Типологические особенности автономной регуляции сердечного ритма при имитации подъема на высоту путем создания добавочного дыхательного сопротивления
- Авторы: Еркудов В.О.1, Розумбетов К.У.2, Пуговкин А.П.1, Матчанов А.Т.2, Панкова Н.Б.3
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет МЗ РФ
- Каракалпакский государственный университет имени Бердаха
- ФГБНУ Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии
- Выпуск: Том 49, № 4 (2023)
- Страницы: 79-89
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0131-1646/article/view/139847
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0131164622600793
- EDN: https://elibrary.ru/XBKPEG
- ID: 139847
Цитировать
Аннотация
Целью данной работы было изучение показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) в условиях дополнительного дыхательного сопротивления (ДДС), как имитации подъема на высоту, у юношей с разным типом вегетативной регуляции. В исследовании участвовали 715 юношей в возрасте от 19 до 24 лет. Показатели ВСР оценивали методом вариационной пульсометрии (BioMouse). Каждый испытуемый проходил два тестирования длительностью 5 мин: фоновое, и в условиях ДДС. Для имитации подъема на высоту (моделирования ДДС) применяли резистивную маску ETM 2.0, в трех вариантах высоты: 3000, 9000, 18 000 футов. Каждый человек выполнял только одну пробу, высоту подъема ему не сообщали. По результатам фонового тестирования были созданы две группы: группа ОБ – со сбалансированным влиянием симпатических и парасимпатических влияний на ВСР (стресс-индекс 25–100 у.е., VLF выше 240 мс2), группа ПТ – с умеренным преобладанием парасимпатических (вагусных) влияний (стресс-индекс ниже 25 у.е., VLF выше 500 мс2). В фоновом тестировании для группы ОБ были характерны более высокие значения индексов Баевского (индекс вегетативного равновесия – ИВР, вегетативный показатель ритма – ВПР, показатель адекватности процессов регуляции – ПАПР), для группы ПТ – более высокие величины вариационного размаха длительности R–R интервалов, RMSSD, SDNN, pNN50%, которые считаются маркерами повышенного тонуса вагуса, и общей мощности спектра ВСР TP. В условиях ДДС, без учета высоты моделируемого подъема, в группе ОБ выявлено возрастание показателей, коррелирующих с вагусной активностью: размаха R–R интервалов, RMSSD, SDNN, диапазона HF в спектре ВСР, при снижении индексов Баевского (ИВР, ВПР, ПАПР, стресс-индекса). Возрастание спектральных показателей ВСР, ассоциируемых с симпатической активностью (LF%) и TP достигало уровня статистической значимости только при имитации подъема на высоту 18 000 футов. В группе ПТ изменения были противоположно направленными: снижение коррелятов вагусной активности и возрастание показателей симпатического тонуса, без зависимости от высоты подъема. Однако в обеих группах размах R–R интервалов в наибольшей степени возрастал на высоте 9000 футов, критичной для развития горной болезни. Различия в автономной регуляции сердечно-сосудистой системы у юношей определяют направление и выраженность сдвигов показателей ВСР при имитации подъема на высоту. В группе ОБ в условиях ДДС при имитации подъема на незначительные высоты возрастают показатели, связываемые с вагусной активностью, при повышении высоты подъема к ним присоединяется возрастание параметров, отражающих симпатический тонус. В группе ПТ предполагаемое повышение симпатического тонуса обнаружено на всех высотах.
Об авторах
В. О. Еркудов
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет МЗ РФ
Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург
К. У. Розумбетов
Каракалпакский государственный университет имени Бердаха
Email: nbpankova@gmail.com
Узбекистан, Нукус
А. П. Пуговкин
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет МЗ РФ
Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург
А. Т. Матчанов
Каракалпакский государственный университет имени Бердаха
Email: nbpankova@gmail.com
Узбекистан, Нукус
Н. Б. Панкова
ФГБНУ Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии
Автор, ответственный за переписку.
Email: nbpankova@gmail.com
Россия, Москва
Список литературы
- Raven P.B., Jackson A.W., Page K. et al. The physiological responses of mild pulmonary impaired subjects while using a “demand” respirator during rest and work // Am. Ind. Hyg. Assoc. J. 1981. V. 42. № 4. P. 247.
