Kazan medical journalKazan medical journalКазанский медицинский журнал0368-48142587-9359Eco-Vector6529010.17816/KMJ2021-474Theoretical and clinical medicineТеоретическая и клиническая медицинаResearch ArticleAnalysis of microcirculatory disorders in men with more than 10 years’ experience on night workАнализ микроциркуляторных нарушений у мужчин с опытом работы в ночное время более 10 летGribanovI AГрибановИгорь Андреевич
Russian Federation
gribanov_doc@mail.ruZarubinaE GЗарубинаЕлена Григорьевна
Russian Federation
gribanov_doc@mail.ruReaviz Medical UniversityМедицинский университет «Реавиз»0808202110244744782304202122072021Copyright ©; 2021, Gribanov I.A., Zarubina E.G.Copyright ©; 2021, Грибанов И.А., Зарубина Е.Г.2021Gribanov I.A., Zarubina E.G.Грибанов И.А., Зарубина Е.Г.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/65290

Aim. To study the nature and extent of the effects of long-term sleep and wake phase disorders (working at night for more than 10 years) on the characteristics of microcirculation in men.

Methods. Laser Doppler flowmetry and spectophotometry, optical tissue oximetry, and laser-induced fluorescence spectroscopy were performed in 34 male patients with a mean age of 40.3±0.9 years and more than 10 years’ experience of night work to assess the effectiveness of microcirculation. 25 men with a mean age of 40.2±1.2 without night work experience were used as a control group. Microcirculation was studied on the laser diagnostic complex LAKK-M (LAZMA, Russian Federation). The measurement was carried out on the skin of the palmar surface of the terminal phalanx of the second finger of the hand. The following indicators were analyzed in automatic mode: the mean perfusion value, the index of specific oxygen consumption in the tissue, capillary blood saturation, the relative volume of the red blood cell fraction, arterial blood oxygen saturation, the index of perfusion oxygen saturation in the microcirculation, the efficiency of oxygen exchange and the fluorescent indicator of oxygen consumption. Statistical processing of the results was carried out using the Student's t-test for independent samples.

Results. In patients working at night for more than 10 years, a decrease in microcirculation efficiency was revealed. The index of specific oxygen consumption in the tissue was lower than that of healthy volunteers by 34.1% (p=0.000255), and the index of oxygen exchange efficiency by 56.3% (p <0.001). Long-term night work (>10 years) can lead to violations of microcirculation parameters and an irreversible decrease in the efficiency of oxygen exchange compared with the control group by an average of 56.3% (18.0±0.5 for the group with night work experience, 41.2±0.6 for the group of healthy volunteers, p <0.001), the index of specific oxygen consumption in the tissue by an average of 34.1% (1.53±0.03 for the group with night work experience, 2.32±0.2 for the group of healthy volunteers, p=0.000255) and an increase in the index of perfusion oxygen saturation in the microcirculation by 2 times compared with the control group (6.2±0.05 for the group with night work experience, 3.67±0.09 for the group of healthy volunteers, p <0.001), which is accompanied by an increase in the saturation of mixed (and venous) blood.

Conclusion. The nature of the revealed violations of microcirculatory parameters in the long-term night work suggests their significance in the development of diseases that are currently attributable to the so-called group of “diseases of civilization”.

Цель. Изучение характера и степени влияния длительного нарушения фаз сна и бодрствования (работа в ночное время свыше 10 лет) на особенности микрокровотока у мужчин.

Методы. 34 пациентам мужского пола со средним возрастом 40,3±0,9 года и опытом работы в ночное время более 10 лет выполнены лазерная допплеровская флоуметрия и спектрофотометрия, оптическая тканевая оксиметрия, лазерно-флюоресцентная спектроскопия для оценки эффективности микроциркуляции. В качестве контроля выступили 25 мужчин со средним возрастом 40,2±1,2 года без опыта работы в ночное время. Микроциркуляцию исследовали на лазерном диагностическом комплексе ЛАКК-М (ЛАЗМА, РФ). Измерение проводили на коже ладонной поверхности концевой фаланги II пальца кисти. В автоматическом режиме анализировали следующие показатели: среднее значение перфузии, индекс удельного потребления кислорода в ткани, сатурация капиллярной крови, относительный объём фракции эритроцитов, сатурация артериальной крови, индекс перфузионной сатурации кислорода в микрокровотоке, эффективность кислородного обмена и флюоресцентный показатель потребления кислорода. Статистическая обработка полученных результатов проведена с использованием критерия Стьюдента для независимых выборок.

Результаты. У пациентов, работающих в ночное время свыше 10 лет, выявлено снижение эффективности микрокровотока. Индекс удельного потребления кислорода в ткани был ниже, чем у здоровых добровольцев, на 34,1% (p=0,000255), а индекс эффективности кислородного обмена — на 56,3% (р <0,001). Длительная работа в ночное время (свыше 10 лет) может приводить к нарушениям параметров микроциркуляции и необратимому снижению эффективности кислородного обмена по сравнению с группой контроля в среднем на 56,3% (18,0±0,5 для группы с опытом работы в ночное время, 41,2±0,6 для группы здоровых добровольцев, p <0,001), индекса удельного потребления кислорода в ткани в среднем на 34,1% (1,53±0,03 для группы с опытом работы в ночное время, 2,32±0,2 для группы здоровых добровольцев, p=0,000255) на фоне увеличения индекса перфузионной сатурации кислорода в микрокровотоке в 2 раза по сравнению с группой контроля (6,2±0,05 для группы с опытом работы в ночное время, 3,67±0,09 для группы здоровых добровольцев, p <0,001), что сопровождается повышением сатурации смешанной (и венозной) крови.

