Relationship between meteorological factors and the pituitary-thyroid axis in healthy men living in the Subarctic

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The changing seasons in the subarctic region causes an adaptive restructuring of the inhabitants’ organisms. The most healthy individuals can adjust to the Northern climate without developing health disorders. However, a decrease in adaptive reserves may result in various pathological conditions. Extensive studies across different populations in various climatic zones have reported significant associations between meteorological factors and the fluctuations in thyroid hormones.

AIM: To assess the influence of circannual dynamics of meteorological factors on the serum levels of thyroid hormones and thyroxin-binding globulin (TBG) in men living in subarctic environmental conditions.

MATERIAL AND METHODS: An prospective analytical study was conducted in the city of Arkhangelsk (64°32´24.4˝ N). Twenty clinically healthy men comprised the sample. Blood samples were collected every 3 months over a 12-months period. Subjects with any factors affecting the hypothalamic-pituitary-thyroid axis were excluded. Circannual variation in the studied characteristics were analyzed using Wilcoxon signed-rank tests with Bonferroni correction. Associations between hormonal data and climatic data were assessed using Spearman’s correlation coefficients.

RESULTS: The thyroid-stimulating hormone reached its peak, while T4 and TBG were at their lowest during the period of minimal daylight hours in December. This coincided with the highest values of relative humidity and atmospheric pressure. Furthermore, T4 and TBG positively correlated with the duration of daylight and outdoor temperature at the day of samples collection, while showing an inverse correlation with atmospheric pressure and average monthly relative humidity. Т3 and T4 inversely correlated with average monthly atmospheric pressure. T3 was positively associated with the duration of daylight.

CONCLUSION: The key environmental factors affecting the health people living in Northern regions include are the duration of daylight, outdoor temperature, monthly atmospheric pressure, and relative humidity. It is important to note that the impact of these climatic conditions on human health varies across the regions. Thus, our findings cannot be generalized to other areas..

About the authors

Irina N. Molodovskaya

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: pushistiy-86@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3097-9427
SPIN-code: 2220-1377
Scopus Author ID: 57140775500

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Elena V. Tipisova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: tipisova@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-2097-3806
SPIN-code: 9490-2026
Scopus Author ID: 8704657200
ResearcherId: J-5064-2018

Dr. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Aleksandra E. Elfimova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: a.elfimova86@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2519-1600
SPIN-code: 2725-3295
Scopus Author ID: 57140827000

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Viktorija A. Alikina

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: victoria-popcova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0818-7274
SPIN-code: 2351-1080
Scopus Author ID: 57140412000

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Valentina N. Zyabisheva

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: razvalush@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6133-8249
SPIN-code: 4062-8845
Russian Federation, Arkhangelsk

Ivan N. Tipisov

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Email: mr.tipisov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-7702-1385
SPIN-code: 3701-5716

