resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2023-28-3-443-450resar-239Research ArticleБиологические науки. ЭкологияBiological sciences. EcologyСезонные изменения профиля жирных кислот плазмы крови как механизм адаптации человека к экстремальным условиям СевераSeasonal changes in the profile of blood plasma fatty acids as a mechanism of human adaptation to the extreme conditions of the Northhttps://orcid.org/0000-0002-6965-2600КолосоваО. Н.KolosovaО. N.

Колосова Ольга Николаевна, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник

Якутск

ResearcherID: P-6534-2015,

РИНЦ AuthorID: 274863

Kolosova, Olga N., Dr. Sci. (Biol.), Professor, Senior Researcher

Yakutsk

ResearcherID: P-6534-2015,

RISC AuthorID: 274863

kololgonik@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8823-3981КершенгольцБ. М.KershengoltsV. M.

Кершенгольц Борис Моисеевич, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник

Якутск

РИНЦ AuthorID: 88428

Kershengolts, Boris M., Dr. Sci. (Biol.), Professor, Senior Researcher

Yakutsk

RISC AuthorID: 88428

kerschen@mail.ruСоловьеваН. А.SolovievaN. A.

Соловьева Наталья Алексеевна, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник

Якутск

ResearcherID: Q-9965-2018,

Scopus Author ID: 57142280900,

РИНЦ AuthorID: 641179

Solov’eva, Natal’ya A., Cand. Sci. (Med.), Leading Researcher

Yakutsk

ResearcherID: Q-9965-2018,

Scopus Author ID: 57142280900,

RISC AuthorID: 641179

sonata60878@yandex.ruИнститут биологических проблем криолитозоны СО РАНРоссияInstitute for Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202326092023283443450Copyright © Колосова О.Н., Кершенгольц Б.М., Соловьева Н.А., 20232023Колосова О.Н., Кершенгольц Б.М., Соловьева Н.А.Kolosova О.N., Kershengolts V.M., Solovieva N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/239

Экстремальные факторы окружающей среды приводят к изменениям в метаболизме организма и, в частности, к преимущественному использованию белков и жиров в обмене веществ. Целью нашей работы было выявить сезонные различия в содержании жирных кислот в плазме крови людей с эволюционно развитыми механизмами адаптации к специфическим условиям Севера. Объектами исследования были молодые мужчины-аборигены Севера (якуты), практически здоровые добровольцы, средний возраст которых составил 19,1 ± 2,2 года (n = 26). Образцы венозной крови брали в утренние часы с 8:00 до 9:00 в разное время года (лето, осень, зима). Колебания температуры в течение этих сезонов составляли более 100 °C. Идентификацию и определение концентрации жирных кислот (ЖК) в образцах плазмы крови проводили методом газовой хроматографии-массспектрометрии (GC-MS). Статистический анализ данных липидного профиля плазмы крови проводился с использованием платформы MetaboAnalyst 5.0. Результаты показывают, что отношение ненасыщенных жирных кислот (UFA) к насыщенным жирным кислотам (SFA) зимой увеличивается в 1,8 раза по сравнению с другими периодами (летом, осенью). Выявлена ведущая роль полиненасыщенных жирных кислот в адаптации человеческого организма к межсезонным изменениям. Наиболее важную роль играют зимнее увеличение содержания 11,14,17-эйкозатриеновой кислоты (омега-3) и зимнее снижение арахидоновой кислоты, цис-11,14-эйкозадиеновой кислоты и 8,11,14-эйкозатриеновой кислоты.

Extreme environmental factors lead to changes in the metabolism of the body and, in particular, to the predominant use of proteins and fats. The aim of our study was to reveal seasonal differences in the blood plasma fatty acid profile of people with evolutionarily developed mechanisms of adaptation to the specific conditions of the North. The subjects of the study were young male aborigines of the North (Yakuts), virtually healthy volunteers whose mean age was 19.1 ± 2.2 (n = 26). Venous blood samples were collected in the morning from 8:00 am to 9:00 am in different seasons (summer, fall, and winter). Temperature variations during these seasons were more than 100 °C. Identification and determination of fatty acid (FA) concentrations in the blood plasma samples were performed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Statistical analysis of blood plasma lipid profile data was performed using MetaboAnalyst 5.0. The results showed that the ratio of unsaturated fatty acids (USFA) to saturated fatty acids (SFA) increases by 1.8 times in winter compared to other periods (summer, and autumn). The leading role of polyunsaturated fatty acids (PUSFA) in the adaptation of the human body to interseasonal changes has been revealed. The most important role is played by the winter increase of 11,14,17-eicosatrienoic acid (omega-3) and the winter decrease of arachidonic acid, cis-11,14-eicosadienoic acid and 8,11,14-eicosatrienoic acid.

