Objective: This study aims to examine the levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) and neurotrophin-3 (NT-3) and brain volumes in shift-working men. Material and Methods: Forty-nine men who have been working in shifts for at least 1 year were included in the study. Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) was used to assess sleep quality, Montreal Cognitive Assessment (MoCA) test and trail making test (TMT) were used to assess cognitive performance, and Beck Anxiety Inventory (BAI) was used to assess anxiety level. Afterwards, plasma BDNF, GDNF and NT-3 levels were examined. Brain volume measurement was performed. Results: Since the PSQI results of shift-working men were above 5, it was determined that they had 'poor sleep quality'. According to the BAI results, 85% of them had anxiety. Primary-secondary school graduate shift-working men had lower MoCA value and TMT-A and TMT-B test scores were higher (p <0.05).Working in shifts for 6 years or more caused a significant decrease in BDNF and NT-3 levels (p<0.05). According to the correlation analysis results, it was observed that the prefrontal cortex, dorsolateral prefrontal cortex and cerebral cortex in the left lobe of the brain were smaller in elderly shift workers (p<0.05). Conclusion: There is a decrease in BDNF and NT-3 levels in shift workers of 6 years or more. Some brain regions associated with learning and memory have been found to be in smaller volumes in older shift workers.
Keywords: Sleep disorders; circadian rhythm; shift work schedule; neurotrophic factor; neurotrophin-3
Amaç: Bu çalışmanın amacı, nöbetli çalışan erkeklerde beyin kökenli nörotrofik faktör [brain-derived neurotrophic factor (BDNF)], glial hücre dizisinden kaynaklanan nörotrofik faktör [glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF)] ve nörotrofin-3 (NT-3) düzeylerinin ve beyin hacimlerinin incelenmesidir. Gereç ve Yöntemler: Çalışmaya en az 1 yıldır nöbetli çalışan 49 erkek dâhil edilmiştir. Uyku kalitesini değerlendirmek amacıyla Pittsburgh Uyku Kalitesi İndeksi (PUKİ), bilişsel performansi değerlendirmek için Montreal Bilişsel Değerlendirme [Montreal Cognitive Assessment (MoCA)] ve iz sürme testi [trail making test (TMT)], anksiyete düzeyini değerlendirmek için Beck Anksiyete Ölçeği (BAÖ) uygulanmıştır. Sonrasında plazmada BDNF, GDNF ve NT-3 düzeyleri incelenmiştir. Beyin hacim ölçümü yapılmıştır. Bulgular: Çalışmamız sonuçlarına göre vardiyali çalişanlarin PUKİ sonuçları 5'in üzerinde olduğu için 'kötü uyku kalitesine' sahip olduğu tespit edilmiştir. BAÖ sonuçlarına göre %85'inin anksiyeteye sahip oldukları görülmüştür. İlkokul-ortaokul mezunu vardiyalı çalışanların MoCA değerinin daha düşük, TMT-A ve TMT-B testi puanlarının ise daha yüksek olduğu görülmüştür (p <0,05). Altı yıl ve daha fazla vardiyalı çalışanların BDNF ve NT-3 düzeylerinin önemli düzeyde azaldığı belirlenmiştir (p<0,05). Korelasyon analizi sonuçlarına göre ileri yaştaki vardiyalı çalışanlarda beynin sol lobundaki prefrontal korteks, dorsolateral prefrontal korteks ve serebral korteksin daha küçük olduğu görülmüştür (p<0,05). Sonuç: Vardiyalı çalışma sisteminin uyku bozukluğu ve anksiyeteye neden olduğu tespit edilmiştir. Altı yıl ve daha fazla vardiyalı çalışanlarda BDNF ve NT-3 düzeylerinde azalma olduğu belirlenmiştir. İleri yaş vardiyalı çalışanlarda öğrenme ve bellek ile ilişkili bazı beyin bölgelerinin daha küçük hacimlerde olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Uyku bozuklukları; sirkadiyen ritim; vardiyalı çalışma takvimi; nörotrofik faktör; nörotrofin-3
- Fishbein AB, Knutson KL, Zee PC. Circadian disruption and human health. J Clin Invest. 2021;131(19):e148286. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Gao J, Yang C, Li D, Zhao L, Wang H. Enriched environment ameliorates memory impairments in rats after postsurgery sleep deprivation. J Chem Neuroanat. 2020;109:101850. [Crossref] [PubMed]
