Analysis of cortisol and dehydroepiandrosterone-sulfate levels in Northern men: regional specificities

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: The effective body adaptation to climate and geographical extreme conditions is determined by the individual adaptive mechanisms based on the hypothalamic-pituitary-adrenal axis.

Aim: To identify the region-associated characteristics and assess the fluctuations of the mean levels of dehydroepiandrosterone-sulfate in Northern men.

Material and methods: To achieve this aim, the overall sample enrolled 70 male residents (mean age: 43.2±0.8 years) of the Magadan Region, in which the morning serum concentrations of cortisol and dehydroepiandrosterone-sulfate and the evening level of salivary cortisol were evaluated. The study was performed using the immunochromatographic assay and the enzyme immunoassay.

Results: For the first time in the Magadan Region, the morning (43.1±2.8 ng/mL) and evening (9.3±0.7 ng/mL) levels of salivary cortisol were studied. The findings evidence that the mean values of the analyzed parameters exceed the established normal limits, while the circadian rhythms remain unchanged. The study has also identified the region-specific functional activity of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis characterized by high mean concentrations of cortisol (406.7±12.2 nmol/L) that confirm the relative hypercorticism in the Northerners, while dehydroepiandrosterone-sulfate concentrations remain optimal (9.96±0.40 µmol/L). In the other regions of the country, the mean values of the latter are substantially lower. Meanwhile, the ratio of the above hormones (2.38±0.10 CU) reflects preserved adaptation capabilities of the Northerners.

Conclusion: The North residents have a region-specific (northern) endocrine profile confirming the generally accepted role of glucocorticoids in the hormonal support of the body adaptation to extreme factors including the climate and geographic conditions.

About the authors

Inessa V. Averyanova

Scientific Research Center “Arktika” Fareastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: Inessa1382@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4511-6782
SPIN-code: 9402-0363

Dr. Sci. (Biology), Professor FEB RAS

Russian Federation, 24 Karl Marx Ave., 685000 Magadan

Olga O. Alyoshina

Scientific Research Center “Arktika” Fareastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: oalesina597@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5718-5398
SPIN-code: 9504-6020
Russian Federation, 24 Karl Marx Ave., 685000 Magadan

