Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)1753410.18786/2072-0505-2025-53-028ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleAssociation between obesity, intermittent hypoxia, blood-brain barrier disruption, and the development of cerebrovascular diseases in working-age men with high occupational stressАссоциация между ожирением, интермиттирующей гипоксией, нарушением гематоэнцефалического барьера и развитием цереброваскулярных заболеваний у мужчин трудоспособного возраста с высоким уровнем профессионального стрессаhttps://orcid.org/0000-0001-6998-1669AleksaninSergei S.АлексанинСергей Сергеевич
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Corr. Member of Russ. Acad. Sci., Director

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН, директор

medicine@nrcerm.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4722-0900TikhomirovaOlga V.ТихомироваОльга Викторовна
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Head of the Department of Clinical Neurology and Sleep Medicine

д-р мед. наук, профессор, зав. отделом клинической неврологии и медицины сна

olvitikhomirova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5422-2878ZybinaNatalia N.ЗыбинаНаталья Николаевна
Russian Federation

Doctor of Biol. Sci., Professor, Head of the Department of Laboratory Diagnostics

д-р биол. наук, профессор, зав. отделом лабораторной диагностики

zybinan@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6411-1402LomovaIrina P.ЛомоваИрина Павловна
Russian Federation

MD, PhD, Senior Research Fellow, Cerebrovascular Disease Laboratory

канд. мед. наук, ст. науч. сотр. научно-исследовательской лаборатории цереброваскулярной патологии

irpalo@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1754-507XKozhevnikovaValentina V.КожевниковаВалентина Владимировна
Russian Federation

PhD (in Psychol.), Senior Research Fellow, Cerebrovascular Disease Laboratory

канд. психол. наук, ст. науч. сотр. научно-исследовательской лаборатории цереброваскулярной патологии

kvv1071@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4931-2828GumennaiaMariia A.ГуменнаяМария Александровна
Russian Federation

MD, Neurologist, Department of Neurology

врач-невролог отделения неврологии

Magu56110@gmail.comThe Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation MedicineФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова» МЧС России230420265362852950810202525022026Copyright ©; 2026, Aleksanin S.S., Tikhomirova O.V., Zybina N.N., Lomova I.P., Kozhevnikova V.V., Gumennaia M.A.Copyright ©; 2026, Алексанин С.С., Тихомирова О.В., Зыбина Н.Н., Ломова И.П., Кожевникова В.В., Гуменная М.А.2026Aleksanin S.S., Tikhomirova O.V., Zybina N.N., Lomova I.P., Kozhevnikova V.V., Gumennaia M.A.Алексанин С.С., Тихомирова О.В., Зыбина Н.Н., Ломова И.П., Кожевникова В.В., Гуменная М.А.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/17534

Background: The prevalence of obesity among working-age men with high occupational stress reaches 41%, significantly exceeding the average population level (28.6%). In this cohort, obesity is recognized as one of the leading risk factors for the early development of cardiovascular and cerebrovascular diseases. Experimental evidence indicates the influence of obesity and intermittent hypoxia on the disruption of the blood-brain barrier (BBB). As a biological marker reflecting BBB dysfunction, claudin-5 is of interest, with increased serum concentrations observed in neurodegenerative, psychiatric, autoimmune diseases, and in the acute stage of ischemic stroke.

Aim: To determine the association of abdominal obesity and intermittent hypoxia with serum claudin-5 levels and the severity of cerebral microangiopathy in working-age men with high occupational stress.

Methods: A single-center continuous cross-sectional study was conducted with sequential enrollment of 100 men from the personnel of the Russian Ministry of Emergency Situations (EMERCOM), aged 20 to 60 years, with cardiovascular risk factors, who underwent examination and treatment at the clinic of the Nikiforov Russian Center for Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia, from February 1, 2024, to March 1, 2025. Stress levels were assessed using the Psychological Stress Measure (PSM-25). All patients underwent ultrasound scanning of the brachiocephalic arteries with measurement of intima-media thickness (IMT) and the percentage of stenosis in the presence of atherosclerotic plaques. The severity of cerebral vascular lesions was evaluated by the number of gliosis foci and the Fazekas scale based on brain magnetic resonance imaging (MRI). Laboratory tests included determination of total cholesterol and its fractions, triglycerides, glucose, high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP), glycated hemoglobin (HbA1c), fibrinogen, and claudin-5. For screening for obstructive sleep apnea syndrome, overnight 8-hour pulse oximetry was performed with calculation of the desaturation index (DI).