Student of NARFU named after M.V. Lomonosov

Russian Federation, Arkhangelsk

References

  1. Alenikova AE, Tipisova EV. Analysis of the changes in male hormone profile depending on weather conditions in Arkhangelsk. Vestnik of Northern (Arctic) Federal University. Series “Medical and Biological Sciences”. 2014;3:5–15. EDN: SOAIPJ
  2. van Rosmalen L, van Dalum J, Appenroth D, et al. Mechanisms of temperature modulation in mammalian seasonal timing. FASEB J. 2021;35(5):e21605. doi: 10.1096/fj.202100162R
  3. Yoshihara A, Noh JY, Watanabe N, et al. Seasonal changes in serum thyrotropin concentrations observed from big data obtained during six consecutive years from 2010 to 2015 at a single hospital in Japan. Thyroid. 2018;28(4):429–436. doi: 10.1089/thy.2017.0600
  4. Nagata H, Izumiyama T, Kamata K, et al. An increase of plasma triiodothyronine concentration in man in a cold environment. J Clin Endocrinol Metab. 1976;43(5):1153–1156. doi: 10.1210/jcem-43-5-1153
  5. Hassi J, Sikkilä K, Ruokonen A, Leppäluoto J. The pituitary-thyroid axis in healthy men living under subarctic climatological conditions. J Endocrinol. 2001;169(1):195–203. doi: 10.1677/joe.0.1690195
  6. Kuzmenko NV, Tsyrlin VA, Pliss MG, Galagudza MM. Seasonal variations in levels of human thyroid-stimulating hormone and thyroid hormones: a meta-analysis. Chronobiol Int. 2021;38(3):301–317. doi: 10.1080/07420528.2020.1865394
  7. Levy SB, Leonard WR, Tarskaia LA, et al. Seasonal and socioeconomic influences on thyroid function among the Yakut (Sakha) of Eastern Siberia. Am J Hum Biol. 2013;25(6):814–820. doi: 10.1002/ajhb.22457
  8. Do NV, Mino L, Merriam GR, et al. Elevation in serum thyroglobulin during prolonged Antarctic residence: effect of thyroxine supplement in the polar 3,5,3’-triiodothyronine syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2004;89(4):1529–1533. doi: 10.1210/jc.2003-031747
  9. Kubasov RV, Kubasova ED, Kalinin AG, et al. Seasonal changes of the thyroid hormonal levels in children in terms of higher latitudes. International Research Journal. 2021;113(11–2): 175–178. EDN: WGVFLL doi: 10.23670/IRJ.2021.113.11.066
  10. Molodovskaya IN, Tipisova EV, Popkova VA, et al. Photoperiodic variation of thyroid hormones and autoantibodies in males of the European North. Yakut Medical Journal. 2020;70(2):77–80. EDN: WXOZUG doi: 10.25789/YMJ.2020.70.23
  11. Jongejan RMS, Meima ME, Visser WE, et al. Binding characteristics of thyroid hormone distributor proteins to thyroid hormone metabolites. Thyroid. 2022;32(8):990–999. doi: 10.1089/thy.2021.0588
  12. Tipisova EV. Reactivity and compensatory reactions of the endocrine system in the male population of the European North. Ekaterinburg: UrO RAN, 2009. (in Russ). EDN: QKSPEB
  13. Dardente H, Hazlerigg DG, Ebling FJ. Thyroid hormone and seasonal rhythmicity. Front Endocrinol (Lausanne). 2014;26(5):19. doi: 10.3389/fendo.2014.00019
  14. Chakravarthy V, Ejaz S. Thyroxine-binding globulin deficiency. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, July 4, 2023.
  15. Gubina AE, Koynosov AP. Seasonal changes in indicators of the immune and endocrine systems of athletes in the natural and climatic conditions of the Middle Ob region. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2018;25(2):31–36. EDN: YOJEIW doi: 10.33396/1728-0869-2018-2-31-36
  16. Korchin VI. Ethnicity-related thyroid status in the adult population, Khanty-Mansi autonomous okrug – Yugra. Surgut State University Journal. 2016;13(3);77–81. EDN: YFMTTZ
  17. Yamada S, Horiguchi K, Akuzawa M, et al. Seasonal variation in thyroid function in over 7,000 healthy subjects in an iodine-sufficient area and literature review. J Endocr Soc. 2022;6(6):bvac054. doi: 10.1210/jendso/bvac054
  18. Mahwi TO, Abdulateef DS. Relation of different components of climate with human pituitary-thyroid axis and FT3/FT4 ratio: a study on euthyroid and SCH subjects in two different seasons. Int J Endocrinol. 2019;2019:2762978. doi: 10.1155/2019/2762978
  19. Gullo D, Latina A, Frasca F, et al. Seasonal variations in TSH serum levels in athyreotic patients under L-thyroxine replacement monotherapy. Clin Endocrinol (Oxf). 2017;87(2):207–215. doi: 10.1111/cen.13351
  20. Maes M, Mommen K, Hendrickx D, et al. Components of biological variation, including seasonality, in blood concentrations of TSH, TT3, FT4, PRL, cortisol and testosterone in healthy volunteers. Clin Endocrinol (Oxf). 1997;46(5):587–598. doi: 10.1046/j.1365-2265.1997.1881002.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Correlations between endocrine parameters and meteorological factors of the subarctic region in healthy men: N — duration of daylight; T —air temperature; P1 — atmospheric pressure; P2 — average monthly atmospheric pressure; U — average monthly air humidity; the solid line indicates positive associations, the dotted line indicates inverse associations, T3 — triiodothyronine; T4 — thyroxine; TSG — thyroxine-binding globulin; All correlations were significant at p <0.05.

Download (36KB)

Copyright (c) 2023 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».