Особенности показателей кардиореспираторной системы на Севере и их динамика у участников арктических экспедиций и зимовки на полярной станции «Северный полюс-41»

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Целью данной работы было синхронное изучение показателей сердечно-сосудистой системы и дыхания с поиском их взаимосвязи у жителей разных широт и в высокоширотных арктических экспедициях. Влияние места жительства на показатели кардио-респираторной системы изучали у 113 мужчин – работников промышленных предприятий (г. Сочи, г. Москва, Север). Адаптацию к условиям кратковременных арктических экспедиций оценивали у мужчин (всего 43 чел., в возрасте 35–60 лет), контролем были 15 жителей Москвы того же возраста. Динамику адаптивных процессов в условиях арктических экспедиций оценивали по результатам тестирований до и после начала экспедиций, на полярной станции «Северный полюс-41» (СП-41) – ежемесячно. Проводили по две двухминутные регистрации на приборе «спироартериокардиоритмограф» (САКР): с произвольным дыханием и с контролируемым дыханием с частотой 6 циклов в минуту. Оценивали амплитудно-временные показатели усредненного цикла дыхания, а также статистические показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) SDNN и RMSSD. Показано, что для жителей Севера, в отличие как от южан, так и от москвичей, характерен более короткий вдох. В показателях ВСР у северян отмечены более низкие по сравнению с жителями Сочи величины SDNN, с аналогичной тенденцией (p = 0.065) у величины RMSSD. Только у северян показатели дыхания и ВСР коррелировали между собой. Динамика оцениваемых показателей кардиореспираторной системы в кратковременных (до 4 нед.) арктических экспедициях не выявлена ни при одном из использованных паттернов дыхания, ни при двукратном, ни при трехкратном проведении тестирований. В мониторинге на СП-41 обнаружено, что через 2–3 дня после начала экспедиции в условиях контролируемого дыхания был снижен показатель RMSSD. Через месяц после начала зимовки в тесте с контролируемым дыханием зарегистрировано снижение величины дыхательного объема (на уровне тенденции, p = 0.078) и снижение показателей SDNN и RMSSD. В высокоширотных экспедициях снижение показателей автономной регуляции наблюдается на фоне сокращения объемных, но не временных показателей дыхательного цикла. Такие изменения выявляются только в тестах с дыханием с частотой 6 циклов в мин.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Б. Панкова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»

Автор, ответственный за переписку.
Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Москва

И. Б. Алчинова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»

Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Москва

Р. П. Буйнов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»

Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Москва

М. А. Лебедева

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»

Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Москва

А. Б. Черепов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»

Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Москва

К. В. Фильчук

ФГБУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»

Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

М. Ю. Карганов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»

Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Варламова Н.Г., Рогачевская О.В., Бойко Е.Р. Функция внешнего дыхания у юношей и девушек в тепле и на холоде // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2014. № 2(18). С. 50.
  2. Попова О.Н., Гудков А.Б. Морфофункциональные особенности дыхательной системы у северян // Экология человека. 2009. № 2. С. 53.
  3. Шишкин Г.С., Устюжанинова Н.В., Гультяева В.В. Изменения функциональной организации системы внешнего дыхания у жителей Западной Сибири в зимнее время года // Физиология человека. 2014. Т. 40. № 1. С. 106.
  4. Aidaraliyev A.A., Maximov A.L., Mala T. Physiologic adaptation changes of the “Bering Bridge” expedition participants // Arctic Med. Res. 1993. V. 52. № 2. P. 55.
  5. Вдовенко С.И., Максимов А.Л. Функциональные особенности внешнего дыхания юношей – жителей различных климатогеографических зон Магаданской области // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2011. № 4. С. 14.
  6. Аверьянова И.В., Максимов А.Л. Адаптивные особенности перестройки кардиогемодинамики и газообмена при тестирующей нагрузке у молодых уроженцев Севера различных поколений // Сибирский научный медицинский журнал. 2023. Т. 43. № 4. С. 55.
  7. Шишкин Г.С., Устюжанинова Н.В. Дыхание в условиях низких температур // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2013. № 50. С. 9.
  8. Udaya I.B., Laxmi C.C., Abhishekh H.A. et al. Spirometry Changes in Cold Climatic Conditions of Antarctica // Indian J. Chest. Dis. Allied Sci. 2015. V. 57. № 4. P. 259.
  9. Маньковська І.М., Моісеєнко Є.В., Демченко М.П. та ін. Характеристика змін дихальної функції людини після тривалого перебування в Антарктиці // Фізіол. Журн. 2005. Т. 51. № 3. P. 25.
  10. O'Brien K.A., Pollock R.D., Stroud M. et al. Human physiological and metabolic responses to an attempted winter crossing of Antarctica: the effects of prolonged hypobaric hypoxia // Physiol. Rep. 2018. V. 6. № 5. P. e13613.
  11. Lundell R.V., Räisänen-Sokolowski A.K. et al. Diving in the Arctic: Cold water immersion's effects on heart rate variability in Navy divers // Front. Physiol. 2020. V. 31. № 10. P. 1600.
  12. Дёмин Д.Б. Сердечно-сосудистые реакции на общее холодовое воздействие у людей с различным вегетативным тонусом // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2022. № 2. С. 93.
  13. Ruffle J.K., Hyare H., Howard M.A. et al. The autonomic brain: Multi-dimensional generative hierarchical modelling of the autonomic connectome // Cortex. 2021. V. 143. P. 164.
  14. Matusik P.S., Zhong C., Matusik P.T. et al. Neuroimaging studies of the neural correlates of heart rate variability: A systematic review // J. Clin. Med. 2023. V. 12. № 3. P. 1016.
  15. Виноградова О.Л., Боровик А.С., Жедяев Р.Ю., Тарасова О.С. Дыхательная синусовая аритмия: физиологические механизмы и связь с колебаниями системного артериального давления // Физиология человека. 2024. Т. 50. № 3. С. 102.
  16. Patros M., Ottaviani M.M., Wright L. et al. Quantification of cardiac and respiratory modulation of axonal activity in the human vagus nerve // J. Physiol. 2022. V. 600. № 13. P. 3113.
  17. Cramer H., Sellin C., Schumann D., Dobos G. Yoga in arterial hypertension // Dtsch. Arztebl. Int. 2018. V. 115. № 50. P. 833.
  18. Jayawardena R., Ranasinghe P., Ranawaka H. et al. Exploring the therapeutic benefits of Pranayama (yogic breathing): A systematic review // Int. J. Yoga. 2020. V. 13. № 2. P. 99.
  19. Валуева М.Н. Произвольная регуляция вегетативных функций организма. М.: Наука, 1967. 95 с.
  20. Панкова Н.Б., Семашко Л.В. Физиологический анализ психофизической тренировки // Валеология. 2009. № 4. С. 60.
  21. Lalanza J.F., Lorente S., Bullich R. et al. Methods for heart rate variability biofeedback (HRVB): A systematic review and guidelines // Appl. Psychophysiol. Biofeedback. 2023. V. 48. № 3. P. 275.
  22. Pankova N.B., Alchinova I.B., Cherepov A.B. et al. Cardiovascular system parameters in participants of Arctic expeditions // Int. J. Occup. Med. Environ. Health. 2020. V. 33. № 6. P. 819.
  23. Pankova N.B., Buynov R.P., Filchuk K.F. et al. Dynamics of indicators of the cardiovascular system and its autonomic regulation during overwintering in the Arctic // Univ. J. Public Health. 2024. V. 12. № 4. P. 717.
  24. Пивоваров В.В. Спироартериокардиоритмограф // Медицинская техника. 2006. № 1. С. 38.
  25. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task force of the European society of cardiology and the North American society of pacing and electrophysiology // Eur. Heart J. 1996. V. 17. № 3. P. 354.
  26. Christensen M.M.B., Hansen C.S., Fleischer J. et al. Normative data on cardiovascular autonomic function in Greenlandic Inuit // BMJ Open Diabetes Res. Care. 2021. V. 9. № 1. P. e002121.
  27. Moraes M.M., Bruzzi R.S., Martins Y.A.T. et al. Hormonal, autonomic cardiac and mood states changes during an Antarctic expedition: From ship travel to camping in Snow Island // Physiol. Behav. 2020. V. 224. P. 113069.
  28. Maggioni M.A., Merati G., Castiglioni P. et al. Reduced vagal modulations of heart rate during overwintering in Antarctica // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 21810.
  29. Sevoz-Couche C., Laborde S. Heart rate variability and slow-paced breathing:when coherence meets resonance // Neurosci. Biobehav Rev. 2022. V. 135. P. 104576.
  30. Gholamrezaei A., Van Diest I., Aziz Q. et al. Psychophysiological responses to various slow, deep breathing techniques // Psychophysiology. 2021. V. 58. № 2. P. e13712.
  31. Del Coco L., Greco M., Inguscio A. et al. Blood metabolite profiling of Antarctic Expedition members: An 1H NMR spectroscopy-based study // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 9. P. 8459.
  32. La Rovere M.T., Porta A., Schwartz P.J. Autonomic control of the heart and its clinical Impact. A personal perspective // Front. Physiol. 2020. V. 11. P. 582.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Показатели кардиореспираторной системы у мужчин – жителей разных климатических зон (г. Сочи, г. Москва, Север). А – частота дыхания (ЧД), Б – дыхательный объем (ДО), В – % вдоха, Г – SDNN, Д – RMSSD, Е – частота сердечных сокращений (ЧСС). Данные на рис. А–Г приведены как медиана с межквартильным размахом, на рис. Е – как среднее со стандартной ошибкой. Статистическая значимость межгрупповых различий – по критерию Краскелла–Уоллиса с последующим медианным тестом с поправкой Данна (А–Г), по ANOVA с последующим тестом Даннета (Е) в зависимости от характера распределения выборок.

Скачать (298KB)
3. Рис. 2. Динамика показателей кардио-респираторной системы у участников зимовки на дрейфующей полярной станции «Северный полюс-41». Точки тестирования – ежемесячные регистрации, начиная с 2-3 дней после высадки на станцию. Сплошная линия – произвольное дыхание, пунктир – дыхание с частотой 6/мин (статистический анализ проведен раздельно). Статистическая значимость межгрупповых различий – по критерию Фридмана с последующим медианным тестом с поправкой Данна (А–Г), по ANOVA для повторных измерений с последующим тестом Тьюки (Е), в зависимости от характера распределения выборок. Остальные обозначения см. рис. 1.

Скачать (268KB)

© Российская академия наук, 2025