Results: Abdominal obesity was detected in 76 of the 100 examined individuals. Overnight pulse oximetry was not performed in 13 patients for technical reasons. The final analysis included data from 87 patients, who were divided into 3 groups based on the presence of obesity and intermittent hypoxia: Group 1, 20 patients without abdominal obesity and significant intermittent hypoxia (waist circumference (WC) ≤ 94 cm, DI < 15); Group 2, 46 patients with isolated abdominal obesity (WC > 94 cm, DI < 15); Group 3, 21 patients with abdominal obesity and moderate-to-severe intermittent hypoxia (WC > 94 cm, DI ≥ 15). A progressive increase in the severity of hyperglycemia was observed with rising HbA1c levels (5.0 [4.8; 5.4], 5.4 [5.0; 5.7], 5.7 [5.4; 6.2] %; p = 0.0002, p1–2 = 0.072, p1–3 = 0.0001, p2–3 = 0.036) and an increase in serum claudin-5 (1.9 [1.1; 3.1], 2.9 [1.4; 7.7], 5.3 [2.0; 7.9] ng/mL; p = 0.040, p1–2 = 0.163, p1–3 = 0.041, p2–3 = 1.0) across the three groups, respectively. A significant increase in the severity of cerebral vascular lesions on MRI was noted only in the group with combined obesity and intermittent hypoxia. The prevalence of periventricular changes on the Fazekas scale in Group 1was 0 (0%), in Group 2, 2 (4%), and in Group 3, 4 (23.5%) (p = 0.015, p1–2 = 0.77, p1–3 = 0.0225, p2–3 = 0.027).

Conclusion: Abdominal obesity, and especially its combination with intermittent hypoxia, is associated with increased HbA1c levels and serum claudin-5 concentrations, as well as with the development of cerebral vascular lesions diagnosed by MRI. It is hypothesized that intermittent hypoxia contributes additionally to the alteration of vascular wall proteins, leading to BBB disruption, which promotes the development of cerebrovascular diseases. Measurement of claudin-5 holds promise as a marker of BBB damage.

Актуальность. Распространенность ожирения среди мужчин трудоспособного возраста с высоким уровнем профессионального стресса достигает 41%, что значительно превышает средний популяционный уровень (28,6%). В этой когорте ожирение признано одним из ведущих факторов риска раннего развития сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний. Экспериментальные данные свидетельствуют о влиянии ожирения и интермиттирующей гипоксии на нарушение гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). В качестве биологического маркера, отражающего дисфункцию ГЭБ, интерес представляет клаудин-5, повышение концентрации которого в сыворотке крови выявлено при нейродегенеративных, психических, аутоиммунных заболеваниях и в острой стадии ишемического инсульта.

Цель – определить связь абдоминального ожирения и интермиттирующей гипоксии с концентрацией клаудина-5 в сыворотке крови и выраженностью церебральной микроангиопатии у мужчин трудоспособного возраста с высоким уровнем профессионального стресса.

Материал и методы. Проведено сплошное одноцентровое поперечное исследование с последовательным включением 100 мужчин из личного состава МЧС России в возрасте от 20 до 60 лет с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний, проходивших обследование и лечение в клинике ФГБУ ВЦЭРМ им. А.М. Никифорова МЧС России в период с 01.02.2024 по 01.03.2025. Выраженность стресса рассчитывали с использованием Шкалы психологического стресса (PSM-25). Всем пациентам выполняли ультразвуковое сканирование брахиоцефальных артерий с расчетом толщины комплекса интима-медиа и процента стеноза при наличии атеросклеротических бляшек. Тяжесть сосудистого поражения головного мозга оценивали по количеству очагов глиоза и по шкале Fazekas по данным магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга. Лабораторная диагностика включала определение общего холестерина и его фракций, триглицеридов, глюкозы, высокочувствительного С-реактивного белка, содержания гликированного гемоглобина (HbA1c), фибриногена и клаудина-5. С целью скрининга на наличие синдрома обструктивного апноэ сна использовали ночную 8-часовую пульсоксиметрию с расчетом индекса десатурации (ИД).