- Middleton J.D., Lopes H. Face masks in the covid-19 crisis: caveats, limits, and priorities // BMJ. 2020. V. 369. P. m2030.
- Özdemir L., Azizoğlu M., Yapıcı D. Respirators used by healthcare workers due to the COVID-19 outbreak increase end-tidal carbon dioxide and fractional inspired carbon dioxide pressure // J. Clin. Anesth. 2020. V. 66. P. 109901.
- Сегизбаева М.О., Александрова Н.П. Влияние тренировки с использованием дыхательного тренажера Elevation Training Mask 2.0 на функциональный резерв респираторной мускулатуры // Физиология человека. 2018. Т. 44. № 6. С. 59. Segizbaeva M.O., Aleksandrova N.P. Effect of the Elevation Training Mask on the functional outcomes of the respiratory muscles // Human Physiology. 2018. V. 44. № 6. P. 656.
- Porcari J.P., Probst L., Forrester K. et al. Effect of wearing the Elevation Training Mask on aerobic capacity, lung function, and hematological variables // J. Sports Sci. Med. 2016. V. 15. № 2. P. 379.
- Granados J., Gillum T.L., Castillo W. et al. “Functional” respiratory muscle training during endurance exercise causes modest hypoxemia but overall is well tolerated // J. Strength Cond. Res. 2016. V. 30. № 3. P. 755.
- Romero-Arenas S., López-Pérez E., Colomer-Poveda D., Márquez G. Oxygenation responses while wearing the elevation training mask during an incremental cycling test // J. Strength Cond. Res. 2021. V. 35. № 7. P. 1897.
- Gáspari A.F., Carvalho L., Teodoro C.L. et al. Is Elevation Training Mask a strategy to increase lactate clearance through respiratory muscle loading? // J. Strength Cond. Res. 2018. V. 32. № 9. P. e12.
- Бреслав И.С., Ноздрачев А.Д. Регуляция дыхания: висцеральная и поведенческая составляющие // Успехи физиологических наук. 2007. Т. 38. № 2. С. 26.
- Еркудов В.О., Пуговкин А.П. Эффекты добавочного дыхательного сопротивления у подростков с повышенным тонусом симпатической нервной системы // Патогенез. 2019. Т. 17. № 1. С. 82. Erkudov V.O., Pugovkin A.P. [Effects of additional respiratory resistance in adolescents with increased sympathetic tone] // Patogenez [Pathogenesis]. 2019. V. 17. № 1. P. 82.
- Панкова Н.Б. Функциональные пробы для оценки состояния здоровых людей по вариабельности сердечного ритма // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2013. Т. 99. № 6. С. 682. Pankova N.B. [Functional tests for the assessment of the healthy people state via using heart rate variability] // Ross. Fiziol. Zh. Im. I.M. Sechenova. 2013. V. 99. № 6. P. 682.
- Jung H.C., Lee N.H., John S.D., Lee S. The elevation training mask induces modest hypoxaemia but does not affect heart rate variability during cycling in healthy adults // Biol. Sport. 2019. V. 36. № 2. P. 105.
- Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В. Механизмы общего адаптационного синдрома при действии увеличенного респираторного сопротивления // Спортивная медицина: наука и практика. 2016. Т. 6. № 3. С. 29. Byalovsky Yu.Yu., Bulatetsky S.V. The mechanisms of general adaptation syndrome:influence of increased respiratory resistance // Sports Medicine: Research and Practice. 2016. V. 6. № 3. P. 29.
- Hermand E., Lhuissier F.J., Pichon A. et al. Exercising in hypoxia and other stimuli: heart rate variability and ventilatory oscillations // Life (Basel). 2021. V. 11. № 7. P. 625.
- Baevsky R.M., Bennett B.S., Bungo M.W. et al. Adaptive responses of the cardiovascular system to prolonged spaceflight conditions: assessment with Holter monitoring // J. Cardiovasc. Diagn. Proced. 1997. V. 14. № 2. P. 53.
