Regional Specificity of Neurovegetative Regulation on the Example of the North-East of Russia and the North Caucasus

Cover Page

Cite item

Abstract

BACKGROUND: Heart rate variability (HRV) is a highly informative marker of neurovegetative regulation of cardiovascular activity, as well as a method for quantitatively assessing its physiological changes, allowing for the analysis of the specifics of neurovegetative regulation, taking into account the influence of climatic and geographic factors of different regions of residence.

AIM: The study of regional characteristics, as well as differences in the autonomic control of the circulatory system based on heart rate variability indicators in individuals living in different natural and climatic zones such as the North-East (Magadan) and the North Caucasus (Vladikavkaz), which differ in both climatic conditions and relief (lowland and low mountain).

METHODS: The indices of the autonomic regulation of the heart were assessed in the time and frequency domains in 89 young men, 41 of whom were born in the North-Eastern region (Magadan) (mean age 19.8±0.5 years) and 48 young men were born in the North Caucasus (Vladikavkaz) with an average age of 20.8±0.8 years. All study participants underwent an analysis of the key parameters of the HRV at rest (sitting position) using the «Varicard» hardware and software complex. The type of autonomic regulation was determined based on the variation range (MxDMn) and stress index (SI), assessed in a state of rest.

RESULTS: The results obtained allowed us to establish that living in low-altitude conditions leads to a decrease in vegetative functions, which was associated with a decrease in the activity of the parasympathetic link of the autonomic nervous system, shifting the sympathovagal balance to a relative state of sympathetic activity. In the natives of the North-Eastern region, in lowland conditions, most of the heart rate variability parameters corresponded to the optimal physiological ranges with a shift of a number of parameters to the area of parasympathetic activity.

CONCLUSION: The conducted studies demonstrate that the heart rate variability parameters reflect the specificity of adaptive restructuring of physiological systems, forming ranges of the functional norm characteristic of each natural and climatic zone. These indicators can serve as objective markers of the body's response to extreme environmental factors characteristic of various regions of the Russian Federation. Our study complements the results of scientific research on the shift of the neurovegetative regulation vector to the area of sympathetic activation of the circulatory system as a component of adaptation to combined mountain climatic factors (North Caucasus) and, conversely, in the formation of compensatory mechanisms of vegetative regulation in conditions of extreme climatic factors of the northern territories, manifested in increased tonic activity of the vagus nerve.

About the authors

Victoria A. Belyayeva

Institute of Biomedical Investigations of Vladikavkaz Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences, North Ossetia-Alania

Author for correspondence.
Email: pursh@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-8126-5275
SPIN-code: 8202-1922

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, v. Mikhailovskoye, North Ossetia-Alania

Inessa V. Averyanova

Scientific Research Center «Arktika» Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: inessa1382@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4511-6782
SPIN-code: 9402-0363