References

  1. Møller N, Jørgensen JOL. Effects of growth hormone on glucose, lipid, and protein metabolism in human subjects. Endocr Rev. 2009;30(2);152–177. doi: 10.1210/er.2008-0027
  2. Sapolsky RM, Romero LM, Munck AU. How do glucocorticoids influence stress responses? Integrating permissive, suppressive, stimulatory, and preparative action. Endocr Rev. 2000;21(1):55–89. doi: 10.1210/edrv.21.1.0389
  3. Oyola MG, Handa RJ. Hypothalamic-pituitary-adrenal and hypothalamic-pituitary-gonadal axes: sex differences in regulation of stress responsivity. Stress. 2017;20(5):476–494. d oi: 10.1080/10253890.2017.1369523
  4. Wilcox RR, Granger DA, Szanton S, Clark F. Diurnal patterns and associations among salivary cortisol, DHEA and alpha-amylase in older adults. Physiology & Behavior. 2014;129:11–16.doi: 10.1016/j.physbeh.2014.02.012
  5. Brahimaj A, Muka T, Kavousi M, et al. Serum dehydroepiandrosterone levels are associated with lower risk of type 2 diabetes: the Rotterdam Study. Diabetologia. 2017;60(1):98–106. doi: 10.1007/s00125-016-4136-8
  6. Tyuzikov IA. Dehydroepiandrosterone in men: a potential physiological effects from the standpoint of evidence-based medicine. Effective Pharmacotherapy. 2020;16(20):44–51. E DN: CFSPHP doi: 10.33978/2307-3586-2020-16-20-44-51
  7. Nawata H, Yanase T, Goto K, et al. Mechanism of action of anti-aging DHEA-S and the replacement of DHEA-S. Mech Ageing Dev. 2002:123(8):1101–1106. d oi: 10.1016/s0047-6374(01)00393-1.
  8. Enomoto M, Adachi H, Fukami A, et al. Serum dehydroepiandrosterone sulfate levels predict longevity in men: 27-year follow-up study in a community-based cohort (Tanushimaru study). J Am Geriatr Soc. 2008;56(6):994–998. d oi: 10.1111/ j.1532-5415.2008.01692.x
  9. Lamberts SW, van den Beld AW, van der Lely AJ. The endocrinology of aging. Science. 1997;278(5337):419–424. doi: 10.1126/science.278.5337.419
  10. Lennartson AK. Low levels of dehydroepiandrosterone sulfate in younger burnout patients. PLoS One. 2015;10(10):e0140054. doi: 10.1371/journal.pone.0140054
  11. Tyuzikov IA, Kalinchenko SJu. Sarcopenia: will only protein nutrition and physical activity help? The role of sex steroid hormones in the mechanisms of synthesis of muscle protein regulation. Nutrition. 2017;7(2):41–50. EDN: ZBJZQD d oi: 10.20953/2224-5448-2017-2-41-50
  12. Kamin HS, Kertes DA. Cortisol and DHEA in development and psychopathology. Horm. Behav. 2017;89:69–85. d oi: 10.1016/ j.yhbeh.2016.11.018
  13. Ghiciuc CM, Cozma-Dima CL, Pasquali V, et al. Awakening responses and diurnal fluctuations of salivary cortisol, DHEA-S and α-amylase in healthy male subjects. Neuro Endocrinol Lett. 2011;32(4):475–480.
  14. Schakman O, Gilson H, Thissen JP. Mechanisms of glucocorticoid-induced myopathy. J Endocrinol. 2008;197(1):1–10. d oi: 10.1677/JOE-07-0606
  15. Shimizu N, Yoshikawa N, Ito N, et al. Crosstalk between glucocorticoid receptor and nutritional sensor mTOR in skeletal muscle. Cell Metab. 2011;13(2):170–182. d oi: 10.1016/j.cmet.2011.01.001
  16. Ceci R, Duranti G, Rossi A, et al. Skeletal muscle differentiation: role of dehydroepiandrosterone sulfate. Horm Metab Res. 2011;43(10):702–707. doi: 10.1055/s-0031-1285867
  17. Zaichik ASh, Churilov LP. General pathophysiology: Pathophysiology. Ed. 4th. St. Petersburg: ELBI-SPb.; 2008. (In Russ.)
  18. Goncharov NP, Katsiya GV. Dehydroepiandrosterone biosynthesis, metabolism, biological effects, and clinical use (analytical review). Andrology and Genital Surgery. 2015;16(1):13–22. E DN: TRZITV doi: 10.17650/2070-9781-2015-1-13-22
  19. Wolkowitz OM, Epel ES, Reus VI. Stress hormone-related psychopathology: pathophysiological and treatment implications. World J. Biol. Psychiatry. 2001;2(3):115–143. d oi: 10.3109/15622970109026799
  20. Phillips AC, Carroll D, Gale CR, et al. Cortisol, DHEA sulphate, their ratio, and all-cause and cause-specific mortality in the Vietnam Experience Study. Eur J Endocrinol. 2010;163(2):285–292. doi: 10.1530/EJE-10-0299
  21. Ferrari E, Cravello L, Muzzoni B, et al. Age-related changes of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis: pathophysiological correlates. Eur J Endocrinol. 2001;144(4):319–329. d oi: 10.1530/eje.0.1440319
  22. Butcher SK, Killampalli V, Lascelles D, et al. Raised cortisol: DHEAS ratios in the elderly after injury: potential impact upon neutrophil function and immunity. Aging Cell. 2005;4(6):319–324. doi: 10.1111/j.1474-9726.2005.00178.x
  23. Aleksanin SS, Rybnikov VYu, Kovyazina NA, et al. Assessment of the adaptive reserves of the male body: theoretical foundations, technology: methodological recommendations. St. Petersburg: Izmailovsky CPI; 2022. (In Russ.) EDN: KXKVIG