Результаты. У 76 из 100 обследованных выявлено абдоминальное ожирение. Для 13 пациентов исследование ночной пульсоксиметрии не было выполнено по техническим причинам. В окончательный анализ включены данные 87 пациентов, которые в зависимости от наличия ожирения и интермиттирующей гипоксии были распределены в 3 группы: 1-ю группу составили 20 пациентов без абдоминального ожирения и значимой интермиттирующей гипоксии (окружность талии (ОТ) ≤ 94 см, ИД < 15), 2-ю группу – 46 пациентов с изолированным абдоминальным ожирением (OТ > 94 см, ИД < 15), 3-ю группу – 21 пациент c абдоминальным ожирением и интермиттирующей гипоксией среднетяжелой степени (ОТ > 94 см, ИД ≥ 15). Выявлено прогрессивное нарастание выраженности гипергликемии с увеличением уровня HbA1c (5,0 [4,8; 5,4], 5,4 [5,0; 5,7], 5,7 [5,4; 6,2] %; p = 0,0002, p1–2 = 0,072, p1–3 = 0,0001, p2–3 = 0,036) и повышение клаудина-5 в сыворотке крови (1,9 [1,1; 3,1], 2,9 [1,4; 7,7], 5,3 [2,0; 7,9] нг/мл; p = 0,040, p1–2 = 0,163, p1–3 = 0,041, p2–3 = 1,0) в трех группах соответственно. Значимое нарастание выраженности сосудистого поражения головного мозга по данным МРТ отмечено только в группе с сочетанием ожирения и интермиттирующей гипоксии. Распространенность изменений по шкале Fazekas periventricularis составила в 1-й группе 0 (0%), во 2-й – 2 (4%), в 3-й – 4 (23,5%) (p = 0,015, p1–2 = 0,77, p1–3 = 0,0225, p2–3 = 0,027).

Заключение. Абдоминальное ожирение, особенно в сочетании с интермиттирующей гипоксией, ассоциировано с повышением уровня HbA1c и концентрации клаудина-5 в сыворотке крови, а также с развитием сосудистого поражения головного мозга, диагностированного с помощью МРТ. Предположительно, интермиттирующая гипоксия вносит дополнительный вклад в изменение структуры белков сосудистой стенки с развитием нарушения ГЭБ, что способствует возникновению цереброваскулярных заболеваний. Измерение клаудина-5 имеет перспективы для использования в качестве маркера повреждения ГЭБ.

