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背景:高温是我国热区环境的主要特点之一,其对于需要长期处于高温环境工作的特殊人群来说,是一种不可避免的潜在威胁,不仅能够降低作业能力,还会影响健康。高温环境具有明确的导致雌性动物动情周期紊乱的效应,但机制尚不明了,影响生理周期紊乱的生物标志物也尚未明确。因此,高温环境对女兵生理周期的影响及相关机制的研究对高温环境下女性生理周期健康维护和靶向防护意义重大。唾液能无创、方便、安全、经济的收集,是一种信息丰富的生物液体,血液中的代谢物可以通过细胞外、细胞内或细胞旁途径进入唾液。因此,唾液代谢物可能为人体其他部位提供一个窗口,用于早期检测并筛查人体疾病。本研究通过分析高温环境女兵生理周期特征,并利用非靶向唾液代谢组学技术,结合靶向神经递质代谢组学研究,筛选代谢标志物,阐明高温环境影响军事训练女兵生理周期的调控机制。为构建无创、便捷的生理周期紊乱监测方式提供科学依据,为保障高温环境女兵生殖健康奠定科学基础。方法:本研究以同兵种女兵125人为研究对象,年龄在21.95±2.56岁,BMI为20.83±2.6 kg/m2,均无吸烟饮酒习惯,每天训练时长、锻炼强度和饮食结构基本一致。其中,以热区女兵45人为高温组(全年平均气温20~28℃),对照地区女兵80人,作为常温对照组(全年平均气温0~10℃)。于夏季开展研究,高温组平均气温达28~38℃,对照组平均气温达15~25℃。采用问卷横断面调查的方法,调查两组女兵生理周期紊乱率、生理周期紊乱特征、经前期综合症状、SCL-90精神状况及导致生理周期紊乱的影响因素等,并进行对比分析。采用ELISA试剂盒,对性激素六项进行测定分析,包括FSH、LH、E2、P、T、PRL,以评价高温环境对女性性激素的影响。采用非靶向代谢组学对两组女兵的唾液进行分析,筛选差异唾液代谢物,进行聚类分析及KEGG通路富集,寻找高温导致女兵生理周期紊乱的潜在标志物,及其可能参与的调控通路。采用靶向代谢组学对两组女兵血清的10种神经递质的相对含量进行检测,包括Glutamine、r-Amino-butyric acid、Normetanephrine、Dopamine、5-HIAA、Acetylcholine、DOPA、Serotonin、3-methoxytyramine、Histamine,评价高温环境对女兵神经递质的影响,为唾液代谢组学研究提供更好的佐证。结果:(1)高温环境下军事训练女兵生理周期紊乱率达到75.56%,显著高于对照组女兵57.5%(P<0.05);且高温环境女兵表现出明显的月经量大的生理周期特征。(2)两组女兵经前期症状分析发现均无显著性差异(P>0.05)。(3)通过影响因素问卷的分析发现有焦虑不安(OR(95%CI)=6.550(1.360-31.545),P=0.019)压力大(OR(95%CI)=5.647(1.123-28.384),P=0.036),睡眠质量差(OR(95%CI)=7.303(1.433-37.226),P=0.017),温度主观感受不适(OR(95%CI)=7.375(1.110-48.992),P=0.039)的女兵患生理周期紊乱的风险更高。(4)采用SCL-90精神自测量表对两组女兵精神状况进行分析对比,结果显示,以下分量表高温组显著高于对照组(P<0.05):高温组SCL-90量表的总体得分为129.44±33.87分,对照组得分113.58±24.19分;高温组躯体化分量表得分1.44±0.56分,对照组得分1.22±0.42分;高温组焦虑分量表得分1.32±0.47分,对照组得分1.13±0.37分;高温组抑郁分量表得分1.50±0.66分,对照组得分1.19±0.43分;高温组偏执型意念分量表得分1.32±0.47分,对照组1.10±0.35分,其余分量表无显著性差异。(5)两组女兵性激素测定中PRL的浓度高温组为23.34±7.52 ng/ml,对照组为16.83±4.57 ng/ml,高温组显著高于对照组(P<0.05),FSH、T、E2、LH、P的含量两组女兵无显著性差异(P>0.05)。(6)采用非靶向唾液代谢组学分析两组生理周期紊乱人群,共确定64个显著性差异代谢物(P<0.05),其中,34个唾液代谢物表达上调,30个唾液代谢物表达下调。进而,采用KEGG通路富集将具有统计学意义的差异代谢物进行通路富集后发现,差异代谢物主要能够富集到果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢、磷酸戊糖途径、氨基糖和核苷酸糖代谢、抗坏血酸和醛酸代谢、ABC转运蛋白、蛋白质消化吸收、嘧啶代谢等通路,其中N-Acetylneuraminic acid,Myo-Inositol、Tyramine等变化显著,可能为候选标志物。(7)进一步采用靶向代谢组学对两组女兵的血清神经递质分析发现,高温环境下Histamine、Glutamine的含量升高,变化倍数分别为2.077、1.366,5-HIAA的相对含量降低,变化倍数为0.701(P<0.05)。结论:(1)高温环境可导致女性生理周期紊乱率提高,并且可能会增大女性月经量;(2)生理周期紊乱与经常处于焦虑状态、压力大、睡眠质量差、所处驻地环境温度不适等因素影有关;(3)高温环境下,女性更易产生焦虑、抑郁等负面情绪;(4)高温环境下,N-Acetylneuraminic acid,Myo-Inositol、Tyramine等唾液代谢物可能成为候选标志物,通过参与内分泌调控,影响细胞膜生成,参与调控情绪以及参与免疫调节反应等,导致生理周期紊乱。