  24. Shorin YuP, Lepeluotto Yu. Hormonal provision of adaptive reactions in northern conditions. In: V.P. Kaznacheev, S.V. Kaznacheev, D.N. Mayansky et al. Clinical aspects of polar medicine. Moscow, 1986. P. 57–67 (In Russ.) EDN: SHZWDJ
  25. Khasnulin VI. Introduction to polar medicine. Novosibirsk: SB RAMS; 1998. (In Russ.) EDN: RWXGVZ
  26. Trilck M, Flitsch J, Lüdecke DK, et al. Salivary cortisol measurement — a reliable method for the diagnosis of Cushing's syndrome. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2005;113(4):225–230. d oi: 10.1055/s-2005-837667
  27. Bichkaeva FA, Bichkaev AA, Volkova NI, et al. The modulating effect of biogenic amines, insulin and cortisol on protein metabolism in residents of different climatic regions. Journal of Medical and Biological Research. 2015;(3):66–76. EDN: ULHAIX
  28. Kovyazina NA, Alhutova NA. DHEAS/cortisol index as a marker of stress-induced premature aging. Clinical Laboratory Diagnostics. 2019;64(3):140–144. EDN: ZCFTZZ d oi: 10.18821/0869-2084-2019-64-3-140-144
  29. Gorobets LN, Lorikyan AG, Koutouzova NM. Cortisol and dehydroepiandrosterone sulphate production in patients with first psychotic episode. Social and Clinical Psychiatry. 2014;24(2):5–10. EDN: SESEKP
  30. Kolov SA, Duka EV. The correlation between levels of cortisol and dehydroepiandrosterone sulfate and personality traits of combatants in the remote period after exposure to combat stress. Russian Journal of Psychiatry. 2009;(4):41–45. E DN: KXZTYX
  31. Boyko NV, Kolmakova TS. Blood hormone level in meniere disease. Russian Otorhinolaryngology. 2014;(5):15–19. E DN: SYPIKJ
  32. Khokhlacheva NA, Vakhrushev YaM, Suchkova EV, et al. Assessment of the role of psychological status and blood cortisol in gallstone formation. Gastroenterology of St. Petersburg. 2017;(1):111–112. (In Russ.) EDN: YRHCWR
  33. Madyanov IV, Kichigin VA, Markova TN, et al. Features of the functional state of the adrenal cortex and thyroid gland in metabolic syndrome. Obesity and Metabolism. 2011;8(3):46– 50. EDN: OOPJCZ doi: 10.14341/2071-8713-4836
  34. Zotova AB, Muzychenko LM, Damdinov BTs, et al. Glucocorticoid function of adrenal glands' cortex in patients with bronchial asthma and obesity. The Siberian Scientific Medical Journal. 2003;23(3):83–85. EDN: HRSNLD
  35. Mal'tseva TA, Kolosov VP, Pirogov AB, et al. The state of cytokine status and its pathogenetic role at thyroidal insufficiency in patients with bronchial asthma. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration. 2013;(48):22–27. EDN: QCFSQR
  36. Bichkaeva FA, Tipisova EV, Volkova NI. The ratio of insulin, sex hormones, sex hormone-binding β-globulin, parameters of lipid metabolism and glucose in the male population of the Arctic. Russian Journal of Human Reproduction. 2016;22(2):99-110. EDN: WBFJED doi: 10.17116/repro201622299-110
  37. Semenova AA, Ochkurenko VS, Madyanov IV. Prospects for the prevention of complications of acute myocardial infarction and stratification of their risk. Public Health and Health Care. 2009;(1):36–40. (In Russ.) EDN: JULFVP
  38. Kim LB, Osipova LP, Rozumenko AA, et al. Lipid spectrum features and relationship between specific classes of lipids and sex hormone levels in asian north men. Yakut Medical Journal. 2019;(3):27–31. EDN: SRXFQR doi: 10.25789/YMJ.2019.67.07
  39. Dogadin SA, Nozdrachev KG, Krizhanovskaya YeV, Manchuk VT. Levels of insulin, C-peptide, and hydrocortisone in the course of glucose tolerance test in indigenous population of the Extreme North and in newcomers. Problems of Endocrinology. 1997;43(2):7–10. EDN: ASKSMB doi: 10.14341/probl19974327-10
  40. Hasnulin VI. Hasnulina AV. Features of emotional stress in the residents of the north and siberian regions with discomfortable climate at high or low content of hormones in the blood. Mir Nauki, Kultury, Obrazovaniya. 2012;(5):32–35. EDN: PFZUVX
  41. Maksimov AL, Bartosh TP. Invariants of the norm of human hormonal status in the North-East of Russia: scientific and practical recommendations. Magadan: SVNTs FEB RAS; 1995. (In Russ.)
  42. Bichkaeva FA. Endocrine regulation of metabolic processes in humans in the North. Yekaterinburg; 2008. (In Russ.) E DN: QLTCSD
  43. 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. d oi: 10.12710/cardiometry.2018.12.5565
  44. Danforth E Jr, Horton ES, O'Connell M, et al. Dietary-induced alterations in thyroid hormone metabolism during overnutrition. J Clin Invest. 1979;64(5):1336–1347. doi: 10.1172/JCI109590

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».