specialists performed blood sampling in the morning on an empty stomach at the beginning and at the end of the expedition. The levels of cortisol, dehydroepiandrosterone and testosterone were determined by enzyme immunoassay.

Results

Results. The concentration of morning salivary cortisol is maximum at the beginning of the route for both men (32.2 nmol/l) and women (31.8 nmol/l), then it decreases significantly by the end of the expedition (8.2 and 8.7 nmol/l, respectively). The reverse dynamics is shown for evening cortisol levels: the maximum values at the end of the route compared with the beginning in men (6.6 versus 1.4 nmol/l) and women (5.5 versus 1.7 nmol/l). The content of morning and evening dehydroepiandrosterone is maximal in women at the beginning of the expedition, then decreases by the end of the route (1.52 and 0.91 nmol/l for morning concentrations, p<0.0001; 0.35 and 0.21 nmol/l for evening concentrations, p=0.013), while it does not significantly change in men. Testosterone levels increase in the middle of the route, more significantly in women (0.26 versus 0.05 nmol/l, p<0.0001). The content of serum hormone concentrations does not significantly change except for the level of dehydroepiandrosterone in men, whose level decreases by the end of the route (47.6 versus 65.4 nmol/l, p=0.038).

Limitations

Limitations. Most of the participants did not have the opportunity to measure the background values of the indicators before the route, which, of course, would have been of great value.

Conclusion

Conclusion. The hormone content in saliva, rather than in serum, is an informative indicator reflecting hormonal changes in the body of participants in the Arctic expedition associated with the presence of acute stress caused by natural factors and specific working conditions. An increase in evening cortisol and testosterone levels indicates a violation of their circadian dynamics and the possible development of desynchronosis in the expedition members by the end of the route. An increase in dehydroepiandrosterone at the beginning of the expedition and testosterone from the middle of the route may indicate their adaptive and neuroprotective role under the influence of a complex of stressful conditions of the expedition and increased mental stress.

Ethics

Ethics. The study was conducted in compliance with Ethical standards (Minutes No. 2 of the meeting of the Ethics Committee of the N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences dated 06.06.2024).

For citation

For citation: Elfimova A.E., Patyavina O.I., Zyabisheva V.N., Tipisova E.V. Hormonal parameters of saliva and blood of participants of the 21-day Arctic marine expedition. Med. truda i prom. ekol. 2025; 65(3): 132–141. https://elibrary.ru/zmsujf https://doi.org/10.31089/1026-9428-2025-65-3-132-141

Contributions

Contributions:Elfimova A.E. — concept and design of research, collection and processing of material, writing, editing;Patyavina O.I. — collection and processing of material, statistical data processing;Zyabisheva V.N. — material processing, text writing;Tipisova E.V. — research concept and design, editing.

Gratitude

Gratitude. The authors express thanks to the Arctic Floating University project and the participants of this study, without whom it would not have taken place.

Funding

Funding. The study was conducted with the financial support of project No. 124052300054-6 under the Agreement of the Ministry of Economic Industry and Science of JSC No. 8 dated 04/17/2024.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Received

