Human PhysiologyHuman PhysiologyФизиология человека0131-16463034-6150The Russian Academy of Sciences66399710.31857/S0131164624010076ArticlesСтатьиResearch ArticleThe influence of breathing exercises on the heart rate variability parameters of female medical studentsВлияние дыхательных упражнений на параметры вариабельности ритма сердца студенток медицинского вузаIlinaN. L.ИльинаН. Л.
Russian Federation
mormasha@gmail.comMorozovaM. P.МорозоваМ. П.
Russian Federation
mormasha@gmail.comMorozovaM. I.МорозоваМ. И.
Russian Federation
mormasha@gmail.comPenza State UniversityФГБОУ ВО Пензенский государственный университет, Медицинский институтPirogov Russian National Research Medical UniversityФГАОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова04062024501828925022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0131-1646/article/view/663997

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.

Исследовали влияние дыхательных упражнений (ДУ) с навязанным ритмом на динамику параметров вариабельности ритма сердца (ВРС) с целью изучения характера адаптационных процессов в организме девушек с разным исходным уровнем общей ВРС. Оценивали частоту сердечных сокращений (ЧСС), временные показатели ВРС: SDNN, mNN, RMSSD, pNN50 и спектральные параметры ВРС: TP, НF и HFnu, LF и LFnu, LF/HF, а также индексы вегетативного равновесия (ИВР) и напряжения (ИН). По уровню SDNN выделили лиц с условно низким и условно высоким уровнем общей ВРС — группы НВ (40 (31; 47) мс) и ВВ (64 (58; 70) мс). В состоянии покоя параметры ВРС у ВВ-девушек были значимо выше, чем в НВ-подгруппе. После ДУ в НВ-подгруппе наблюдали значимое увеличение SDNN и TP, на фоне снижения HF и HFnu и роста LF и LFnu, а соотношения LF/HF после ДУ возросло на 80%. У ВВ-девушек после ДУ регистрировали рост на 6% ЧСС, но не параметров общей ВРС: снижение HF и HFnu, было скомпенсировано ростом показателей LFnu, в результате отношение LF/HF значимо увеличилось почти в 1.5 раза по сравнению с уровнем покоя. У НВ-девушек показатели ИВР и ИН были выше в 2.6–2.7, чем в ВВ-подгруппе. После ДУ наблюдали снижение на 24 и 19% параметров ИВР и ИН в НВ, но не в ВВ-подгруппе. Таким образом, приспособление работы сердца к ДУ происходило сходным образом у НВ- и ВВ-лиц, однако отличалось разной адаптационной стоимостью такого усилия для НВ- и ВВ-субъектов.

heart rate variabilityautonomic tone typebreathing exercisesgirlsвариабельность ритма сердцатип вегетативной регуляциидыхательные упражнениядевушкиMorozova 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.Морозова М.П., Евсеев А.М., Прохорова А.В. и др. Связь вегетативного тонуса девушек и юношей с их психологическим профилем личности // Физиология человека. 2020. Т. 46. № 5. С. 15.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.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.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.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.Зарченко П.Ю., Казин Э.М., Блинова Н.Г. и др. Реализация ДАС-БОС-терапии у студентов с различными типами вегетативной регуляции кардиоритма в процессе адаптации к учебной деятельности // Физиология человека. 2020. T. 46. № 6. C. 92.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.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.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.Сокрут В.Н., Сокрут О.П., Синяченко О.В. “Вегетативный паспорт” и реабилитационный диагноз в артрологической практике // Боль. Суставы. Позвоночник. 2016. № 1 (21). С. 45.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.Федотчев А.И. Коррекция стресс-индуцированных состояний сенсорными воздействиями, автоматически модулируемыми эндогенными ритмами человека // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2022. Т. 72. № 1. С. 3.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.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.Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 65.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.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.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.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.Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д., Потапов В.В., Потапова Р.К. Комплексное исследование изменения функционального состояния человека при восприятии медиаконтента разной модальности // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2021. Т. 71. № 1. С. 86.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.Чуян Е.Н., Бирюкова Е.А., Раваева М.Ю. Комплексный подход к оценке функционального состояния организма студентов // Ученые записки Таврического национального университет им. В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. 2008. Т. 21 (60). № 1. С. 123.Bakhilin V.M. Estimates of the parameters of respiratory sinus arrhythmia // Human Physiology. 2022. V. 48. № 4. Р. 440.Бахилин В.М. Различия оценок параметров дыхательной синусовой аритмии // Физиология человека. 2022. T. 48. № 4. С. 103.Mikhailov V.M. [Heart rate variability. Experience in practical application of the method] Ivanovo: Ivanovo State Medical Academy, 2000. 200 p.Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. Иваново: Ивановская государственная медицинская академия, 2000. 200 с.Fisher J.P., Zera T., Paton J.F.R. Respiratory-cardiovascular interactions // Handb. Clin. Neurol. 2022. V. 188. P. 279.Sevoz-Couche C., Laborde S. Heart rate variability and slow-paced breathing: when coherence meets resonance // Neurosci. Biobehav. Rev. 2022. V. 135. P. 104576.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.Самойлов В.О., Лесова Е.М., Катунцев В.П., Божокин С.В. Количественные параметры вариабельности сердечного ритма во время дыхательных проб // Интегративная физиология. 2021. Т. 2. № 2. С. 173.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.Лучникова О.В. Оценка нагрузочных проб по показателям вариабельности ритма сердца для военнослужащих // Известия Российской военно-медицинской академии. 2020. Т. 39. № S3-5. С. 70.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.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.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.Двоеносов В.Г. Особенности функционального и психологического состояния студентов с различным вегетативным тонусом в условиях экзаменационного стресса // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2009. Т. 151. № 3. C. 255.