- Шлык Н.И. Нормативы вариационного размаха кардиоинтервалов в покое и ортостазе при разных типах регуляции у лыжников-гонщиков в тренировочном процессе // Наука и спорт: современные тенденции. 2021. Т. 9. № 4. С. 35. Shlyk N.I. Standards of the variational range of cardiointervals at rest and during orthostasis challenge with different types of regulation in ski racers in the training process // Science and Sport: Current Trends. 2021. V. 9. № 4. P. 35.
- Максимов А.Л., Аверьянова И.В. Информативные маркеры состояния кардиогемодинамики у юношей с различными типами вегетативной регуляции в процессе велоэргометрической нагрузки субмаксимальной мощности // Физиология человека. 2019. Т. 45. № 3. С. 61. Maksimov A.L., Averyanova I.V. Informative markers of cardiohemodynamic state in young males with different types of autonomic regulation during a submaximal cycle of ergometric exercise // Human Physiology. 2019. V. 45. № 3. P. 283.
- Natarajan A., Pantelopoulos A., Emir-Farinas H., Natarajan P. Heart rate variability with photoplethysmography in 8 million individuals: a cross-sectional study // Lancet Digit. Health. 2020. V. 2. № 12. P. e650.
- Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. М.: Наука, 1984. 221 с. Baevsky R.M., Kirillov O.I., Kletskin S.Z. [Mathematical analysis of changes in heart rate during stress]. M.: Nauka, 1984. 221 p.
- 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.
- Shaffer F., Ginsberg J.P. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms // Front. Public Health. 2017. V. 5. P. 258.
- Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н., Кириллова Т.Г., Семенов В.Г. Типологические особенности функционального состояния регуляторных систем у школьников и юных спортсменов (по данным анализа вариабельности сердечного ритма) // Физиология человека. 2009. Т. 35. № 6. С. 85. Shlyk N.I., Sapozhnikova E.N., Kirillova T.G., Semenov V.G. Typological characteristics of the functional state of regulatory systems in schoolchildren and young athletes (according to heart rate variability data) // Human Physiology. 2009. V. 35. № 6. P. 730.
- Шлык Н.И., Зуфарова Э.И. Нормативы показателей вариабельности сердечного ритма у исследуемых 16–21 года с разными преобладающими типами вегетативной регуляции // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2013. № 4. С. 96. Shlyk N.I., Zufarova E.I. [Qualifying standards of heart rate variability for 16–21 years old testees with different prevalent types of autonomic regulation of heart] // Bulletin of Udmurt University. Series Biology. Earth Sciences. 2013. № 4. P. 96.
- Billman G.E. The LF/HF ratio does not accurately measure cardiac sympatho-vagal balance // Front. Physiol. 2013. V. 4. P. 26.
- Perini R., Veicsteinas A. Heart rate variability and autonomic activity at rest and during exercise in various physiological conditions // Eur. J. Appl. Physiol. 2003. V. 90. № 3–4. P. 317.
- 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.
- 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.
- Valenza G., Sclocco R., Duggento A. et al. The central autonomic network at rest: Uncovering functional MRI correlates of time-varying autonomic outflow // Neuroimage. 2019. V. 197. P. 383.
- Usui H., Nishida Y. The very low-frequency band of heart rate variability represents the slow recovery component after a mental stress task // PLoS One. 2017. V. 12. № 8. P. e0182611.
- Панкова Н.Б., Архипова Е.Н., Алчинова И.Б. и др. Сравнительный анализ методов экспресс-оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы // Вестник восстановительной медицины. 2011. № 6(46). С. 60. Pankova N.B., Arkhipova E.N., Alchinova I.B. et al. [Comparative analysis of methods for rapid assessment of the functional state of the cardiovascular system] // Bulletin of Rehabilitation Medicine. 2011. № 6(46). P. 60.
- Stuckless T.J.R., Vermeulen T.D., Brown C.V. et al. Acute intermittent hypercapnic hypoxia and sympathetic neurovascular transduction in men // J. Physiol. 2020. V. 598. № 3. P. 473.
- Mellor A., Bakker-Dyos J., OʼHara J. et al. Smartphone-Enabled Heart Rate Variability and Acute Mountain Sickness // Clin. J. Sport. Med. 2018. V. 28. № 1. P. 76.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)