abdominal obesityintermittent hypoxiablood-brain barrierclaudin-5cerebrovascular disordersoccupational stressабдоминальное ожирениеинтермиттирующая гипоксиягематоэнцефалический барьерклаудин-5цереброваскулярные заболеванияпрофессиональный стрессМинистерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийMinistry of the Russian Federation for Civil Defenсe, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters (EMERCOM of Russia)592This work was carried out within the framework of the State Assignment of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defenсe, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters (EMERCOM of Russia), Clause 8.2, Section I of the Research and Development Plan in the Field of Civil Defenсe, Emergency Prevention and Response, Fire Safety, and Overcoming the Consequences of Radiation Accidents and Disasters for 2025, approved by Order of EMERCOM of Russia No. 592 dated July 17, 2024.Работа проведена в рамках выполнения Государственного задания Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, п. 8.2 раздела I Плана научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области гражданской обороны, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности, преодоления последствий радиационных аварий и катастроф на 2025 год, утвержденного приказом МЧС России от 17 июля 2024 г. № .Aleksanin SS, Tikhomirova OV, Lomova IP, Rybnicov VY, Grinenko TN, Kozhevnikova VV. [Prevalence of cardiovascular risk factors among management professionals of the EMERCOM of Russia and risk reduction strategies]. Medicо-Biological and Socio-Psychological Problems of Safety in Emergency Situations. 2025;2:5–17. Russian. doi: 10.25016/2541-7487-2025-0-2-05-17.Алексанин СС, Тихомирова ОВ, Ломова ИП, Рыбников ВЮ, Гриненко ТН, Кожевникова ВВ. Распространенность факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний у специалистов управленческого профиля МЧС России и направления снижения риска. Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2025;2:5–17. doi: 10.25016/2541-7487-2025-0-2-05-17.Balanova YuA, Imaeva AE, Kutsenko VA, Kapustina AV, Muromtseva GA, Evstifeeva SE, Maksimov SA, Karamnova NS, Yarovaya EB, Shalnova SA, Drapkina OM. [Metabolic syndrome and its associations with socio-demographic and behavioral risk factors in the Russian population aged 25–64 years]. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2020;19(4):2600. Russian. doi: 10.15829/1728-8800-2020-2600.Баланова ЮА, Имаева АЭ, Куценко ВА, Капустина АВ, Муромцева ГА, Евстифеева СЕ, Максимов СА, Карамнова НС, Яровая ЕБ, Шальнова СА, Драпкина ОМ. Метаболический синдром и его ассоциации с социально-демографическими и поведенческими факторами риска в российской популяции 25–64 лет. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020;19(4):2600. doi: 10.15829/1728-8800-2020-2600.Magnavita N, Capitanelli I, Garbarino S, Pira E. Work-related stress as a cardiovascular risk factor in police officers: A systematic review of evidence. Int Arch Occup Environ Health. 2018;91(4):377–389. doi: 10.1007/s00420-018-1290-y.Beckett A, Scott JR, Chater AM, Ferrandino L, Aldous JWF. The prevalence of metabolic syndrome and its components in firefighters: A systematic review and meta-analysis. Int J Environ Res Public Health. 2023;20(19):6814. doi: 10.3390/ijerph20196814.Verbovoy AF, Verbovaya NI, Dolgikh YuA. [Obesity is the basis of metabolic syndrome]. Obesity and Metabolism. 2021;18(2):142–149. Russian. doi: 10.14341/omet12707.Вербовой АФ, Вербовая НИ, Долгих ЮА. Ожирение – основа метаболического синдрома. Ожирение и метаболизм. 2021;18(2):142–149. doi: 10.14341/omet12707.Peppard PE, Young T, Barnet JH, Palta M, Hagen EW, Hla KM. Increased prevalence of sleep-disordered breathing in adults. Am J Epidemiol. 2013;177(9):1006–1014. doi: 10.1093/aje/kws342.Abbott NJ, Rönnbäck L, Hansson E. Astrocyte-endothelial interactions at the blood-brain barrier. Nat Rev Neurosci. 2006;7(1):41–53. doi: 10.1038/nrn1824.Günzel D, Yu AS. Claudins and the modulation of tight junction permeability. Physiol Rev. 2013;93(2):525–569. doi: 10.1152/physrev.00019.2012.Greene C, Hanley N, Campbell M. Claudin-5: Gatekeeper of neurological function. Fluids Barriers CNS. 2019;16(1):3. doi: 10.1186/s12987-019-0123-z.Berndt P, Winkler L, Cording J, Breitkreuz-Korff O, Rex A, Dithmer S, Rausch V, Blasig R, Richter M, Sporbert A, Wolburg H, Blasig IE, Haseloff RF. Tight junction proteins at the blood-brain barrier: Far more than claudin-5. Cell Mol Life Sci. 2019;76(10):1987–2002. doi: 10.1007/s00018-019-03030-7.Yang Z, Lin P, Chen B, Zhang X, Xiao W, Wu S, Huang C, Feng D, Zhang W, Zhang J. Autophagy alleviates hypoxia-induced blood-brain barrier injury via regulation of CLDN5 (claudin 5). Autophagy. 