Dr. Sci. (Biology), Professor

Russian Federation, Magadan

References

  1. Vityazeva TA, Mikheev AA. Methods for studying heart rate variability (review). Biomedicine Radioengineering. 2024;27(4):87–95. doi: 10.18127/j15604136-202404-12 EDN: WQYLWB
  2. Shaffer F, McCraty R, Zerr CL. A healthy heart is not a metronome: an integrative review of the heart's anatomy and heart rate variability. Front Psychol. 2014;5:1040. doi: 10.3389/fpsyg.2014.01040
  3. Damoun N, Amekran Y, Taiek N, Hangouche AJE. Heart rate variability measurement and influencing factors: Towards the standardization of methodology. Glob Cardiol Sci Pract. 2024;2024(4):e202435. doi: 10.21542/gcsp.2024.35
  4. Sammito S, Thielmann B, Seibt R, et al. Guideline for the application of heart rate and heart rate variability in occupational medicine and occupational science. ASU International Edition, 2015;06. doi: 10.17147/ASUI.2015-06-09-03
  5. Shaffer F, Ginsberg JP. An overview of heart rate variability metrics and norms. Front Public Health. 2017;5:258. doi: 10.3389/fpubh.2017.00258
  6. Lane RD, McRae K, Reiman EM, et al. Neural correlates of heart rate variability during emotion. Neuroimage. 2009;44(1):213–222. doi: 10.1016/j.neuroimage.2008.07.056
  7. Candia-Rivera D, Catrambone V, Thayer JF, et al. Cardiac sympathetic-vagal activity initiates a functional brain-body response to emotional arousal. Proc Natl Acad Sci USA. 2022;119(21):e2119599119. doi: 10.1073/pnas.2119599119
  8. Smith R, Thayer JF, Khalsa SS, Lane RD. The hierarchical basis of neurovisceral integration. Neurosci Biobehav Rev. 2017;75:274–296. doi: 10.1016/j.neubiorev.2017.02.003
  9. Fatisson J, Oswald V, Lalonde F. Influence diagram of physiological and environmental factors affecting heart rate variability: an extended literature overview. Heart Int. 2016;11(1):e32–e40. doi: 10.5301/heartint.5000232
  10. Bauche JP, Grigorieva EA, Matzarakis A. Human-biometeorological assessment of urban structures in extreme climate conditions: the example of Birobidzhan, Russian Far East. Advances in Meteorology. 2013;2013:749270. doi: 10.1155/2013/749270
  11. Baevsky RM, Ivanov GG, Gavrilushkin AP, et al. Analysis of heart rate variability when using various electrocardiographic systems (part 1). Journal of Arrhythmology. 2002;(24):65–86. (In Russ.) EDN: HSPLXF
  12. Averyanova IV, Maksimov AL. Hemodynamics and heart rate variability under orthostatic challenge test in young caucasian men: part 1. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2021;28(1):22–31. doi: 10.33396/1728-0869-2021-1-22-31 EDN: WPTYOM
  13. Shlyk NI, Sapozhnikova EN, Kirillova TG, Semenov VG. Typoloagical characteristics of the functional state of regulatory systems in schoolchildren and young athletes (according to heart rate variability data). Fiziologiya Cheloveka. 2009;35(6):85–93. EDN: KYGHBV
  14. Huang CM, Chang HC, Kao ST, et al. Radial pressure pulse and heart rate variability in heat- and cold-stressed humans. Evid Based Complement Alternat Med. 2011;2011:751317. doi: 10.1155/2011/751317
  15. Averyanova I.V., Vdovenko S.I. Features of somatometric status and cardiohemodynamics of young men aged 17–21, permanent residents of different climatic geographic regions of Magadan region. Health. Medical Ecology. Science. 2018;(2):21–26. doi: 10.5281/zenodo.1296772 EDN: USZQNC
  16. Maksimov AL, Averyanova IV. Some peculiarities of demographic and adaptive processes in young male residents of Magadan oblast. The Bulletin of the North-East Scientific Center. 2015;(3):99–102. EDN: UIIADZ
  17. Belyayeva V. Heart rate variability and basic hemodynamic parameters in medical students in seasons with different photoperiod. Archiv EuroMedica. 2022;12(6). doi: 10.35630/2022/12/6.14 EDN: PYEUVS
  18. Datieva FS, Belyayeva VA, Dzampaeva ZhV, et al. Dysregulatory aspects in the pathogenesis of cardiovascular disorders. Possibilities of correction with phytoadaptogens: experimental and clinical studies. Vladikavkaz: IP Tsopanova AYu; 2022. 308 p. (In Russ.) EDN: NACWMX
  19. Belyaeva VA, Takoeva EA. Adaptation potential of the circulatory system and heart rate variability in medical students. Modern Problems of Science and Education. 2019;(6):124. doi: 10.17513/spno.29313 EDN: SIIMAM

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Distribution of types of vegetative regulation HR in young men, living in different natural and climatic zones: the North-East (Magadan) and the North Caucasus (Vladikavkaz).

Download (44KB)
3. Fig. 2. Intergroup differences in heart rate variability in young men of the North Caucasus and North-Eastern regions of Russia. * Statistically significant intergroup differences are indicated. Blue color range — the value is higher for representatives of the north-eastern region, red color range — the value is higher for representatives of the North Caucasus.

Download (239KB)
4. Fig. 1. Distribution of types of vegetative regulation HR in young men, living in different natural and climatic zones: the North-East (Magadan) and the North Caucasus (Vladikavkaz).

Download (78KB)
5. Fig. 2. Intergroup differences in heart rate variability in young men of the North Caucasus and North-Eastern regions of Russia. * Statistically significant intergroup differences are indicated. Blue color range — the value is higher for representatives of the north-eastern region, red color range — the value is higher for representatives of the North Caucasus.

Download (192KB)

Copyright (c) 2025 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».