- Görgülü Y. Majör depresyon hastalarında tam uyku yoksunluğunun serum beyin kaynaklı nörotrofik faktör düzeyine etkisi [Uzmanlık tezi]. Edirne: Trakya Üniversitesi; 2007. [Erişim tarihi: Mart 2022] [Link]
- Yuan B, Yuan M. Changes of mental state and serum prolactin levels in patients with schizophrenia and depression after receiving the combination therapy of amisulpride and chloroprothixol tablets. Comput Math Methods Med. 2022;2022:6580030. Retraction in: Comput Math Methods Med. 2022;2022:9842521. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Cirelli C, Tononi G. Differences in brain gene expression between sleep and waking as revealed by mRNA differential display and cDNA microarray technology. J Sleep Res. 1999;8 Suppl 1:44-52. [Crossref] [PubMed]
- Bumin G, Tatlı İY, Cemali M, Kara S, Akyürek G. Vardiyalı ve gündüz çalışan sağlık çalışanlarında uyku kalitesi, reaksiyon zamanı, stres ve iyilik halinin karşılaştırılması [The comparison of the quality of sleep, stress, well-being and reaction time among health care professionals with shift and day workers]. Huhemfad-Johufon. 2019;6(3):170-6. [Crossref]
- Schmitt K, Holsboer-Trachsler E, Eckert A. BDNF in sleep, insomnia, and sleep deprivation. Ann Med. 2016;48(1-2):42-51. [Crossref] [PubMed]
- Harrington YA, Parisi JM, Duan D, Rojo-Wissar DM, Holingue C, Spira AP. Sex hormones, sleep, and memory: interrelationships across the adult female lifespan. Front Aging Neurosci. 2022;14:800278. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Manjón JV, Coupé P. volBrain: an online MRI brain volumetry system. Front Neuroinform. 2016;10:30. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Mori S, Wu D, Ceritoglu C, Li Y, Kolasny A, Vaillant MA, et al. MRICloud: delivering high-throughput MRI neuroinformatics as cloud-based software as a service. Computing in Science ve Engineering. 2016;18(5):21-35. [Crossref]
- Ağargün MY, Kara H, Anlar Ö. Pittsburgh Uyku Kalitesi İndeksi'nin geçerliliği ve güvenirliliği [The validity and reliability of the Pittsburgh Sleep Quality Index]. Türk Psikiyatri Dergisi. 1996;7(2):107-15. [Link]
- Selekler K, Cangöz B, Uluç S. Montreal Bilissel Değerlendirme Ölçeği (MOBİD)'nin hafif bilişsel bozukluk ve Alzheimer hastalığını ayırt edebilme gücünün incelenmesi [Power of discrimination of Montreal Cognitive Assessment (MOCA) SCALE in Turkish patients with mild cognitive impairement and Alzheimer's disease]. Turkish Journal of Geriatrics. 2010;13(3):166-71. [Link]
- Crowe SF. The differential contribution of mental tracking, cognitive flexibility, visual search, and motor speed to performance on parts A and B of the Trail Making Test. J Clin Psychol. 1998;54(5):585-91. [Crossref] [PubMed]
- Ulusoy M, Sahin N, Erkmen H. Turkish version of The Beck Anxiety Inventory: psychometric properties. Journal of Cognitive Psychotherapy. 1998;12(2):28-35. [Link]
- Asi Karakaş S, Gönültaş N, Okanlı A. Vardiyalı çalışan hemşirelerde uyku kalitesi [The quality of sleep of nurses who works shift workers]. ERÜ Sağlık Bilimleri Fakültesi Dergisi. 2017;4(1):17-26. [Link]
- Gülser N, Öztürk L, Top MŞ, Asil T, Balci K, Çelik Y. Vardiyali çalışanlarda huzursuz bacaklar sendromu ve subjektif uyku kalitesi [The relationship between restless legs syndrome and ınsomnia for the staff in shift]. Archives of Neuropsychiatry/Noropsikiatri Arsivi. 2012;49(4):281-5. [Crossref]
- Ger F, Ilhan Algin D, Akdag G, Adapinar D, Erdinç OO. Orta ve ileri derecede obstrüktif uyku apneli hastalarda kognitif durum degerlendirilmesi. Journal of Turkish Sleep Medicine. 2016;3(1):2-2. [Link]
- van Egmond LT, Bukhari S, Benedet AL, Ashton NJ, Meth EMS, Boukas A, et al. Acute sleep loss increases CNS health biomarkers and compromises the ability to stay awake in a sex-and weight-specific manner. Transl Psychiatry. 2022;12(1):379. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Mutlu D. Alzheimer hastaliğinda sirkadiyen ritm değişikliği ve morfolojik karşiliğinin incelenmesi [Doktora tezi]. Ankara: Hacettepe Üniversitesi; 2020. [Erişim tarihi: Aralık 2021]. [Link]