Вывод. Характер выявленных нарушений микроциркуляторных параметров на фоне длительной работы в ночное время позволяет предполагать их значимость в генезе развития заболеваний, которые в настоящее время относят к так называемой группе «болезней цивилизации».

microcirculationoxygen exchangenight workмикроциркуляциякислородный обменработа в ночное времяKivimäki M., Steptoe A. Effects of stress on the development and progression of cardiovascular disease. Nat. Rev. Cardiol. 2018; 15 (4): 215–229. DOI: 10.1038/nrcardio.2017.189.Anand S.S., Abonyi S., Arbour L., Balasubramanian K., Brook J., Castleden H., Chrisjohn V., Cornelius I., Davis A.D., Desai D., de Souza R.J., Friedrich M.G., Harris S., Irvine J., L'Hommecourt J., Littlechild R., Mayotte L., McIntosh S., Morrison J., Oster R.T., Picard M.; Pictou Landing First Nation; Poirier P., Schulze K.M., Toth E.L.; Canadian Alliance for Healthy Hearts and Minds First Nations Research Group. Explaining the variability in cardiovascular risk factors among First Nations communities in Canada: A population-based study. Lancet Planet Health. 2019; 3 (12): e511–e520. DOI: 10.1016/S2542-5196(19)30237-2.Branyan K.W., Devallance E.R., Lemaster K.A., Skinner R.C., Bryner R.W., Olfert I.M., Kelley E.E., Frisbee J.C., Chantler P.D. Role of chronic stress and exercise on microvascular function in metabolic syndrome. Med. Sci. Sports Exerc. 2018; 50: 957–966. DOI: 10.1249/MSS.0000000000001531.Ortiz M.S., Sapunar J. Longitudinal association between chronic psychological stress and metabolic syndrome. Rev. Med. Chil. 2018; 146 (11): 1278–1285. (In Spanish) DOI: 10.4067/S0034-98872018001101278.Ortiz M.S., Sapunar J. Estrés psicológico y síndrome metabólico. Rev. Med. Chil. 2018; 146 (11): 1278–1285. DOI: 10.4067/S0034-98872018001101278.Torquati L., Mielke G.I., Brown W.J., Kolbe-Alexander T. Shift work and the risk of cardiovascular disease. A systematic review and meta-analysis including dose-response relationship. Scand. J. Work Environ. Health. 2018; 44 (3): 229–238. DOI: 10.5271/sjweh.3700.Havakuk O., Zukerman N., Flint N., Sadeh B., Margolis G., Konigstein M., Keren G., Aviram G., Shmilovich H. Shift work and the risk of coronary artery di­sease: A cardiac computed tomography angiography study. Cardiology. 2018; 139 (1): 11–16. DOI: 10.1159/000481088.Cheng M., He H., Wang D., Xu L., Wang B., Ho K.M., Chen W. Shift work and ischaemic heart di­sease: meta-ana­lysis and dose-response relationship. ­Occup. Med. (Lond.). 2019; 69 (3): 182–188. DOI: 10.1093/occmed/kqz020.Zaripov A.A., Potapov R.V., Ashanina E.N. Modern concepts of biofeedback for correction of the body functional state in defence and law enforcement officers with shift work. Medico-biological and socio-psychological problems of safety in emergency situations. 2015; (2): 86–99. (In Russ.) DOI: 10.25016/2541-7487-2015-0-2-86-99.Зарипов А.А., Потапов Р.В., Ашанина Е.Н. Современные представления об использовании принципа биологической обратной связи в коррекции функционального состояния организма сотрудников силовых ведомств при сменном режиме деятельности. Мед.-биол. и соц.-психол. пробл. безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2015; (2): 86–99. DOI: 10.25016/2541-7487-2015-0-2-86-99.Zheng P.P., Zhang L.N., Zhang J., Chang X.M., Ding S., Xiao F., Guo L.X. Evaluating the effects of diffe­rent sleep supplement modes in attenuating metabolic consequences of night shift work using rat model. Nat. Sci. Sleep. 2020; 12: 1053–1065. DOI: 10.2147/NSS.S271318.Bonmati-Carrion M.A., Arguelles-Prieto R., Martinez-Madrid M.J., Reiter R., Hardeland R., Rol M.A., Madrid J.A. Protecting the melatonin rhythm through circadian healthy light exposure. Int. J. Mol. Sci. 2014; 15 (12): 23 448–23 500. DOI: 10.3390/ijms151223448.IARC Monographs Vol 124 group. Carcinogenicity of night shift work. Lancet Oncol. 2019; 20 (8): 1058–1059. DOI: 10.1016/S1470-2045(19)30455-3.Zuraikat F.M., Makarem N., Redline S., Aggar­wal B., Jelic S., St-Onge M.P. Sleep regularity and cardiometabo­lic heath: Is variability in sleep patterns a risk factor for excess adiposity and glycemic dysregulation? Curr. Diab. Rep. 2020; 20 (8): 38. DOI: 10.1007/s11892-020-01324-w.Mrowietz C., Franke R.P., Pindur G., Wolf U., Jung F. Reference range and variability of Laser-Doppler-Fluxmetry. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2017; 67 (3–4): 347–353. DOI: 10.3233/CH-179215.Bland M. An introduction to medical statistics. 3rd ed. Oxford University Press. 2000; 405 p.Teixeira K.R.C., Dos Santos C.P., de Medeiros L.A., Mendes J.A., Cunha T.M., De Angelis K., Penha-Silva N., de Oliveira E.P., Crispim C.A. Night workers have lo­wer levels of antioxidant defenses and higher levels of oxidative stress damage when compared to day workers. Sci. Rep. 2019; 9 (1): 4455. DOI: 10.1038/s41598-019-40989-6.