The influence of breathing exercises on the heart rate variability parameters of female medical students

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We studied the influence of breathing exercises (BE) with an imposed rhythm on the dynamics of heart rate variability (HRV) parameters in order to study the nature of adaptive processes in the body of girls with different initial levels of total HRV. Heart rate, time indicators: SDNN, mNN, RMSSD, pNN50 - and spectral parameters: TP, HF and HFnu, LF and LFnu, LF/HF - as well as IVR and IN indices were evaluated. According to the level of SDNN, individuals with conditionally low and conditionally high levels of total HRV were identified - groups LV (40 (31; 47) ms) and HV (64 (58; 70) ms). At rest, HRV parameters in HV-girls were significantly higher than in the LV-subgroup. After BE, a significant increase in SDNN and TP was observed in the LV-subgroup, against the background of a decrease in HF and HFnu and an increase in LF and LFnu, and the LF/HF ratio after BE increased by 80%. In HV-girls after BE, an increase of 6% in heart rate was recorded, but not in total HRV parameters: a decrease in HF and HFnu was compensated by an increase in LFnu, as a result, the LF/HF ratio increased significantly by almost 1.5 times compared to the rest level. In LV-girls, the indicators of autonomic balance index (AVR) and stress-index (SI) were higher by 2.6–2.7 than in the HV-subgroup. After BE, a decrease of 24 and 19% in the parameters of AVR and SI was observed in the LV, but not in the HV-subgroup. Thus, the adaptation of the work of the heart to BE occurred in a similar way in LV- and HV-individuals, however, it differed in different adaptive costs of such an effort for LV- and HV-subjects.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. L. Ilina

Penza State University

Author for correspondence.
Email: mormasha@gmail.com
Russian Federation, Penza

M. P. Morozova

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: mormasha@gmail.com
Russian Federation, Moscow

M. I. Morozova

Penza State University

Email: mormasha@gmail.com
Russian Federation, Penza

References

  1. Morozova M.P., Evseev A.M., Prokhorova A.V. et al. Autonomic tone is associated with psychological personality profile in girls and boys // Human Physiology. 2020. V. 46. № 5. P. 473.
  2. Koch C., Wilhelm M., Salzmann S. et al. A meta-analysis of heart rate variability in major depression // Psychol. Med. 2019. V. 49. № 12. P. 1948.
  3. Perrone M.A., Volterrani M., Manzi V. et al. Heart rate variability modifications in response to different types of exercise training in athletes // J. Sports Med. Phys. Fitness. 2021. V. 61. № 10. P. 1411.
  4. Thielmann B., Pohl R., Bockelmann I. Heart rate variability as a strain indicator for psychological stress for emergency physicians during work and alert intervention: a systematic review // J. Occup. Med. Toxicol. 2021. V. 16. № 1. P. 24.
  5. Zarchenko P.Yu., Kazin E.M., Blinova N.G. et al. Implementation of RSA-Biofeedback therapy in students with various types of vegetative cardritm regulation in the process of adaptation to educational activity // Human Physiology. 2020. V. 46. № 6. Р. 663.
  6. Shlyk N.I., Zufarova E.I. [Qualifying standards of heart rate variability for 16–21-year-old trial subjects with different prevalent types of autonomic regulation] // Bulletin of the Udmurt University. Series Biology. Earth Sciences. 2013. № 4. P. 96.
  7. Sokrut V.N., Sokrut O.P., Sinyachenko O.V. [“Vegetative passport” and rehabilitation diagnosis in arthrological practice] // Pain. Joints. Spine. 2016. № 1 (21). P. 45.
  8. Fedotchev А.I. [Correction of stress-induced states via sensory stimulation automatically modulated by human endogenous rhythms] // Zh. Vyssh. Nerv. Deyat. Im. I.P. Pavlov. 2022. V. 72. № 1. P. 3.
  9. Piantino J.A., Lin A., Luther M. et al. Simultaneous Heart Rate Variability and Electroencephalographic Monitoring in Children in the Emergency Department // J. Child Adolesc. Trauma. 2021. V. 14. № 2. P. 165.
  10. Baevsky R.M., Ivanov G.G., Chireikin L.V. et al. [Analysis of heart rate variability using various electrocardiographic systems (guidelines)] // J. Arrhythmology. 2001. № 24. Р. 65.
  11. 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.
  12. Tiwari R., Kumar R., Malik S. et al. Analysis of Heart Rate Variability and Implication of Different Factors on Heart Rate Variability // Curr. Cardiol Rev. 2021. V. 17. № 5. P. e160721189770.
  13. Demin D.B., Poskotinova L.V. Changes in the Spectral Characteristics of the Electroencephalogram during Biocontrol of Heart Rate Variability Parameters in Healthy Subjects // Neurosci. Behav. Physiol. 2018. V. 48. № 8. P. 913.
  14. Lebedeva N.N., Karimova E.D., Potapova R.K., Potapov V.V. [Comprehensive study of the functional state changes when perceiving media content of different modality] // Zh. Vyssh. Nerv. Deyat. Im. I.P. Pavlov. 2021. V. 71. № 1. P. 86.
  15. Chuyan E.N., Biryukova E.A., Ravaeva M.Yu. [An integrated approach to the assessment of the functional state of the students’ organism] // Scientific Notes of V.I. Vernadsky Crimean Federal University. Biology. Chemistry. 2008. V. 21 (60). № 1. P. 123.
  16. Bakhilin V.M. Estimates of the parameters of respiratory sinus arrhythmia // Human Physiology. 2022. V. 48. № 4. Р. 440.
  17. Mikhailov V.M. [Heart rate variability. Experience in practical application of the method] Ivanovo: Ivanovo State Medical Academy, 2000. 200 p.
  18. Fisher J.P., Zera T., Paton J.F.R. Respiratory-cardiovascular interactions // Handb. Clin. Neurol. 2022. V. 188. P. 279.
  19. Sevoz-Couche C., Laborde S. Heart rate variability and slow-paced breathing: when coherence meets resonance // Neurosci. Biobehav. Rev. 2022. V. 135. P. 104576.
  20. Samoilov V.O., Lesova E.M., Katuntsev V.P., Bozhokin S.V. [Quantitative parameters of heart rate variability during light tests] // Integrative Physiology. 2021. V. 2. № 2. P. 173.
  21. Luchnikova O.V. [Evaluation of stress tests in terms of heart rate variability for military personnel] // Proceedings of the Russian Military Medical Academy. 2020. V. 39. № S3-5. P. 70.
  22. Catai A.M., Pastre C.M., Godoy M.F. et al. Heart rate variability: are you using it properly? Standardisation checklist of procedures // Braz. J. Phys. Ther. 2020. V. 24. № 2. P. 91.
  23. Goldberger J.J., Arora R., Buckley U., Shivkumar K. Autonomic Nervous System Dysfunction: JACC Focus Seminar // J. Am. Coll. Cardiol. 2019. V. 73. № 10. P. 1189.
  24. Dvoenosov V.G. [Features of the functional and psychological state of students with different vegetative tone under examination stress] // Proceedings of Kazan University. Natural Sciences Series. 2009. V. 151. № 3. P. 255.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».