- Liu Y, Yu X, Han P, Chen X, Wang F, Lian X, et al. Gender-specific prevalence and risk factors of mild cognitive impairment among older adults in Chongming, Shanghai, China. Front Aging Neurosci. 2022;14:900523. Erratum in: Front Aging Neurosci. 2022;14:1085622. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Stern Y, Gurland B, Tatemichi TK, Tang MX, Wilder D, Mayeux R. Influence of education and occupation on the incidence of Alzheimer's disease. JAMA. 1994;271(13):1004-10. [Crossref] [PubMed]
- Park YK, Kim JH, Choi SJ, Kim ST, Joo EY. Altered regional cerebral blood flow associated with mood and sleep in shift workers: cerebral perfusion magnetic resonance imaging study. J Clin Neurol. 2019;15(4):438-47. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Itami C, Kimura F, Kohno T, Matsuoka M, Ichikawa M, Tsumoto T, et al. Brain-derived neurotrophic factor-dependent unmasking of "silent" synapses in the developing mouse barrel cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(22):13069-74. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Zielinski MR, Kim Y, Karpova SA, McCarley RW, Strecker RE, Gerashchenko D. Chronic sleep restriction elevates brain interleukin-1 beta and tumor necrosis factor-alpha and attenuates brain-derived neurotrophic factor expression. Neurosci Lett. 2014;580:27-31. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Xiao W, Ye F, Liu C, Tang X, Li J, Dong H, et al. Cognitive impairment in first-episode drug-naïve patients with schizophrenia: Relationships with serum concentrations of brain-derived neurotrophic factor and glial cell line-derived neurotrophic factor. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2017;76:163-8. [Crossref] [PubMed]
- Li L, Wu W, Lin LF, Lei M, Oppenheim RW, Houenou LJ. Rescue of adult mouse motoneurons from injury-induced cell death by glial cell line-derived neurotrophic factor. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995;92(21):9771-5. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Lin PH, Kuo LT, Luh HT. The roles of neurotrophins in traumatic brain injury. Life (Basel). 2021;12(1):26. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Akyol O, Sherchan P, Yilmaz G, Reis C, Ho WM, Wang Y, et al. Neurotrophin-3 provides neuroprotection via TrkC receptor dependent pErk5 activation in a rat surgical brain injury model. Exp Neurol. 2018;307:82-9. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Alonzo R, Anderson KK, Rodrigues R, Klar N, Chiodini P, Montero-Odasso M, et al. Does shiftwork impact cognitive performance? Findings from the Canadian longitudinal study on aging (CLSA). Int J Environ Res Public Health. 2022;19(16):10124. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Chopra S, Fornito A, Francey SM, O'Donoghue B, Cropley V, Nelson B, et al. Differentiating the effect of antipsychotic medication and illness on brain volume reductions in first-episode psychosis: A Longitudinal, Randomised, Triple-blind, Placebo-controlled MRI Study. Neuropsychopharmacology. 2021;46(8):1494-501. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Bittner N, Korf HW, Stumme J, Jockwitz C, Moebus S, Schmidt B, et al. Multimodal investigation of the association between shift work and the brain in a population-based sample of older adults. Sci Rep. 2022;12(1):2969. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Öztürk SB. Obstrüktif uyku apne sendromunda beyin hacim değişikliklerinin Mr görüntüleme ile araştırılması [Tıpta uzmanlık tezi]. Bursa: Uludağ Üniversitesi; 2011. [Erişim tarihi: Kasım 2021] [Link]
- Álvarez-Bueno C, Mesas AE, Reina-Gutierrez S, Saz-Lara A, Jimenez-Lopez E, Martinez-Vizcaino V. Napping and cognitive decline: a systematic review and meta-analysis of observational studies. BMC Geriatr. 2022;22(1):756. [Crossref] [PubMed] [PMC]
.: İşlem Listesi