Response of the cardiovascular system to heart rate variability biofeedback intervention in adolescents with different autonomic nervous tone living in northern and southern regions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The cardiovascular responses of adolescents during self-regulation are contingent upon their initial autonomic tone and place of residence.

AIM: To investigate the dynamics of cardiovascular system indices during heart rate variability biofeedback (HRV BF) training in adolescents with different initial autonomic regulation of heart rhythm, taking into account their residence in the northern and southern regions.

MATERIAL AND METHODS: Schoolchildren aged 16–17 years, residents of the northwestern (n=55), northeastern (n=55) and southern (n=55) regions of the Russian Federation were examined. Heart rate variability (HRV) and blood pressure (BP) were recorded. Participants were divided into the following groups according to their baseline autonomic regulation of cardiac rhythm: vagotonics, normotonics and sympathotonics. Normotonics and sympathotonics additionally had a one-time HRV BF session to increase parasympathetic influences on heart rhythm.

RESULTS: The northwestern/northeastern/southern samples revealed 29/7/16% vagotonics; 42/47/49% normotonics; and 29/46/35% sympathotonics. BP was significantly greater in sympathotonics compared to vagotonics and normotonics in in the northeastern region and sympathotonics in the northwestern and southern regions. HRV BF training was successful in all participants: HRV parameters responded to a greater extent in sympathotonics living in the northwestern region while their BP and baroreflex levels were relatively stable. Sympathotonics of the northeastern and southern regions were characterized by preservation of elevated HR after HRV BF accompanied by a significant decrease in BP and a pronounced baroreflex response.

CONCLUSION: In the northwestern region, adolescents who are mainly decendants of migrants from the southern regions typically have sympathicotonia and increased vascular response to HRV BF. The descendants of natives of the northwestern region apparently inherited more advanced mechanisms of cardiovascular regulations in the conditions of the Arctic.

About the authors

Denis B. Demin

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: denisdemin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7912-9226
SPIN-code: 6565-4657

MD, Dr. Sci. (Med.), senior research associate

Russian Federation, 249 Lomonosov avenue, 163000, Arkhangelsk

References

  1. Dyakovich MP, Dyakovich OA. Health related quality of life of adolescents living in the Yamal-Nenets autonomous area. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2017;24(3):43–48. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2017-3-43-48
  2. Korchin VI, Korchina TYa, Ternikova EM, et al. Influence of climatic and geographical factors of the Yamalo-Nenets Autonomous Okrug on the health of its population (review). Journal of Medical and Biological Research. 2021;9(1):77–88. (In Russ). doi: 10.37482/2687-1491-Z046
  3. Artamonova SU, Ammosova AM, Zakharova NM, et al. The state of autonomic nervous system in teenagers of the city of Yakutsk. Vestnik of North-Eastern Federal University. Medical Sciences. 2018;(4):33–38. (In Russ). doi: 10.25587/SVFU.2018.4(13).20742
  4. Lytaev SA, Tolstova EA. Vegetative status with arterial hypertension in the indigenous population of the Far North and migrants. Pediatrician (St. Petersburg). 2016;7(3):56–62. (In Russ). doi: 10.17816/PED7356-62
  5. Korobitsyna EV, Mel’kova LA, Gudkov AB. Impact of local hand and foot skin cooling on peripheral hemodynamic parameters in young men and women in the European North of Russia. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) federal’nogo universiteta. Seria: Mediko-biologicheskie nauki. 2016;(4):22–29. (In Russ). doi: 10.17238/issn2308-3174.2016.4.22
  6. Poskotinova LV. Vegetativnaja reguljacija ritma serdca i jendokrinnyj status molodezhi v uslovijah Evropejskogo Severa Rossii. Yekaterinburg: Ural Branch of RAS. 2010. 232 p. (In Russ).
  7. Lehrer P, Kaur K, Sharma A. Heart rate variability biofeedback improves emotional and physical health and performance: a systematic review and meta analysis. Appl Psychophysiol Biofeedback. 2020;45(3):109–129. doi: 10.1007/s10484-020-09466-z
  8. Baevsky RМ, Chernikova AG. Heart rate variability analysis: physiological foundations and main methods. Cardiometry. 2017;(10):66–76. doi: 10.12710/cardiometry.2017.6676
  9. Singh N, Moneghetti KJ, Christle JW, et al. Heart rate variability: an old metric with new meaning in the era of using mhealth technologies for health and exercise training guidance. Part one: physiology and methods. Arrhythm Electrophysiol Rev. 2018;7(3):193–198. doi: 10.15420/aer.2018.27.2
  10. Oikawa LO. Characteristics of possible "Polar adaptation" by long-term wintering in antarctica observed through analysis of heart rate variability (HRV) components representing autonomic nervous system (ANS) response. Journal of the Neurological Sciences. 2017;381:935. doi: 10.1016/j.jns.2017.08.2631
  11. Demin DB, Poskotinova LV, Krivonogova EV. EЕG reactions during heart rate variability biofeedback procedure in adolescents with different autonomic tone living in Northern areas. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2016;23(10):23–30. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2016-10-23-30
  12. Lin G, Xiang Q, Fu X, et al. Heart rate variability biofeedback decreases blood pressure in prehypertensive subjects by improving autonomic function and baroreflex. J Altern Complement Med. 2012;18(2):143–152. doi: 10.1089/acm.2010.0607
  13. Nolan RP, Floras JS, Harvey PJ, et al. Behavioral neurocardiac training in hypertension: a randomized, controlled trial. Hypertension. 2010;55(4):1033–1039. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.109.146233
  14. Olsson EM, El Alaoui S, Carlberg B, et al. Internet-based biofeedback-assisted relaxation training in the treatment of hypertension: a pilot study. Appl Psychophysiol Biofeedback. 2010;35(2):163–170. doi: 10.1007/s10484-009-9126-x
  15. Moravec CS. Biofeedback therapy in cardiovascular disease: rationale and research overview. Cleve Clin J Med. 2008; 75 Suppl. 2:S35–S38. doi: 10.3949/ccjm.75.suppl_2.s35

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


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».