Received: 03.05.2025 / Accepted: 19.03.2025 / Published: 07.04.2025

кортизолдегидроэпиандростеронтестостеронслюнасывороткаморская экспедицияАрктикаcortisoldehydroepiandrosteronetestosteronesalivaserummarine expeditionArcticReferencesVan der Meij L., Gubbels N., Schaveling J., Almela M., van Vugt M. Hair cortisol and work stress: Importance of workload and stress model (JDCS or ERI). Psychoneuroendocrinology. 2018; 89: 78–85. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2017.12.020Van der Meij L., Gubbels N., Schaveling J., Almela M., van Vugt M. Hair cortisol and work stress: Importance of workload and stress model (JDCS or ERI). Psychoneuroendocrinology. 2018; 89: 78–85. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2017.12.020Klinge C.M., Clark B.J., Prough R.A. Dehydroepiandrosterone research: past, current, and future. Vitam. Horm. 2018; 108: 1–28. https://doi.org/10.1016/bs.vh.2018.02.002Klinge C.M., Clark B.J., Prough R.A. Dehydroepiandrosterone research: past, current, and future. Vitam. Horm. 2018; 108: 1–28. https://doi.org/10.1016/bs.vh.2018.02.002Тюзиков И.А. Дегидроэпиандростерон у мужчин: потенциальные физиологические эффекты с позиции доказательной медицины. Эффектив. фармакотерапия. 2020; 16(20): 44–51. https://elibrary.ru/cfsphpTyuzikov I.A. Dehydroepiandrosterone in Men: a Potential Physiological Effects from the Standpoint of Evidence-Based Medicine. Effektivnaya farmakoterapiya. 2020; 16(20): 44–51. https://elibrary.ru/cfsphp (in Russian)Kamin H.S., Kertes D.A. Cortisol and DHEA in development and psychopathology. Horm. Behav. 2017; 89: 69–85. https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2016.11.018Kamin H.S., Kertes D.A. Cortisol and DHEA in development and psychopathology. Horm. Behav. 2017; 89: 69–85. https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2016.11.018Dutheil F., de Saint Vincent S., Pereira B., Schmidt J., Moustafa F., Charkhabi M. et al. DHEA as a Biomarker of Stress: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front. Psychiatry. 2021; 12: 688367. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2021.688367Dutheil F., de Saint Vincent S., Pereira B., Schmidt J., Moustafa F., Charkhabi M. et al. DHEA as a Biomarker of Stress: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front. Psychiatry. 2021; 12: 688367. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2021.688367Kutlikova H.H., Babková Durdiaková J., Wagner B., Vlček M., Eisenegger Ch., Lamm C. et al. The effects of testosterone on the physiological response to social and somatic stressors. Psychoneuroendocrinology. 2020; 117: 104693. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2020.104693Kutlikova H.H., Babková Durdiaková J., Wagner B., Vlček M., Eisenegger Ch., Lamm C. et al. The effects of testosterone on the physiological response to social and somatic stressors. Psychoneuroendocrinology. 2020; 117: 104693. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2020.104693Засимова Е.З. Гольдерова А.С., Колосова О.Н. Метаболические предикторы, характеризующие напряжение адаптационных систем организма плавсостава в условиях длительного рейса. International Journal of Medicine and Psychology. 2024; 7(1): 134–146. https://elibrary.ru/otfmohZasimova E.Z., Golderova A.S., Kolosova O.N. Metabolic predictors characterizing the stress of the adaptive systems of the body of the fleet personnel during a long voyage. International Journal of Medicine and Psychology. 2024; 7(1): 134–146. https://elibrary.ru/otfmoh (in Russian).Еременко В.В., Абушкевич В.Г., Абушкевич Т.Н., Потягайло Е.Г. Взаимосвязь между уровнем стрессоустойчивости и концентрацией тестостерона в крови здорового мужчины. Кубан. науч. мед. вестн. 2014; (6): 29–33. https://elibrary.ru/tgkyjlEremenko V.V., Abushkevich V.G., Abushkevich T.N., Potyagailo E.G. Correlation between the level of stress resistance and testosterone concentration in a healthy males blood. Kubanskiy nauchnyy meditsinskiy vestnik. 2014; (6): 29–33 https://elibrary.ru/tgkyjl (in Russian).Bozovic D., Racic M., Ivkovic N. Salivary cortisol levels as a biological marker of stress reaction. Med Arch. 2013; 67(5): 374–7. https://doi.org/10.5455/medarh.2013.67.374-377Bozovic D., Racic M., Ivkovic N. Salivary cortisol levels as a biological marker of stress reaction. Med Arch. 2013; 67(5): 374–7. https://doi.org/10.5455/medarh.2013.67.374-377Papacosta E., Nassis G.P. Saliva as a tool for monitoring steroid, peptide and immune markers in sport and exercise science. J Sci Med Sport. 2011; 14(5): 424–34. https://doi.org/10.1016/j.jsams.2011.03.004Papacosta E., Nassis G.P. Saliva as a tool for monitoring steroid, peptide and immune markers in sport and exercise science. J Sci Med Sport. 2011; 14(5): 424–34. https://doi.org/10.1016/j.jsams.2011.03.004Izawa S., Sugaya N., Shirotsuki K., Yamada K.C., Ogawa N., Ouchi Y. et al. Salivary dehydroepiandrosterone secretion in response to acute psychosocial stress and its correlations with biological and psychological changes. Biol. Psychol. 2008; 79(3): 294–8. https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2008.07.003Izawa S., Sugaya N., Shirotsuki K., Yamada K.C., Ogawa N., Ouchi Y. et al. Salivary dehydroepiandrosterone secretion in response to acute psychosocial stress and its correlations with biological and psychological changes. Biol Psychol. 