2021;17(10):3048–3067. doi: 10.1080/15548627.2020.1851897.Kılıç F, Işık Ü, Demirdaş A, Doğuç DK, Bozkurt M. Serum zonulin and claudin-5 levels in patients with bipolar disorder. J Affect Disord. 2020;266:37–42. doi: 10.1016/j.jad.2020.01.117.Kılıç F, Işık Ü, Kumbul Doğuç D. Serum claudin-5, but not zonulin, may be associated with obsessive-compulsive disorder. Psychiatr Danub. 2022;34(2):273–278. doi: 10.24869/psyd.2022.273.Fan M, Deng F, Tang R, Cai Y, Zhang X, Li H, Xiang T, Pan J. Serum zonula occludens-1 and claudin-5 levels in patients with insomnia disorder: A pilot study. Nat Sci Sleep. 2023;15:873–884. doi: 10.2147/NSS.S424756.Tachibana K, Hirayama R, Sato N, Hattori K, Kato T, Takeda H, Kondoh M. Association of plasma claudin-5 with age and Alzheimer disease. Int J Mol Sci. 2024;25(3):1419. doi: 10.3390/ijms25031419.Lasek-Bal A, Kokot A, Gendosz de Carrillo D, Student S, Pawletko K, Krzan A, Puz P, Bal W, Jędrzejowska-Szypułka H. Plasma levels of occludin and claudin-5 in acute stroke are correlated with the type and location of stroke but not with the neurological state of patients-preliminary data. Brain Sci. 2020;10(11):831. doi: 10.3390/brainsci10110831.Vodopyanova NE. [Psychodiagnostics of stress]. St. Petersburg: Piter, 2009. 336 p. Russian.Водопьянова НЕ. Психодиагностика стресса. СПб.: Питер, 2009. 336 с.Alberti KG, Eckel RH, Grundy SM, Zimmet PZ, Cleeman JI, Donato KA, Fruchart JC, James WP, Loria CM, Smith SC Jr; International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; Hational Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; International Association for the Study of Obesity. Harmonizing the metabolic syndrome: A joint interim statement of the International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; and International Association for the Study of Obesity. Circulation. 2009;120(16):1640–1645. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.192644.Blüher M. Metabolically healthy obesity. Endocr Rev. 2020;41(3):bnaa004. doi: 10.1210/endrev/bnaa004.Hardy OT, Perugini RA, Nicoloro SM, Gallagher-Dorval K, Puri V, Straubhaar J, Czech MP. Body mass index-independent inflammation in omental adipose tissue associated with insulin resistance in morbid obesity. Surg Obes Relat Dis. 2011;7(1):60–67. doi: 10.1016/ j.soard.2010.05.013.Zhou T, Chen S, Mao J, Zhu P, Yu X, Lin R. Association between obstructive sleep apnea and visceral adiposity index and lipid accumulation product: NHANES 2015–2018. Lipids Health Dis. 2024;23(1):100. doi: 10.1186/s12944-024-02081-5.Unal Y, Ozturk DA, Tosun K, Kutlu G. Association between obstructive sleep apnea syndrome and waist-to-height ratio. Sleep Breath. 2019;23(2):523–529. doi: 10.1007/s11325-018-1725-4.Javaheri S, Javaheri S, Somers VK, Gozal D, Mokhlesi B, Mehra R, McNicholas WT, Zee PC, Campos-Rodriguez F, Martinez-Garcia MA, Cistulli P, Malhotra A. Interactions of obstructive sleep apnea with the pathophysiology of cardiovascular disease, part 1: JACC state-of-the-art review. J Am Coll Cardiol. 2024;84(13):1208–1223. doi: 10.1016/j.jacc.2024.02.059.Feng Z, Fang C, Ma Y, Chang J. Obesity-induced blood-brain barrier dysfunction: Phenotypes and mechanisms. J Neuroinflammation. 2024;21(1):110. doi: 10.1186/s12974-024-03104-9.Zolotoff C, Bertoletti L, Gozal D, Mismetti V, Flandrin P, Roche F, Perek N. Obstructive sleep apnea, hypercoagulability, and the blood-brain barrier. J Clin Med. 2021;10(14):3099. doi: 10.3390/jcm10143099.Kala D, Šulc V, Olšerová A, Svoboda J, Prysiazhniuk Y, Pošusta A, Kynčl M, Šanda J, Tomek A, Otáhal J. Evaluation of blood-brain barrier integrity by the analysis of dynamic contrast-enhanced MRI – A comparison of quantitative and semi-quantitative methods. Physiol Res. 2022;71(S2):S259–S275. doi: 10.33549/physiolres.934998.Busetto L, Dicker D, Frühbeck G, Halford JCG, Sbraccia P, Yumuk V, Goossens GH. A new framework for the diagnosis, staging and management of obesity in adults. Nat Med. 2024;30(9):2395–2399. doi: 10.1038/s41591-024-03095-3.Menard C, Pfau ML, Hodes GE, Kana V, Wang VX, Bouchard S, Takahashi A, Flanigan ME, Aleyasin H, LeClair KB, Janssen WG, Labonté B, Parise EM, Lorsch ZS, Golden SA, Heshmati M, Tamminga C, Turecki G, Campbell M, Fayad ZA, Tang CY, Merad M, Russo SJ. Social stress induces neurovascular pathology promoting depression. Nat Neurosci. 2017;20(12):1752–1760. doi: 10.1038/s41593-017-0010-3.