сезонные изменениягодовой ритмжирные кислотыадаптацияэкстремальные условияметаболомикалипидомикасеверкоренные народыплазма кровиseasonal changeschronobiologyfatty acidsadaptationcoldmetabolomicslipidomicsstudentindigenous peopleblood plasmaРабота выполнена в рамках госзадания Минобрнауки РФ по проекту «Физиологические и биохимические механизмы адаптации растений, животных, человека к условиям Арктики/Субарктики» (код научной темы: FWRS-2021-0025; гос. регистр. номер: AAAAAA-A21-121012190035-9), а также с использованием оборудования ЦКП ФИЦ «ЯНЦ СО РАН»This study was conducted within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under the project “Physiological and biochemical mechanisms of adaptation of plants, animals, humans to the conditions of the Arctic / Subarctic and the development of biological products based on natural northern raw materials that increase the efficiency of the adaptation process and the level of human health in extreme environmental conditions” (theme number: FWRS-2021-0025; registration number: АААА-А21-121012190035-9), using the Core Shared Research Facility of the Federal Research Centre “The Yakut Scientific Centre of the SB RAS”ReferencesAllebrandt K.V., Teder-Laving M., Kantermann T., Peters A., et al. Chronotype and sleep duration: the influence of season of assessment. Chronobiology International. 2014:31(5):731–740. https://doi.org/10.3109/07420528.2014.901347Allebrandt K.V., Teder-Laving M., Kantermann T., Peters A., et al. Chronotype and sleep duration: the influence of season of assessment. Chronobiology International. 2014:31(5):731–740. https://doi.org/10.3109/07420528.2014.901347Arntz H.R., Willich S.N., Schreiber C., Brüggemann T., Stern R., Schultheiss H.P. Diurnal, weekly and seasonal variation of sudden death: population-based analysis of 24,061 consecutive cases. European Heart Journal. 2000; 21(4):315–320 https://doi.org/10.1053/euhj.1999.1739Arntz H.R., Willich S.N., Schreiber C., Brüggemann T., Stern R., Schultheiss H.P. Diurnal, weekly and seasonal variation of sudden death: population-based analysis of 24,061 consecutive cases. European Heart Journal. 2000; 21(4):315–320 https://doi.org/10.1053/euhj.1999.1739Duffy J.F., Wright K.P., Jr. Entrainment of the human circadian system by light. Journal of Biological Rhythms. 2005;20(4):326–338. https://doi.org/doi:10.1177/0748730405277983Duffy J.F., Wright K.P., Jr. Entrainment of the human circadian system by light. Journal of Biological Rhythms. 2005;20(4):326–338. https://doi.org/doi:10.1177/0748730405277983Foster R.G., Kreitzman L. Seasons of Life: The Biological Rhythms That Enable Living Things to Thrive and Survive. London: Profile Books Ltd.; 2009. 303 p.Foster R.G., Kreitzman L. Seasons of Life: The Biological Rhythms That Enable Living Things to Thrive and Survive. London: Profile Books Ltd.; 2009. 303 p.Martinez M.E. The calendar of epidemics: Seasonal cycles of infectious diseases. PLoS Pathogens. 2018;14(11):e1007327-15. https://doi.org/doi:10.1371/journal.ppat.1007327Martinez M.E. The calendar of epidemics: Seasonal cycles of infectious diseases. PLoS Pathogens. 2018;14(11):e1007327-15. https://doi.org/doi:10.1371/journal.ppat.1007327O’Connell S.E., Griffiths P.L., Clemes S.A. Seasonal variation in physical activity, sedentary behavior and sleep in a sample of UK adults. Annals of Human Biology. 2014;41(1):1–8. https://doi.org/10.3109/03014460.2013.827737O’Connell S.E., Griffiths P.L., Clemes S.A. Seasonal variation in physical activity, sedentary behavior and sleep in a sample of UK adults. Annals of Human Biology. 2014;41(1):1–8. https://doi.org/10.3109/03014460.2013.827737Roenneberg T. The decline in human seasonality. Journal of Biological Rhythms. 2004;19(3):193–19. https://doi.org/doi:10.1177/0748730404264863Roenneberg T. The decline in human seasonality. Journal of Biological Rhythms. 2004;19(3):193–19. https://doi.org/doi:10.1177/0748730404264863Roenneberg T., Merrow M. The circadian clock and human health. Current Biology. 2016;26(10):R432- R44. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.04.011Roenneberg T., Merrow M. The circadian clock and human health. Current Biology. 2016;26(10):R432- R44. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.04.011Panin L.E. Biochemical mechanisms of stress. Novosibirsk: Nauka, 1983. 232 p. (In Russ.)Panin L.E. Biochemical mechanisms of stress. Novosibirsk: Nauka, 1983. 232 p. (In Russ.)Ullah S.M., Murphy B., Dorich B., Richter B., Srinivasan K. Fat extraction from acid- and base-hydrolyzed food samples using accelerated solvent extraction. Journal of Agricultural Food Chemistry. 2011;59(6): 2169–2174. https://doi.org/10.1021/jf104001Ullah S.M., Murphy B., Dorich B., Richter B., Srinivasan K. Fat extraction from acid- and base-hydrolyzed food samples using accelerated solvent extraction. Journal of Agricultural Food Chemistry. 2011;59(6): 2169–2174. https://doi.org/10.1021/jf104001

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