2008; 79(3): 294-8. http://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2008.07.003Lennartsson A.K., Kushnir M.M., Bergquist J., Jonsdottir I.H. DHEA and DHEA-S response to acute psychosocial stress in healthy men and women. Biol Psychol. 2012; 90(2): 143–9. http://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2012.03.003Lennartsson A.K., Kushnir M.M., Bergquist J., Jonsdottir I.H. DHEA and DHEA-S response to acute psychosocial stress in healthy men and women. Biol Psychol. 2012; 90(2): 143–9. https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2012.03.003Crewther B.T., Lowe T.E., Ingram J., Weatherby R.P. Validating the salivary testosterone and cortisol concentration measures in response to short high-intensity exercise. J. Sports Med. Phys. Fitness. 2010; 50(1): 85–92. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20308978/Crewther B.T., Lowe T.E., Ingram J., Weatherby R.P. Validating the salivary testosterone and cortisol concentration measures in response to short high-intensity exercise. J. Sports Med. Phys. Fitness. 2010; 50(1): 85–92. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20308978/Roma P.G., Beckner M.E., Mehta S.K., Nindl B.C., Crucian B.E. Salivary Bioscience in Military, Space, and Operational Research. In: Granger D., Taylor M., eds. Salivary Bioscience. Springer, Cham; 2020: 585–610. https://doi.org/10.1007/978-3-030-35784-9_24Roma P.G., Beckner M.E., Mehta S.K., Nindl B.C., Crucian B.E. Salivary Bioscience in Military, Space, and Operational Research. In: Granger D., Taylor M., eds. Salivary Bioscience. Springer, Cham; 2020: 585–610. https://doi.org/10.1007/978-3-030-35784-9_24Власенко Н.Ю., Власенко М.А. Особенности циркадианного ритма кортизола человека при вынужденной депривации сна. Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2019; 30: 105–115. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2019.30.105Vlasenko N.Y., Vlasenko M.A. Features of the Circadian Rhythm of Human Cortisol in Forced Sleep Deprivation. Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya. Ekologiya. 2019; 30: 105–115. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2019.30.105 (in Russian).Sapolsky R.M. Romero L.M., Munck A.U. How do glucocorticoids influence stress responses? Integrating permissive, suppressive, stimulatory, and preparative action. Endocr. Rev. 2000; 21(1): 55–89. https://doi.org/10.1210/edrv.21.1.0389Sapolsky R.M. Romero L.M., Munck A.U. How do glucocorticoids influence stress responses? Integrating permissive, suppressive, stimulatory, and preparative action. Endocr. Rev. 2000; 21(1): 55–89. https://doi.org/10.1210/edrv.21.1.0389Анисимов В.Н. Световой десинхроноз и здоровье. Светотехника. 2019; 1: 30–38. https://elibrary.ru/yxuwlzAnisimov V.N. Light desynchronosis and health. Svetotekhnika. 2019; 1: 30–38. https://elibrary.ru/yxuwlz (in Russian).Бочкарев М.В., Коростовцева Л.С., Коломейчук С.Н., Петрашова Д.А., Шаламова Е.Ю., Рагозин О.Н. и др. Роль сна и изменений ритма сна–бодрствования в адаптации к условиям Арктики. Вестн. Урал. мед. акад. науки. 2019; 16(2): 86–95. https://elibrary.ru/zgojrvBochkarev M.V., Korostovtseva L.S., Kolomeychuk S.N., Petrashova D.A., Shalamova E.Y., Ragozin O.N., Sviryaev Y.V. The role of sleep and sleep-wake rhythm changes in the Arctic adaptation. Vestn. Ural. Med. Akad. Nauki. 2019; 16(2): 86–95. https://elibrary.ru/zgojrv (in Russian).Алексанин С.С., Рыбников В.Ю., Санников М.В. Комплексная оценка состояния здоровья и профилактика заболеваемости спасателей МЧС России, работающих в неблагоприятных условиях Арктики. СПб.: ИПЦ «Измайловский»; 2022. https://elibrary.ru/qgbyajAleksanin S.S., Rybnikov V.Yu., Sannikov M.V. Comprehensive assessment of health status and disease prevention of rescuers of the Russian Emergencies Ministry working in unfavorable conditions of the Arctic. SPb.: IPTs «Izmaylovskiy»; 2022 https://elibrary.ru/qgbyaj (in Russian).Traish A.M., Kang H.P., Saad F., Guay A.T. Dehydroepiandrosterone (DHEA) — a precursor steroid or an active hormone in human physiology. J. Sex. Med. 2011; 8(11): 2960–2982. https://doi.org/10.1111/j.1743-6109.2011.02523.xTraish A.M., Kang H.P., Saad F., Guay A.T. Dehydroepiandrosterone (DHEA) — a precursor steroid or an active hormone in human physiology. J. Sex. Med. 2011; 8(11): 2960–2982. https://doi.org/10.1111/j.1743-6109.2011.02523.xKorneeva Y., Simonova N. Job Stress and Working Capacity among Fly-In-Fly-Out Workers in the Oil and Gas Extraction Industries in the Arctic. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020; 17(21): 7759. https://doi.org/10.3390/ijerph17217759Korneeva Y., Simonova N. Job Stress and Working Capacity among Fly-In-Fly-Out Workers in the Oil and Gas Extraction Industries in the Arctic. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020; 17(21): 7759. https://doi.org/10.3390/ijerph17217759Поскотинова Л.В., Демин Д.Б., Кубасов Р.В., Золкина А.Н., Вылегжанина А.В., Типисова Е.В. Сердечно-сосудистая регуляция и соотношение тестостерона и кортизола в слюне при физической нагрузке у мальчиков-подростков. Научные труды I съезда физиологов СНГ. Том 2. Сочи-Дагомыс: ЗАО «Издательство «Медицина-Здоровье», 2005: 194. https://elibrary.ru/sygamtPoskotinova L.V., Demin D.B., Kubasov R.V., Zolkina A.N., Vylegzhanina A.V., Tipisova E.V. Cardiovascular regulation and salivary testosterone/cortisol ratio during exercise in adolescent boys. Nauchnye trudy I s"ezda fiziologov SNG. Tom 2. Sochi-Dagomys: ZAO «Izdatel'stvo «Meditsina-Zdorov'e», 2005: 194. https://elibrary.ru/sygamt (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.